一、先辨核心差异:瞬时性污染与持续性污染的特征对比
排水管网溯源监测的频次与时长设计,首要前提是明确两类污染的本质差异 —— 前者具有 “突发性、短历时、高强度” 特征,后者呈现 “稳定性、长周期、低波动” 特点,二者对数据的时间分辨率与覆盖周期需求截然不同:
瞬时性污染:多源于突发性事件,如企业偷排高浓度废水(如 1 小时内排放大量含铬废水)、运输车辆泄漏(如油罐车侧翻导致油污进入雨水篦子)、管道维修后残留污染物冲洗(如疏通管道时高浓度淤泥冲入管网)。其核心特征是:污染持续时间短(通常 0.5-6 小时)、污染物浓度骤升骤降(如 COD 从 200mg/L 飙升至 2000mg/L 后快速回落)、影响范围局限(多集中在污染点下游 1-3 公里管段),溯源需快速捕捉 “浓度峰值出现时间、峰值强度、衰减规律”,否则易错失关键数据。
持续性污染:多源于常态化问题,如小区雨污混接(雨水持续混入污水管)、管道破损导致地下水渗入(长期携带泥沙)、企业连续超标排放(每天固定时段排放低浓度废水)。其核心特征是:污染持续时间长(数天至数月)、污染物浓度稳定波动(如氨氮长期维持在 50-80mg/L,日变化幅度<10%)、影响范围广泛(可扩散至下游干管甚至污水处理厂),溯源需长期跟踪 “浓度变化趋势、时段性规律(如早高峰用水期浓度升高)、空间分布差异”,通过累积数据锁定源头。
二、分场景设计:监测频次与时长的具体方案
1. 瞬时性污染:高频次、短时长,聚焦 “峰值捕捉与衰减追踪”
瞬时性污染的溯源核心是 “不遗漏污染过程”,需以 “高频次监测” 捕捉浓度骤升的瞬间,以 “短时长覆盖” 跟踪完整衰减过程,避免因频次过低导致峰值漏判,或因时长过长造成数据冗余。
(1)监测频次:按 “污染响应阶段” 动态提升,最高达分钟级
瞬时性污染的监测频次需分三阶段调整,核心是 “污染突发时高频,衰减后期降频”:
预警触发阶段(污染初现至峰值出现前,0.5-2 小时):当管网在线监测设备(如 COD 传感器)首次检测到浓度异常升高(超出背景值 2 倍以上),立即将监测频次从常规 1 次 / 小时提升至1 次 / 5-10 分钟。此阶段需快速确认污染是否为瞬时突发(而非设备误差),同时记录浓度上升速率(如每分钟 COD 升高多少 mg/L),为判断污染强度提供依据。例如,某工业区管网监测到 COD 从 300mg/L 升至 800mg/L(超出背景值 2.6 倍),立即将频次调至 1 次 / 5 分钟,15 分钟后捕捉到 COD 峰值 1200mg/L,通过上升速率(每分钟 33mg/L)判断为高浓度偷排。
峰值追踪阶段(峰值出现至浓度降至峰值 50%,1-3 小时):浓度达到峰值后,维持1 次 / 10-15 分钟的频次,重点记录峰值持续时间(如峰值 1200mg/L 维持 20 分钟后开始下降)、浓度衰减速率(如每 15 分钟 COD 下降多少 mg/L)。此阶段数据可用于推算污染排放量(排放量 = 峰值浓度 × 平均流量 × 峰值持续时间),同时通过下游多个点位的峰值出现时间差(如上游点位峰值出现在 10:00,下游 1 公里点位出现在 10:15),初步锁定污染源头的上游方向。例如,某城市管网在峰值阶段以 1 次 / 15 分钟监测,记录到 COD 从 1200mg/L 降至 600mg/L 用了 45 分钟,衰减速率为 26.7mg/L/15 分钟,结合流量数据推算出偷排废水量约 50 吨。
衰减收尾阶段(浓度降至峰值 50% 至背景值,1-2 小时):当浓度降至峰值的 50% 以下(如从 600mg/L 降至 400mg/L),将频次降至1 次 / 30 分钟,直至浓度恢复至背景值(如 300mg/L)后,恢复常规频次。此阶段需确认污染是否完全消退,避免因污染物残留导致二次监测误判(如管道内残留废水缓慢释放)。例如,上述偷排事件中,浓度降至 400mg/L 后以 1 次 / 30 分钟监测,1 小时后恢复至 300mg/L,确认污染完全消退,停止高频监测。
(2)监测时长:覆盖 “完整污染周期”,通常 2-6 小时
瞬时性污染的监测时长无需过长,只需覆盖 “污染出现 - 峰值 - 衰减 - 消退” 的完整周期,一般为 2-6 小时,具体取决于污染衰减速度:
若污染强度低、衰减快(如少量油污泄漏,可被管网水体快速稀释),监测时长 2-3 小时即可(如 1 小时上升至峰值,2 小时衰减至背景值);
若污染强度高、衰减慢(如高浓度工业废水,需更长时间稀释),监测时长需延长至 4-6 小时(如 2 小时上升至峰值,4 小时衰减至背景值)。
需注意:若监测 2 小时后浓度仍未下降(如持续偷排),则需转为持续性污染的监测方案,避免因时长不足导致溯源中断。例如,某电镀厂偷排含铬废水,因排放量较大,浓度从峰值 80mg/L 降至背景值 0.5mg/L 用了 5 小时,监测时长调整为 5 小时,完整捕捉了污染全过程。
(3)关键补充:同步采集 “流量数据 + 点位视频”
瞬时性污染溯源需同步以1 次 / 5-10 分钟的频次采集污染点位的流量数据(如管道瞬时流量),用于计算污染排放量;同时开启管网检查井的视频监控(每 30 分钟拍摄 1 段 10 秒视频),排查是否有人员或车辆在周边违规排污(如夜间偷排车辆停靠),为溯源提供视觉证据。
2. 持续性污染:低频次、长时长,聚焦 “趋势分析与规律捕捉”
持续性污染的溯源核心是 “发现稳定规律”,需以 “低频次监测” 降低运维成本,以 “长时长覆盖” 积累趋势数据,避免因频次过高造成数据冗余,或因时长过短导致规律误判。
(1)监测频次:按 “监测目标” 分层设置,常规为 1 次 / 2-4 小时
持续性污染的监测频次无需高频,需根据 “是否已锁定疑似区域” 分阶段调整:
初步排查阶段(未锁定疑似区域,7-15 天):在管网干管、主要支管等关键节点(如每个片区 1-2 个点位),以1 次 / 4 小时的频次监测(如每天 6:00、10:00、14:00、18:00、22:00),重点捕捉 “浓度时段性差异”(如早高峰用水期浓度升高,说明可能存在生活污水混接)。此阶段需覆盖完整的日周期与周周期,避免因单日异常数据(如周末用水减少导致浓度下降)误导判断。例如,某城市排查雨污混接时,以 1 次 / 4 小时监测 10 天,发现某支管每天 8:00-10:00(早高峰)COD 浓度比其他时段高 20%-30%,判断该时段有额外污水混入,锁定疑似区域。
精准定位阶段(锁定疑似区域,3-7 天):在疑似区域的支管、小区出水管等细分点位(如每个疑似小区 1 个点位),将频次提升至1 次 / 2 小时(如每天 6:00、8:00、10:00……22:00),重点记录 “浓度空间差异”(如 A 小区出水管浓度高,B 小区正常,说明 A 小区可能存在混接)。此阶段需通过多点位数据对比,缩小溯源范围。例如,上述疑似区域中,以 1 次 / 2 小时监测 5 天,发现 A 小区出水管早高峰 COD 浓度达 500mg/L,而周边小区仅 300mg/L,进一步锁定 A 小区为混接源头。
验证确认阶段(确认源头后,1-3 天):在已确认的污染源头(如 A 小区雨水篦子、企业排污口),以1 次 / 1 小时的频次监测,同时采集源头排放数据(如雨水篦子是否有污水流出),验证污染是否由该源头持续产生。例如,在 A 小区雨水篦子处监测 2 天,发现早高峰时有污水从篦子流入雨水管,COD 浓度与小区出水管一致,确认雨污混接为污染源头。
(2)监测时长:覆盖 “周期规律”,通常 7-30 天
持续性污染的监测时长需足够长,以覆盖其 “日周期”(如早高峰、晚高峰)与 “周周期”(如工作日与周末差异),避免因短期数据无法反映稳定规律:
若污染具有明显日周期(如生活污水混接,早高峰浓度高),监测时长 7-10 天即可(覆盖 1 个完整周,包含工作日与周末);
若污染周期较长(如企业每周固定 1 天排放,或农业面源污染随灌溉周期变化),监测时长需延长至 15-30 天,确保捕捉到完整周期规律。
需注意:若监测 10 天后仍未发现明显规律(如浓度波动无固定时段),需增加监测点位(如在更上游的支管布点),避免因点位不足导致规律遗漏。例如,某农业区管网监测 10 天未发现规律,新增 3 个上游支管点位后,监测至第 15 天发现,每次灌溉后 24 小时内管网总磷浓度升高,确认农业面源污染为源头。
(3)关键补充:结合 “气象数据 + 用水数据”
持续性污染溯源需同步采集气象数据(如降雨量,判断是否因降雨导致雨水混接)、区域用水数据(如小区日用水量,判断是否因用水高峰导致浓度变化),通过多数据关联分析,验证污染规律的合理性(如降雨量增加时,雨水混接点位的浓度是否下降,符合 “雨水稀释” 逻辑)。
三、方案适配与调整:避免数据缺失或冗余的核心原则
无论瞬时性污染还是持续性污染,监测方案都需根据 “实际污染情况” 动态调整,避免机械套用固定标准,核心遵循三大原则:
“峰值优先” 原则(针对瞬时性污染):若首次高频监测未捕捉到浓度峰值(如监测 1 小时后浓度仍在上升),需将频次进一步提升至 1 次 / 3-5 分钟,直至捕捉到峰值;若峰值出现时间超出预期(如污染持续 6 小时仍未衰减),则转为持续性污染的监测方案,延长监测时长至 7 天。
“规律验证” 原则(针对持续性污染):若监测 7 天后仍未发现稳定规律,需检查点位是否合理(如点位是否位于污染上游,未覆盖核心区域),或是否存在多个污染源头(如多个小区同时混接,导致浓度波动无规律),调整点位后重新监测,时长延长至 15 天。
“成本平衡” 原则:瞬时性污染高频监测(如 1 次 / 5 分钟)虽能捕捉关键数据,但运维成本较高(试剂消耗、设备损耗快),需在污染衰减至峰值 50% 后及时降频;持续性污染低频次监测(如 1 次 / 4 小时)需确保数据覆盖关键时段(如早高峰、晚高峰),避免因频次过低导致规律遗漏,反而增加后续溯源成本。
结语
瞬时性污染与持续性污染的排水管网溯源监测,本质是 “时间分辨率” 与 “周期覆盖度” 的精准匹配 —— 前者需以 “高频次、短时长” 捕捉转瞬即逝的峰值,后者需以 “低频次、长时长” 积累稳定规律。通过分阶段动态调整监测频次,结合完整周期的时长覆盖,同时补充流量、气象等关联数据,才能确保采集的数据完整、有效,为污染源头定位与后续整改提供可靠支撑,避免因方案不当导致溯源失败或资源浪费。