赴美污染源在線監控系統培訓考察報告 考察報告

赴美污染源在線監控系統培訓考察報告

　 爲了解美國污染物監控系統情況，借鑑國外先進的管理經驗，瞭解最新的污染源監控新技術和管理方法，我隨國家環保總局環境監察局考察團，於2005年2月19日至3月16日赴美國進行了培訓考察。其間，在科羅拉多洲的哈希公司總部進行了爲期兩週的各種在線監測儀器和與在線監測相關的輔助監測儀器的培訓；在華盛頓特區對美國國家環保局（簡稱EPA）總部，美國污水處理廠聯合會及世界能源研究所進行了考察和交流；我們還與內華達州水務局就污水處理廠排水在線監測使用情況進行了座談，並對有關在線數據傳輸問題進行了交流。本次培訓考察團成員來自北京、天津、上海、河北、河南、安徽、湖南、雲南8個省、直轄市的環境監察人員、監測人員和環境管理人員。在培訓考察期間，美國有關接待單位和負責培訓的哈希公司都非常重視，在美國哈希公司總部所在地的丹佛市培訓時，抽調部門主管作培訓師，授課老師作了精心準備，培訓內容及考察點都作了精心安排，尤其是哈希公司總裁親自與我們一起研討，表現出很高的熱情。參加培訓的人員以學取真經、不枉此行爲己任，聽課認真，記得仔細，表現出強烈的求知慾。成員還根據各自單位和自身的環保實踐，提出各種問題，與美國有關人員進行了熱烈的討論，使培訓工作得到了良性的互動。通過近一個月的培訓、考察，基本上了解了美國當前污染物自動監控系統的技術發展、管理實施等情況。現將此次培訓的有關情況彙報如下：
　　一、培訓情況
　　 國家環境保護總局環境監察局爲切實解決好國內污染源監控裝置安裝、運營、管理中存在的問題，在組團之初廣泛徵求各省市環保職能部門的意見，制定了詳細的培訓計劃。到達美國後即按計劃開展了培訓，培訓的主要內容包括國外在線監控儀器的新技術和新儀器；便攜式快速監測儀器的新技術、新儀器；實驗室分析的新技術及進展；美國國家環保局對排污企業的管理和監督模式；美國對城市及河流污染物進行控制、消減的主要方法；現場參觀美國的城市及河流污水監控儀器的運行狀況等內容。
　　（一）在線水質監控儀器
　　美國HACH公司是世界著名的水質監測分析儀器的生產廠商，在線水質監測儀器產品衆多，且在技術上處於領先地位。我們主要接受了在線COD、在線流量計、在線氨氮、在線TOC、多參數水質分析儀等項目的培訓。培訓側重於目前世界上廣泛採用的技術原理、每種方法的優缺點及該公司儀器的特點等方面內容。
　　1、COD Max 型水質在線分析儀
　　美國HACH公司生產的COD Max 型水質在線分析儀，主要用於企業排放的污水中COD的監測，該儀器採用符合中國國家環保總局確定的COD鉻法進行監測，儀器中採用活塞泵代替了傳統的及目前國內常用的蠕動泵，解決了目前國內通常所使用的儀器由於泵管的磨損及老化引起的每三～六月需要更換泵管的問題，同時提高了儀器的試劑加註精度。該儀器安裝了安全面板，在儀器中試劑不排空的情況下，該面板是不能被打開的，消除了因儀器內含有高濃度硫酸而對操作人員可能造成的傷害，而且儀器在未安裝安全面板及關閉面板的情況下是不能開機的。該儀器在分析高濃度氯離子的污水等方面也有優勢。
　　2、在線流量計
　　對排污企業排放的污水進行準確的計量一直是困擾國內環保部門的難題。HACH公司在污水計量方面有許多產品，且有優勢。一種是8100、8500型，分固定和便攜兩種型式，主要用於對污水排放管爲滿管狀態的測量，儀器採用超聲波多普勒原理，可方便安裝在水泥管、鐵管及玻璃鋼管外，與污水不直接接觸，安裝方便，測量精度高，適用範圍廣；另一種爲900型，主要適用於排污管道水平且未充滿污水的狀態，該類儀器有兩個超聲波探頭，一個豎直安裝在管道內側上壁處，用於對管道液麪高度的測量，一個置於水底中，對液體流速進行測量，通過對兩個探頭所得的數據及已知的管道尺寸參數進行計算就可得到污水流量，儀器分便攜式和固定式兩種。目前世界上該類儀器普遍採用的是超聲波多普勒法，只是各家廠商生產的儀器在安裝、使用上有繁有簡，使用的方便程度及測量方式不同，廣泛地瞭解每個公司的產品，對我國衆多的排污企業及其多變的排污方式的污水測量有較大的幫助。
　　3、在線氨氮監測儀
　　我國對化肥企業、城市污水廠及排放高濃度有機污水的企業都應進行氨氮的監測。HACH公司生產的氨氮監測儀?採用比色法進行測量，其中對高濃度的採用納氏比色法，對低濃度的採用水楊酸比色法，符合我國國標的要求。該方法受水中雜質的影響較小，與氣敏電極法相比，不需要經常更換電極，不受易揮發有機組份的干擾，測量精度高。與選擇電極法相比，當遇到一價陽離子時其測量精度不受較大的影響。該種方法應該說對我國的企業類型衆多、污水成分極複雜的現狀來說是相當適用的。
　　4、TOC在線監測儀
　　COD反映的是水中用強氧化劑氧化時有機物的多少，BOD反映的是水中生物氧化的有機物的多少。這兩種方法所測的耗氧有機物的量均爲水中有機物的一部分。TOC則測量水中全部有機物的多少。測量方法有高溫燃燒法及紫外催化法（溼法）。紫外催化法是首先在水樣中加酸，去除水中的有機碳，使其反應生成二氧化碳而消除，再在水樣中加入過硫酸鹽，用紫外光催化氧化，使水中的含碳有機物生成二氧化碳排出，用非分散紅外分光光度計測量所排出的二氧化碳的量，從而得出水中總有機物的含量。高溫燃燒法去除無機碳的方法與溼法相同，去除了無機碳的水樣在Pt催化劑的催化下在氧氣中燃燒，有機物與氧反應生成二氧化碳，用非分散紅外分光光度計測量該二氧化碳的量，從而得出水中總有機物的含量。兩種方法各有優缺點，溼法中，需要加入過硫酸鹽，反應時間長；高溫燃燒法在水中無機離子較多的情況下，易使催化劑表面產生沉積，降低了催化劑的催化效率。我國在選用TOC測量儀時，應根據各地水質的具體情況，考慮這兩種方法的儀器的優缺點分別選用。
　　5、多參數水質分析儀
　　測量水中的pH值、電導、溶解氧、濁度及溫度5個參數是環保部門經常進行的工作。HYDROLAB 型多參數水質分析儀可進行這5個常規項目的分析，同時還可以擴展到15個參數，其中可進行葉綠素a、藍綠藻兩個項目的監測，這對監測水體的富營養化過程具有重要意義。目前，國內葉綠素a、藍綠藻監測的常規方法都是在實驗室進行，監測週期長。而該儀器可直接將探頭插入水中進行現場監測，也可固定在水體中進行長期監測，不需要建設水質自動站房、提水等裝置，使用方便，在目前我國的河流、湖庫監測中具有較廣泛的推廣價值。
　　6、在線總磷監測
　　我國排污企業衆多，對有些企業需要進行總磷監測。目前國內安裝總磷在線監測儀的企業爲數不多，分析方法及使用經驗還不多。HACH公司生產的PHOSPHAX型總磷在線監測儀使用我國標準的鉬藍比色法，前處理裝置是按我國國標標準方法進行樣品處理，水樣中的顆粒物採用超聲波震碎而非過濾式，儀器監測與傳統實驗室監測方法數據可比性較高。
　　7、XC－100XC1000在線控制器
　　傳感器所測的監測數據需要傳輸到數據控制器進行處理。控制器的功能直接影響到測量的方便性。功能強大的而通用的在線數據控制器對提高監測效率、簡化實驗裝置有較好的作用。培訓中，專家介紹了目前世界上的多種數據在線控制器，對我們今後的選用有較大的幫助。
　　（二）便攜式現場水質分析技術
　　近年來我國突發性環境污染事故時有發生，爲及時準確地掌握水體的污染狀況，便攜式現場水質分析技術越來越重要。DREL/2400型水質實驗室主要針對現場監測而設計的，主要包括便攜式分光光度計、便攜式溶解氧儀、pH計、電導等分析儀器，同時配備有150餘種試劑，可在現場進行90餘個項目的監測。最長的項目分析時間爲半小時左右。一旦需要現場監測，只需2人攜帶，在現場可及時得到分析結果。儀器也可以裝配到應急監測車內，大大的提高了監測的時效性，對處理突發性環境污染事故具有非常實用的價值。培訓團成員對該儀器進行了認真地學習及實際操作，較好地掌握了應急監測技術，同時也詳細瞭解了便攜式5參數測試技術。
　　（三）其它先進技術
　　環境監測技術近年來發展很快，新技術、新儀器層出不窮。新的分析方法在原理上不斷有創新，有些雖然還沒有產品，但充分了解新技術的發展動向對我們在實際工作中具有重要意義。培訓還專門安排了新技術發展方向及趨勢的內容。主要有熒光法測量溶解氧、現場快速測量葉綠素a、藍綠藻、紫外殺菌及智能傳感器等內容。
　　1、熒光法測量溶解氧
　　傳統測量水中溶解氧的方法有化學試劑滴定法及膜電極法。使用化學試劑滴定法分析週期長，不適用於現場的快速監測；膜電極法需要定期添加和更換電解液及膜電極，使用中維護量大，耗材消耗多。熒光法測量溶解氧不是電化學法，它使用光膜產品，水中的氧氣存在會影響電子的激發時間，從而根據電子激發的狀態產生的熒光強度進行測量。儀器不需要化學試劑，熒光膜的更換週期長達一年左右，且不需要定期校準，較傳統的膜電極法有明顯的優勢。該法目前正在申請美國EPA認證。
　　2、葉綠素a、藍綠藻的測量
　　傳統的葉綠素a測量前處理繁雜，重現性差，在進行水體富營養化測量中時效性差，新的測量方法是用紫外傳感技術，可進行現場的實時監測，且不需要化學試劑；藍綠藻的測量方法與測量葉綠素a的方法基本相同，該方法對我國需要進行水體富營養化監測的地區具有現實的意義。
　　3、紫外殺菌技術
　　傳統的飲用水及城市污水殺菌方法爲加氯法，氯氣在殺死水中細菌的同時也會產生新的污染，一些含氯的有機物有致癌作用，該方法的成本較高，採用紫外殺菌技術，無二次污染，成本低，效果較好，有較好的推廣價值。
　　（四）美國環保總署（Environmental Protection Agency）
　　美國環保總署，在職人數有1萬名左右，在華盛頓有2000人左右，另有區域性分支機構，各地區EPA有很強的自主權，與地方政府協調工作。我們在美EPA主要了解了以下情況：
　　1、關於企業管理制度（排污許可證制度）
　　排污許可證制度是一項在美國廣泛推行的環保管理制度。制度要求對每一個排放點源都必須由管理部門頒發的排放許可證，並且要嚴格依照許可證內容依法排放（但目前在美國?對面源污染的控制還未做到許可證管理）。
　　1）排污許可證的發放管理
　　排污許可證主要由EPA進行發放；
　　經過EPA批准，一些有資質能力的州政府也可發放許可證，但EPA有權根據情況隨時收回州政府發證權限。
　　排污許可證的管理一般遵循“誰發證，誰管理”的原則。即由EPA發證的企業，由EPA進行證照管理，由州政府發證的企業，則由州政府管理。
　　2）排污許可證內容
　　以技術和水質量兩方面爲基礎覈定的排放限值；
　　監測因子及其濃度；
　　監測手段及方法；
　　排放量；
　　上報數據時間週期等
　　3）美國EPA目前工作重點
　　經多年發展，美國境內排污企業的點源污染已經得到了很好的控制，對工業污染的監控已經不再是美國EPA的工作重點。這與中國國情有很大不同。美國EPA現階段的工作重點主要有如下三個方面：
　　大面積場所（如停車場）經暴雨沖洗後可能產生的污染。
　　雨污混流管的溢流。
　　畜禽養殖。
　　2、關於排污企業數據管理制度
　　1）數據監測情況
　　美國對點源排污企業沒有設置大規模的在線監測網絡。監測數據來源主要依靠企業的自我監測上報（點源排污企業由於質量控制和滿足達標排放要求自行安裝了必要的在線監測設備）；EPA也可根據情況需要，委託有權威的監測機構進行監測。
　　監測點的選擇由管理部門根據企業的工藝情況確定。
　　2）數據上報情況
　　（1）企業經過自我監控監測，按EPA要求，並結合排污許可證制度，定期上報排污數據；
　　（2）EPA也可根據情況到現場調取數據。
　　3、關於公衆參與制度
　　美國全民的環保意識很強，公衆參與在很大程度上監督着政府的政策執行，推動着環境保護的發展。
　　1）舉報制度
　　在美國每一位公民對發現的任何環境違法（包括本單位）行爲，有權並且都非常積極地進行舉報。
　　（1）可直接向EPA舉報
　　（2）向州政府舉報
　　（3）如果EPA不作爲，還可向法院起訴。
　　2）數據共享
　　美國的每一位公民都享有如下權利：
　　（1）調看企業排污許可證內容；
　　（2）查閱企業上報EPA的官方排污數據；
　　（3）甚至可以到企業排污口現場查看排污情況。
　　4、排污企業處罰制度
　　1）企業的違法分類（在美國主要有五類違法情況）
　　（1）沒有排污許可證
　　（2）未及時上報排放污染數據
　　（3）超標排污
　　（4）改動排污數據或數據不可靠
　　（5）在規定時間內未能完成污染限期治理、設施改造升級任務。
　　2）EPA處罰情況
　　美國的環保法律法規非常嚴格，致使企業違法成本高昂。EPA的主要做法有：
　　（1）很大程度上，工作內容是幫助企業，告之企業應該如何做。
　　（2）如發現企業違法行爲（非故意性質）——罰款。
　　（3）如發現企業違法行爲（故意性質）——強制關停、企業法人還將承擔刑事責任。
　　企業被關閉時，程序爲：由EPA先給企業一個通知，要求企業改正，若不改正，EPA有權將之關閉。
　　（五）城市污水處理廠協會及內華達水務局
　　1、城市污水處理廠協會（Association of Metropolitan Sewerage Agencies 簡稱AMSA）
　　該協會代表300多個大中城市向白宮、議會及EPA做溝通工作。
　　1）主要工作情況
　　（1）每年召開4次會議，重點關注EPA將來動向及可能制訂的政策?並與市政進行溝通，再將溝通後的信息反饋給EPA。同時協調不同城市間的污水處理能力。
　　（2）協會可制定進入污水處理廠的水質排放標準。根據標準與排放水量，簽訂協議，對向污水處理廠排水的企業進行收費。排放標準的制定及收費協議的簽訂是企業與城市污水處理廠協會雙方溝通協商的結果。
　　（3）經市政委託，美國的城市污水處理廠協會擁有執法權。如發現偷排或超過污水處理廠進水標準的企業，EPA將對協會進行增量收費，協會可以依據簽訂的協議對超標排入的企業進行加倍收費，也可依法向法院起訴對其進行處罰。
　　2）管理模式
　　1、內華達水務局（Nevada Water Authority）
　　內華達水務局主要職責可概括爲：尋找水、處理水、供應水。
　　（1）水處理情況
　　其主要水源來自克羅拉多河。城市污水處理回用率非常高，處理效果可達到再飲用水標準。
　　工業與農業對湖區帶來的污染很小，湖區水質主要還是來自泥沙問題。爲最大程度地處理並回用極其寶貴的水資源，共建有2個城市污水處理廠，每個污水處理廠處理規模爲24萬立方米/天。
　　經瞭解，湖區也存在藍藻污染，2001年還發生過一次“水華”，主要原因是N、P含量過高。爲解決污染，內華達水務局採取如下措施：
　　（1）增強污水處理廠處理效果，減少N、P排放。
　　（2）建設了22個緩流壩。主要目的是降低水流速，使泥沙自動沉積，吸附N、P，最大限度的減少N、P的排放。
　　3）實時水質監測程序（Real－time WQ Monitoring Program）
　　爲加強對水質監測、監控力度，內華達水務局從2000年開始建立了一套實時水質監測系統，取得了較好效果。共購買了10套HACH公司的多參數水質監測儀。安裝了7個在線監測點，主要監測指標有：PH、溫度、DO、電導率。
　　該系統利用CDMA網絡，採取無線傳輸方式進行數據傳輸：
　　（1）有信號覆蓋區
　　數據傳輸下載——去除無效及非法數據　　整理分析——數據上傳至內華達水務局水質監測網站。可供社會上所有人在線查詢。
　　（2）無信號覆蓋區或數據傳輸丟失
　　仍採用人工方式，到現場調取下載數據。該系統數據採用雙備份，有效地保留了存儲數據。
　　網絡系統運營費用：每個監測點，包月40美元。
　　（六）世界能源研究所（World Resource Institute）
　　World Resource Institute是一個環保政策的研究機構，在很大程度上影響着美國的環境保護政策的制定。
　　1、排污權交易
　　排污權交易是在美國推行的一項比較成熟的環保管理制度。主要描述爲：在一個特定的污染控制區以內，經過科學的評估，首先確定一個總量排放控制指標，在這個覈定的總量下，各個排污單位可以將排污權進行交易。其前提是：
　　在一定需要控制、考覈的區域範圍內
　　經科學的監測、評估，確定一個總的環境容量，即排放總量
　　各排污單位均按排污許可證制度管理，嚴格執行各自的總量控制（消減）指標
　　其效果是：
　　區域控制總量得到消減
　　整體治理成本得到降低
　　2、磷、氮的控制
　　從點源的控制轉向劃定面源的總體控制，例如，對農場主，通過搭建好的網絡平臺，進行排污權交易，使區域內的整體磷、氮得到消減，成本大大降低，磷的消減價格可以從10美元/磅下降爲8美分/磅。
　　二、收穫和體會
　　通過在美期間執行在線監測培訓任務的學習考察，結合國內的環境保護現狀、在線監測安裝使用和運行管理情況，經過對比分析，有如下收穫和體會：
　　1、健全的法律制度是根本
　　美國在環境保護法律規章制度的建設方面體系健全，處罰手段完備。在線監測設備的安裝和使用有充分的法律依據，有明確的法律地位，在線監測數據廣泛應用於環境管理，如排污許可證的發放和污染源的監控等；排污企業有較高的環保意識，自覺接受環保部門的監督管理，對於在線監測設備的安裝有較高的積極性。在美國，在線監測設備一般由企業自己安裝，自己運行管理，在線監測數據一般由企業自己保存，環保部門對在線監測數據隨時可以查用，並實施排污情況公告制度，接受環保部門和社會的監督，企業實施在線監測並按時上報數據是企業應盡的法律義務，對於不按時上報或者瞞報謊報者，美國EPA將追究企業的法律責任。
　　2、先進的環保理念是基礎
　　美國非常重視對公衆進行環境保護工作的宣傳和教育，企業和公衆具有較強的環境保護意識，保護環境已成爲全民的自覺行動和社會公德。排污單位自覺按照EPA或者州政府的規定實施污染物的達標排放，接受監督管理，政府和企業之間不再是管與被管的被動模式，二者之間是一種誠信、互信、互動關係。全民把保護環境作爲維護自身權益的一種自覺行動，公民可以隨時調用環境監測數據，對違法排污企業及時進行舉報，並且隨時可向環境保護部門諮詢排污企業的有關情況，全社會形成了一種人人保護環境的良好氛圍。
　　3、優良的技術支撐是手段
　　經過幾十年的實踐研究和應用，美國針對不同的排污類型企業有不同的監測手段，如對於大型企業實施在線監測，對於小型企業實施人工採樣監測。在線監測儀器、監察裝備的研究和應用均處於領先地位。
　　4、嚴格的執法環境是保障
　　美國環保部門的執法地位獨立，執法主體明確，處罰嚴厲。美國EPA和州政府環保部門對違法排污企業可以直接查處，環境執法工作不受地方政府幹預；美國EPA和州政府環保部門直接對向環境水體排放污染物的企業進行監督管理，對於排入污水處理廠的企業由污水處理廠進行監督管理；環保部門對於排污單位的違法排污行爲有着非常嚴厲的處罰措施，對於超標排放企業和污染治理設施不健全的企業，除進行高額罰款外，還要進行限期改正，逾期未達到相關要求的，美國EPA或者州政府環保部門可以直接對其進行關閉，對於偷排直排的企業，美國EPA或者州政府環保部門除進行高額罰款外，還要追究企業責任人的刑事責任，甚至關閉該企業，充分運用法律手段和經濟手段有效控制污染物的達標排放，完全不存在“企業守法成本高、違法成本低”的問題。
　　三、對策與思考
　　根據這次在美國哈希公司和美國EPA等單位進行污染源在線監測培訓和交流，並結合目前我國污染源管理現狀以及污染源在線監測設施建設的實際情況，對污染源在線監測建設及管理工作提出如下對策：
　　1、對有關廢水、廢氣污染源在線監測建設提出規劃要求，加快重點污染源在線監測建設進度。
　　①各省、市儘快組織制定本省、市範圍內的污染源在線監測設施建設規劃，按照國家環保總局確定的廢水、廢氣排放安裝在線的標準，對要求安裝污染源排放在線監測設施的排污企業，加強督促，確保安裝到位。
　　②明確將污染源在線監測設施作爲環保治理設施的一部分。對新擴、改、建項目必須安裝污染源在線監測設施的，應與主體工程同時規劃、同時建設、同時竣工和組織驗收；對老污染源限期完成安裝在線監測設施，逾期完不成建設任務的予以處罰。
　　③建立污染源在線監測建設考覈制度，對污染源在線監測設施建設進展較快，管理、運行規範的省、市進行考覈獎勵，
　　2、儘快出臺污染源在線監控設施管理辦法，並在經費安排上給以扶持。
　　目前在國內還沒有一部完整的有關污染源在線監測設施建設及運行管理的法規，各省、市在建設和運行管理方面政策要求不一，管理較爲混亂。爲使污染源在線建設規範、有序推進，亟待做以下工作：
　　①以行政規章的形式儘快出臺《污染源在線監控設施管理辦法》，對污染源在線監控設施的建設主體、建設要求、安裝、使用、維護管理、數據報送以及相關的技術規範（包括數據傳輸方式及標準接口等），做出明確規定；
　　②對在污染源在線監測設施運行及數據報送等方面出現的違法違規行爲的處理處罰等方面，提出統一的要求和處理處罰標準依據。
　　3、國家和省應分別設立污染源在線監測設施建設基金。
　　根據有關法規和《排污費徵收使用管理條例》，污染源在線監測設施屬污染治理設施的一部分，符合《排污費徵收使用管理條例》中有關環境保護專項資金的使用方向和要求，國家在上繳的排污費中，每年提取5%，設立污染源在線監測設施建設基金，對污染源在線監測設施的建設、運行管理、技術和政策研究、相關培訓進行補助。
　　4、統一規範全國污染源在線監測數據傳輸技術標準和數據報送格式方法。
　　制定規範的污染源在線監測數據傳輸技術辦法（淘汰傳輸數據不可靠、技術落後的點對點數據傳輸方式），統一數據傳送的標準；建立分級報送在線污染源監測數據的有關管理制度，做到各級環保部門通訊格式和接口統一，污染源信息共享。
　　5、進一步加強污染源在線監測技術和管理方面人員的培訓
　　爲了及時瞭解國內外在線監測發展的方向和動態，掌握環境管理的新技術和先進的管理經驗，建議總局和國家外國專家局進一步加強污染源在線監測技術和管理方面的人員培訓，定期組織交流在線監測使用管理經驗。
　　這次赴美培訓取雖然得了一定的成果，但因時間短促，需要了解和學習的內容太多，比如，排污企業自我監控、數據定期報送方式、城市污水處理廠出水排口的排污監控等方面均無法開展較深入的瞭解及現場考察，參加培訓的人員均感到開拓了視野，看到了差距，有了新的奮鬥目標。　（淮南市環境監察支隊　雅軍）