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科学工作者的“哈尔滨饮水保卫战”

发布时间:2020-08-08 11:40

  2005年11月13日,中石油吉林双苯厂苯胺车间发生剧烈爆炸。14日凌晨4时左右,爆炸引起的明火被扑灭,但更大的危险正向人们袭来:爆炸产生的100吨苯类污染物(含苯和硝基苯,属难溶于水的剧毒、致癌化学品)伴随消防用水进入雨水通道,排入了松花江。不久,江面上就形成了一条长约80公里的污染带,并向下游流去。

  哈尔滨,这座生活用水主要取自松花江的城市,开始面临一场前所未有的严峻考验。11月21~22日,哈尔滨市政府连续3次发布停水公告,宣布松花江水质污染,将停水四天,并承诺27日晚恢复供水。

  停水前后的几天里,都发生了哪些鲜为人知的故事?记者独家采访了建设部恢复供水专家组的几位成员,了解到了这场“哈尔滨饮水保卫战”背后的新闻。

  11月22日,广州刚刚经历了一次降温,早晚温度只有十三四度,颇有几分寒意,清华大学环境科学工程系消毒研究中心主任刘文君正在这里参加全国给水深度处理研究会的年会。“一听到哈尔滨停水的消息,我马上就与其他专家商议,更换议题,紧急商讨有关松花江水污染的应急措施。”刘文君回忆道。

  与此同时,建设部也在北京召开了紧急会议。11月22日晚7时,由建设部城市建设司副司长张悦、清华大学环境科学工程系教授张晓健等组成的专家组一行匆匆出发,赶赴哈尔滨,23日,他们与中国工程院院士、哈尔滨工业大学教授李圭白、张杰等哈尔滨当地专家汇合,组成了建设部恢复供水专家组。

  11月23日零时,哈尔滨市已经关闭了松花江哈尔滨段取水口,停止向市区供水,哈尔滨正式进入史无前例的全城停水期。“我是24日下午从广州直飞哈尔滨的。清华23日召开了两次紧急会议,布置任务,指派参战人员,我有幸和张晓健老师一起承担了任务。”刘文君说。

  张晓健,清华大学环境系水质科学与工程研究所所长,作为专家组的技术负责人,他告诉记者,专家组第一时间到达哈尔滨后,直接进入指挥系统,马上投入工作。与黑龙江省建设厅、哈尔滨市供排水集团商讨之后,24日12时,专家组拿出了具有可操作性的技术方案——《建设部专家组关于应对哈尔滨市松花江水源水突发性有机污染净水工艺的咨询建议》(下简称《建议》)。

  “当时有两个净水方案。一个是在污染团全部过去、地表水源完全达到水源水质标准后,再进行净水供应。此方案虽然能够保证水质安全,却只能被动等待,全市停水时间可能过长,对社会影响较大。”张晓健说,“另外一个是避开污染团高峰,在尾峰浓度尚超出饮用水水源标准的情况下,采取非常措施净化水质,及早恢复供水。我们认为第二个方案更适合当时的情况,要全力推行。”

  “要保证方案实施,还有两个难点需要解决:一是确定紧急应对净水方案和可以承受的水源水超标倍数,另一个是如何采取工程措施和管理保障系统。因为是应急,所以必须注重实用性和时效性,相关的工程技术和保障要容易,能很快实现。”刘文君补充说,“办法再好,如果一年半年才能消除污染,那也肯定不行。”

  在《建议》中,专家组详细阐述了紧急应对净水工艺的技术路线,把这场“战役”分成三步:实验室小试、生产性运行验证和恢复全市正常供水。后来的实践证明,这份《建议》真正起到了战略决策书的作用,此后的工作基本是按照其中的原则以及技术路线一步一步走的。专家组运筹帷幄,早早就为最后的胜利打下了坚实的基础。

  打赢一场战役,后勤保障起着关键作用,而对于分秒必争的“哈尔滨饮水保卫战”来说,相关的后勤保障必须快速通畅。专家组在《建议》里提出,工程技术措施包括:采购粉状炭投加设备、储备粉状活性炭和氧化剂。

  “投加活性炭必须有设备,当时买新设备已经来不及了。刚好,北京自来水集团在密云水库有过投加粉状活性炭的经验,于是,北京自来水公司第九水厂的副厂长张素霞就被紧急征召。24日晚,张素霞拿着投加粉状活性炭设备的图纸赶到了哈尔滨。黑龙江省政府秘书长亲自指挥,把图纸送到哈尔滨锅炉集团,组织技术最强的工人,连夜加班,在25日中午12点之前生产出了10台投加装置。”刘文君告诉记者。

  同时,净水所需的活性炭和氧化剂,除了黑龙江本地的储备外,各地的支援也源源不断地运往哈尔滨。山西、河北、宁夏等地组织了超过1000吨的活性炭紧急发出,沿途交通部门对抢运活性炭的车辆打开“绿色专用通道”,免收车辆通行费,保证它们能够及时到达哈尔滨。

  松花江的主要污染源是硝基苯,“国内的硝基苯主要用于火药、炸药工业,这些行业的废水处理都采用活性炭吸附。”刘文君说。

  为什么不采取更为环保安全的生物方法?张晓健解释说,首先是来不及;另外,硝基苯的生物稳定性很强、降解很慢,所以就基本排除了生物处理,而决定采用活性炭吸附。张晓健说,“活性炭又分为粒状炭和粉状炭,如果采用粒状炭,在污染物浓度达到高峰的时候,污染物会被吸附,但浓度高峰过去以后,又会解析脱附。而粉状炭可以及时排出系统,所以就考虑采用粉状炭。”

  “此次恢复供水工程,最关键的技术在于屏障前移,就是把投加粉状炭的地点选在了水厂取水口。”刘文君告诉记者,“活性炭吸附硝基苯需要一定的时间,从取水口到进厂有5~6公里的管线,要流两个小时,屏障前移能让粉状活性炭有足够的时间接触硝基苯,保证了吸附效果。如果放在水厂投放,不但时间不够,还要对进水进行混凝沉淀,会产生很多絮体,把粉状活性炭给包裹起来,影响吸附效果。屏障前移,还提高了吸附容量,从效果来看,这是整个过程中最关键的技术,也是确保成功的核心技术。”

  11月25日,停水的第三天,哈尔滨天气晴好,专家组进入紧张忙碌但又有条不紊的一天。按照分工,哈尔滨工业大学的马军教授负责实验室小试,张素霞负责粉状活性炭的投加,刘文君则负责总体水质监测和技术方案。

  晴空下的松花江畔,仍然是零下十度的低温,长达80公里的污染团正在逐渐逼近,而哈尔滨市民也经历了三天停水。刘文君告诉记者,专家组不能只是做实验、谈理论,还应该真正走到工程一线,现场解决很多具体的细节问题。“当时气温很低,投加装置如果放在露天,就可能被冻坏,专家组就让工人们在投放设备周围搭起简易房。在管道安装方面,专家组也充分考虑各种因素——安装水泵、阀门等工作非常琐碎,但却马虎不得。确定投加点之后,张素霞又教工人投加活性炭的具体操作方法。很多很细微的问题都要考虑到,一丁点儿的失误都可能导致很严重的后果。比如,粉状活性炭容易爆炸,涉及安全问题,就不能不对职工进行安全培训,还要配备防爆灯。”

  记者了解到,张晓健和刘文君都刚刚动过大手术,但就是这两位病号,却参与了此次专家组的主要技术工作。12月12日,在清华大学举办的第五期水业高级技术沙龙上,建设部城市建设司副司长张悦向张晓健、刘文君、张素霞等抱拳致敬,高度评价了专家组的敬业精神和无私奉献,指出在这次“哈尔滨饮水保卫战中”,“专家是关键”,当时会场掌声雷动。

  26日7时至27日11时30分,专家组进入哈尔滨制水四厂,组成生产性验证运行现场指挥部,短短28个小时就发布了16道指令,直接指挥生产验证的“实战”。从取水口的加炭,到水厂的混凝过滤、药剂投加、沉淀、水质检测等各个环节,都被有序启动。

  27日8时,真正的AG网址是哪个!黑龙江省公共卫生监测检验中心和国家城市供水水质监测网哈尔滨监测站对水厂滤池出水水样的检测结果传来:硝基苯检测结果符合《地表水环境质量标准》,其余检测项目检测结果符合《生活饮用水水质卫生规范》和《生活饮用水卫生标准》。这标志着制水四厂生产性验证运行全面胜利。

  27日11时30分,哈尔滨市政府决定制水四厂向市区管网试供水。“停了四天水,管网中残留的水都已经变质了,加上管道锈迹,最初流出的水浑浊不清,甚至还有红汤和泥,市民们感觉不清洁。为了消除误解,避免引起恐慌,要向市民宣传水处理的常识。”刘文君告诉记者,“当时也怕市民打开水龙头之后直接饮用,影响健康。我提出,用红色、黄色、绿色代表三种水质状态,在电视等媒体上向市民介绍各区域的水质状况:红色代表不能用,也不能饮,需要直接排掉;黄色代表不能饮,但可以用;绿色就是既可以饮,也能用,是正常的自来水。”

  刘文君回忆说,“全市233个检测点,每两小时测一次样,再汇总到专家组,水质合格后,管网图上这个区域就变黄了。如果测量发现水质达标、可以饮用,就用绿色标记。当时,电视报道非常直观,整个哈尔滨管网图,开始时全是红色,慢慢地,一些部分开始变黄。11月29日凌晨,全市都变绿’了。”

  张晓健介绍说,虽然供水已经恢复,但市民对自来水的信心还需要重建。据他了解,很多市民在饮用水、做饭、家庭用水上,还是尽可能用桶装水。目前,哈尔滨水源水硝基苯的浓度不到0.007毫克/升,低于0.017毫克/升的国家标准,但市民不认什么标准,只关注能否检得出——如果检不出,就认为没问题;只要有数值,就觉得有问题。因此,对哈尔滨来讲,重建市民信心还需要时间。

  “迫切需要建立我国的应急体系,这个体系不一定马上就能多圆满、多好,但一定要管用。水处理的应急系统很多地方都做了,钱也都花了,但真正出了问题却不管用。”刘文君忧心忡忡地说,“事件结束后,还要开展一系列监测工作,包括对上游爆炸现场污染物种类及浓度的确定,松花江水质的监测,流域内地面水、地下水的监测,还有水生生态系统的变化等。”

  “由于污染物在上游河床冰层当中的滞留,在污染团流过哈尔滨后的相当长时间内,哈尔滨水源仍有污染风险。因此,应急净水措施将继续采用,并要开展其他净水技术的研究应用,确保饮用水安全,同时还必须确定污泥的出路,避免次生污染。”张晓健提醒说。

  “明年开春以后,冰块中的污染物会重新释放,除了硝基苯以外,会不会有其他污染物?会不会产生其他次生污染物?对人体健康、生态系统有什么影响?这些都需要进一步的实验研究和深度处理,希望当地相关部门能够密切监视。”刘文君告诉记者。

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