鐘聲，崔嘉宇，王經順，徐亮

(1.江蘇省環(huán)境監(jiān)測中心，江蘇 南京 210036；2.江蘇省蘇協(xié)環(huán)境技術研究院，江蘇 南京 210036)

·環(huán)境預警·

江蘇省水質自動監(jiān)測預警規(guī)則的設計與應用

鐘聲1，2，崔嘉宇1，2，王經順1，徐亮1

(1.江蘇省環(huán)境監(jiān)測中心，江蘇 南京 210036；2.江蘇省蘇協(xié)環(huán)境技術研究院，江蘇 南京 210036)

基于分級、分類、精簡的設計原則，設計了江蘇省水質自動監(jiān)測預警規(guī)則，包括運維人員進行核實，環(huán)保部門加強監(jiān)控(一級預警)；運維人員核實后，環(huán)保部門短信預警(二級預警)；水質明顯異常，核實確認后報送紙質版快報(三級預警)。該預警規(guī)則在江蘇省水質自動監(jiān)測系統(tǒng)中得到應用，通過與上下游環(huán)保局、督查部門的配合聯(lián)動，在捕獲水質異常信息、預警污染事故等方面發(fā)揮了重要作用。

水質；自動監(jiān)測站；預警規(guī)則

20世紀90年代，隨著經濟的快速發(fā)展，環(huán)境污染問題不斷出現，飲用水危機、環(huán)境污染事件頻發(fā)，促使人們開始積極尋找及時、有效的環(huán)境監(jiān)測預警手段。水質自動監(jiān)測作為一種高效、實時的監(jiān)測手段，被廣泛應用于水質的前期預報預警，為管理部門及時采取措施提供重要的反應時間[1]。

江蘇省水質自動監(jiān)測工作起始于2000年前后，太湖水危機事件后更是進入建設高峰期，截至2014年底，省級財政投資共計建成181個水站，形成了基本覆蓋國家考核斷面、主要入湖河流、省(市)界斷面和飲用水水源地的自動監(jiān)控網絡[2]。目前主要的監(jiān)測指標包括溶解氧、 水溫、電導率、濁度、pH值、高錳酸鹽指數、氨氮、總磷、總氮、TOC等，部分站點還具備總酚、葉綠素、藍綠藻、VOCs以及重金屬等指標的監(jiān)測能力。通過兩起監(jiān)控預警實例的分析，構建了水質監(jiān)控預警的處置機制，并通過近年的工作實踐和經驗總結，初步建立了一套水質自動監(jiān)測系統(tǒng)的預警體系， 制定了相應的應急聯(lián)動措施，在多起水質異常事件中發(fā)揮了重要作用。

1 江蘇省地表水水質自動監(jiān)測預警規(guī)則的設計

1.1 設計原則

1.1.1 分級原則

由于預警系統(tǒng)的復雜性、多樣性，以及水質自動站管理層級的不同[3-4]，形成一個完善的、高效的、多層次的管理運行機制非常重要，因此在預警規(guī)則設計時，應根據管理人員的需求對預警規(guī)則進行分級設置。

通常可將水站管理人員分為水站運維人員、日常監(jiān)控人員和管理層人員3種類型[5]，因此預警級別一般也相應分為3級。一級預警對應水站運維人員，在儀器發(fā)生故障、水質異常波動、數據傳輸錯誤等情況發(fā)生時，應將所有預警信息發(fā)送給水站運維人員。二級預警對應水站日常監(jiān)控人員，主要針對水質異常波動信息的捕捉。三級預警對應管理層人員，主要針對敏感點位的重要水質異常信息。

1.1.2 分類原則

由于水質自動站的點位性質各不相同，因此在預警規(guī)則設計時，應考慮不同站點的性質和重要程度。

對于水源地自動站，由于飲用水水源地對人們的生活、生產影響巨大[6-7]，因此其預警閾值應設定在較低的濃度范圍；對于浮標站及湖體自動站，應重點關注藍藻水華對湖泊水體的影響，由于溶解氧、藻密度和藍藻水華發(fā)生情況有直接關系，因此應重點關注溶解氧和藻類監(jiān)測數據；對于省市交界斷面和生態(tài)補償斷面[8]，由于各斷面污染情況不同，各地相應制定了不同的考核指標，如氨氮、高錳酸鹽指數和總磷的預警信息。此外還有部分裝有增配儀器的自動站，也應針對特殊的監(jiān)測指標如VOCs、重金屬等設置相應的預警規(guī)則[9]。

1.1.3 精簡原則

考慮到江蘇省水質自動站的數量較多，過于頻繁的報警往往會使大量有用信息被淹沒，影響正常預警工作的開展。因此在預警規(guī)則設置時，應盡量使預警信息更為準確精簡地發(fā)布。

由于不同斷面在不同水期的水質會有較大差異[8]，部分斷面的監(jiān)測指標在一定時期內可能長期處于較高濃度水平，因此，在預警規(guī)則設計時應考慮水質在不同水期的變化趨勢，避免水站頻繁報警[10-11]。此外，水質出現好轉或是雖然出現上升但并未超過該斷面的正常水質水平時，也沒有必要啟動預警。

1.2 預警規(guī)則

1.2.1 一級預警

一級預警作為初級預警，主要針對常見的水質異常波動、儀器的偶發(fā)異常等信息，一般直接發(fā)送給水站運維人員及當地監(jiān)測站值班人員。當發(fā)生下列情況時，運維人員應立即核實監(jiān)測數據的有效性，并對該斷面加強監(jiān)控。(1)當某水質自動站自動監(jiān)測數據連續(xù)2組超過平常濃度水平(一般為前一周均值)的2倍，同時水質類別劣于該斷面水質功能目標；(2)水源地水質出現波動但未超過地表水Ⅲ類標準；(3)自動站監(jiān)測數據發(fā)現重金屬、總酚、VOCs等指標出現異常波動(超過平常濃度水平2倍，但未超標)；(4)藻類、溶解氧指標個別時段出現異常波動[藻密度>3 000萬L-1，ρ(溶解氧)<5 mg/L]。

1.2.2 二級預警

二級預警作為水質異常預警，主要針對較為明顯的水質異常波動和敏感點位的水質波動，除水站運維人員及當地監(jiān)測站值班人員外，還應發(fā)送給省環(huán)境監(jiān)測中心值班人員。當發(fā)生下列情況時，水站運維單位立即核實監(jiān)測數據的有效性；事發(fā)地環(huán)境監(jiān)測部門應組織開展加密監(jiān)測或水樣比對工作，及時通知上下游環(huán)保部門，并將監(jiān)測結果以應急快報形式報地方環(huán)保局及省環(huán)境監(jiān)測中心。省環(huán)境監(jiān)測中心將根據地方上報應急快報數據或水質監(jiān)控平臺數據以短信報警或電話通知等方式報送相關領導，同時通知上下游地方環(huán)保部門及區(qū)域督查中心等單位。(1)當某水質自動站自動監(jiān)測數據連續(xù)2組超過平常濃度水平(一般為前一周均值)的3倍，同時水質類別劣于該斷面水質功能目標；(2)水源地出現超過地表水Ⅲ類標準現象，且水質呈下降趨勢；(3)重金屬、總酚及VOCs出現超標現象，且水質呈下降趨勢；(4)湖體藻類、溶解氧指標連續(xù)6 h出現異常波動[藻密度>3 000萬L-1，ρ(溶解氧)<5 mg/L]，且水質呈下降趨勢。

1.2.3 三級預警

三級預警作為水質顯著異常預警，主要針對較為持續(xù)的水質異常波動和敏感點位的水質異常波動，除上述人員外，還應發(fā)送給省環(huán)境監(jiān)測中心相關值班領導。當發(fā)生下列情況時，水站運維單位立即核實監(jiān)測數據的有效性；事發(fā)地環(huán)境監(jiān)測部門應立即組織開展應急監(jiān)測工作，增加監(jiān)測頻次和監(jiān)測指標，并組織相關環(huán)境監(jiān)管部門對站點所在斷面上下游可能污染源進行排查，相關監(jiān)測數據及監(jiān)察情況以應急快報形式報地方環(huán)保局及省環(huán)境監(jiān)測中心。省環(huán)境監(jiān)測中心將根據上報應急快報數據或水質監(jiān)控平臺數據編寫“江蘇省環(huán)境監(jiān)測中心應急監(jiān)測快報”，同時以短信報警的形式報送相關領導，同時通知上下游地方環(huán)保部門、省環(huán)監(jiān)局、區(qū)域督查中心等單位。(1)當某水質自動站自動監(jiān)測數據連續(xù)1 d(6組)超過平常濃度水平(一般為前一周均值)的3倍，同時水質類別劣于Ⅴ類；(2)飲用水水源地水質自動站自動監(jiān)測數據連續(xù)3組超過地表水Ⅲ類標準，且水質呈下降趨勢；(3)重金屬、總酚及VOCs出現異常超標2倍以上現象，且水質呈下降趨勢；(4)湖體藻類、溶解氧指標連續(xù)24 h出現異常波動[藻密度>3 000萬L-1，ρ(溶解氧)<5 mg/L]，或藻密度連續(xù)6 h明顯異常[藻密度>7 000萬L-1，ρ(溶解氧)<2 mg/L]，且水質呈下降趨勢。

2 預警聯(lián)動方案

江蘇省環(huán)保廳在近年的環(huán)境預警監(jiān)測工作中，初步構建了水質監(jiān)控預警的處置機制(見圖1)。

圖1 水質自動監(jiān)控響應工作流程

水環(huán)境自動監(jiān)測數據監(jiān)控平臺捕獲異常數據時，會自動以短信方式向監(jiān)控人員發(fā)送預警短信；監(jiān)控人員聯(lián)系第三方機構的技術人員進行現場核實，確認儀器狀態(tài)。儀器無異常的情況下，通知地方監(jiān)測站工作人員采集水樣送地方實驗室分析水質狀態(tài)。實驗室分析結果確認水質異常的情況下，編制預警快報并報送至上下游環(huán)保局、督查中心及環(huán)保廳，由督查中心和當地環(huán)保局趕赴現場督查實際情況，向環(huán)保廳反饋預警處理結果。

在接到監(jiān)測部門報送的各類報告后，環(huán)保廳、督查中心等部門會及時開展處理處置工作，針對省界斷面、市界斷面、國控斷面等不同類型站點發(fā)出的預警信息，分別采取通報鄰省環(huán)保部門、排查污染企業(yè)、約談地方政府等措施來有效管理流域水質安全。

3 實際應用

3.1 江蘇某水質自動站捕獲安徽廢水入境事件

2010年1—8月，安徽入江蘇的梅渚河某水質自動站氨氮等指標多次發(fā)生異常波動(見圖2)，其中ρ(氨氮)最高達73.55 mg/L，河面出現大量白色物質，多處可見死魚。江蘇省水環(huán)境預警平臺及時發(fā)出預警信息，在水站運維單位現場核實、當地環(huán)境監(jiān)測部門采樣分析確認后，江蘇省環(huán)境監(jiān)測中心發(fā)出了30余期應急監(jiān)測快報。由于梅渚河兩岸水產養(yǎng)殖戶較多，當發(fā)生污染情況時，當地環(huán)保局根據省環(huán)境監(jiān)境中心的監(jiān)測快報，在第一時間通知各養(yǎng)殖戶，很大程度上減少了水產養(yǎng)殖戶的損失。

圖2 梅渚河某水質自動站氨氮、總氮月均值波動情況

經過環(huán)保部華東督查中心、江蘇省環(huán)保廳、安徽省環(huán)保廳三方排查后，確定此次事件為上游安徽省郎溪縣梅渚鎮(zhèn)工業(yè)污水直接排入梅渚河，導致該斷面水質嚴重惡化。經過多方努力，梅渚河水質得到初步改善，近年來基本處于Ⅲ～Ⅳ類水平。

水質自動站的連續(xù)實時監(jiān)測在梅渚河水質預警和應急監(jiān)測中起到了重要的作用，不但對上游企業(yè)的違法排污起到了監(jiān)督作用，也為生活在梅渚河兩岸的居民提供了預警提醒，將突發(fā)污染事故對居民生產生活的影響降至最低。

3.2 鶴溪河某水質自動站捕獲流動源偷排事件

2012年8月16日，位于鎮(zhèn)江丹陽市入常州武進區(qū)的鶴溪河某斷面出現pH值快速下降、電導率飆升的現象。截至16日12：00，pH值下降至2.54；電導率最高達191 600 μS/m，并且水面出現死魚現象(見圖3、圖4)。江蘇省水環(huán)境預警平臺發(fā)出預警信息后，監(jiān)測中心將捕獲的水質異常現象及時通報了蘇南督查中心及當地環(huán)保局。

督查中心和當地環(huán)保局進行了現場核查，聯(lián)合當地公安、海事等部門，在調取了大量上游企業(yè)及來往船只的資料后，成功在下游將涉嫌偷倒廢酸的運輸船只抓獲。水質自動預警工作的快速應急反應在此次突發(fā)性環(huán)境污染事件中發(fā)揮了重要作用。

圖3 丹陽入武進鶴溪河某斷面出現死魚現象

圖4 丹陽入武進鶴溪河某斷面水質異常波動情況

4 結語

江蘇省流域水質自動監(jiān)控預警工作自2007年實施以來，成效顯著。近年來，水質自動站在全省

范圍內共計發(fā)送預警短信20余萬條，調度核實異常情況1萬多次，捕捉到300余次水質異常波動，涉梅渚河、鶴溪河、通濟河等80余條河流，編制預警監(jiān)測快報500多期，協(xié)助查處了100多家污染企業(yè)。目前，江蘇省平均每年捕獲水質異常情況在100次左右，其中太湖流域約占3/4，淮河流域約占1/4，流域水質監(jiān)控預警工作為及時化解污染風險、保障供水安全提供了有力支撐。通過預警信息的報送及處置，有效遏制了環(huán)境污染事故的發(fā)生，一批河流斷面的水質得到大幅改善。

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Design and Application of the Regulation of Automatic Monitoring and Precaution for Water Quality in Jiangsu Province

ZHONG Sheng1，2， CUI Jia-yu1，2,WANG Jing-shun1， XU Liang1

(1.JiangsuEnvironmentalMonitoringCenter，Nanjing，Jiangsu210036，China；2.JiangsuSuxieEnvironmentalTechnologyResearchInstitute，Nanjing，Jiangsu210036，China)

Based on design principles of grading， classifying and simplifying， the warning rules of water quality monitoring system in Jiangsu province have been designed， which contains one-step， two-step and three-step warning systems. The one-step warning system refers to verification by operating persons and the reinforced surveillance by environmental protection departments. The two-step warning refers to short message alert sent by environmental protection departments after the verification. When abnormality of water quality is obvious， the three-step warning is issued when the message is sent in paper forms. The warning rules have been applied in water quality monitoring systems in Jiangsu province. Via corporations between the environmental protection agency and related supervision departments， the rules play important roles in obtaining abnormal water quality information and preventing pollution accidents.

Water quality； Automatic monitoring station； Early warning regulation

2015-10-12；

2015-11-27

江蘇省環(huán)境監(jiān)測科研基金資助項目(1122，1215)

鐘聲(1984—)，男，工程師，碩士，從事水環(huán)境監(jiān)測與管理工作。

X830.7

A

1674-6732(2016)02-0009-04