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英国环境监测技术培训团出国培训
发布日期:2011-09-19    浏览次数:     来源:     作者:

  根据山东省人民政府外事办公室出国任务批件(鲁外出字[2010]1478号),为学习借鉴发达国家开展环境自动监控的先进经验和技术,在省环保厅和省外专局领导的关心支持下,组成英国环境监测技术培训团出国培训,自2011年3月3日开始,至3月23日圆满结束,现将有关情况总结汇报如下:

  一、基本情况

  本次英国环境监测技术培训团由省环境监测中心站宋沿东站长为团长、省环保厅监测处王德明副处长为副团长,成员包括济南、青岛、烟台、聊城、日照、淄博、潍坊、泰安、临沂等地市监测站站长共12人组成。出国前,省外专局领导、省环保厅国际合作处领导分别就培训项目、外事纪律、团组管理等情况作了详细介绍,并作了安全教育。培训活动主要在伦敦进行,分集中学习培训、公务拜访与交流、参观考察三个方面。内容主要包括英国大气自动监测网络建设、运行与管理,泰晤士河流域水污染控制与监控技术,英国河流水体生态修复与生态健康评价技术,碳减排有关政策、工程措施与考核技术等。在为期20天的环境自动监测技术学习培训活动中,学员们严格遵守外事纪律和团领导的要求,按计划开展各项培训活动。培训学习严谨认真、交流热烈,培训内容务实丰富、针对性强。学员们开阔了视野,了解了英国环境管理和环境监测技术的最新成果,与英国同行交流了共同面临的环境问题和监测技术需求,达到了预期目的,取得了丰硕成果。

  二、主要收获

  通过本次培训学习,了解了英国大气和水体自动监测系统组成、功能、质量控制与运营管理等方面的先进经验,学到了先进的监测与管理理念、技术。

  (一)水环境自动监测情况

  1.英国水环境质量自动监测体系

  英国建立了完善的水环境质量自动监测系统。据介绍,英格兰地区建有40余个水质自动监测站,主要分布在泰晤士河流域,监测指标以pH值、水温、浊度、电导率和溶解氧为主,有些站点增加了叶绿素指标。监测指标简单实用,反映了英国监测人员对自动监测指标的选取进行了科学严谨的设计。如浊度、电导率指标,看似简单的指标,却可以反映暴雨引发的水土流失、城市面源污染,并且突发污染事件往往伴随着浊度和电导率指标的大幅度上升,从而可以监控河流水污染事件;溶解氧指标则更有价值,是水体污染和生态健康的重要指示指标。自动监测指标的选取,既与良好的水质状况相匹配,又能监控水体的生态健康状况和突发水质污染情况。并且由于监测指标简单、仪器维护量小,采用太阳能电池板供电方式,整个系统运行费用低廉。

  2.水质评价方法

  目前英国的河流水质评价分化学评价和生物评价两种方式。化学评价主要考虑溶解氧、生化需氧量、非离子氨三个指标,选择非离子氨而不选用铵离子进行评价,主要考虑非离子氨对鱼类影响比较大,而铵离子对鱼类基本无影响。水质分为A、B、C、D、E五级,对应水体水质为好、较好、一般、差、劣五类。

  伴随着泰晤士河流域污染治理的成功,英国对河流的水质监测和水质评价也进入一个新的阶段,从最初的综合污染指标到重金属和特征有机污染物监督监测,当水质明显改善后又从特征污染物的监督监测回到常规污染物综合指标监测,同时注重开展水生生物监测和水体生态健康评价。生物评价主要通过监测水体生物物种的多样性,结合监测底栖无脊椎动物种群的数量,评价水体的生态健康质量。在评价方法中,考虑到不同鱼种对水质敏感程度不同,因此赋予不同分值;另外,考虑到鱼类的游动性对调查带来的误差,增加底栖无脊椎动物种群的数量的分值,以便生物评价较之化学评价更能全面反映水体生态质量的优劣。以泰晤士河伦敦段水质为例,由于受海洋潮汐的作用,虽然水体感官非常混浊、水色发黄,但监测到的水中鱼类140余种,底栖无脊椎动物80余种,生物评价表明,该水体生态质量良好。

  3.水污染综合防治

  泰晤士河是英国最大的一条河流,发源于英格兰南部的丘陵地区,流经伦敦市区,注入北海。河流全长338km,流域面积1.61万km2,流域人口1300万,多年平均流量60.0m3/s,相当于4个小清河的流量。

  与目前许多发展中国家面临的严重水环境污染一样,在整个19世纪,产业革命后,伦敦市人口急剧增加,由1800年的不足100万人口增加到1880年的430万,大量的生活污水、工业废水未经处理直接排入泰晤士河,加之沿岸又堆积了大量垃圾污物,使该河成为伦敦的一条排污明沟,整日臭气熏天;加之饮水不卫生,多次爆发霍乱疫情,仅伦敦地区丧生于霍乱者就达到3.7万人之多。

  20世纪上半叶,英国政府即着手控制污染,建设污水管网、建立污水处理厂。但由于投入不足、治理工艺简单,收效并不十分明显。从20世纪60年代开始,首先通过更加严格的立法,对直接向泰晤士河排放工业废水和生活污水作了严格的规定。泰晤士河沿岸的生活污水都要先集中到污水处理厂,废水经沉淀、生物曝气和消毒处理后才能排入泰晤士河,污水处理费用计入居民的自来水费中。对于工业废水,由企业自行处理,必须做到达标排放,没有能力处理废水的企业可将废水排入河道管理局的污水管网,但要交纳排污费。检查人员还会经常不定期地到工厂检查。那些废水排放不达标又不服从监管的工厂将被起诉,受到罚款甚至停业的处罚。有关当局还重建和延长了伦敦下水管道,建成了完整的城市污水管网系统。经过20多年的艰苦整治,耗资20多亿英镑,如今流经伦敦的泰晤士河已由一条死河、臭河变成了世界上最洁净的城市水道之一,泰晤士河终于又焕发了生机。目前,泰晤士河流域内已建成污水处理厂476座,日处理污水能力438万m3。泰晤士河的污染防治工作取得了明显的成效,除受潮汐影响的伦敦市区河段外,其他河段的水质均已达到饮用水的水质标准,鱼类品种已恢复到一百余种,垂钓者亦可钓到名贵的鲑蹲鱼,同时由于该河水质良好使原盛产中国的中华绒鳖蟹在该河中生存、繁殖,并形成优势种群。

  泰晤士河的治理成功,关键并不是采用了最先进的技术与工艺,而是开展了大胆的体制改革和科学管理,被欧洲称为“水工业管理体制上的一次重大革命”。1974至1989年,成立地区水管理局,合并200多个管水单位而建成一个新水务管理局——泰晤士河水务管理局,对泰晤士河实施统一管理。1990年后,随着水务管理私营化进程的推进,由英国环境署担负起对外排污水、自然环境水体(包括饮用水源地、江河水体)水质的监管责任,环境监管更趋严厉。泰晤士河成功治理的经验主要表现为:

  ①统一监督。环境署负责对排污单位监督抽查,对违法排污者实施严厉的处罚措施。对整个河流实施监督监测,发现环境问题及时通报并监督整改。

  ②统一管理。水务管理局统一管理污水处理和水资源的综合利用,使水资源可按自然规律进行合理、有效的保护和开发利用,杜绝了水资源的浪费和破坏,提高了水的重复利用率。

  ③协调高效。改变了以往水管理上各环节之间相互牵制和重复劳动的局面,建成了相互协作的统一整体。从水厂废水处理后用于养鱼、灌溉到河道防洪、流域生态保护等,均得到有效配合,充分调动了各部门的积极性。

  (二)英国空气环境质量自动监测情况

  1.监测网络与布点

  英国的空气质量监测网络包括五个依法设定的监测网和六个研究性监测网(见下表)。各个监测网的规模、监测指标及功能分述如下:

  其一、自动城乡网(简称 AURN)

  自动城乡网依法设定,是英国最大、也是最基本的环境空气质量自动监测网,全国共布设132个点位,城市点位105个,农村点位27个,其中伦敦城区设置了8个监测点。监测指标包括NOx/NO2、SO2、CO、O3 and PM10、PM2.5等6项指标。

  其二、重金属监测网

  重金属监测网也是法定监测网,全国布设24个监测点,分布于城市生活区、工业区和农村区域,测定指标为As, Cd, Cr, Cu, Fe, Hg, Mn, Ni, Pb, Pt, V and Zn等12项指标。

  此外,有13个点位分别测定环境气相和颗粒相中的汞含量。

  重金属监测网采用手工采样方法,每周采样一次,每月进行一次集中分析,于实验室用电感耦合等离子质谱仪(ICP-MS)进行分析。

  其三、碳氢监测网

  碳氢监测网为法定监测网,包括手工的苯监测网和挥发性有机物(VOCs)自动监测网两部分。

  苯监测网在全国布设36个测点,采用吸附管捕集、实验室气相色谱法进行测定。

  挥发性有机物(VOCs)自动监测网在全国设置4个监测点,采用现场气相色谱的方法自动监测挥发性有机物的形态分布,同时还可提供臭氧前躯体的数据,用于监控光化学污染情况。

  其四、多环芳烃监测网

  多环芳烃监测网是遵从欧盟第4个子指令要求而设立的,指令要求,到2012年,空气中多环芳烃的代表物苯并(a)芘年均值达到1ng m-3 的目标。全国共布设多环芳烃监测点31个,采用手工采样、实验室分析的方式进行监测,每月监测一次。

  其五、研究性监测网

  英国环境质量监测网除完成英国或欧盟法定指令的监测任务外,还开展特定的研究性监测,研究性监测网主要包括如下几个方面:

  ①炭黑监测网。炭黑监测网历史最悠久,可追溯到1920年,监测环境空气中元素碳的浓度,用于指示生物质燃烧或香烟烟雾产生的芳香类有机化合物的存在。全国布设了20个测点。

  ②粒子数量和粒子浓度监测网。全英国共布设4个测点,监测总粒子数、粒子浓度、粒子分布、阴离子含量、有机碳和元素碳等指标,用于研究大气颗粒物的特征和行为,为有效控制颗粒物污染提供科学依据。

  ③酸性水体监测网。共布设25个点,主要监测河流和水库淡水的酸化问题,以控制空气和废气中的S和N的排放带来的淡水的酸化,同时还进行河流和水库生物物种监测。

  ④酸性物质和酸性氧化物监测网。在全英国设置38个测点,监测NO2、SO2、氯化氢、气溶胶中的硝酸盐、硫酸盐和氯化物,结合欧洲监测与评估项目,评价欧洲国家大气酸化和营养化的跨界输送、地面臭氧的形成以及持久性有机污染物、重金属、颗粒物等污染问题。

  ⑤欧洲监测与评估项目(简称EMEP)。该项目在英国设置了两个超级站,分别位于英国北部苏格兰的Auchencorth Moss地区和英国南部牛津的Harwell地区,监测项目涵盖了大气自动监测基本指标和对人体健康影响较大的PAHs(多环芳烃类)、Pb、Cd、As、Ni、Hg等手工监测指标指标,同时还增加了光化学烟雾、温室气体和灰霾指标如VOCs(挥发性有机物)、CH4、CO2、颗粒数量、炭黑等。超级站的设置可以监测众多污染物在背景水平的变化,并且用于欧洲跨区域污染的研究。

  2.网络运营维护

  英国大气自动监测网络的日常运营实行专业公司负责的方式。目前有四个专业公司负责英国整个大气自动监测网络的运行与管理,其中两家公司负责自动监测设备的运行维护,第三家公司负责质量监督和质量控制,第四家公司负责数据传输,从而确保系统运营与质量保证和控制的完全分离,有助于创造公平公正的运营环境。

  整个环境空气质量自动监测网络由农粮环保部大气处负责管理,每5年对运营商开展一次公开竞标,对不符合要求的运营公司及时进行清理,也促使运营公司规范操作。

  3.质量评价与信息发布

  英国对空气质量的评价按照污染指标对人体健康影响的敏感程度分四个浓度等级,以污染指数进行表征。污染指数是按照污染物浓度对应于浓度分级标准进行打分,以10分制进行评定的,分为1-3分、4-6分、7-9分、10分,对应于空气污染程度低、一般、高、非常高四个级别,公众易于理解和掌握。

  英国还普遍采用数学模型模拟的方法模拟5个主要指标(NO2、SO2、CO、O3、PM10)在空气中浓度,一方面与大气自动在线监测数据相互印证,另一方面对未设置自动监测的区域空气质量进行估算。数学模型模拟计算可减少监测成本、提高工作效率,能够从区域的尺度反映空气污染的空间变化。模拟结果已得到欧盟和英国公众的普遍认可,这在欧盟国家也是仅有的。

  英国还非常重视空气质量监测数据的公开透明,公众在环保部官方网站上可方便地查询空气质量实时监测数据,通过查看空气质量地图可方便地了解不同区域目前所处的空气质量等级,并可查询空气质量历史数据和未来的变化趋势。环保部工作人员还为公众提供免费的电话、电传等咨询服务。

  同时,环保部官方网站上,还实时发布质量保证措施和质量控制结果,监测数据质量时刻处在公众监督之下,从而也提高了监测数据的公信力和可信度。

  三、主要体会:

  (一)监测网络设计有法可依

  英国环境空气质量监测网络是随着本国尤其是欧盟法令的要求而不断完善、随着新的环境问题出现而不断丰富的,归纳起来需满足如下功能需求:

  其一、按照英国立法和欧盟空气质量指令要求,按年度

  报告环境空气质量状况。

  其二、为公众提供公开、可靠、最新的环境质量监测数据,满足公众对环境质量信息的需要。

  其三、为政府制定成本与效益控制政策和解决方案,提供坚实科学的基础资料。

  其四、满足科学研究的需要,评估环境污染对人体健康和社会福利的潜在影响,监测空气污染对生态系统和自然环境的干扰程度。

  (二)空气质量自动监测实现项目、区域全覆盖

  通过实地考察,我们了解到英国大气监测网络相当完善。针对不同的功能需求和目的要求,设计不同的监测网络,既包括反映城乡环境质量的基本自动监测网络,又有反映特定污染的专项监测网络,如酸性氧化物监测网、重金属监测网、持久性有机物监测网、细粒子监测网等,既有自动监测,又有实验室深入细致的手工分析。这说明英国这样发达的国家,对空气污染问题依然非常担心,并给予高度重视。

  相比较而言,目前我省的空气质量监测网络功能还比较单一。主要针对城市主城区空气质量,尚缺乏农村空气质量监测网、交通污染监测网、特定工业区域空气质量监测网以及城市跨界污染监测网的规划与建设。监测项目也比较少,主要为传统的三项污染指标SO2、NO2、PM10,对于CO、O3的监测还不普及。而对于空气中重金属监测、多环芳烃监测、挥发性有机物监测、细颗粒物监测、炭黑监测等,基本还没有涉及。对应于我省“十二五”城市化进程的加快、大气复合污染日益明显的环境保护现状,需加快推进我省城乡空气质量监测网的能力建设步伐。

  (三)注重开展水体生物种群监测

  “十一五”期间,我省的水环境质量得到了根本性改善,59条主要河流改变了溶解氧为零、生物绝迹、又黒又臭的历史,基本实现了适合鱼类生长的水质条件。但是,我们的监测指标仍然以化学指标为主,除近岸海域外,基本未开展对生物种群的调查监测。对此,可借鉴英国泰晤士河水质生态健康评价的经验,在我省监测系统率先开展对河流生物多样性的监测,监控鱼类的种群变化,监测底栖生物的多样性,并研究制定适合各自流域的水体生态健康评价规范,为更全面反映水质改善和水体生态修复提供监测技术支持。

  (四)、重视对水源疾病的监测预警、确保公众健康安全

  暴雨对水环境的水质安全有很大的冲击性,尤其对于城市下游的水体和面源污染严重的地区,暴雨会导致河流、湖泊、近海海域产生微生物污染的安全隐患,从而引发人群感染水源性病菌。并且由于致病菌在环境中具有持续性、潜伏性的特点,不易被一般化学法和物理法去除掉,所以对于化学指标达标的污水处理厂出水,还应对其排水中致病菌进行监测检验。英国的环境监测部门在开展水环境质量监测时,非常注重对微生物的监测,尤其注重对致病菌的指标微生物或替代微生物的监测,并且借助于研究部门开发的水源性致病微生物源追踪技术,及时预警水体水源致病菌的污染。

  四、打算与建议

  通过本次组团赴英国开展自动监测技术培训学习,大家切实感受到欧美发达国家在环境监测网络能力建设、监测指标设置、评价技术和方法、监测信息综合应用等方面值得我们学习借鉴。我们应该借助本次学习考察活动的成果,理清思路、认清方向、明确任务,以更有效地应对日益复杂的环境安全形势,为环境管理和科学决策提供更加坚实的监测技术支持。

  (一)加强自动监测质量管理,提高监测数据公信力

  目前我省已建成涵盖重点废水废气污染源、集中式污水处理厂、饮用水源地、空气、河流跨界断面五大自动监测网络,自动监测数据已用于环境执法、排污收费、污染减排核查、环境预警等各个方面,自动监测已成为环境保护工作重要的技术力量。但是,自动监测体系的质量保证与质量控制尚不完善,具体执行中尚有偏差,影响了自动监测数据的应用。应从质量保证体制、机制建设入手,实施严格的质量保证措施,增强数据质量的透明性,提升自动监测数据的公信力。

  (二)加快推进自动监测系统市场化运营机制

  目前我省空气质量自动监测网络已初具规模,在全省十七地市设区城市布设了144个大气自动监测站点,基本具备常规五项指标(SO2、NO2、PM10、CO、O3)的监测能力。但是由于采用各地市监测站自行运行管理的方式,面临运行成本高、运行标准不一致、地方行政干预、数据质量难以保障等问题。借鉴英国空气自动监测网络社会化运营的经验,在我省主推3至5家专业性公司参与运营,积极探索我省空气质量自动监测网络市场化运营机制。同时尽量淡化环境监测数据行政考核功能,为科学公正地开展监测工作、及时发现环境问题创造良好的外部条件。

  (三)加强空气质量自动监测网络能力建设、提高污染预警水平

  相比于英国空气质量监测网络建设,我省从监测点位的功能设计、监测指标选取、网络的系统集成等方面都存在很大差距。而从能源结构、大环境生态等方面而言,我省的空气污染程度远远严重于英国,我们有必要、也有需求加大空气质量监测网络的能力建设,在目前城市常规监测网络的基础上,增加重金属监测网、多环芳烃监测网、光催化氧化有机污染物监测网、细粒子监测网等,提升我省空气质量监测网的水平。

  (四)积极推进河流水体生物监测和生态健康评价

  目前我省水环境污染正在得到有效治理,河流水质正在由污染型向水体生态修复型转变,原来采用的化学需氧量和氨氮两项指标更多地反映区域有机污染或生活污染程度,已难以科学全面地评价目前水体的水质状况和生态健康情况。借鉴英国对河流水质评价的作法,应积极开展河流水体生物监测,鼓励有条件的监测站开展水生生物调查监测和底栖无脊椎动物调查监测,积累数据和经验,提出监测规范和评价标准,加快推进水体生态健康评价。

  (五)建立环境监测技术区域中心

  目前我们面对的环境污染问题,较之发达国家要复杂的多,也严重的多。而我们各地的监测能力极不平衡,监测人员水平、国家财力支持难以齐头并进。可以考虑建立几个有代表性的区域环境监测技术中心,给予重点的财力支持,在城市空气复合污染监测预警方面、城市跨区域污染监测方面、空气污染数学模拟方面、水环境生物监测及生态健康指标评价方面适度开展超前性研究和调查性监测,为政策制定、监测方向引导等提供科技支持。

  (六)积极拓展国际间监测技术交流与合作

  参加本次出国培训学习活动的各地监测技术骨干都感觉开阔了视野、增长了知识、加深了对环境监测复杂性、艰巨性认识。我们正面临经济和社会发展转型的关键时期,环境质量改善的任务还很艰巨,作为环境保护工作排头兵的监测技术人员,应具备国际性的视野、研究者的素质和全局性眼光。为此,要加强国际间监测技术交流与合作、培养建立一支研究型、专家型环境监测队伍,提升环境监测的技术层次和认识水平,为环境管理和环境质量改善做出应有的贡献。

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