環(huán)境監(jiān)測水質(zhì)采樣分析

楊珍安

摘 要：水質(zhì)采樣作為水環(huán)境監(jiān)測的前端環(huán)節(jié)，保證水質(zhì)采樣的質(zhì)量是確保水質(zhì)監(jiān)測科學(xué)合理的關(guān)鍵點之一，因此文章首先對水環(huán)境監(jiān)測的相關(guān)技術(shù)手段進行了簡單分析，指出水環(huán)境監(jiān)測工作中，水質(zhì)采樣需要注意的一些要求和關(guān)鍵點。其次，圍繞水質(zhì)采樣標準規(guī)范和實踐，對水質(zhì)采樣需要注意的技術(shù)細節(jié)進行了總結(jié)分析，僅供參考。

關(guān)鍵詞：水環(huán)境監(jiān)測;水質(zhì)采樣;技術(shù)細節(jié)

中圖分類號：X21 文獻標識碼：A 文章編號：1674-1064（2021）05-093-02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.05.044

水質(zhì)監(jiān)測是環(huán)境監(jiān)測當(dāng)中的重要組成部分，監(jiān)測質(zhì)量是水質(zhì)監(jiān)測的生命線，對于水生態(tài)環(huán)境管理具有重要意義。目前，水質(zhì)監(jiān)測主要包括COD、pH值、電導(dǎo)率、濁度、氨氮、溶解氧、色度、水溫、總磷等項目，可用監(jiān)測方法包括現(xiàn)場監(jiān)測技術(shù)和實驗室檢測技術(shù)，如比色法、滴定法、試紙法、電化學(xué)法、色譜法等。水質(zhì)采樣是水質(zhì)監(jiān)測中的首要環(huán)節(jié)，也是重點環(huán)節(jié)，水質(zhì)采樣結(jié)果的好壞將直接影響水質(zhì)檢測質(zhì)量，因此針對水質(zhì)采樣進行分析，有助于保證水質(zhì)監(jiān)測的質(zhì)量。

1 水環(huán)境監(jiān)測技術(shù)

一般來講，水質(zhì)監(jiān)測是保證水環(huán)境治理和修復(fù)的關(guān)鍵點，按照相關(guān)標準或技術(shù)規(guī)范要求，運用的技術(shù)手段應(yīng)當(dāng)能夠快速判斷污染種類、濃度、污染范圍，分析方法選擇性、抗干擾性、穩(wěn)定性好，監(jiān)測器材方便攜帶、操作[1]。

如無人機載高光譜成像水環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)實現(xiàn)了整個監(jiān)測過程的自動化操控，工作人員只需要攜帶配套無人機進入需要進行水質(zhì)監(jiān)測的環(huán)境中，基于系統(tǒng)地圖規(guī)劃作業(yè)線路，一鍵啟動無人機和系統(tǒng)，就能自動控制系統(tǒng)按照規(guī)劃線路自動飛行作業(yè)。機載高光譜遙感數(shù)據(jù)直接提取水體環(huán)境參數(shù)的各種特征光譜，并利用相關(guān)高光譜反演算法實現(xiàn)對水體中葉綠素α、總氮、總磷、COD、懸浮物、氨氮等指標的測定。這種自動化監(jiān)測是現(xiàn)場監(jiān)測技術(shù)中的一種。

比如離子色譜法，由于天然水體當(dāng)中存在著鐵、氯等無機陰離子，這些離子達到一定濃度會對人體產(chǎn)生負面影響，對環(huán)境造成危害，利用離子色譜法測定無機陰離子是一種理想的方法。該方法一般為實驗室檢測技術(shù)，需要科學(xué)選定樣品采集場地并科學(xué)采樣，送至實驗室進行測定。

實際不管是現(xiàn)場檢測技術(shù)還是實驗室檢測技術(shù)，不管是針對日常水質(zhì)監(jiān)測還是突發(fā)性水污染應(yīng)急監(jiān)測，都需要科學(xué)采集水質(zhì)樣品，如此才能保證最終測定結(jié)果的質(zhì)量。以應(yīng)急監(jiān)測為例，一般來講應(yīng)急性的水質(zhì)采樣可分為兩種，一種是跟蹤采樣監(jiān)測，另一種是現(xiàn)場采樣監(jiān)測。

采樣工作要求，由于污染物進入水體后會因為稀釋、沉降、擴散等作用不斷降低濃度，為了明確污染的范圍、程度和變化情況，應(yīng)當(dāng)從接到任務(wù)算起，一直到水體恢復(fù)正常，這段時間采取跟蹤監(jiān)測方法，隨時進行采樣檢測。一般要求在污染點及其周邊地區(qū)水體進行采樣，采集時間應(yīng)當(dāng)根據(jù)污染情況和水體性質(zhì)確定采樣頻次，若污染點發(fā)生在流水區(qū)域，則不僅要在下游布點采樣，還要在事故上游采集對照水樣[2]。若事故發(fā)生在水庫等水流相對較小、一般不常流動的水體，應(yīng)當(dāng)采集水流方向的扇形范圍或圓形范圍采樣。

2 水質(zhì)采樣技術(shù)要點

目前，水質(zhì)采樣有多部標準規(guī)范指導(dǎo)，如GB/T 5750.2-2006、HJ/T91（92）-2002、HJ/T493（494、495）-2009、HJ/T164-2004等。根據(jù)這些標準規(guī)范，可總結(jié)出水質(zhì)采樣技術(shù)的5個要點。

2.1 采樣斷面與采樣點

采樣斷面布置一般要求考慮水體取水口、排污口數(shù)量和分布，污染物排放狀況、水文條件、水工程等情況，力求用較少的斷面和采樣點獲取最有價值的樣品，進而真實全面客觀地反映水體水質(zhì)。應(yīng)當(dāng)避開回水、死水區(qū)域，盡量與水文斷面結(jié)合，同時應(yīng)布設(shè)對照采樣斷面和采樣點，控制斷面和消減斷面。一般采樣水體區(qū)間內(nèi)存在較大支流匯入時，應(yīng)當(dāng)在匯合點支流上游設(shè)置斷面和點，匯合點干流下游設(shè)斷面和點，若水質(zhì)穩(wěn)定或并無明顯污染源，可最低只布置一個控制斷面[3]。

若水面寬度50m，可設(shè)一條采樣垂線，布設(shè)垂線應(yīng)當(dāng)避開污染帶，要測定污染帶水質(zhì)，應(yīng)當(dāng)另外加設(shè)垂線。采樣點應(yīng)按斷面垂線布置，水深5m以內(nèi)最低采樣點1個，位置一般為水面下0.5m，若水深不足1m，應(yīng)取二分之一水深處布置。若沿垂線水質(zhì)分布均勻，可適當(dāng)減少中層采樣點。

2.2 采樣時間與頻次

采樣時間和頻次一般根據(jù)水體功能、水文要素、污染源、污染物排放等實際情況，力求以最低的頻次取得最有時間代表性的樣品，既能夠滿足反映水質(zhì)狀況的要求，又要切實可行。根據(jù)標準規(guī)范要求，國控監(jiān)測斷面每個月采樣一次，重要站點采樣頻次每年至少12次，每月中旬采樣。中小河流站布設(shè)了監(jiān)測斷面的河流每年至少采樣6次，分別在平水期、豐水期和枯水期各采樣2次。如果某必須要監(jiān)測的項目連續(xù)三年內(nèi)未檢出，且斷面附近沒有新增排放點，現(xiàn)有污染源排污未增量的情況下，可每年采樣一次。反之，一旦檢出或有新增排放點或現(xiàn)有污染源出現(xiàn)增量排放，應(yīng)立即恢復(fù)正常采樣。供水水源地屬于重要水域，采樣頻次每年至少12次，采樣時間根據(jù)具體要求區(qū)分，一般水文局會出具水功能區(qū)動態(tài)監(jiān)測方案，重要飲水源一般都按旬采樣，每月至少3次，全年至少36次。

2.3 采樣器與存儲容器

水質(zhì)采樣之前必須準備好器材，包括采樣器和水樣容器。其中，水樣容器一般為聚乙烯塑料桶、玻璃瓶等，若使用新的水樣容器要求采樣前清洗。測定BOD、DO、硫化物、懸浮物、放射性等項目的應(yīng)當(dāng)單獨采樣，容器應(yīng)當(dāng)做到定點、定頂。采樣器一般有表層采樣器、密封浸入式采樣器、開管或圓筒采樣器、抽吸采樣器、自動采樣器等。在選擇采樣器時，一般需要根據(jù)采樣區(qū)間的實際情況選用恰當(dāng)?shù)牟蓸悠?，比如水流平緩的河流、湖泊、水庫等可選用直立式采樣器，水深水流急的河流一般可用橫向采樣器，水生生物樣品采集（水生微生物等）可用有機玻璃采樣器等。

2.4 采樣類型和方法

采樣類型包括瞬時水樣、混合水樣兩種。瞬時水樣主要是從水體中隨機采集的分散水樣，比較適合水體組織較為穩(wěn)定或水體空間較大或長時間內(nèi)水質(zhì)變化較小的水體。混合水樣通常是按照時間間隔或是按照流量比例采集的水樣，可分等時混合水樣、等比混合水樣，前者是采樣點、體積、間隔時間相同的采集水樣，后者則是在某個時間段內(nèi)從相同采樣點采集到的以時間或流量比例混合的水樣。

采集的水樣一般要求在自然水流下，應(yīng)盡量不擾動水流與底部沉積物，確保樣品的代表性。若水體中存在污水，應(yīng)當(dāng)在充分混合污水的地點或者排污口取樣。采集樣品應(yīng)有足夠體積，以便用于復(fù)制水樣和質(zhì)量控制檢驗。

根據(jù)水質(zhì)監(jiān)測項目或采用的分析方法確定采集水樣的量，采集水樣時，采樣器端部應(yīng)當(dāng)面對水流方向。若使用船只采樣，應(yīng)當(dāng)使船首逆向水流，在船舷前部逆流采樣，避免船體對水樣造成影響。除測油、測細菌等部分項目外，采樣容器應(yīng)當(dāng)用采樣點水樣沖洗容器，沖洗次數(shù)三次。采集水樣后，應(yīng)當(dāng)按照相關(guān)要求混入相應(yīng)的保存劑搖勻，并填寫水樣標簽。若測定項目為溶解氧或生化需氧量，采樣要求不得曝氣，必須確保水樣充滿容器，避免接觸到空氣。若采樣器容積有限，需要多次采樣時，一般需要將每次采樣的水樣放入洗凈大容器內(nèi)，混勻后分裝，但需要注意本法不能應(yīng)用于溶解氧項目。水質(zhì)的部分參數(shù)如水溫、pH值、電導(dǎo)率等可現(xiàn)場直接測試。若采集的水樣中存在泥沙等沉降性固體，應(yīng)當(dāng)將這些沉降性固體分離出來，可利用2L量筒，將水樣搖勻后裝入量筒，靜置30min，然后加入保存劑，確保沉降性固體全部沉淀于量筒底部后，將上層水樣轉(zhuǎn)移至水樣容器。

2.5 樣品保存與管理

通常用于不同檢測項目的水樣，保存方法也有不同，某些項目要求水樣需要過濾，比如離子色譜法測無機陰離子，就需要過濾，一般要求使用0.45μm醋酸纖維濾膜過濾，以保證水樣的穩(wěn)定性。有些項目則要求不得曝氣，前文提及的溶解氧測定項目，就需要保證水樣充滿容器，且蓋緊容器蓋，避免水樣在運輸過程中晃動，進而避免溶解性氣體溢出。一般，這些水樣在采集后若不立即進行實驗室測定，通常需要采取冷藏或冷凍方法保存，但冷藏或冷凍只適合短期保存，必須根據(jù)保存期限確定方法，冷藏要求溫度為2℃～5℃，冷凍要求為零下20℃。注意還需要配合好解凍技術(shù)，應(yīng)保證冷凍保存的水樣在解凍后能夠快速均勻地恢復(fù)其原始狀態(tài)。對于某些需要加入保存劑的水樣，應(yīng)當(dāng)嚴格按試劑純度、濃度、劑量及試劑加入順序等要求確定保存劑，所有加入的保存劑不能干擾測定。如測定金屬離子項目的水樣一般常用硝酸將水樣酸化，使pH值達到1～2，用以防止重金屬水解沉淀和避免金屬吸附于容器壁上。注意加保存劑的吸管必須有明顯標簽，專管專用，不得混用;必須嚴格按照順序和劑量要求添加保存劑，添加保存劑后的器材應(yīng)當(dāng)洗凈并妥善保管。

3 結(jié)語

綜上所述，環(huán)境監(jiān)測中水環(huán)境監(jiān)測質(zhì)量控制的前端是水樣質(zhì)量控制，針對水樣采集進行分析，顯然具有重要意義。通過文章的分析，水質(zhì)采樣作為水環(huán)境監(jiān)測的前端環(huán)節(jié)，應(yīng)當(dāng)嚴格按照相關(guān)標準規(guī)范要求，根據(jù)實際需要測定的項目確定恰當(dāng)?shù)乃|(zhì)采樣類型、數(shù)量、方法，確保水樣具有代表性，由此保證水樣質(zhì)量的同時，保證后續(xù)測定項目的順利實施和結(jié)果科學(xué)準確。由于水質(zhì)采樣涉及多種標準規(guī)范，文章僅僅對水質(zhì)采樣的幾個核心要點進行了總結(jié)闡述，后續(xù)還將進一步圍繞實踐和標準規(guī)范，對此進行完善。

參考文獻

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