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“突发事件供水短期暴露风险与应急管控技术研究”课题通过技术审查
来源: 水质安全监测室      作者: 突发事件供水短期暴露风险与应急管控技术研究课题组     发布时间: 2018-07-05

      饮用水供应是城市“生命线工程”之一。应急供水工作是在突发状况和紧急时刻保障这条生命线安全的最后防线。我国现阶段仍处于水环境突发污染事件高发期。近年来不断出现的应急供水新案例暴露出供水行业相关技术储备方面的不足,主要是应急停水方面的程序不够清晰、缺乏短期超标可能造成健康影响的科学依据、应急处理技术覆盖范围仍然有限,我国供水行业对于应急供水工作存在重大而且迫切的需求。

  国家十二五水专项课题“突发事件供水短期暴露风险与应急管控技术研究”(课题编号:2015ZX07402002)开展了针对性的研究工作,以突发水源污染事件城市供水应急管控程序为研究目标,取得了在短期饮水健康影响、水源水质监测、应急处置技术扩展研究和应急管控等多方面的研究成果。该课题由中国疾病预防控制中心环境所作为牵头单位。张岚研究员是课题负责人。中国城市规划设计研究院和清华大学是课题参与单位。课题已经于6月22日通过了水专项办公室的技术审查,进入验收阶段。

  为了应对水源突发污染问题,课题通过研究短期饮水污染物对人体的健康影响,确定了50种污染物的一日和十日的饮水水质安全浓度值。与现有的饮用水水质标准主要基于长期饮用健康影响相比,该成果可以用于评价短期饮水污染物对人体健康的影响,适用于突发污染事件的应急处置。

  我国现有的饮用水水质标准,只有单一的标准值,是否达标主要是将水质监测数据与单一标准限值进行比对,以质量控制为主,没有区分污染物不同暴露时长的健康效应,这就导致一旦出现自来水水质超标,公众就误认为会立即产生健康危害,使政府、相关部门和供水企业在应急处置时十分被动。课题组编制完成的《饮用水中污染物短期暴露健康风险参考值制定指南》建立了我国突发事件饮用水污染物短期暴露健康风险的评估框架。并在此框架下,课题针对《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)和其他环境风险污染物,确定了多种污染物在短期饮水条件下特别是十日饮水条件下的水质安全浓度。这是对我国生活饮用水卫生标准体系的补充和完善。使的我国水质标准由单一的标准限值,发展到不同暴露条件下的一系列水质安全浓度值。我国的饮水标准由质量控制标准体系提升为风险控制标准体系。



  图1 风险控制标准体系


  课题在广泛参考美国环保局(U.S.EPA)、世界卫生组织(WHO)、欧盟等国际权威机构和组织各国相关资料文献的基础上,在饮用水污染物短期暴露健康风险评估框架下确定了50项污染物指标的短期饮水水质安全浓度值并完成技术支撑文档。涉及的污染物指标包括重金属、有机物和农药等。对部分重要指标的短期饮水水质安全浓度值开展了毒理学验证实验。实验方案参考文献资料进行设计、选取合适的效应终点作为效应指标,同时根据文献选择其他重要指标作为佐证和拓展。课题完成了15种污染物指标的验证实验报告。根据实验结果对确定的短期饮水水质安全浓度值的进行了验证和优化。课题组整合了污染物短期饮水水质安全浓度值、应急期处理技术、公众指导等内容,形成专著,为应急管理和日常监测提供技术依据。



  图2 毒理学验证实验


  课题建立了基于污染物存在水平、健康影响与去除能力的水源突发污染风险识别与监测管理方法。首次将饮用水短期暴露健康影响因素纳入水源风险评估,建立了污染物的识别、评估、监测、退出机制,将“常规指标与非常规指标”简单划分监测方式提升为“一物一策、根据风险评估结果实施监管”的风险防控监测方式,编制了《城镇供水水源水质突发污染风险识别与监测管理实施办法》(以下简称《实施办法》),为城镇供水单位提供了对水源风险监测管理的技术依据,已提交行业主管部门。

  课题创新了水源风险防控监测机制,首次建立了水源风险污染物识别、评估、监测、退出的实施办法,将“常规指标与非常规指标”简单划分的监测方式提升为“一物一策、根据风险评估结果实施监管”的风险防控监测方式。《生活饮用水卫生标准》(GB5749)、《地表水环境质量标准》(GB3838)、《城市供水水质标准》(CJ/T206)中都规定了各地应根据本地区特点自行确定水质监测指标和频率。但是由于缺乏实施方法,目前城镇供水水质监测机构开展应急和日常监测时多以常规指标和非常规指标进行界定,对各类理化指标本身对饮水安全的影响程度考虑较少,难以准确评估原水存在的风险,原水水质监测的针对性不强。据此,《实施办法》建立了基于健康影响、存在水平与去除效果的水源突发污染风险识别与评估方法。根据毒理学指标、一般化学指标、感官性状指标的各自特点,将饮用水短期饮水水质安全浓度值(十日值)、近3年内发生突发风险事件次数、对应水厂净水工艺去除能力的三方面协同效应作为污染指标风险等级的评价依据,为城镇供水单位提供了水源日常水质监测和管理的技术依据。

  课题创新了水源风险监管实施机制,将以往“企业自检为主”提升为“信息共享和水质监测”相结合的方式以及时获取必要信息,并根据供水突发事件影响时间和饮用水短期饮水水质安全浓度值(十日值),增加“周检”频率,以及时发现风险。对于信息共享,指明了信息来源与分工。对于水质监测管理,基于现有的实验室、在线、现场等监测方法与自动监控、人工巡查的管理方法,分别对不同类别水质指标的监测频率和方式进行了优化。在现行标准规定的每日、每月、半年与每年等频率的基础上,对于短期饮水水质安全浓度值(十日值)较高的风险指标,增加了“每周不少于1次”的监测频率,提升了水质监测指标与频率的针对性。

  图3 实施办法新要求


  课题分别选取部分以地表水为水源的城市进行了《实施办法》的试点研究,包括:副省级城市、有机物污染风险为主——南京;地级市、工业污染风险为主——镇江;地级市、有机物污染风险为主——兰州;地级市、重金属污染风险为主——株洲。结合试点城市实际,按照《实施办法》要求,确定水源风险的监管方式和检测频率,指导试点城市开展原水水质风险识别与监管,并基于原水水质风险识别与监管的要求确定不同级别的试点城市所需技术条件,满足区域内监测能力覆盖、监测资源和信息共享要求。通过试点,依照《实施办法》对各地开展的风险评估能够充分表征不同城市水源风险特点,试点城市水源风险监管方案确定的监测指标、监测方式、监测频率、信息共享机制等符合实际,满足供水单位需要,为试点城市制订的监管方案已通过评审并被各地供水主管部门采纳。以课题试点城市株洲市为例。株洲市主城区以湘江为水源,主要污染风险指标为重金属。根据风险污染物风险评估结果,对部分重金属指标监测方式进行了优化。



  图4 株洲试点


  通过十一五、十二五水专项两个关于应急供水课题的研究,已经形成了由六种关键技术组成的应急净水技术体系,覆盖了饮用水标准和主要环境风险污染物,确定了172种污染物的应急适用技术和工艺参数,建立了不同类型污染物应急处理特性的预测模型,提供了水厂应急净水设施建设的系列化设计文件,开发了关键设备(移动式应急处理导试水厂、移动式应急加药设备)。以上成果为我国供水行业应对水源突发污染奠定了技术基础,指导了行业应急能力建设,为课题研究期间发生的40多次突发水源污染事故提供了技术支持,研究水平和应用水平整体上达到国际领先地位。

 


 图5. mod-LSER吸附预测模型


  在发生水源突发污染事件时,现有的管控办法是“自来水超标就停水”。但是饮用水标准中,很多污染物的限值是根据长期暴露影响来确定的,短期饮用对健康并没有影响。按现有的管理办法,对于短期暴露没有健康影响的水源突发污染事件,就采取全面停水的措施,实际上扩大了污染事件对社会的负面影响。另一方面,个别已经严重影响到健康的污染事件中,由于缺乏超标污染物危害的判别依据,造成决策迟缓,未能对事件果断采取措施。据此,本课题基于污染物短期暴露对健康的影响程度,确定了针对性的管控对策,为政府主管部门制定应急供水管理办法提供了技术支持,把应急管理从“不合格就停水”的质量控制决策体系,提升到“按影响确定停水对策”的风险控制决策体系。

  对于在短期内就会对健康产生显著影响的,必须采取“果断停止供水”的应对措施。对于虽然超标,但短期内饮用没有健康影响的毒理学指标,可采取“不得作为饮水,但可作为生活杂用,公告提示谨慎采用”的应对措施。对于虽然超标,但属于感官性状和一般化学指标,且公众尚可接受的情况,可采取“实施标准中临时放宽限值的条款,不用停水”的应对措施。



  图6 关于突发性水源污染时城镇公共供水停水处置决策的技术指南”文档


  以此为基础,建立了按影响程度确定应急处置措施的应急管控思路,把原有的“不合格就停水”的质量控制决策体系,提升到“按影响确定对策”的风险控制决策体系,并编制了《城镇公共供水应急处置决策的技术指南》,包括污染态势监控和通报、应对能力判断、健康危害分析、城市安全分析、综合决策等内容。该指南的内容已纳入住建部《城市供水突发事件应对管理办法》,为政府主管部门的应急供水管理提供了技术支持。

  课题建立了污染物短期饮水水质安全浓度值确定技术框架,编制了《饮用水中污染物短期暴露健康风险参考值制定指南》,该指南所确定的原则和方法,应用于短期饮水水质安全浓度值的推导。毒理学验证实验为短期饮水水质安全浓度值的确立提供了实验数据支持。短期饮水水质安全浓度值研究为适应突发污染风险管理的原水水质风险识别与监管研究和城市供水应急管控支持技术研究提供了基础支持。

  课题分别选取南京、镇江、兰州和株洲等以地表水为水源的城市进行了《实施办法》的试点研究。通过试点,依照《实施办法》对各地开展的风险评估能够充分表征不同城市水源风险特点,试点城市水源风险监管方案确定的监测指标、监测方式、监测频率、信息共享机制等符合实际,满足供水单位需要,为试点城市制订的监管方案已通过评审并被各地供水主管部门采纳。以课题试点城市株洲市为例。株洲市主城区以湘江为水源,主要污染风险指标为重金属。根据课题对风险污染物的评估结果,对出现频率和短期健康危害都较高的重金属指标,在实施方案中优化了监测方式,将监测频率由现行的“月检”或“半年检”提高到“每4小时1次”;将“实验室检测”方式提升为“在线监测”方式。

  课题基于污染物短期暴露对健康的影响程度,确定了针对性的管控对策,为政府主管部门制定应急供水管理办法提供了技术支持,把应急管理从“不合格就停水”的质量控制决策体系,提升到“按影响确定停水对策”的风险控制决策体系。总结课题研究成果,编制了“关于突发性水源污染时城镇公共供水停水处置决策的技术指南”为住建部主管部门制定城市供水突发事件应对管理办法提供技术支持。相关研究成果在2015年8月天津港爆炸致氰化物泄露事件、2015年11月四川广元应对锑污染的应急供水工作、2016年4月江西新余重金属污染事件、2017年河南栾川钼污染事件等十余起突发水环境污染事件的应急工作中得到了应用,发挥了重要作用。