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应急处置一线如何“拆弹”?

2020-04-13 来源:中国环境报

2020-04-13 来源:中国环境报
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  “对超标污水的‘斩首行动’能不能取得成功,今晚至关重要。”4月10日凌晨3点,陈思莉根据最新的监测数据迅速核算投药量后,再次走向呼兰河兰西断面清洁净化应急工程现场。

  陈思莉是生态环境部华南环境科学研究所环境应急研究中心环境风险防控与应急室主任,也是生态环境部黑龙江伊春鹿鸣矿业尾矿库泄漏事件工作组专家之"一。

  3月28日下午1点40分,伊春鹿鸣矿业有限公司钼矿尾矿库4号溢流井发生倾斜,导致伴有尾矿砂的大量污水泄漏,进入松花江二级支流依吉密河,造成环境污染事件。

  事件发生后,生态环境部迅速集结一支工作组,第一时间开赴应急一线,作为排除环境风险的“拆弹部队”和“科技尖兵”,全力协助支持地方政府做好事件环境应急处置工作。

  对策:综合多重因素

  黑龙江伊春鹿鸣矿业尾矿库泄漏事件泄漏出伴有尾矿砂的污水253万立方米,是全国近20多年来尾矿泄漏量最大的一起事件。

  事发点的尾矿砂像泥石流一般,顺地势快速下泄,3公里后进入依吉密河。而依吉密河是松花江的二级支流,入依吉密河口距离呼兰河93公里,入呼兰河口距离松花江295公里。

  含有尾矿砂的河水

  “不能让超标污水进入松花江”,是应急处置的目标,也是专家组要全力以赴支撑完成的任务。生态环境部环境应急专家组组长、中国环境科学研究院副院长宋永会知道,这是一场硬仗。

  专家组组长宋永会

  通常情况下,钼超标污水可以采用絮凝工艺处理,但是此次泄漏事件中,悬浮物浓度高达一万多个浊度单位。钼超标浓度高,单级絮凝除钼效率有限,不可能毕其功于一役,需要建设多级工程,层层控污削污。

  为选择适宜的药剂配方,专家组首先考虑了生态环境效益,避免造成二次污染。负责絮凝试验的专家通宵达旦优选药剂,制定投加工艺方案。

  “我们筛选出的聚丙烯酰胺(PAM)和聚合硫酸铁两种絮凝剂,都是饮用水处理使用的药剂,不会对水环境造成影响。”宋永会说。

  更艰难的抉择,是工程实施操作性与治污效果之"间的平衡。

  在高钼浓度、高悬浮物的受污染河水中,两种药剂联合使用效果最佳,PAM去除泥中的污染物,聚合硫酸铁去除水中溶解的钼,实现泥水共治。但是,粉末PAM溶解要求较高,需要使用专门的溶药设备。

  在依吉密河设置的投药点,工程人员使用鹿鸣矿业现有的设备配制成0.3%含量的液体PAM药剂后,再用槽罐车运输到加药点投放,聚合硫酸铁则为现场溶药后投加。

  而下游更远处的呼兰河情况更加复杂。以兰西老桥断面为例,日处理污染河水量要求达到400万立方米,相当于近5000个标准泳池的水量。同时设置5个加药点进行削污,药剂使用量巨大,而有限的PAM药剂溶药能力、长距离运输的时间等都可能影响处置效率。

  坚持PAM和聚合硫酸铁联合使用,还是只用聚合硫酸铁,增加投加量,成为摆在专家组面前的一道必答题。

  处置成本也是方案中必须考虑的因素。PAM的价格远高于聚合硫酸铁,专家组需要考量成本和效率,谋求最高“性价比”,用最小的成本代价,获得最好的处理效果。

  这是一个艰难的选择,留给专家组的时间并不多,他们立刻展开讨论。

  作为生态环境部环境应急专家组组长,宋永会肩上的压力是巨大的。主持方案讨论到大半夜,他嗓子有些沙哑,摘下口罩喝了一杯水,脸上晒出的口罩印十分清晰。

  在争分夺秒的应急处置工作中,迅速控制污染态势是第一要务。聚合硫酸铁更易得,溶液制备操作简便,成本低廉,也有较好的处置效果。经过一番权衡,专家组决定在呼兰河只使用聚合硫酸铁,并测算了每级投药点相应的投药量。

  “处置应急事件时,采用的不一定是最先进的工艺,但一定是在当时的条件下最适合的、实施条件和处置效果更有保障的方案。”宋永会说。

  4月10日11:00,距离入松花江口约67公里的呼兰河兰西断面清洁净化应急工程正在稳定运行。图片上方灰白色的河水经药剂处理后,絮凝效果显著,下游水质明显改善。

  落实:细节决定成败

  “步步惊心。”这是生态环境部华南环境科学研究所环境应急研究中心主任虢清伟对这次应急处置工作的感触,“每一步都不容易,应急处置方案在工程实践中,突发情况很多。”

  专家组成员虢清伟

  通过实地勘察,结合数据分析,专家组提出了两个战场作战的应急处置方案。

  在上游的依吉密河上,河水污染重,含砂量最高超过20%,首先要实施控制性工程,将污染物控制在依吉密河。专家组提出构建3道投药降污坝,拦截污水的同时投放药剂,减少污染物向下游的迁移量。

  另一个战场是呼兰河干流。经过测算,专家组判断,污染带进入呼兰河时,特征污染物钼仍会超标。专家提出在呼兰河干流实施清洁净化工程,巧妙利用闸坝、桥梁投放药剂,开展处置工作。

  在制定方案时,专家组已经尽可能选取具备工程条件的地点作为投药点,可实施过程仍然一波三折。

  在呼兰河绥望桥投药点,溶药池里的药剂需要通过水泵抽到河上,施工人员紧急接通了河滩上的农用电,但由于负荷太大,水泵启动后不久,跳闸断电了。

  由于时间紧,当地购买不到防腐蚀的加药泵,导致每隔数小时就需要更换一次水泵,操作人员应接不暇,甚至出现加药中断的情况。

  一夜时间里更换下来的水泵

  “要削峰,达到‘斩首’目的,就必须抓住污染团,但是快速建成的应急设施难以稳定供电供水,断电停药‘漏掉’污染团,只能通过下一级工程补救。”虢清伟叹了口气。

  为了抓住污染团,专家组在着眼方案全局之"外,个个都化身“细节控”。哈尔滨工业大学教授赵庆良,中国环境科学研究院研究员宋玉栋、副研究员魏健,华南环境科学研究所工程师张政科……无论是老专家还是年青专家都成了现场“技术员”、“检查员”。

  在夜晚的工程现场,专家们裹上厚重的军大衣抵御寒冷,在各个环节“挑毛病”、“找问题”,成了大家眼里的“较真死磕专家天团”。

  “应急处置不是常规的工况,需要磨合的细节很多,但我们没有时间细细摸索,就只能靠经验和技术积累来预判可能出现的问题,提出解决办法和备用方案。”虢清伟说。

  用电功率大,他就反复确认备用发电机和电力抢修人员到位情况;水泵容易堵塞,他逐一查看,确保每台水泵都已经用金属保护网套住;药剂浓度不容易把握,可能影响污染物去除效果,他就帮助采取控制措施……

  提起被他查看现场的感受,当地工程人员笑着说:“心情贼矛盾,就像学生看着老师批改试卷,怕被专家瞅出来毛病,又盼着专家能给我们指出不足,免得关键时刻掉链子。”

  连续奋战十多天后,虢清伟黑了,也瘦了,但看到工程稳定运行时,他的眼里总会闪烁着兴奋的光芒。

  专家在现场进行分析指导

  应变:保证处置效果

  “应急最难的地方,就是你不知道接下来会发生什么,不知道会出现哪些不可控因素。”陈思莉说。

  专家组成员陈思莉

  污染物持续迁移变化,应急处置的重心也随之"及时调整。

  事件发生之"初,封堵鹿鸣矿业的尾矿泄漏源头是重中之"重,专家建议在依吉密河建设13条拦截坝。“尾矿砂流动速度慢,水的流速快,拦截坝可以截留矿砂,降低下游水中的含砂量,同时减缓污染团流速,为下游开展治污工作创造条件。”陈思莉说。

  3月31日,监测数据显示,污染物已经从依吉密河流入呼兰河,应急处置工作进入控污削峰阶段,生态环境部应急工作组也随着污染团的移动,转移了驻地。

  河水中的含砂量下降了,专家组又在思考,如何精准有效地“削峰”,降低河水中钼的浓度。

  选取药剂时,在铁盐和铝盐中,他们选择了更耐低温的铁盐。数据证明,聚合硫酸铁的污染物去除率可以达到50%以上。

  让人措手不及的是,当地气温骤降,污染物去除率断崖式下跌至不足10%。

  气象条件突变,意味着加药方案被打乱,还意味着,后续加药点的任务更重了。

  深夜,零下5度,风雪交加,河面的冰块闪着寒光。陈思莉紧了紧大衣领口,站在桥上一言不发看着加药口喷出的药剂,眉头紧锁。

  增加投药量,药剂、溶药池、水泵、电力、管道等环节都要做出相应调整,牵一发动全身。陈思莉根据监测数据预测出污染带到达时间和浓度,全力计算出最精准的方案,提高治污效率。

  4月7日起,清洁修复阶段启动,但专家组并没有松一口气。支流来水不足,夜间投药效果不佳,两个突发状况同时出现,双重影响下,本就不易的应急处置工作更举步维艰。

  专家正在进行实地勘察

  陈思莉选择预判变数,积极应对。“根据最差的情况,下一步的措施会很复杂。”她说,“如果呼兰河兰西断面清洁净化应急工程达不到预期成效,下游可能还要增设一级投药点。”

  这是陈思莉压力最大的时候。当她提出考虑设置新投药点的方案时,不同的意见接踵而至,因为增设投药点意味着巨大的成本和工程量。

  “最后工程效果很好,但是当时我必须把这个风险提出来,有备无患,这是我作为专家的责任。”陈思莉眼神坚定。

  在电影中,穿着厚重防爆服的拆弹手面临的是剪哪条线的问题,而应急处置专家随时面临的问题是:投不投药?药量多少?什么时候投?

  功夫不负有心人。4月11日凌晨3时的监测数据显示,尾矿库泄漏的特征污染物钼已得到有效控制,呼兰河钼浓度全线达标。

  虽然戴着口罩,但所有人的眼里都是藏不住的笑意。

  “看到我们提出的方案几天之"内就变成现实,能帮助地方政府解决问题,很有成就感和自豪感。”陈思莉说。

  4月10日18:00,在兰西桥投药点下游3公里处,生态环境部工作组专家取样发现,河水清澈,不见明显絮体。

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