2017年9月，廣東省深圳市出現(xiàn)了第一筆千萬級(jí)的環(huán)保罰單。當(dāng)?shù)丨h(huán)境監(jiān)察、監(jiān)測部門聯(lián)合對(duì)某工業(yè)區(qū)污水排口的水質(zhì)進(jìn)行檢查時(shí)，深圳市環(huán)境監(jiān)測中心站通過最新的水質(zhì)指紋污染預(yù)警溯源技術(shù)發(fā)現(xiàn)偷排，并找出了違法排污的嫌疑企業(yè)。
在這其中發(fā)揮了重要作用的水質(zhì)指紋污染預(yù)警溯源技術(shù)，是由清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院吳靜課題組歷時(shí)15年，在國家重大水專項(xiàng)和國家重大儀器專項(xiàng)等項(xiàng)目資助下自主研發(fā)的，可用于水污染排放源的快速識(shí)別，為環(huán)境監(jiān)管部門實(shí)施精準(zhǔn)執(zhí)法、有效打擊違法排污行為以及環(huán)境治理部門實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)源頭治理提供強(qiáng)有力的技術(shù)支持。
目前，《中共中央國務(wù)院關(guān)于全面加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境保護(hù) 堅(jiān)決打好污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)的意見》剛剛發(fā)布，各地環(huán)境治理壓力不斷加大，水質(zhì)指紋污染預(yù)警溯源技術(shù)的出現(xiàn)為地方環(huán)保監(jiān)察和環(huán)境治理找到了抓手。“水體和管網(wǎng)就像城市的血管，水質(zhì)指紋污染預(yù)警溯源技術(shù)可以深入城市血管的毛細(xì)血管找出問題、解決問題。”清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院研究員吳靜表示。
■ 十五年磨一劍、國內(nèi)外首創(chuàng)-基于水質(zhì)指紋識(shí)別的污染預(yù)警溯源技術(shù)
當(dāng)下，“碧水”成為我國污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)中的三大保衛(wèi)戰(zhàn)之一，各地開始圍繞水環(huán)境質(zhì)量改善進(jìn)行智慧環(huán)保建設(shè)，如水質(zhì)在線監(jiān)測等。監(jiān)測市場熱度增加。
然而，常規(guī)的在線監(jiān)測設(shè)備只能給出國家排放或者水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中的污染物濃度，不能提供污染源和特征污染物等重要信息，找到污染源頭成為困擾不少地方政府的難題。
吳靜介紹說：“水質(zhì)指紋污染預(yù)警溯源技術(shù)就像警察通過指紋比對(duì)抓嫌疑犯，我們的設(shè)備通過水污染現(xiàn)場掃描水質(zhì)‘指紋’來識(shí)別污染源，然后再采取針對(duì)性措施，可以顯著提高監(jiān)管和治理效率，降低成本。”
經(jīng)過15年的發(fā)展，技術(shù)及溯源儀器發(fā)展成熟，已建立分類齊全、實(shí)用度高的水紋數(shù)據(jù)庫，包含十三大類、161種污染源的水紋數(shù)據(jù)庫和330種污染物的水紋數(shù)據(jù)庫等千余套水紋數(shù)據(jù)。
同時(shí)，基于水質(zhì)指紋識(shí)別技術(shù)開發(fā)出的系列水污染預(yù)警溯源儀（在線式、移動(dòng)式和實(shí)驗(yàn)室臺(tái)式），在環(huán)境監(jiān)管中也發(fā)揮著重要作用。設(shè)備具有預(yù)警、溯源、污染留證三大功能，可以識(shí)別生活廢水和主要工業(yè)廢水，對(duì)污染源識(shí)別可以粗放到行業(yè)、精準(zhǔn)到企業(yè)。在線式污染預(yù)警溯源儀從進(jìn)水到完成預(yù)警、溯源只要21分鐘。
■ 污染實(shí)時(shí)預(yù)警、精準(zhǔn)溯源，助力環(huán)境監(jiān)管部門高效執(zhí)法
吳靜介紹說，水污染預(yù)警溯源儀可以比常規(guī)儀器更早發(fā)現(xiàn)水污染，贏得應(yīng)對(duì)和處置水污染事件的時(shí)間。特別是污染留證功能可以保留異常水質(zhì)指紋信息，用來作為追查違法排污企業(yè)的重要依據(jù)。
但是，污水水質(zhì)與人體指紋有所不同，這是怎么識(shí)別出來的？原來，根據(jù)污染物種類和濃度不同，水樣的三維熒光光譜可與污染源一一對(duì)應(yīng)，被稱為“水質(zhì)指紋”-簡稱“水紋”，用來識(shí)別污染排放源。
2010年起，水污染預(yù)警溯源儀開始連續(xù)監(jiān)測太湖水質(zhì)。在運(yùn)行期間多次檢測到水質(zhì)異常，并且根據(jù)檢測到的污染類型，快速準(zhǔn)確地確定了污染源頭。
預(yù)警溯源技術(shù)在太湖水源地的成功應(yīng)用表明其具有技術(shù)先進(jìn)、設(shè)備穩(wěn)定可靠、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)，可有效預(yù)警和控制飲用水污染事件的危害。良好的效果促進(jìn)蘇州市相關(guān)管理部門主動(dòng)購買了更多儀器，用于水源地、跨界斷面和工業(yè)園區(qū)監(jiān)管。
去年年底，北京市通州區(qū)環(huán)境保護(hù)局市級(jí)工業(yè)園區(qū)污染物排放精細(xì)化管控系統(tǒng)建設(shè)項(xiàng)目順利完成采購招標(biāo)。由蘇州國溯公司生產(chǎn)的第三代在線水污染預(yù)警溯源儀已分別安裝于兩工業(yè)園區(qū)的污水處理廠進(jìn)口，對(duì)園區(qū)內(nèi)企業(yè)排放實(shí)施在線監(jiān)管。“項(xiàng)目的建成將成為水污染預(yù)警溯源技術(shù)在工業(yè)園區(qū)污染源排放監(jiān)管領(lǐng)域的又一典型應(yīng)用案例。”
隨著預(yù)警溯源技術(shù)的成功應(yīng)用案例越來越多，吳靜團(tuán)隊(duì)開始接受不少地方政府部門的考察。去年，南方某地想在工業(yè)園區(qū)安裝水質(zhì)預(yù)警溯源儀，當(dāng)?shù)丨h(huán)保局實(shí)地考察了水質(zhì)預(yù)警溯源儀用戶的使用情況，然后組織了包括外請(qǐng)專家在內(nèi)的11名專業(yè)人士的團(tuán)隊(duì)、帶了四個(gè)工廠的水樣，到清華大學(xué)做了盲樣測試，測試結(jié)果良好才最終決定采用這一技術(shù)。
■ 滿足多尺度應(yīng)用需求、具有廣闊的應(yīng)用前景
“水質(zhì)指紋預(yù)警溯源技術(shù)是當(dāng)前國家急需的重要關(guān)鍵技術(shù)，其應(yīng)用能夠?qū)Α畻l’和‘河長制’的落實(shí)提供可靠的技術(shù)支撐。”吳靜表示。
據(jù)她介紹，課題組基于水污染預(yù)警溯源儀開發(fā)了多尺度污染溯源技術(shù)和方案，可以服務(wù)大到長江、黃河這樣的大流域、城市黑臭水體，小到工業(yè)園區(qū)和污水處理廠。比如在大流域范圍內(nèi)，可以利用此技術(shù)識(shí)別流域的重點(diǎn)污染段以及污染類型，實(shí)現(xiàn)從水體污染到岸上污染源的快速識(shí)別。在此基礎(chǔ)上，可以構(gòu)建“預(yù)警-溯源-應(yīng)對(duì)”高效機(jī)制，確保考核斷面水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。這點(diǎn)與當(dāng)前的“河長制”考核非常契合。同時(shí)，可用于城市水環(huán)境全過程高效預(yù)警溯源，和工業(yè)園區(qū)污水處理廠運(yùn)行等。
吳靜表示，“我們可以為地方政府提供更多信息支持，從而更好地滿足各地各部門精細(xì)化管理和環(huán)境治理的需要。”未來，這一技術(shù)的應(yīng)用不僅限于環(huán)保部門，還可以幫助治理黑臭水體，幫助管好城市排水戶等。
目前，專注于環(huán)境監(jiān)管領(lǐng)域的高科技企業(yè)蘇州國溯，是清華大學(xué)研發(fā)的水污染預(yù)警溯源儀唯一生產(chǎn)企業(yè)。公司依托清華大學(xué)長期技術(shù)積淀和科技創(chuàng)新優(yōu)勢，致力于為政府部門和大型環(huán)境服務(wù)商提供精細(xì)化環(huán)境監(jiān)管產(chǎn)品、技術(shù)服務(wù)以及整體解決方案，促進(jìn)實(shí)現(xiàn)水環(huán)境質(zhì)量改善、水安全保障以及水環(huán)境治理效果長期向好。
崔煜晨
（本文轉(zhuǎn)載自“中國環(huán)境報(bào)”）
