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美国废水自行监测制度及对我国的借鉴

嘉峪检测网        2017-10-13 10:09

排污单位在污染源监测中应承担主体地位已 在国内达成普遍共识,新修订的《环境保护法》中也已经明确了企业开展自行监测及信息公开的法律责任。2013 年,环保部发布了《国家重点 监控企业自行监测及信息公开办法( 试行) 》,以推 动污染源自行监测的开展。然而,由于未理顺自行 监测与污染防治要求的关系,未明确监测方案要 求,未明晰自行监测数据在环境管理中的地 位,自行监测的实施效果不理想,在环境管理 中的作用不明显。尽管自行监测数据公开可以对 企业排污和监测行为产生一定压力,但是这远未充 分发挥自行监测数据的作用。美国企业自行监测 在污染源排放监管方面至关重要,今通过对美国废水污染源自行监测管理制度的研究,为我国企业自 行监测的发展提供借鉴。 

 

1 实施载体和定位 

美国废水污染源自行监测是以国家消除污染 物排放制度( NPDES) 许可证制度为载体而实施。 通过 NPDES 排污许可证,对排污企业提出自行监 测的具体要求,由企业开展自行监测。污染源监测与报告是许可证制度的重要组成内容。

 

美国 NPDES 排污许可证制度是 1972 年《清洁 水法》中提出的用于控制污染和实现水质保护的 政策手段。许可证文本由专门的技术人员、许可证 编写者设计,包括个体许可证和一般许可证 2 大 类。个体许可证针对每个源的特点独立设计, “一源一证”; 一般许可证针对一类相似的源设计, 同类污染源纳入同一个一般许可证下管理。所有 许可证的文本都包括首页、排放限值、监测与报告、 特殊规定、标准规定等 5 方面的内容,其中针对企 业具体情况设定的排放限值是许可证制度的核心 内容,每项污染物的排放限值根据每个源的具体情 况确定,“一源一限值”。每个许可证文本中监测 与报告的要求是根据排放限值的内容,结合企业的 排放特点专门设计,“一源一方案”。 

 

排污单位自行监测的目的包括: 确定持证单位 是否符合 NPDES 排污许可限值的要求; 为执法提 供依据; 评估废水处理效率; 表征排污特性; 表征受 纳水体的特性。自行监测是排污单位自证守法和 对环境质量影响的行为,是污染源监测的主体 形式。

 

2 自行监测方案内容和设计依据 

排污单位自行监测方案由许可证编写者根据 排污单位提供的产品、原辅材料、排污口历史分析 测试数据等,结合专业判断有针对性地设计,设计 思路在《美国 NPDES 许可证编写者指南》中有 详细介绍。 

 

2.1 监测内容 

排污单位自行监测内容包括进水监测、出水监 测、源水监测、内部监测、环境监测( 受纳水体) 、其 他监测( 如污泥) 等方面。并非所有持证单位都需 要开展所有的监测,具体监测内容根据排污许可证 中排放限值的要求和企业的具体情况确定。

 

 2.2 监测指标的确定 

排污单位在申请排污许可证时,需要对本单位 的排放状况作分析,根据生产工艺和原辅材料使用 情况,结合废水分析测试,确定各排污口排放的污 染物。污染物分为常规污染物、非常规污染物和有 毒有害污染物 3 类。常规污染物包括 5 种,即五日 生化需氧量、总悬浮固体、粪大肠菌群、pH 值、油和 油脂; 有毒有害污染物参照《清洁水法》列出的有 毒物质目录,包括 126 种重金属和人造有机化合物; 非常规污染物指无法归类到上述 2 种类别的污 染物,包 括 氨、氮、磷、化 学 需 氧 量、污 水 综 合 毒 性等。 

 

许可证编写者根据排污单位提交的材料和分 析测试数据,结合专业判断,确定各单位每个排污 口应控制的污染物指标和排放限值。排污单位自 行监测方案必须包括所有许可证中规定了排放限 值的污染物( 情况说明书中特别注明豁免监测的 内容除外) 浓度( 或其他合适的计量单位) 、废水排 放量,以及其他相关指标。对于排放污染物比较复 杂的企业,监测指标会有数十项甚至更多。

 

2.3 监测点位的确定 

确定监测位置需要考虑的因素包括: 监测位置 是否位于设施所有权内; 对于持证人和许可证管理 机构而言,监测位置是否易到达; 结果是否具有代 表性。监测点位分为进水口或源水监测点、内部监 测点、外排监测点 3 类,外排监测点所有排污单位 都应设置,其他 2 类根据企业的具体情况确定是否 需要设置。

 

2.3.1 进水口或源水监测点 

需在进水口或源水处设置监测点,开展进水或 源水监测的情况包括:

 ( 1) 排放限值中有去除率要求的市政污水处 理厂等必须监测进水情况; 

( 2) 对于非市政污水处理厂,如果需要获得与 污水处理单元运行相关的其他信息,那么也可以监 测进水特征; 

( 3) 在某些情况下,还可以要求持证单位监测 源水,如利用河水作为接触冷却水,在取水诚信体 系已建立的情况下应该要求监测源水。

 

 2.3.2 内部监测点 

内部监测点是污水排入水体前仍位于设施内 部的监测点,可以要求设置的情况包括: 

( 1) 为确保符合排放限值导则和标准( 针对非 市政源) 。当未经处理的废水被其他达标废水稀 释时,监测混合后的排放废水可能已无法获得准 确、真实的排污情况,此时应考虑监测与其他废水 混合前的排放情况。 

( 2) 为确保符合二级处理标准( 仅针对市政污 水处理厂) 。某些市政污水处理厂在二级处理之 后还配套了其他处理设施,可能影响其二级出水的 监测达标结果,可以考虑在二级处理完成后、配套 设施处理前,按照二级处理标准进行达标监测。

( 3) 为检测某种污染物。若工艺废水与非工 艺废水混合稀释后,某种重要污染物无法通过规定 的分析手段检测,则可以设置内部监测点,在废水 混合之前检测该污染物的特征。 

 

2.3.3 外排监测点 

外排监测点指所有污水处理工艺之后的排放 监测点。许可证中的排放限值多数针对最终废水 排放,因而需要通过最终排放监测来确定持证单位 是否符合许可证规定的最终排放限值要求。另外, 最终排放监测还可以评估废水对受纳水体的影响。 最合理的外排监测点应正好位于排入水体之前的 位置,当执行基于水质的排放限值时尤应如此。 

 

2.4 监测频次的确定 

许可证编写者应该确定能够表示出水水质特 征和探测违法行为的监测频次,并酌情考虑持证单 位的潜在成本,尽可能地排查出违法排污情况,避 免不必要的重复监测。在确定合适的监测频次时, 需要考虑的因素包括: 

( 1) 波动性。波动性大的出水应该比相对稳 定的出水要求更高的监测频次。

 ( 2) 处理设施的设计容量。在处理能力接近设计容量时,监测频次需要增加。如当平均流速相 同时,相对于受到渗透或大量工业污水排放影响而 使水量不断波动的超负荷处理设施而言,不易受旁 路影响的大型氧化塘处理系统的监测频次可以 更低。

 ( 3) 使用的处理方法。废水处理工艺会影响 监测频次的确定,类似的处理工艺其监测频次也应 类似。使用生物处理的工业源可以与具有相同处 理装置的污水处理厂有类似的监测频次。若处理 方法合适且能够稳定高效地去除污染物,则监测频 次可低于没有处理设施或处理设施不足的工业 企业。

 ( 4) 历史守法资料。可根据设施的达标排放 历史调整监测频次,无法达标排放的设施通常需要 增加监测频次,以找出无法实现达标排放的原因或 违规事实。 ( 5) 监测成本应与排污者自身能力相一致。 许可证编写者不应有过度的监测要求,除非有必要 获得关于排放的充足信息。 

( 6) 排放位置。若废水排向敏感水体或接近 公共供水处,则应增加监测频次。

 ( 7) 污染物性质。对于高毒废水或污染物变化较大的废水,应增加监测频次。

 ( 8) 排放频率。非持续排污设施的监测频次 应与持续排放高浓度废水或含有不常检出的低浓 度污染物的设施监测频次有所区别,同时还应考虑 设施运行时间( 如季节性或日常运行) 、车间冲洗 时间或其他类似因素。 

( 9) 确定出水限值时的每月采样数量。在确 定监测频次时,应考虑建立基于水质的排放限值时 每月的采样数量。若持证单位的排放监测频次低 于建立基于水质的排放限值时每月的采样数量,持 证单位达到月均排放限值则很困难。如平均月均 值是基于每月 4 次采样结果的限值( 即排放限值 是采样的 1 个月内 4 次样品的预期均值) ,而持证 单位每个月只采 1 次样品,在统计学上会超过采 4 次样品的超标概率。

 ( 10) 分级限值。当许可证中包含多级限值 时,应考虑对应不同的许可限值设定不同的监测频 次。如某设施持有季节排放许可证,在其生产旺季 应增加监测频次,在淡季应减少监测频次。

 ( 11) 其他因素。为了确保监测的代表性,可 以要求在某些方面有关联的参数在同一天、同一周 或同一个月内开展监测。 许可证编写者可以建立分层监测要求,即在一 个有效周期内,减少或增加监测频次。当初期的采 样数据显示达标排放时,可对排放者逐渐降低监测 频次。若在初期的污染物采样监测中发现了问题, 则需要增加监测频次。这种监测方法能够在充分 保护水质的前提下,降低持证单位的监测成本。 1996 年,美国颁布了《减少 NPDES 许可证监 测频次的暂行办法》,企业可以通过满足达标监 测、持续低于排放限值的行为来证明符合减少监测 频次的要求。监测频次降低幅度因指标而异,主要 考虑现有的监测频次与该指标达标率。当许可证 更新时,可将降低的监测频次纳入。为了能够持续 享有降低监测频次的待遇,持证单位必须保持高绩 效水平和良好的守法记录。

 

 2.5 采样方法的确定 

许可证编写者应明确所有监测指标的样品收集方法。采样方法基于排放污水的特征来确定,基 本方法有瞬时采样、混合采样、连续采样 3 种。 

 

2.5.1 瞬时采样 

瞬时采样是在 15 min 内完成的单次采样,代 表采样的瞬时情况,适用于以下情况: 废水特征相对稳定; 需要分析的指标会因存储而发生变化,如 温度、残留氯、可溶性硫化物、氰化物、酚类、微生物 指标和 pH 值; 待分析的指标易受到混合过程的影 响,如易挥发物、油和油脂; 需要得到短期的变化情 况; 混合采样不可行或混合过程易产生新的物质; 有待确定的空间参数变化特征,如溪流或大型水体 的横断面和( 或) 深度变化; 对充分混合的间歇排 放废水分批次采样。 

 

2.5.2 混合采样 

混合采样适用于以下情况: 需要得到混合采样 时间段内污染物的平均浓度; 需要得到单位时间的 污染物质量负荷; 废水排放特征变化较大。

 

 混合采样通常有时间等比例和流量等比例 2 种方式,后者又分为流量恒定而间隔时间不同和间 隔时间恒定而流量不同 2 种,许可证中需要明确使 用哪种方式。当流量相对稳定时( 变化幅度在平 均流量 ± 10% 以内) ,建议采用时间等比例混合采 样; 当废水流量随时间变化较大时,建议采用流量 等比例混合采样。 

 

许可证中应明确混合采样的时间周期和 1 次采样的取样频率,即说明构成混合样品的独立小份 样品的数量。对于持续 4 h 以上的非雨水排放系 统,至少要取 4 个小份样品。

 

 2.5.3 连续采样( 自动采样和分析) 

对于不同的污染物,自动监测设施的成本、准 确度和可信度均不同。需要考虑采取连续采样的 必要性和监测成本,当企业排放量大且排放情况变 化大时才采用该方法。应将监测指标变化对环境 影响的重要性与相应的监测成本作对比分析,总体 而言,连续采样仅适用于少数指标,如流量、总有机 碳、温度、pH 值、传导性、余氯、氟化物、溶解氧等。 

 

3 自行监测数据的应用 

NPDES 许可证综合达标信息系统( ICIS-NPDES) 在美国的 NPDES 许可证制度中非常重要,所 有企业的自行监测数据都要输入该系统。ICIS-NPDES 收集了所有持证单位的排污设施及废水的 排放特征、自行监测数据、达标限期、许可条件、检 查信息、强制执法行为等信息。 

 

美国将许可证管理机构旨在查明持证单位对 许可证执行情况的所有活动称为达标监测,主要目 的是对许可证的达标情况作证实,包括排放限值和 执行进程是否符合许可内容。达标监测由监督审查和现场调查 2 部分组成。监督审查主要针对 所有书面报告及其他与持证单位执行情况有关的 材料,信息来源包括许可证/监督文档和 ICIS - NPDES 数据库。ICIS-NPDES 收集的监测数据是 监督审查的重要内容,是用于评估排污单位达标情 况和支撑执法行为的重要依据。 

 

ICIS-NPDES 数据库收集的信息不仅为管理 机构审查持证单位是否依证排污提供了数据基础, 也为开展其他管理活动提供了大量有价值的数据。 一方面,这些信息为制定国家排放限值导则提 供了充足的数据。国家排放限值导则的制定建立 在大量数据统计分析的基础上,许可证信息系统中 收集了大量的监测数据,通过对这些数据的分析, 可以获得当前的污染治理技术水平,基于此制定的 排放限值能够体现技术进步,从而推进排污单位应 用当前成熟的技术手段实现污染治理水平的提高。 另一方面,这些信息为国家排放限值导则中未考虑 到的内容提供了可参考的基础。对于部分行业,国 家排放限值导则中可能未考虑到所有污染物的排 放限值,可以借鉴该数据库中可利用的信息,基于 最佳的专业判断,设定相对科学的排放限值,体现 管理的先进性。

 

 4 对我国企业自行监测制度的建议

 4.1 进一步明确自行监测的主体地位与自行监测 数据的法律地位 

为落实新修订的《环境保护法》要求,进一步 明确排污单位在污染源监测中的主体地位,推进自 行监测健康发展,应在相关管理办法中作配套规 定。建议在修订《环境监测管理办法》《污染源监 测管理办法》时,对排污单位自行监测提出更加具 体和明确的要求。

 

 对于自行监测数据是否能够用于环境管理,尚 存在较大分歧。如果自行监测数据得不到充分利 用,那么既不利于数据质量的提升,也是一种巨大 的浪费。根据美国的经验,企业作为自证守法的主 体,自行监测数据是污染源监测数据的主体,在环境管理中发挥了重要作用,监督性监测仅作为监督 检查的一种手段。建议赋予自行监测合适的地位, 明确其能够作为环境管理的依据。同时,还应加强 对企业自行监测数据的管理,提高数据质量。 

 

4.2 重视企业监测方案设计,分行业制定自行监 测指南

排污单位自行监测应该遵循相同的规范,这样 既可以提高监测数据的准确性,也可以实现数据间 的可比性。不同排污单位之间的差异很大,如果按 照“一刀切”的方式规定,那么很难保证监测方案 的适用性和高效性。企业应根据产排污状况和监 测能力,制定有针对性的方案,即“一厂一策”。 

 

为了指导企业制定自行监测方案,应根据行业产排污的具体情况,分行业制定《排污单位自行监 测指南》。针对不同行业的特点,规范排污单位自 行监测方案制定、监测数据报告等内容,指导排污 单位自行监测。为了提高规范的一致性,可以先制 定《排污单位自行监测指南总则》,对总体性原则 作规定,作为分行业《排污单位自行监测指南》的 参考性文件。 

 

4.3 建立信息综合平台,整合污染源监测数据

建议建立全国性的污染源监测数据信息综合平台,将企业的自行监测数据和监督性监测数据统 一收集和储存,并及时向社会公开。该建议主要基 于以下考虑: 一是目前国家将污染源监测事权下 放,通过国家统一收集监测数据,可以作为监督地 方政府和排污企业开展自行监测和监督性监测的 重要手段; 二是作为环保部履行新《环境保护法》 的要求,统一发布污染源监测信息的技术支撑; 三 是为国家排放标准制修订及评估、污染源产排污系 数制修订等研究工作提供基础数据。

 

 4.4 加强与企业自行监测相关内容的培训 

分别对企业、社会化检测机构和各级环境监测站开展与企业自行监测相关内容的培训,加强企业 自行监测能力,提高各级环境监测站对企业自行监 测的指导能力。 

 

针对企业开展监测活动的人员,培训内容可以 包括: 如何设计自行监测方案; 开展自行监测应具 备哪些条件; 监测过程中应注意的事项; 监测过程 中应同步收集的资料; 监测数据的记录和保存; 监测数据报告等。

 

 针对社会化检测机构,培训内容可以包括: 如何设计企业自行监测方案; 开展社会化检测应具备 的条件; 如何配合企业共同完成资料收集; 数据记 录和保存; 监测数据报告等。

 

 针对各级环境监测站,培训内容可以包括: 如何设计企业自行监测方案; 指导企业完成自行监测 活动的注意事项; 如何收集和处理自行监测数据; 如何对企业自行监测全过程开展监督检查等。

 

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来源:王军霞