水质指纹污染预警溯源技术助力水环境管理
慧聪水工业网 2017年9月，广东省深圳市出现了第一笔千万级的环保罚单。当地环境监察、监测部门联合对某工业区污水排口的水质进行检查时，深圳市环境监测中心站通过最新的水质指纹污染预警溯源技术发现偷排，并找出了违法排污的嫌疑企业。
在这其中发挥了重要作用的水质指纹污染预警溯源技术，是由清华大学环境学院吴静课题组历时15年，在国家重大水专项和国家重大仪器专项等项目资助下自主研发的，可用于水污染排放源的快速识别，为环境监管部门实施精准执法、有效打击违法排污行为以及环境治理部门实现精准源头治理提供强有力的技术支持。
目前，《中共中央国务院关于全面加强生态环境保护坚决打好污染防治攻坚战的意见》刚刚发布，各地环境治理压力不断加大，水质指纹污染预警溯源技术的出现为地方环保监察和环境治理找到了抓手。“水体和管网就像城市的血管，水质指纹污染预警溯源技术可以深入城市血管的毛细血管找出问题、解决问题。”清华大学环境学院研究员吴静表示。
十五年磨一剑、国内外首创-基于水质指纹识别的污染预警溯源技术
当下，“碧水”成为我国污染防治攻坚战中的三大保卫战之一，各地开始围绕水环境质量改善进行智慧环保建设，如水质在线监测等。监测市场热度增加。
然而，常规的在线监测设备只能给出国家排放或者水质标准中的污染物浓度，不能提供污染源和特征污染物等重要信息，找到污染源头成为困扰不少地方政府的难题。
吴静介绍说：“水质指纹污染预警溯源技术就像警察通过指纹比对抓嫌疑犯，我们的设备通过水污染现场扫描水质‘指纹’来识别污染源，然后再采取针对性措施，可以显著提高监管和治理效率，降低成本。”
经过15年的发展，技术及溯源仪器发展成熟，已建立分类齐全、实用度高的水纹数据库，包含十三大类、161种污染源的水纹数据库和330种污染物的水纹数据库等千余套水纹数据。
同时，基于水质指纹识别技术开发出的系列水污染预警溯源仪（在线式、移动式和实验室台式），在环境监管中也发挥着重要作用。设备具有预警、溯源、污染留证三大功能，可以识别生活废水和主要工业废水，对污染源识别可以粗放到行业、精准到企业。在线式污染预警溯源仪从进水到完成预警、溯源只要21分钟。
污染实时预警、精准溯源，助力环境监管部门高效执法
吴静介绍说，水污染预警溯源仪可以比常规仪器更早发现水污染，赢得应对和处置水污染事件的时间。特别是污染留证功能可以保留异常水质指纹信息，用来作为追查违法排污企业的重要依据。
但是，污水水质与人体指纹有所不同，这是怎么识别出来的？原来，根据污染物种类和浓度不同，水样的三维荧光光谱可与污染源一一对应，被称为“水质指纹”-简称“水纹”，用来识别污染排放源。
2010年起，水污染预警溯源仪开始连续监测太湖水质。在运行期间多次检测到水质异常，并且根据检测到的污染类型，快速准确地确定了污染源头。
预警溯源技术在太湖水源地的成功应用表明其具有技术先进、设备稳定可靠、灵敏度高等优点，可有效预警和控制饮用水污染事件的危害。良好的效果促进苏州市相关管理部门主动购买了更多仪器，用于水源地、跨界断面和工业园区监管。
去年年底，北京市通州区环境保护局市级工业园区污染物排放精细化管控系统建设项目顺利完成采购招标。由苏州国溯公司生产的第三代在线水污染预警溯源仪已分别安装于两工业园区的污水处理厂进口，对园区内企业排放实施在线监管。“项目的建成将成为水污染预警溯源技术在工业园区污染源排放监管领域的又一典型应用案例。”
随着预警溯源技术的成功应用案例越来越多，吴静团队开始接受不少地方政府部门的考察。去年，南方某地想在工业园区安装水质预警溯源仪，当地环保局实地考察了水质预警溯源仪用户的使用情况，然后组织了包括外请专家在内的11名专业人士的团队、带了四个工厂的水样，到清华大学做了盲样测试，测试结果良好才最终决定采用这一技术。
满足多尺度应用需求、具有广阔的应用前景
“水质指纹预警溯源技术是当前国家急需的重要关键技术，其应用能够对‘水十条’和‘河长制’的落实提供可靠的技术支撑。”吴静表示。
据她介绍，课题组基于水污染预警溯源仪开发了多尺度污染溯源技术和方案，可以服务大到长江、黄河这样的大流域、城市黑臭水体，小到工业园区和污水处理厂。比如在大流域范围内，可以利用此技术识别流域的重点污染段以及污染类型，实现从水体污染到岸上污染源的快速识别。在此基础上，可以构建“预警-溯源-应对”高效机制，确保考核断面水质稳定达标。这点与当前的“河长制”考核非常契合。同时，可用于城市水环境全过程高效预警溯源，和工业园区污水处理厂运行等。
吴静表示，“我们可以为地方政府提供更多信息支持，从而更好地满足各地各部门精细化管理和环境治理的需要。”未来，这一技术的应用不仅限于环保部门，还可以帮助治理黑臭水体，帮助管好城市排水户等。
目前，专注于环境监管领域的高科技企业苏州国溯，是清华大学研发的水污染预警溯源仪唯一生产企业。公司依托清华大学长期技术积淀和科技创新优势，致力于为政府部门和大型环境服务商提供精细化环境监管产品、技术服务以及整体解决方案，促进实现水环境质量改善、水安全保障以及水环境治理效果长期向好。
