早期預(yù)警保證飲用水安全

早期預(yù)警保證飲用水安全第1頁(yè)/共36頁(yè)演示介紹議程飲用水源的脆弱性和靈敏性健康影響污染來(lái)源早期預(yù)警系統(tǒng)-定義結(jié)構(gòu)和功能設(shè)計(jì)考慮事項(xiàng)數(shù)據(jù)管理和解析響應(yīng)AquaVerity-CheckLight的全面解決方案 組件 競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)第2頁(yè)/共36頁(yè)飲用水源的脆弱性和敏感性地表水 徑流水 地下水滲透地下水地表的滲透污染物的注入自然發(fā)生物質(zhì)第3頁(yè)/共36頁(yè)受污染水源對(duì)健康造成的影響急性主要由下列造成健康影響-

病毒 致病性細(xì)菌 寄生蟲(chóng) 原生生物 孢囊慢性主要由下列造成健康影響-

揮發(fā)性有機(jī)化學(xué)物(VOC)

無(wú)機(jī)化學(xué)物(IOC)

合成性有機(jī)化學(xué)物(SOC)第4頁(yè)/共36頁(yè)供水管網(wǎng)系統(tǒng)的脆弱性背壓會(huì)引起發(fā)生回流，產(chǎn)生背壓的原因是飲用水系統(tǒng)連接到因水泵、鍋爐、海拔高低差、氣體或蒸汽壓力或其他方式造成水壓遠(yuǎn)高于管網(wǎng)系統(tǒng)的非飲用水供水源。回流是指來(lái)自市政、工業(yè)或機(jī)構(gòu)的管網(wǎng)系統(tǒng)的廢水、非飲用水或其他物質(zhì)返回流入飲用水管網(wǎng)系統(tǒng)。允許化學(xué)和生物污染物流入飲用水源造成的交叉連接和回流嚴(yán)重威脅了公眾健康(USEPA,2000b)（微生物/消毒副產(chǎn)品聯(lián)邦咨詢委員會(huì)的總結(jié)(M/DBPFACA)）。據(jù)報(bào)道稱已有大量的化學(xué)和生物污染物通過(guò)交叉連接和回流進(jìn)入管網(wǎng)系統(tǒng)。農(nóng)藥、污水、防凍劑、冷凍劑和消毒劑是最常報(bào)道的污染物種類。

第5頁(yè)/共36頁(yè)急性和慢性影響健康污染物來(lái)源 急性：工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)動(dòng)物飼養(yǎng)作業(yè)農(nóng)業(yè)灌溉化糞池系統(tǒng)和糞坑慢性：工業(yè)和商業(yè)活動(dòng)農(nóng)業(yè)灌溉垃圾填埋和地表蓄水城市生活用水第6頁(yè)/共36頁(yè)早期預(yù)警系統(tǒng)(EWS)結(jié)構(gòu)和功能

作為一款有效的EWS系統(tǒng)，它集成了多個(gè)功能，可用于部署監(jiān)控技術(shù)、分析和解析檢測(cè)結(jié)果和利用結(jié)果幫助決策，更好地保護(hù)公眾健康。作為一款理想的監(jiān)控水體中有毒事件污染預(yù)警系統(tǒng)，它應(yīng)該具有下列特性：

快速

靈敏

寬廣的檢測(cè)范圍

可靠

連續(xù)

適合現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)

用戶友好

經(jīng)濟(jì)實(shí)惠

第7頁(yè)/共36頁(yè)EWS-核心標(biāo)準(zhǔn)就目前而言，還未出現(xiàn)具備上述所有特性的EWS。但是，已存在一些技術(shù)可用于構(gòu)建能滿足其中一些核心標(biāo)準(zhǔn)的EWS：提供快速的響應(yīng)篩選大量污染物，同時(shí)保持足夠的靈敏度自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)，允許遠(yuǎn)程監(jiān)控任何一款監(jiān)控系統(tǒng)，假如尚未能滿足這些最低標(biāo)準(zhǔn)要求，就不能認(rèn)定為是有效的EWS。第8頁(yè)/共36頁(yè)EWS設(shè)計(jì)考慮事項(xiàng)在設(shè)計(jì)EWS時(shí)，需要考慮諸多問(wèn)題和水體系統(tǒng)特征：規(guī)劃和通信系統(tǒng)特征目標(biāo)污染物第9頁(yè)/共36頁(yè)規(guī)劃和通信項(xiàng)目的目標(biāo)必須清晰明確，并且需要根據(jù)下列制定規(guī)劃 解析 使用 監(jiān)控結(jié)果報(bào)告規(guī)劃制定時(shí)需要跟下列單位或個(gè)人協(xié)調(diào)協(xié)商-

供水公司 當(dāng)?shù)睾蛧?guó)家健康部門 緊急事件響應(yīng)單位 法律執(zhí)行機(jī)構(gòu) 當(dāng)?shù)卣晤I(lǐng)導(dǎo)第10頁(yè)/共36頁(yè)系統(tǒng)特征系統(tǒng)應(yīng)該根據(jù)下列方面確定特征-

訪問(wèn)接入點(diǎn) 水流和需求樣式 壓力區(qū)域如果還沒(méi)有，應(yīng)先構(gòu)建一水力模型。系統(tǒng)脆弱性或弱點(diǎn)應(yīng)該確認(rèn)和特征化，最好通過(guò)正式的脆弱性評(píng)估。第11頁(yè)/共36頁(yè)目標(biāo)污染物即使是最復(fù)雜的監(jiān)控儀器也未能全面檢測(cè)所有的污染物，這就留下了一大隱患，受污染水源會(huì)威脅公眾健康。對(duì)此，在設(shè)計(jì)EWS時(shí)需要將焦點(diǎn)專注于被認(rèn)定為最嚴(yán)重威脅的污染物上。許多因素會(huì)影響這樣的評(píng)估，包括：足以引起危害的特定污染物濃度污染物的可及性和可訪問(wèn)性污染物在水成儀器中的持久性和穩(wěn)定性檢測(cè)水體中污染物的困難程度第12頁(yè)/共36頁(yè)EWS-分層解決方法通過(guò)分層監(jiān)控平衡系統(tǒng)篩選功能需求（即檢測(cè)大量污染物的能力）和具體性需求（即正確確定和定量確認(rèn)特定污染物的能力）。第一層-連續(xù)實(shí)時(shí)篩選大量污染物，利用基礎(chǔ)廣泛的篩選技術(shù)，如設(shè)計(jì)用于檢測(cè)毒性變化的分析技術(shù)。 第二層-第一階段的正確結(jié)果會(huì)觸發(fā)第二階段確定性分析，使用更多特定、靈敏的技術(shù)。確定性分析的正確結(jié)果會(huì)觸發(fā)響應(yīng)措施。第13頁(yè)/共36頁(yè)分層響應(yīng)模型增加：確定性響應(yīng)成本觀察水體質(zhì)量變化（由基礎(chǔ)廣泛的連續(xù)篩選確定）自動(dòng)水樣采集確認(rèn)生物分析化學(xué)分析如果正確公眾健康控制或糾正措施如果正確第14頁(yè)/共36頁(yè)基礎(chǔ)廣泛的連續(xù)監(jiān)控在早期預(yù)警水質(zhì)監(jiān)控系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，其中一個(gè)比較大的問(wèn)題是可以威脅水質(zhì)的潛在污染物幾乎是層出不窮。然而許多已開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品只監(jiān)控特定污染物或特定類型的污染物，要開(kāi)發(fā)一款可以檢查每一種水質(zhì)潛在威脅的系統(tǒng)是不太可行的。其中一種折中方法是使用生物有機(jī)體作為活動(dòng)“哨兵”，可以向污染監(jiān)控工作人員發(fā)出警報(bào)。高級(jí)的連續(xù)和自動(dòng)生物監(jiān)控儀現(xiàn)已開(kāi)發(fā)成功，可以檢測(cè)到傳感有機(jī)體（如細(xì)菌、魚(yú)類、藻類、蚌類或水蚤）行為上明顯的變化，并相應(yīng)發(fā)出警報(bào)通知。第15頁(yè)/共36頁(yè)生物分析-應(yīng)用和好處確認(rèn)毒性/濃度熱點(diǎn)甄選水樣以供進(jìn)一步/更昂貴的分析污染事件/事故后起因調(diào)查“雖然有多種有機(jī)物可選擇用于監(jiān)控毒性（包括細(xì)菌、無(wú)椎脊動(dòng)物和魚(yú)類），但基于細(xì)菌的生物傳感器最適合用作保證飲用水安全的早期預(yù)警篩選工具，因?yàn)榧?xì)菌往往能在數(shù)分鐘內(nèi)對(duì)毒性作出反應(yīng)。”[EPA-BiologicalSensorsforToxicity-WaterandWastewaterSecurityProductGuide]CheckLight提供的發(fā)光細(xì)菌具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，可應(yīng)用于自動(dòng)和手持兩種檢測(cè)。第16頁(yè)/共36頁(yè)EWS技術(shù)選擇所選的可現(xiàn)場(chǎng)部署的監(jiān)控技術(shù)的性能必須滿足監(jiān)控程序的數(shù)據(jù)質(zhì)量目標(biāo)，這些目標(biāo)在EWS設(shè)計(jì)之初就已確定，包括： 具體性 靈敏度 正確性 精度 還原能力 錯(cuò)誤正/負(fù)控制率第17頁(yè)/共36頁(yè)警報(bào)級(jí)別對(duì)于警報(bào)要在何種合理的級(jí)別上觸發(fā)，設(shè)計(jì)人員必須確定污染物對(duì)人體健康構(gòu)成威脅時(shí)的濃度。設(shè)定警報(bào)級(jí)別的基礎(chǔ)將取決于所采用的EWS功能。警報(bào)應(yīng)該是被一系列事件組合所觸發(fā)，而非單次檢測(cè)，以免這樣可能會(huì)造成錯(cuò)誤正控制。第18頁(yè)/共36頁(yè)傳感器位置和密度在EWS中傳感器的位置和密度由系統(tǒng)特征、脆弱性評(píng)估、威脅分析和使用考慮事項(xiàng)決定。對(duì)管網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行正確的特征化分析，包括使用樣式和系統(tǒng)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)位置（如醫(yī)院、執(zhí)法機(jī)構(gòu)和緊急響應(yīng)機(jī)構(gòu)、政府部門等），在設(shè)計(jì)有效的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)時(shí)非常必要。但是，即使傳感器可以最佳地布置于管網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)，但仍可能沒(méi)有足夠的時(shí)間防止一部分公眾接觸受污染的水體。但至少，在管網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)的監(jiān)控活動(dòng)可以提供時(shí)間來(lái)限制接觸、隔離受污染水體和啟動(dòng)緩解/糾正措施。第19頁(yè)/共36頁(yè)數(shù)據(jù)管理、解析和減少對(duì)于連續(xù)、實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的一大挑戰(zhàn)是對(duì)生成的大量數(shù)據(jù)的管理。使用數(shù)據(jù)采集軟件和中央數(shù)據(jù)管理中心至關(guān)重要。數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)應(yīng)能執(zhí)行一定級(jí)別的數(shù)據(jù)分析和趨勢(shì)繪制，以此評(píng)估警報(bào)級(jí)別是否已經(jīng)超出，最小化錯(cuò)誤警報(bào)比率。作為最低要求，系統(tǒng)應(yīng)能通知工作人員、公眾健康機(jī)構(gòu)和（或）緊急響應(yīng)官員。在某些情況下，可以相應(yīng)地編程設(shè)定數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，啟動(dòng)初級(jí)相應(yīng)措施，如關(guān)閉閥門或收集更多水樣。但是，這些初始響應(yīng)只能作為簡(jiǎn)單預(yù)防措施，公眾官員應(yīng)該作出判斷，決定響應(yīng)措施。聲明：本演示材料部分引用了：SafeguardingTheSecurityOfPublicWaterSuppliesUsingEarlyWarningSystems:ABriefReview，JHasanetal。JournalOfContemporaryWaterResearchAndEducationIssue129，第27-33頁(yè)，2004年10月。第20頁(yè)/共36頁(yè)響應(yīng)當(dāng)EWS觸發(fā)警報(bào)時(shí)可能會(huì)有下列響應(yīng)-改變飲用水系統(tǒng)（如關(guān)閉、增加消毒劑等）通知（如鍋爐水咨詢委員會(huì)）普通大眾或目標(biāo)聯(lián)系人或亞種群更多的數(shù)據(jù)收集或監(jiān)控跟進(jìn)監(jiān)視和流行病學(xué)研究沒(méi)有措施，或上述一些措施的組合響應(yīng)的類型取決于威脅和飲用水系統(tǒng)兩者的屬性，包括系統(tǒng)服務(wù)的群體。第21頁(yè)/共36頁(yè)經(jīng)ETV驗(yàn)證的ToxScreen技術(shù)構(gòu)建起堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)

AquaVerity供水公司保證飲用水安全和質(zhì)量的全面解決方案第22頁(yè)/共36頁(yè)AquaVerity組件

CCB-連續(xù)污染生物監(jiān)控儀PCB-便攜式污染生物監(jiān)控CAS-控制和分析軟件套裝

SIS-解決方案實(shí)現(xiàn)服務(wù)套裝第23頁(yè)/共36頁(yè)分層響應(yīng)模型增加：確定性響應(yīng)成本觀察水體質(zhì)量變化（由基礎(chǔ)廣泛的連續(xù)篩選確定）自動(dòng)水樣采集確認(rèn)生物分析化學(xué)分析如果正確公眾健康控制或糾正措施如果正確PCB-TOXSPOTCCB-TOC第24頁(yè)/共36頁(yè)AquaVerity

xxx第25頁(yè)/共36頁(yè)CheckLight價(jià)值主張

功能性利益：早期檢測(cè)到飲用水中的污染事件幫助確定污染源的位置和邊界減少疾病、死亡帶來(lái)的直接和間接損失保護(hù)生命，減少痛苦和悲傷減輕責(zé)任情感性利益：提供一種安全保障感降低瀆職風(fēng)險(xiǎn)/責(zé)任第26頁(yè)/共36頁(yè)部署于戰(zhàn)略位置上的監(jiān)控站點(diǎn)包括各種監(jiān)控模型和補(bǔ)充試劑包（用于檢測(cè)化學(xué)和生物污染物）便于與其他系統(tǒng)集成自動(dòng)取樣器可以捕捉可疑樣品，完成進(jìn)一步分析安裝、操作和維護(hù)簡(jiǎn)單不需要根據(jù)環(huán)境狀態(tài)的改變而相應(yīng)調(diào)整遠(yuǎn)程操作和控制操作人員人為干預(yù)最小化CCB-連續(xù)污染生物監(jiān)控儀第27頁(yè)/共36頁(yè)實(shí)現(xiàn)從控制中心遠(yuǎn)程操作和控制多臺(tái)CCB設(shè)備。提供工具，可幫助長(zhǎng)期研究，和在緊急狀況下快速響應(yīng)軟件附加功能可以允許AquaVerity與其他第三方設(shè)備和管理系統(tǒng)（諸如SCADA/GIS）通訊和集成。CAS–

控制和分析軟件套裝第28頁(yè)/共36頁(yè)圖形顯示對(duì)重金屬污染物的響應(yīng)圖形顯示對(duì)潛在有機(jī)污染物的響應(yīng)污染警報(bào)儀器故障一切正常CAS–用戶界面第29頁(yè)/共36頁(yè)AquaVerity解決方案與市場(chǎng)現(xiàn)有競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品

之比較第30頁(yè)/共36頁(yè)EWS一覽(1)-

檢測(cè)和警報(bào)功能CheckLight的

AquaVerity其他

生物監(jiān)控儀多參數(shù)因素100萬(wàn)發(fā)光細(xì)菌5-20活性有機(jī)體5-6傳感器方式廣泛的污染物，包括未知類型。5-6參數(shù)檢測(cè)范圍是是否確定毒性是否否重金屬污染物和有機(jī)污染物區(qū)分高高中等（取決于參數(shù)）檢測(cè)靈敏度是，使用便攜式檢測(cè)儀否部分污染

邊界確定第31頁(yè)/共36頁(yè)EWS一覽(2)-實(shí)現(xiàn)CheckLight的

AquaVerity其他生物監(jiān)控儀多參數(shù)因素安裝和維護(hù)非常簡(jiǎn)單。無(wú)人看守工作。復(fù)雜，需要長(zhǎng)期人為監(jiān)管復(fù)雜，因?yàn)樗玫膫鞲衅髯兓欢ò惭b和維護(hù)無(wú)需調(diào)整。復(fù)雜復(fù)雜根據(jù)變化的水體環(huán)境調(diào)整因?yàn)榘惭b簡(jiǎn)單、不需過(guò)多培訓(xùn)和維護(hù)，適合大型管網(wǎng)。受復(fù)雜性和成本制約，有限的管網(wǎng)只限于大面積供水系統(tǒng)。取決于參數(shù)組合和復(fù)雜性有效覆蓋大型供水網(wǎng)絡(luò)最大程度降低工作負(fù)擔(dān)，試劑一月更換一次。復(fù)雜-需要熟練人員和特殊培訓(xùn)中等–需要技能和培訓(xùn)日常使用非常高。包括內(nèi)置控制機(jī)制。低到中等。取決于使用的有機(jī)體和環(huán)境條件中等。取決于使用的參數(shù)。整體可靠性升級(jí)補(bǔ)充試劑包，提高檢測(cè)能力未知未知將來(lái)功能增強(qiáng)第32頁(yè)/共36頁(yè)EWS一覽(3)

-成本效益CheckLight的

AquaVerity其他生物監(jiān)控儀多參數(shù)因素中等中等到非常高低到非常高

取決于所選參數(shù)初始資本