我国环境应急监测车的现状与发展趋势
摘 要: 根据国家对突发环境事件应急处置的要求,结合我国环境应急监测车的发展现状和存在问题,对环境应急监测车在环境事件应急指挥系统、应急监测仪器和设备、污染物扩散模拟系统、危险化学品应急处置专家库、现场视频无线传输和通讯系统、气象系统、监测车辅助系统、个体防护器材等方面的配置和研发提出建议。
我国在环境应急监测车配置方面没有明确的规定,有关生产厂家也各行其事,一般是根据不同环境监测站的要求自行配置。目前国内已开发研制的环境应急监测车品种不少,配置各异,但能满足实际使用功能需求的不多。其中大部分是由汽车改装厂参照其它专用车辆改装,缺乏整体的功能配置和结构设计,有些应急监测车只是把一些环境空气气体分析仪组装在机动车上,在功能上很难适应突发环境应急监测的需求,而只能在应急监测区域的外围做环境空气质量监控,实际上只是一台环境空气质量流动监测车[1 ] 。环境应急监测车的配置亟待规范和统一,据此,作者对新形势下环境应急监测所面临的任务和要求,提出各级环境应急监测车的装备和配置意见。
1 突发环境事件应急监测的基本内容与要求
环境应急监测车的装备和配置应基本满足突发环境事件应急监测的需求,并在新形势下不断发展。上世纪九十年代,万本太[2 ] 指出:突发性环境污染事故应急监测是环境监测人员在事故现场,使用小型、便携、简易、快速检测仪器或装置, 在尽可能短的时间内对污染物质的种类、污染物质的浓度和污染的范围及可能的危害等作出判断的过程,为污染事故及时、正确的进行处理、处置和制定恢复措施提供科学的决策依据。
进入二十一世纪,突发环境事件应急监测又被赋予新的含义。在已颁布的《国家突发环境事件应急预案》中明确指出:突发环境事件应急监测是在环境应急情况下,为发现和查明环境污染情况和污染范围而进行的环境监测,包括定点监测和动态监测,随时掌握并报告事态进展情况:
(1) 根据突发环境事件污染物的扩散速度和事件发生地的气象和地域特点,确定污染物扩散范围。
(2) 根据监测结果,综合分析突发环境事件污染变化趋势,并通过专家咨询和讨论的方式,预测并报告突发环境事件的发展情况和污染物的变化情况,作为突发环境事件应急决策的依据。
2 我国环境应急监测车的发展现状
环境应急监测车是环境应急监测工作的重要组成部分,在不同时期,根据环境应急监测的内容和环保系统的经济状况,环境应急监测车经历了曲折的发展过程。从单一的交通运输工具,逐渐发展成为功能较为齐全、仪器设备配置较完整、初步能够满足环境应急监测要求的现代化流动的现场指挥部、实验室和专家系统。环境应急监测车的发展状况见表1。
表1 不同年代环境应急监测车及仪器设备
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3 环境应急监测车的配置
3.1 突发环境事件应急处置的基本原则
在突发环境事件应急处置过程中,应该本着一快、二准、三全、四严、五靠的基本原则。
(1) 快:环境监测要快、事件处置要快、有关情况报告要快;
(2) 准:确定主要污染物要准确、环境监测数据要准确、处置方法要准确;
(3) 全:监测项目要全、调查内容要全、报告内容要全;
(4) 严:严肃执法、严格守法、严格要求;
(5) 靠:紧紧依靠当地政府组织力量全力以赴处置突发环境污染事件;紧紧依靠专家力量科学决策;紧紧依靠相关部门密切配合、协同作战。
在《国家突发环境事件应急预案》中要求:建立环境安全预警系统,建立重点污染源排污状况实时监控信息系统、区域环境安全评价科学预警系统;建立环境应急资料库,建立突发环境事件应急处置数据库系统、生态安全数据库系统、突发事件专家决策支持系统、环境恢复周期检测反馈评估系统;建立应急指挥技术平台系统,要根据需要,结合实际情况,建立有关类别环境事件专业协调指挥中心及通讯技术保障系统。
因此,环境应急监测车必须向数字化发展,实现软硬件的有机结合。
3.2 环境应急监测车配置的发展趋势
根据目前国家对环境应急监测的要求,今后的环境应急监测车应逐步加强突发环境事件应急指挥系统、污染物扩散模拟系统、危险化学品应急处置专家系统、应急监测仪器和设备、现场视频无线传输和通讯系统、气象系统、监测车辅助系统、个体防护器材等方面的研发和建设。
3.2.1 突发环境应急监测仪器和设备配置应遵循的基本原则[3 ]
(1) 简便快速、易掌握、无需特殊的专门知识 (在任何时间、任何地点均能使用) ;
(2) 经过实践验证的实用方法,具有易实施性和可操作性;
(3) 尽量结合我国的现状与水平,力求做到在国内应用的普适性;
(4) 监测结果的直观性;
(5) 投入的最小化(方法具有较好的性价比) ;
(6) 对于不得不采用实验室方法分析的项目, 应选择现有最简单快速的分析方法。
3.2.2 需配置的各类数据库
3.2.2.1 突发环境事件应急指挥系统
突发环境事件现场指挥的主要任务是接受和传达上级指示、命令,及时准确地掌握和报告现场情况,根据上级指示和现场实际情况,适时提出人员调整和行动的建议,指挥现场分队的行动[4 ] 。应急指挥系统应建设如下数据库[5 ] :
(1) 预案数据库:对应各种环境应急事件的解决预案,不同的等级、不同的预案措施、不同的上报级别等;
(2) 应急指挥实例数据库:对应各种环境应急事件,类似事件的影响范围、损失范围、解决方案, 提供可比性,帮助决策;
(3) 专家库:对应各种环境应急事件,提供相关的行业专家的资料,帮助决策和管理;
(4) 资源库:对应各种环境应急事件,提供各种可以支配和调度的资源,实现统一、高效的服务和救援;
(5) 系统会商数据库:各种环境应急指挥事件中,通过电子政务视频、电话等会商的数据信息库;
(6) 系统决策和反馈信息数据库:总汇中心的决策数据信息库,指令布达数据信息库、执行单元反馈信息库。
现场指挥必须尽快确定污染物的理化性质和毒性、确定监测技术和分析方法、确定防护方法和泄漏处理措施、确定最优行车路线等一系列内容, 及时将污染事故现场的污染源性质及其分布、污染区域大小、污染测定结果等信息快速传至各级指挥中心,提供现场图象、背景数据、同类事故处理办法、相关政策法规查询以及应急预案等专家决策系统,及时为应急指挥中心决策提供有效的依据[6 ] 。
3.2.2.2 污染物扩散模拟系统
借助GIS 地理信息系统、GPS 卫星定位系统和电子地图,结合气象和水文参数、危险化学品的理化特性,模拟进行大气和水环境中污染物扩散预测,快速锁定重点防护区域和流域,为人员疏散、撤离以及下风向和下游相邻地区采取相应紧急措施提供决策帮助。
3.2.2.3 危险化学品应急处置专家系统各地应根据辖区内危险源、危险品调查结果, 摸清突发环境事件危险源和危险品基本情况,在此基础上制定建立动态危险化学品应急处置专家系统。主要包括:危险化学品的理化、毒理特性、对环境的影响、现场应急监测方法、实验室监测方法、环境标准、应急处理和处置方法等。
3.2.3 仪器、通讯、气象、防护设备
3.2.3.1 突发环境事件应急监测仪器设备现场及应急技术装备现代化传输数据较之传递样品,其成本明显降低,故增配便携式快速分析现场仪器装备显得十分必要,将有效改善环境监测的投入产出比[7 ] 。按此原则应逐步配置水和气体检测试管(直接检测管和吸附检测管) 、便携式离子计、单项或多项目气体检测器、单项或多项目水质检测器、便携式紫外- 可见分光光度计、便携式气相色谱仪、袖珍式爆炸和有毒有害气体检测器、便携式离子色谱仪、反射式分光光度计、便携式阳极扫描伏安计(ASV) 、多普勒流量仪、等比例水质采样器、便携式傅立叶变换红外光谱仪、车载式GC - MS 仪、免疫分析仪等。有条件的可配置开放通道傅立叶变换红外光谱仪(O - P FTIR) ,实现直接对污染源和大气中污染物的无损、无干扰、无影响的野外现场和流动测定[8 ] 。
3.2.3.2 现场视频无线传输和通讯系统
应用有线、无线信道或卫星通讯系统,及时将污染事故现场的污染源性质及其分布、污染区域大小、污染测定结果等信息(图象、声音、图片、文字等) 快速传至各级指挥中心,确保事故现场与专家组、指挥中心联系通畅无阻。
3.2.3.3 气象系统
配备气压、温度、湿度、风向、风速等气象测试仪器和数据采集软件,自动采集有关数据,与污染扩散模型连接,为污染物扩散预报和指挥决策提供依据。
3.2.3.4 环境应急监测车辅助系统
配备应急照明系统,提供夜间采样、分析、处理的支持;配备电动绞盘以便在恶劣的环境条件下,保证应急监测车的通过性能;配备多种供电方式、独立发电机、车载UPS 电源和稳压系统,以满足野外现场监测之需;采用车内恒压系统,有效预防有毒气体对车内人员的危害,确保环境应急监测人员的安全;配备车载冰箱,对采集样品和化学试剂进行低温保存;配备卫星定位系统,以确定事发现场和污染物扩散的准确位置,划定隔离区、防护区和安全区。
3.2.3.5 个体防护器材
个体防护主要包括防护口罩、防护面具、呼吸器、防护服等。防护口罩可分为口鼻罩和滤毒盒、非织造材料口罩两种。防护面具由面罩、过滤罐、导气管、防护面具袋以及功能部件组成,按固定方式分为头盔式、头带式和网罩式三种。呼吸器(储气式、储氧式和生氧式) 是隔绝式防护面具,使人员呼吸器官、眼睛和面部完全与外界受污染空气隔离。防护服通常与防护面具、防护手套、防护靴配套使用,分为透气式、半透气式、隔绝式和选择透气式四大类。应根据所处的环境、面临的危险程度选择配备相应的防护设备[9 ] 。
4 各级环境监测站环境应急监测车的配置
4.1 省( 市、自治区) 级应急监测车的配置
选择性地配置水和气体检测试管(直接检测管和吸附检测管) 、便携式离子计、单项或多项目气体检测器、单项或多项目水质检测器、便携式紫外- 可见分光光度计、便携式(车载) 气相色谱仪、便携式(车载) 离子色谱仪、反射式分光光度计、便携式阳极扫描伏安计(ASV) 、多普勒流量仪、等比例水质采样器、便携式傅立叶变换红外光谱仪、车载式GC - MS 仪、免疫分析仪和通讯系统、气象系统、监测车辅助系统、个体防护器材等设备,有条件的可配置开放通道傅立叶变换红外光谱仪 (O - P FTIR) 以及现场卫星视频无线传输。上述仪器可分别按水、气环境要素安装配备。此外,必须配备突发环境事件应急指挥系统、污染物扩散模拟系统、危险化学品应急处置专家系统等。
4.2 地( 市) 级应急监测车的配置
配置水和气体检测试管(直接检测管和吸附检测管) 、单项或多项目气体检测器、单项或多项目水质检测器、便携式分光光度计、便携(车载) 式气相色谱仪、等比例水质采样器以及简易现场视频无线传输和通讯系统、气象系统、监测车辅助系统、个体防护器材等设备。此外,应配备突发环境事件应急指挥系统、污染物扩散模拟系统、危险化学品应急处置专家系统。有条件的地(市) 级环境监测站,可参照省(市、自治区) 级应急监测车的配置。
4.3 县( 市) 级应急监测车的配置县(市) 级环境监测站由于地域小,污染源情况比较熟悉,配置相对比较简单,主要是水和气体速测管、水和气简易采样器、综合气象仪、温度计、便携式pH 计、便携式溶解氧测定仪、便携式水质多功能分析仪、单或多参数气体分析仪、简易防护面具和防护服等分析测试仪器以及危险化学品应急处置专家系统等软硬件设备。对于有条件的县(市) 级环境监测站,可参照地(市) 级应急监测车的配置。
5 结语
近年来,我国的环境应急监测车的发展速度很快,除了进口成套设备以外,自主研发已逐渐走向正轨,并在突发环境事件的应急监测和处置过程中发挥了重要作用。随着我国政府对突发环境事件的日益重视以及科学技术的不断进步,在吸取国内外先进经验的基础上,能够不断研制出性能更优越、功能更全面、价格更低廉的环境应急监测车。各级环境监测站应根据当地固定和流动污染源的实际情况以及财力,按需装备环境应急监测车;在加强仪器设备等硬件建设的基础上,进一步加大突发环境事件应急指挥系统、污染物扩散模拟系统、危险化学品应急处置专家系统等软件开发的力度,以满足对突发环境事件监测和处置的要求,保障我国的环境安全。
参考文献:
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[ 2 ] 万本太. 突发性环境污染事故应急监测与处理处置技术[M] . 北京:中国环境科学出版社,1995. 2.
[ 3 ] 李国刚. 环境化学污染事故现场应急监测技术与仪器设备[J ] . 现代科学仪器,2004 , (1) :12 - 17.
[ 4 ] 王凤鸣,夏洪志,李慧智. 反恐指挥[M] . 北京:人民出版社,2003. 39.
[ 5 ] 陈建军,袁玉平. 应急指挥系统建设方案设计与研究[J ] . 武汉理工大学学报(信息与管理工程版) ,2005 , 27 (2) : 122 - 127.
[ 6 ] 张为人,徐惠民,范健. 基于GIS 的环境事故应急监测技术支持系统[J ] . 辽宁城乡环境科技,2004 ,24 (4) :15 - 17.
[ 7 ] 江苏省环境保护委员会. 江苏省环境监测现代化建设方案(续) [J ] . 环境监测管理与技术,2004 ,16(1) : 1 - 4.
[ 8 ] 边归国. 开放通道傅立叶变换红外光谱法在环境监测中的应用[J ] . 中国环境监测,2003 ,19(4) :52 - 55.
[ 9 ] 曹保榆. 核生化事件的防范与处置[M] . 北京:国防工业出版社,2004. 206 - 223.
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