水處理中環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)及污染防治

樊 濤

（民樂(lè)縣環(huán)境監(jiān)測(cè)站 甘肅張掖 734500）

引言

想要完成水污染治理、改善水環(huán)境現(xiàn)狀，必須要了解污染源頭，明確污染范圍及其他現(xiàn)狀；制定并應(yīng)用科學(xué)有效的污染防治技術(shù)，改善水環(huán)境被污染的現(xiàn)狀。水環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)是實(shí)現(xiàn)以上這些目的的重要基礎(chǔ)，是獲得水環(huán)境現(xiàn)狀數(shù)據(jù)的重要手段。因此，理性認(rèn)識(shí)水環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)，提高水環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)水平，是提高水污染防治措施科學(xué)性、合理性、可行性的基礎(chǔ)，應(yīng)當(dāng)?shù)玫秸h(huán)保部門(mén)的重視。

1 水環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)

水環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)可以從不同的方面進(jìn)行分類(lèi)，比如從監(jiān)測(cè)對(duì)象劃分為地表水監(jiān)測(cè)、地下水監(jiān)測(cè)；從監(jiān)測(cè)方式劃分為人工常規(guī)采樣、自動(dòng)采樣；從技術(shù)原理劃分為遙感技術(shù)、生物技術(shù)等。

1.1 從監(jiān)測(cè)對(duì)象劃分監(jiān)測(cè)技術(shù)

1.1.1 地表水監(jiān)測(cè)

地表水監(jiān)測(cè)方法主要包括：第一，調(diào)查當(dāng)?shù)厮Y源的常規(guī)水因子，通過(guò)結(jié)果衡量當(dāng)?shù)氐乃|(zhì)情況以及受污染程度；第二，調(diào)查當(dāng)?shù)厮Y源的污染因子，進(jìn)而掌握水資源的污染原因、污染范圍以及主要污染物。同時(shí)，在調(diào)取水樣中，需要綜合考慮各種客觀因素，例如盡量選擇在風(fēng)速平靜、水流較小以及天氣晴朗的環(huán)境下取樣[1]，由于一次檢查可能會(huì)出現(xiàn)結(jié)果不準(zhǔn)確的情況，需要在不同時(shí)期、不同級(jí)別進(jìn)行多次調(diào)查，進(jìn)而保證監(jiān)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性以及可靠性。

1.1.2 地下水監(jiān)測(cè)

地下水監(jiān)測(cè)是水環(huán)境監(jiān)測(cè)的重要內(nèi)容，隨著我國(guó)社會(huì)與經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展，地下水的利用程度不斷提升，在開(kāi)展地下水監(jiān)測(cè)中，需要對(duì)其水質(zhì)進(jìn)行全面掌握。通常情況下，在地下水監(jiān)測(cè)中主要采用抽樣監(jiān)測(cè)的方式，即通過(guò)采集具有代表性的水樣，對(duì)其進(jìn)行詳盡的分析監(jiān)測(cè)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。但是這一方法并不適用于所有情況，因此，在開(kāi)展監(jiān)測(cè)工作中，需要結(jié)合具體情況靈活選擇監(jiān)測(cè)方法和監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，例如硫酸鹽、氟化物、鐵以及酸堿性等項(xiàng)目[2]，進(jìn)而掌握當(dāng)?shù)氐乃奶攸c(diǎn)。

1.2 從監(jiān)測(cè)方法劃分監(jiān)測(cè)技術(shù)

1.2.1 常規(guī)采樣

常規(guī)采樣是指水質(zhì)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)工作人員通過(guò)人工確定采樣垂線、采樣點(diǎn)的方式來(lái)對(duì)水體進(jìn)行樣品采集，采集到的樣品或進(jìn)行就地檢測(cè)，或封存后運(yùn)輸?shù)綄?shí)驗(yàn)室進(jìn)行檢測(cè)，從而確定采樣水體的污染物濃度。從靈敏度上來(lái)看，常規(guī)采樣的靈敏度更高，誤差更小，所得監(jiān)測(cè)結(jié)果更加準(zhǔn)確。因?yàn)槿斯ご_定采樣點(diǎn)的方式能夠最大程度確定水樣的代表性，能夠有效排除水樣中的干擾物，所以常規(guī)采樣的成果更加具備有效性[3]。

1.2.2 自動(dòng)采樣

自動(dòng)采樣是指通過(guò)自動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備進(jìn)行采樣、測(cè)試，并得到固定位置的污染物濃度。自動(dòng)采樣離不開(kāi)自動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備，自動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備通常使用不需要補(bǔ)充試劑的方法進(jìn)行水環(huán)境監(jiān)測(cè)，比如電化學(xué)法、酶底物測(cè)定法等[4]。從監(jiān)測(cè)方式上來(lái)看，自動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備進(jìn)行的自動(dòng)采樣并不能夠保證水樣具有代表性，因此，自動(dòng)采樣下的監(jiān)測(cè)成果有時(shí)與常規(guī)采樣下的監(jiān)測(cè)成果存在差異。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，自動(dòng)采樣技術(shù)正在不斷向常規(guī)采樣技術(shù)靠近，二者之間的監(jiān)測(cè)結(jié)果差異也會(huì)越來(lái)越小。

1.3 從技術(shù)原理劃分監(jiān)測(cè)技術(shù)

1.3.1 遙感技術(shù)

隨著科技技術(shù)的不斷發(fā)展，遙感技術(shù)成為一種能夠遠(yuǎn)距離探測(cè)環(huán)境狀況的技術(shù)手段，逐漸承擔(dān)起水環(huán)境監(jiān)測(cè)的責(zé)任，尤其在一些環(huán)境惡劣、人跡罕至的地區(qū)，遙感技術(shù)成為技術(shù)人員監(jiān)測(cè)水環(huán)境變化的關(guān)鍵技術(shù)手段。當(dāng)水體中存在不同物質(zhì)時(shí)，這些物質(zhì)對(duì)光的不同反射能力、吸收能力都會(huì)導(dǎo)致水體對(duì)光的吸收和反射出現(xiàn)變化，遙感技術(shù)通過(guò)接收水體的反射信息來(lái)形成遙感圖像，輔助技術(shù)人員遠(yuǎn)距離分析水體的構(gòu)成，從而監(jiān)測(cè)水體的受污染情況或污染防治成效。在應(yīng)用遙感技術(shù)分析、判斷水體情況過(guò)程中，技術(shù)人員主要依靠理論、經(jīng)驗(yàn)或二者參半來(lái)判斷水環(huán)境的優(yōu)劣。首先是單純的理論法，依靠電磁波反射公式測(cè)算水體中不同物質(zhì)的含量，判斷其含量是否在安全范圍內(nèi)[5]。這種方法簡(jiǎn)單易得但弊端明顯，應(yīng)為水環(huán)境通常十分復(fù)雜，優(yōu)劣情況并非單一元素決定，因此這樣的計(jì)算方式容易產(chǎn)生較大的誤差。然后是單純的經(jīng)驗(yàn)法，依靠技術(shù)人員收集水體實(shí)際參數(shù)和遙感數(shù)據(jù)，對(duì)比二者的數(shù)據(jù)建立水質(zhì)模型，根據(jù)模型去分析水體中某一物質(zhì)的含量變化，監(jiān)督水體的質(zhì)量變化。這是一種建立在對(duì)比基礎(chǔ)上的模型分析方法，較單純的理論分析有一定的優(yōu)勢(shì)，但弊端同樣明顯。因?yàn)樗|(zhì)的改變是循序漸進(jìn)的，模型建立時(shí)實(shí)際參數(shù)與遙感數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)性不夠密切，還是會(huì)影響監(jiān)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確度。最后是半理論、半經(jīng)驗(yàn)的方法，這是遙感技術(shù)發(fā)展過(guò)程中產(chǎn)生的新型技術(shù)。技術(shù)人員利用遙感技術(shù)收集水體光譜，估算水質(zhì)參數(shù)的最佳波段等參數(shù)，然后建立有關(guān)水質(zhì)參數(shù)與遙感數(shù)據(jù)的模型，借此來(lái)提高監(jiān)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

借助信息技術(shù)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，能夠有效提高對(duì)水環(huán)境的計(jì)算有效性。在水環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)過(guò)程中，如果出現(xiàn)了油污染情況，技術(shù)人員可以通過(guò)無(wú)人機(jī)、飛機(jī)、衛(wèi)星遙感設(shè)備來(lái)對(duì)污染區(qū)域進(jìn)行全面監(jiān)測(cè)，尋找到污染源頭的同時(shí)建立模型，為油污染的治理提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)和技術(shù)幫助?？梢?jiàn)光、紅外線、紫外線等遙感技術(shù)都能夠幫助技術(shù)人員對(duì)水體油污染進(jìn)行監(jiān)督和分析。如果出現(xiàn)了水體富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象，技術(shù)人員能夠通過(guò)遙感技術(shù)監(jiān)測(cè)到水體中出現(xiàn)了大量的藻類(lèi)植物、浮游植物或監(jiān)測(cè)到水體中葉綠素含量大幅度上升，這些都能證實(shí)水體富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象的出現(xiàn)。技術(shù)人員可以建立有關(guān)葉綠素的計(jì)算模型，根據(jù)葉綠素含量的程度計(jì)算出水體富營(yíng)養(yǎng)化的程度，分析判斷富營(yíng)養(yǎng)化的源頭，輔助污染防治工作的開(kāi)展。遙感技術(shù)在大范圍應(yīng)用、人跡罕至地區(qū)應(yīng)用上有明顯優(yōu)勢(shì)，但目前距離技術(shù)成熟還有一定的距離，需要進(jìn)一步發(fā)展。

1.3.2 生物技術(shù)

生物對(duì)于環(huán)境的變化是非常敏感的，用生物的變化能夠反應(yīng)水環(huán)境的一些變化。水環(huán)境中存在微生物、植物、動(dòng)物，這些水生物是技術(shù)人員監(jiān)測(cè)水環(huán)境變化的主要對(duì)象。首先是微生物群落的變化。水環(huán)境中微生物通常包括細(xì)菌、真菌、藻類(lèi)等，生物監(jiān)測(cè)技術(shù)主要監(jiān)測(cè)微生物的群落變化，統(tǒng)計(jì)單位面積內(nèi)微生物的數(shù)量，估算整片水域內(nèi)微生物的分布情況，借此判斷水環(huán)境的受污染情況。以發(fā)光細(xì)菌為例，這是一種可用于監(jiān)測(cè)工業(yè)用水、生活用水質(zhì)量的微生物，細(xì)菌的發(fā)光情況與污染物毒性有關(guān)，技術(shù)人員可以通過(guò)觀察發(fā)光細(xì)菌的發(fā)光情況來(lái)估算水域水質(zhì)，且監(jiān)測(cè)效率很高，最短3h 即可得出結(jié)果。其次是水生動(dòng)物的變化。河蚌、河蝦、魚(yú)等水生動(dòng)物都是對(duì)水質(zhì)污染情況能夠做出反應(yīng)的指示生物，在水環(huán)境生物監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域中發(fā)揮重要作用。除魚(yú)蝦蟹等水生動(dòng)物外，底棲動(dòng)物、兩棲動(dòng)物也是生物監(jiān)測(cè)的主要對(duì)象。通常大型底棲動(dòng)物被用于監(jiān)測(cè)水域的重金屬污染情況，比如大鯢、青蛙等。

2 水處理中環(huán)境污染防治措施

2.1 注重防治工作機(jī)制的建立與完善

水體污染防治效果與政府環(huán)保部門(mén)防治工作水平有很大的關(guān)系，與源頭、末端水污染的處理效率也有很密切的聯(lián)系。因此，環(huán)保部門(mén)應(yīng)對(duì)建立起污染防治工作機(jī)制，提高自身的環(huán)保防治工作水平，提高污染源頭的水處理效率，用末端治理來(lái)控制工農(nóng)業(yè)、城市污水對(duì)水環(huán)境的影響。想要建立起完善的防治工作機(jī)制，需要首先進(jìn)行理念創(chuàng)新，配合理論知識(shí)與實(shí)踐技術(shù)提高防治工作機(jī)制的科學(xué)性、可行性，為水環(huán)境污染防治提供支持。其次，環(huán)保部門(mén)需要將環(huán)境監(jiān)測(cè)工作作為污染防治機(jī)制建立的基礎(chǔ)，通過(guò)環(huán)境監(jiān)測(cè)工作獲取水環(huán)境的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和現(xiàn)狀數(shù)據(jù)，為污染防治方案的制定奠定基礎(chǔ)。

2.2 優(yōu)化污染防治方式

水污染防治方法需要以預(yù)防為主，首先保護(hù)尚未受到明顯污染的水環(huán)境，防止受到輕度、中度污染的水環(huán)境進(jìn)一步惡化；其次治理已經(jīng)受到明顯污染的水環(huán)境，致力于通過(guò)遏止污染源頭、清除腐敗底泥、恢復(fù)水環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)、加大水環(huán)境流量等方式來(lái)改善受污染水環(huán)境的現(xiàn)狀；然后，致力于推動(dòng)地區(qū)清潔生產(chǎn)，用清潔能源代替?zhèn)鹘y(tǒng)的化石能源，降低工業(yè)生產(chǎn)的能源消耗，減少工業(yè)生產(chǎn)排放的廢氣、廢水、固廢總量，降低固定污染源對(duì)環(huán)境的污染程度；最后，要加強(qiáng)面源的污染控制，規(guī)范農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中對(duì)農(nóng)藥、化肥的使用情況，盡量減少過(guò)量使用農(nóng)藥、化肥的情況，大力推廣綠色農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)，減少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)水環(huán)境的影響。

2.3 鼓勵(lì)公眾參與到監(jiān)管工作中

目前，水環(huán)境監(jiān)測(cè)和污染防治工作中參與主體是政府環(huán)保部門(mén)、科研院所，參與客體主要是工農(nóng)業(yè)企業(yè)，社會(huì)公眾在其中的參與程度很低，并未能發(fā)揮出自己的價(jià)值和能量，對(duì)水環(huán)境監(jiān)測(cè)和污染防治的效果進(jìn)一步提升有一定的影響。政府環(huán)保部門(mén)要聯(lián)合宣傳部門(mén)鼓勵(lì)公眾參與到水環(huán)境監(jiān)管工作中來(lái)，充分調(diào)動(dòng)公眾的積極性，打造全民監(jiān)督的社會(huì)機(jī)制，接受來(lái)自公眾的建議和意見(jiàn)[6]。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著我國(guó)工農(nóng)業(yè)發(fā)展日益擴(kuò)大，加大了生態(tài)環(huán)境的壓力，其中水資源環(huán)境面臨的壓力巨大，因此，環(huán)保部門(mén)在水環(huán)境保護(hù)和污染治理工作中，監(jiān)測(cè)技術(shù)有著重要的技術(shù)價(jià)值和環(huán)境效益，是制定環(huán)境防治措施的基礎(chǔ)，是判定水環(huán)境污染情況、治理效果的基礎(chǔ)；污染防治措施應(yīng)以預(yù)防為主，以治理為輔，充分調(diào)動(dòng)公眾的力量進(jìn)行全面監(jiān)督。