水環(huán)境質(zhì)量檢測(cè)方法研究

【摘要】水環(huán)境質(zhì)量關(guān)系到人類的生存和發(fā)展，面對(duì)水質(zhì)污染和生態(tài)環(huán)境不斷惡化的局勢(shì)，加強(qiáng)水環(huán)境質(zhì)量檢測(cè)和控制已成為當(dāng)務(wù)之急。因此，本文對(duì)水環(huán)境質(zhì)量檢測(cè)方法進(jìn)行了分析和研究。

【關(guān)鍵詞】水環(huán)境質(zhì)量；檢測(cè)方法；重金屬檢測(cè)；生物毒性檢測(cè)；EDC與POPs檢測(cè)

水環(huán)境質(zhì)量檢測(cè)主要是針對(duì)水環(huán)境受污染程度進(jìn)行檢測(cè)。水環(huán)境是人類賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)，水環(huán)境質(zhì)量直接關(guān)系人們的生活和工作質(zhì)量。水環(huán)境質(zhì)量檢測(cè)是保護(hù)水環(huán)境的重要基礎(chǔ)性工作，檢測(cè)內(nèi)容包括地表水檢測(cè)、地下水檢測(cè)和海洋水檢測(cè)。按檢測(cè)性質(zhì)區(qū)分，水環(huán)境質(zhì)量檢測(cè)方法分為常規(guī)檢測(cè)、應(yīng)急檢測(cè)、特定目的檢測(cè)及科研檢測(cè)幾種類型。本文主要對(duì)常規(guī)檢測(cè)方法及一些新型檢測(cè)方法進(jìn)行了分析和探討。

1、水環(huán)境質(zhì)量檢測(cè)方法概況

1.1關(guān)于水環(huán)境質(zhì)量檢測(cè)

水環(huán)境質(zhì)量檢測(cè)可以分為現(xiàn)狀檢測(cè)和水污染源監(jiān)測(cè)兩大類。現(xiàn)狀檢測(cè)主要檢測(cè)地表水和地下水質(zhì)量；水污染源監(jiān)測(cè)包括生活污水、工業(yè)廢水和醫(yī)院污水的檢測(cè)，有時(shí)也包括農(nóng)業(yè)退水、雨水初水等檢測(cè)。水環(huán)境檢測(cè)方法包括在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)和實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)兩種。隨著檢測(cè)工作受到越來越多的關(guān)注和重視，在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)以其實(shí)時(shí)、連續(xù)、遠(yuǎn)程監(jiān)控的優(yōu)勢(shì)正發(fā)揮著愈來愈重要的作用，但是實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)作為常規(guī)檢測(cè)的有效手段不僅沒有受到削弱，反而由于檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展，檢測(cè)手段更為豐富了。傳統(tǒng)檢測(cè)方法以理化分析為主，以《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）為例，檢測(cè)項(xiàng)目包括基本項(xiàng)目24項(xiàng)，如水溫、pH值、溶解氧、COD、BOD5、氨氮、總磷、總氮、8個(gè)必測(cè)的有毒重金屬元素、氟化物、氰化物、揮發(fā)酚等項(xiàng)目，另外還有集中式生活飲用水地表水源地補(bǔ)充項(xiàng)目與特定項(xiàng)目85項(xiàng)，盡管這些項(xiàng)目能夠定量反映污染物的濃度，但卻無法及時(shí)、全面、直接地反映污染物對(duì)水環(huán)境所造成的綜合影響，而生物毒性檢測(cè)可以彌補(bǔ)這一不足；隨著人們對(duì)環(huán)境激素（EDC）和持久性有機(jī)物（POPs）與生態(tài)環(huán)境、人體健康關(guān)系認(rèn)識(shí)的不斷深入，EDC與POPs檢測(cè)受到重視。

1.2水環(huán)境質(zhì)量檢測(cè)方法特點(diǎn)及選擇

水環(huán)境質(zhì)量檢測(cè)方法非常豐富，以GB3838-2002中污染物檢測(cè)為例，除了部分項(xiàng)目可以采用普通化學(xué)分析方法，很多項(xiàng)目需要采用儀器分析方法，如分光光度法、原子光譜法、分子光譜法、電化學(xué)分析法、色譜分析法、質(zhì)譜分析法等。由于水環(huán)境污染物成分復(fù)雜，而且不同污染物含量差別往往較大，這給方法的選擇帶來一定困難。含量高的污染物需要稀釋后才能檢測(cè)，而含量極低的污染物必須富集到一定程度才能檢出，在稀釋或富集的過程中會(huì)引入干擾或誤差，由此可見水環(huán)境質(zhì)量檢測(cè)的復(fù)雜性。建議選用國(guó)標(biāo)中的分析方法，在檢測(cè)某些項(xiàng)目無標(biāo)準(zhǔn)方法時(shí)，可參照ISO、EPA、JIS等體系中等效的方法。有多種方法可供選擇時(shí)，選用靈敏度高、抗干擾能力強(qiáng)、操作簡(jiǎn)便、試劑毒性小的方法。但無論采用哪種方法，都應(yīng)當(dāng)采取有效的質(zhì)量控制措施，使該方法的檢出限、準(zhǔn)確度和精密度滿足質(zhì)控要求。

2、水環(huán)境質(zhì)量檢測(cè)方法應(yīng)用探討

2.1重金屬檢測(cè)

目前，重金屬污染已成為威脅水環(huán)境的主要污染物。由于重金屬毒性大又不易在自然環(huán)境中消除，因此重金屬監(jiān)測(cè)和控制已成為環(huán)境保護(hù)的主要任務(wù)。重金屬比重超過5，數(shù)量達(dá)45種之多，因此對(duì)重金屬檢測(cè)方法的研究一直很活躍。目前，常用的檢測(cè)方法有原子吸收光譜法（AAS）、電感耦合等離子體法、原子熒光光譜法（AFS）、溶出伏安法、生物化學(xué)法等[1]。其中生物化學(xué)法又分為酶抑制法、免疫分析法、生物化學(xué)傳感器法等。不同檢測(cè)方法特點(diǎn)、適用范圍都不相同，沒有既操作簡(jiǎn)便、準(zhǔn)確又“通吃”所有重金屬元素的完美方法，例如AAS或ICP-MS檢測(cè)靈敏度高，檢測(cè)元素多，但樣品預(yù)處理和檢測(cè)過程較繁，而生物化學(xué)法或電化學(xué)法操作簡(jiǎn)便、快速，但靈敏度和準(zhǔn)確度較低，并且檢測(cè)元素較少。因此，應(yīng)根據(jù)檢測(cè)目標(biāo)、任務(wù)性質(zhì)選擇適當(dāng)?shù)姆椒?，例如重金屬污染物普查可以采用AAS或ICP-MS等方法，而對(duì)于特定元素的應(yīng)急監(jiān)測(cè)采用生物化學(xué)法或電化學(xué)法更快速有效。

2.2生物毒性檢測(cè)

常規(guī)理化分析不足以全面、直接地反映水環(huán)境質(zhì)量和污染程度，生物毒性檢測(cè)通過生物對(duì)多種有毒物質(zhì)的綜合反應(yīng)，判斷有毒物質(zhì)的危害程度，目前已成為水質(zhì)監(jiān)測(cè)和綜合評(píng)價(jià)的重要手段。目前，用于毒性檢測(cè)的生物種類[2]包括細(xì)菌、藻類、魚類、水蚤、蠶豆根尖細(xì)胞、微生物傳感器等。將這些活體生物置于水環(huán)境中，一旦它們受到傷害，就可判斷水質(zhì)受到嚴(yán)重污染，再采用常規(guī)理化方法檢測(cè)，就可以確定污染源是什么。例如發(fā)光細(xì)菌正常情況下可以發(fā)出熒光，不少有毒物質(zhì)可以抑制其發(fā)光，若測(cè)出發(fā)光強(qiáng)度急劇減弱，就表明水質(zhì)已出現(xiàn)嚴(yán)重惡化。這些細(xì)菌發(fā)光的機(jī)制在于含有特異性熒光酶（LE）、熒光素、ATP等。再如藻類對(duì)污染物的靈敏度優(yōu)于魚類、甲殼類生物，而且成本低，效果可靠。魚類對(duì)水環(huán)境質(zhì)量變化也敏感，國(guó)內(nèi)用于生物毒性試驗(yàn)的魚類有鰱魚、鳙魚、草魚、鯉魚、金魚等，國(guó)際通用的急性毒性試驗(yàn)魚是斑馬魚，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)也以斑馬魚進(jìn)行急性毒性的測(cè)定。在各種生物毒性的檢測(cè)方法中，發(fā)光細(xì)菌應(yīng)用最為廣泛，但其他檢測(cè)方法也各有特點(diǎn)。目前，生物檢測(cè)多作為理化檢測(cè)的輔助手段，隨著生物毒性在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)的成熟，在水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)中將會(huì)更多地應(yīng)用生物檢測(cè)技術(shù)。

2.3EDC與POPs檢測(cè)

EDC是人類在生產(chǎn)和生活過程中釋放到環(huán)境中的有害化學(xué)物質(zhì)，這些物質(zhì)起著類似雌性激素的作用，在人類或動(dòng)物體內(nèi)可以干擾正常激素的分泌，故稱為“外因性內(nèi)分泌干擾物質(zhì)”。EDC包括雙酚A、多氯聯(lián)苯類、鄰苯二甲酸酯、乙草胺等物質(zhì)。POPs是在自然環(huán)境中具有強(qiáng)大的抵抗能力，生物代謝、光降解、化學(xué)分解等作用對(duì)其影響較小，于水環(huán)境、土壤中可以存留數(shù)十年以上的有機(jī)物質(zhì)。POPs包括有機(jī)氯農(nóng)藥、多氯聯(lián)苯、二噁英等物質(zhì)。EDC和POPs對(duì)環(huán)境的危害是相當(dāng)嚴(yán)重的，因?yàn)樗鼈冇绊懭祟惿撤毖?，誘發(fā)腫瘤，危害神經(jīng)系統(tǒng)，因此EDC與POPs的檢測(cè)和控制受到了愈來愈廣泛的關(guān)注和支持。目前，對(duì)EDC與POPs檢測(cè)的方法有氣相色譜法（GC）、氣相色譜-質(zhì)譜法（GC-MS）、液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜（LC-MS-MS）、生物檢測(cè)方法等[3]。在應(yīng)用GC、LC檢測(cè)痕量、多組分EDC與POPs時(shí)，由于其對(duì)特異性、選擇性、靈敏度要求較高，所以預(yù)處理必須精準(zhǔn)，常用的預(yù)處理技術(shù)包括富集濃縮、固相萃取、濾膜技術(shù)、微波萃取等。生物檢測(cè)技術(shù)主要利用生物傳感器、表面胞質(zhì)團(tuán)共振（SPR）等對(duì)POPs有特征反應(yīng)的特點(diǎn)，檢測(cè)方法高效、簡(jiǎn)便、快速。

3、結(jié)語

我國(guó)人均水資源占有量?jī)H及世界平均水平的1/4，而且分布極不均勻，很多地區(qū)和城市存在缺水現(xiàn)象，同時(shí)生活污水和工業(yè)廢水處理程度較低，水資源污染嚴(yán)重。在這種形勢(shì)下，水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)和控制任務(wù)愈顯沉重。本文對(duì)水環(huán)境質(zhì)量檢測(cè)方法進(jìn)行了探討，希望對(duì)改善檢測(cè)工作質(zhì)量和提高監(jiān)測(cè)水平有所裨益。

參考文獻(xiàn)

[1]孫博思，趙麗嬌，任婷等.水環(huán)境中重金屬檢測(cè)方法研究進(jìn)展[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2012，35（7）：157-162，174.

[2]劉允，解鑫.水體生物毒性檢測(cè)技術(shù)研究進(jìn)展綜述[J].凈水技術(shù)，2013，32（5）：5-10.

[3]雷萍，朱佳.水環(huán)境中EDC與POPs檢測(cè)技術(shù)進(jìn)展與要點(diǎn)分析[J].當(dāng)代化工，2012（2）：214-216.

作者簡(jiǎn)介

潘穎瑜（1982，10-），女，廣東佛山人，碩士，工程師，主要從事環(huán)境監(jiān)測(cè)、質(zhì)控工作。