清华应急供水课题组详解贵州都柳江砷污染事件

中国水网  2008-01-16

  2007年12月初,贵州省独山县一硫酸厂非法将大量含砷废水排入都柳江上游河道,使该县十余村民轻微中毒,造成下游三都水族自治县县城及沿河乡镇2万多人生活饮水困难。在以张晓健教授为首的清华大学应急供水课题组和有关部门的共同努力下,该地已于1月6日下午恢复正常供水。

  刚刚返京的张晓健教授接受了中国水网记者的采访,详细介绍了污染事件的起因以及解决过程。此前张晓健教授及其课题组已经承担了松花江硝基苯污染事件、北江镉污染事件、太湖无锡水危机、秦皇岛自来水嗅味事件等多起在国内外有重大影响的应急供水任务并取得成功,张晓健教授多次受到党和国家领导人的表扬,而且不久前获得了“2007年绿色中国年度人物”这一殊荣。在松花江污染事件后,清华大学环境系成立了以张晓健教授为首的课题组,与建设部城建司共同开展了“城市供水系统应急技术研究”课题研究,对饮用水相关水质标准中的所有污染物预先开展应急处理技术研究,其中就包括砷。

  污染事件背景

  2007年12月初贵州省黔南布依族苗族自治州独山县一硫酸厂在非法生产过程中,大量含砷废水流入都柳江上游河道,造成独山县基长镇盘林村等十余名村民轻微中毒,并造成下游三都水族自治县县城及沿河乡镇2万多人生活饮水困难。经环境监测部门和疾控中心检测,都柳江河水砷浓度大大超过相关水质标准要求。从12月25日起,采用都柳江水源的三都县城水厂停止从都柳江取水,改用备用水源,但产水量大大下降,从原日供水4000吨降至300吨。虽然黔南州、三都县采取了多项应急措施,包括从临近县调集消防水车从山区泉眼每天取水数百吨送至水厂和居民区,但仍远远不能满足当地居民的基本生活需要。

都柳江砷污染事件地理位置图

  张教授介绍说,三都县停水后,贵州省、黔南州和三都县四处求援,经清华校友联系,黔南州环保局12月29日晚打电话向他求助。在了解了当地情况后,他放弃元旦假期,立即组织课题组准备试验设备并进行相关调研,做好赴现场应急准备。

都柳河三都县城河段

三都县政府在电视上发布的恢复正常供水通告
  

应急除砷技术原理

  张教授说,砷是一种公认的有毒致癌物质。我国自2007年7月1日实施的新国标《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)将饮用水中砷的标准限值从原国标的不超过0.05mg/L提高到不超过0.01mg/L。在《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)中规定I、II、III类水体中砷含量不得超过0.05mg/L。饮用水的标准要严于地表水标准。此前,国内并没有应对突发性砷污染事件应急供水的成功案例。

  对于处理含砷地表水的饮用水处理工艺主要是采用以投加适量铁盐混凝剂和氧化剂为核心的强化常规处理工艺。在水环境中,砷主要以三价和五价两种价态存在,其中三价砷的毒性比五价砷毒性更强(砒霜即为常见的三价砷物质),并难于去除。饮用水应急除砷的机理是先投加氧化剂将可能存在的三价砷氧化成五价砷,再投加适量铁盐混凝剂,形成氢氧化铁与五价砷的共沉淀物,并借助形成的矾花絮体对水中五价砷进行络合吸附,混凝除砷的pH值保持在6.5~8之间。含砷水源水经采用以上强化除砷工艺,混凝沉淀过滤后的出水可以满足新国标的要求。

  课题组从2006年起已开展了应对突发性砷污染的饮用水应急处理试验,已经形成了有关的技术方案,但尚未经过水厂规模的实际运行检验。

  应急供水课题组紧锣密鼓进行调研、试验,使当地最短时间内恢复正常供水应对城市应急供水,就是一场没有硝烟的战役,张教授给我们列出了他们课题组的日程:

  1月2日6:00,张晓健教授和助手陈超博士、博士生李勇一行三人携带试验设备和便携式检测仪器从清华启程乘飞机赶赴现场。

  1月2日16:00到达三都县现场后,立即了解情况,赴当地水厂进行调研,了解水厂的工艺和运行情况,落实现场试验的地点和条件。当晚9:00县里组织召开应急供水指挥小组会议,张老师介绍了应急除砷的基本原理,并提出了水厂工程改造方案。会后三都县政府、环保局、水利局、疾控中心等相关部门立即组织落实。

  1月3日,第一批现场试验取得成功。在水源水浓度为0.086mg/L(超出饮用水标准7.6倍)的情况下,试验出水为0.005mg/L(饮用水标准限值的50%),初步确定了工艺参数。与此同时,水厂改造工作紧张进行,包括更换进水管、加装电磁流量计、更换混凝剂、增加预氯化加氯点等。

  1月4日,第二批现场试验取得成功。在水源水浓度为0.057mg/L(超出饮用水标准4.7倍)的情况下,参数试验出水为0.005mg/L(饮用水标准限值的30%)。当日下午水厂改造工作基本完成,水厂从17:00开始进水,进行生产性试运行,处理后的自来水暂时排放,不进入供水管网系统。

  1月5日,继续完善水厂应急处理设备,并对处理后出水进行水质检测。
1月6日,经过州、县两级疾控中心1月5日和1月6日3次取样监测,在水源水含砷量仍然超标数倍的情况下(最高浓度0.183mg/L),水厂处理后出水达到国家饮用水标准,并留有安全余量。三都县县委县政府宣布从1月6日15:00起县城恢复正常供水。困扰当地群众十多天的供水危机解除,应急除砷供水取得成功。贵州省、黔南州和三都县相关部门对课题组给予了高度评价。

现场工作

  各级领导高度重视此次污染事件

  都柳江的砷污染事件引起了国家领导和各级政府部门的高度重视,张教授对中国水网记者说。1月5日和6日,温家宝总理、曾培炎副总理做出重要批示,要求抓紧解决群众的生活饮水问题。1月6日国家环保总局周生贤局长要求立即派出工作组赴贵州,传达总理批示,共同研究应对措施。

  1月7日,国家环保总局工作组到达现场,对三都县恢复供水给予了高度评价。张晓健教授也加入了工作组,参与对上游污染源控制和下游应急供水的指导工作。工作组完成任务后于1月12日返回北京。

  目前都柳江的污染源已得到有效控制,河水中砷浓度逐渐降低,三都县城取水口处砷浓度已经降至地表水环境质量标准限值以内,但仍超过饮用水标准,水厂的应急除砷工艺运行正常,出水砷浓度满足饮用水标准,当地生活已恢复正常。

  后续工作

  此次应急供水工作是应对突发性砷污染的城市应急供水国内首次成功案例。课题组通过努力,为当地解决了难题,为清华大学赢得了荣誉。之所以能够在很短时间内取得成功,是和课题组长期以来的积累和预先开展的研究工作分不开的。清华大学环境系对该项工作给予了高度重视,在人员、设备、监测方面给予了大力支持,张教授说。

  据张教授介绍,目前,课题组承担的建设部计划项目“城市供水系统应急技术研究”已经基本完成,其成果涵盖了我国饮用水相关水质标准中的全部124项污染物指标,并已经获得了其中100项污染物的应急处理技术。对城市供水系统应急技术的研究工作已经列入国家“十一、五”重大科技专项,将由清华大学负责,有关成果对于指导我国供水行业应对突发性水源污染事件,保障正常供水,维护社会稳定具有重要意义。

2008年01月16日 14:01:16  清华新闻网

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