水質(zhì)監(jiān)測中的有機(jī)污染物檢測技術(shù)分析

蘇騰

［廣州市水務(wù)科學(xué)研究所（掛廣州市二次供水技術(shù)咨詢服務(wù)中心牌子），廣東 廣州 510000］

0 引言

要全面認(rèn)識和掌握我國的水資源狀況，必須對其進(jìn)行全面的調(diào)查與監(jiān)控。就水資源的保護(hù)而言，監(jiān)督是整個工作進(jìn)程中的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，而相應(yīng)的監(jiān)督單位可以根據(jù)其合理的監(jiān)督行為向主管機(jī)關(guān)提供準(zhǔn)確的資料。

1 水環(huán)境中有機(jī)污染物監(jiān)測的重要性

近幾年，我國的環(huán)境監(jiān)控技術(shù)突飛猛進(jìn)，對水體中的各種有機(jī)物進(jìn)行了全面的監(jiān)控。隨著水質(zhì)的惡化，水質(zhì)的有機(jī)污染越來越多，加強(qiáng)水質(zhì)的監(jiān)測是控制水質(zhì)的關(guān)鍵。隨著國家“水十條”的出臺，我國水資源保護(hù)工作進(jìn)一步深化，必須強(qiáng)化水資源的監(jiān)控，不斷提升水質(zhì)、改善水質(zhì)狀況、水質(zhì)發(fā)展趨勢、水質(zhì)潛在危險等方面具有重要的現(xiàn)實意義[1]。

2 水質(zhì)污染主要的種類

2.1 顆粒狀懸浮污染物

這些懸浮物質(zhì)包括砂石、礦石，以及土壤侵蝕、工業(yè)廢水、大氣降塵等。污染物與空氣中的污染物相聯(lián)系，與水里的有毒成分相混合，并隨著水的流動而產(chǎn)生大量的污染源。當(dāng)懸浮粒子污染比較嚴(yán)重時，會導(dǎo)致水體中的日光透過率下降，從而導(dǎo)致水中的綠色植物發(fā)生光合作用，導(dǎo)致各種水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的大量死亡，對水質(zhì)的污染更為嚴(yán)峻。

2.2 氨氮污染物

污水中的NH3-N 濃度會對水體的質(zhì)量有很大的影響，NHN 濃度的增加會導(dǎo)致水體的富營養(yǎng)化，從而導(dǎo)致多種海藻的滋生，從而導(dǎo)致水體的氧氣不足，從而對其他水生生物的生存產(chǎn)生不利的作用，地下水處理流程如圖1 所示。

圖1 地下水處理

2.3 重金屬污染

地下水中的主要污染源是礦石開采和廢水排放，而水體中的主要污染物為銅、鐵、鋅等。這些重金屬在進(jìn)入水中后無法被分解，久而久之，就會導(dǎo)致重金屬含量過高，對其他生物的生長產(chǎn)生一定的負(fù)面作用，如圖2 所示。

圖2 重金屬種類

3 水環(huán)境中有機(jī)物污染監(jiān)測存在的主要問題

3.1 水環(huán)境監(jiān)測分工不明確

在我國的水環(huán)境監(jiān)控工作中，根據(jù)所監(jiān)控的水域的種類劃分為四大類。對于各種類型的監(jiān)控，各部門都會制訂相應(yīng)的監(jiān)控對策，然而在具體的監(jiān)控工作進(jìn)行中，卻缺乏清晰的監(jiān)控路徑，而且多數(shù)監(jiān)控系統(tǒng)都是由各個部門聯(lián)合實施的。由于監(jiān)測對象人數(shù)眾多，因此在不開展的情況下，無法建立起一套完整的監(jiān)控體系，使得各部門之間的職責(zé)不清晰。

3.2 監(jiān)測分析標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范相對滯后

“十二五”時期，各省、市級環(huán)境監(jiān)測點均裝備了比較完善的檢測設(shè)備，包括：頂空自動進(jìn)樣器、吹掃捕集器、全自動固相萃取和層析-MS（GC-MS）、氣相色譜-MS（GC-MS）、氣相色譜-MS（GC-MS）等。目前對69 個水體中的有機(jī)污染物進(jìn)行了監(jiān)控和分析，但目前的監(jiān)測與分析工作主要依據(jù)《生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗方法》（GB/T 5750.8-10），其中一些方法已不能適應(yīng)現(xiàn)代環(huán)保設(shè)備的要求；盡管我國環(huán)保部近年陸續(xù)頒布了一些環(huán)境監(jiān)測類的有機(jī)監(jiān)測規(guī)范，仍不能滿足種類繁多的有機(jī)污染物監(jiān)測的發(fā)展需求。由于監(jiān)測手段和手段的不斷改進(jìn)，使監(jiān)測機(jī)構(gòu)無法使用新的設(shè)備和技術(shù)，從而制約了監(jiān)測工作的開展[2]。氣相色譜儀如圖3 所示。

圖3 氣相色譜儀

3.3 有機(jī)污染物的監(jiān)測質(zhì)量不高，自動監(jiān)測能力薄弱

與傳統(tǒng)的水質(zhì)監(jiān)控、水質(zhì)污染的監(jiān)測相比，水體中的有機(jī)物由于其揮發(fā)性強(qiáng)、含量低、基體復(fù)雜、彼此間的相互影響而難以監(jiān)控。此外，由于環(huán)境樣品取樣和保存步驟繁復(fù)，以及室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量管理的不完善，技術(shù)人員缺乏對環(huán)境樣品的檢測和分析，以及監(jiān)控手段的不完善，使得監(jiān)測結(jié)果精度較差，無法真實地反映出水體中的有機(jī)物濃度。根據(jù)研究，我國僅有一些經(jīng)濟(jì)較好的區(qū)域具備對水體中的VOC 進(jìn)行自動監(jiān)控，無法對其進(jìn)行綜合評價。

3.4 監(jiān)測成本高、監(jiān)測人員不足

對水體中的有機(jī)物進(jìn)行監(jiān)控，既要購買昂貴的檢測設(shè)備，又要投入大量的財力、技術(shù)力量來進(jìn)行監(jiān)控。例如，每一種GC-MS 的成本都在數(shù)千萬到上千萬之間，而液液萃取、HPLC、甲醇、丙酮、丙酮、乙腈，以及有機(jī)標(biāo)液、一次性耗材（固體萃取柱、進(jìn)樣瓶），都是從國外采購，所以，成本很高。而目前我國大多數(shù)的環(huán)境監(jiān)測站都缺少對有機(jī)物質(zhì)進(jìn)行檢測的專門人才，而對有機(jī)物的監(jiān)控往往要經(jīng)過系統(tǒng)的理論與實踐的長期的訓(xùn)練，以確保受訓(xùn)的人可以獨自進(jìn)行有機(jī)污染的檢測[3]。固體萃取柱如圖4 所示。

圖4 固體萃取柱

4 環(huán)境水質(zhì)監(jiān)測方法

4.1 滴定分析法

由于其對水質(zhì)監(jiān)控備的需求不高，在各種中小規(guī)模的試驗監(jiān)控機(jī)構(gòu)中得到了普遍的使用。滴定儀的核心技術(shù)是將被檢測的樣本用化學(xué)藥劑進(jìn)行滴定，將其與水中的雜質(zhì)進(jìn)行有效的分解，并將其分解成一種穩(wěn)定的液體，然后再進(jìn)行稱重，以檢測水中各種成分的總量。滴定法、沉淀滴定法、綜合滴定法和酸堿滴定法是目前常用的滴定法。該方法具有直觀、快速、快速、實用的特點，可用于各類水質(zhì)的水質(zhì)檢測，并可快速地得到相應(yīng)的檢測結(jié)果，得到了較多的使用[4]。

4.2 環(huán)境監(jiān)測水質(zhì)儀器分析法

在環(huán)境監(jiān)控中，用色譜法、分光光度法、比色分析法、ICP-AES 法。在這些方法中，最普遍的方法是色譜法。本文介紹了一種用于水質(zhì)監(jiān)測的新技術(shù)，它以其準(zhǔn)確、快速、靈敏度高等特點，在各種水質(zhì)監(jiān)測中得到了廣泛的使用。隨著科技水平的提高，國內(nèi)的水質(zhì)檢測儀器也在不斷的改進(jìn)，而采用層析方法進(jìn)行檢測的儀器，可以更為精確、高效地監(jiān)控水體的具體狀況，實現(xiàn)對水體的即時監(jiān)控[5]。

5 環(huán)境水質(zhì)監(jiān)測影響因素分析

5.1 人的影響因素

人類的影響因子在環(huán)境質(zhì)量監(jiān)控中起著舉足輕重的作用，而有關(guān)的專家技術(shù)水平直接關(guān)系到其操作的技術(shù)和操作的技術(shù)和經(jīng)驗，從而影響到最后的效果和精確度。然而，許多從事環(huán)境質(zhì)量監(jiān)控工作的工作人員，由于缺乏專業(yè)的水質(zhì)監(jiān)控技術(shù)，沒有嚴(yán)格的執(zhí)行相關(guān)的工作規(guī)程，導(dǎo)致了數(shù)據(jù)的偏差，從而導(dǎo)致了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性受到了極大的限制。

5.2 環(huán)境因素對環(huán)境水質(zhì)監(jiān)測的影響

在進(jìn)行環(huán)境質(zhì)量監(jiān)控時，對環(huán)境質(zhì)量的監(jiān)控也有很高的需求，如大氣指標(biāo)、溫度、濕度、靜電等都會對水質(zhì)的監(jiān)控造成顯著的效果。這些影響因子若不能得到合理、高效的調(diào)控，將會導(dǎo)致監(jiān)測設(shè)備的不平衡，從而對最終的水質(zhì)監(jiān)控效果產(chǎn)生一定的干擾，從而使最后的監(jiān)測結(jié)果難以具有說服性和指導(dǎo)性。

5.3 儀器設(shè)備對環(huán)境水質(zhì)監(jiān)測的影響

為了確保監(jiān)控結(jié)果的準(zhǔn)確性和靈敏度，對各種水質(zhì)進(jìn)行全面的監(jiān)控和維修。長期閑置的水質(zhì)監(jiān)控裝置，必須進(jìn)行檢測，保證儀器的靈敏度和精確度在規(guī)定的范圍內(nèi)，以保證檢測的總體精度。

6 我國水環(huán)境有機(jī)物污染控制對策

6.1 加強(qiáng)有機(jī)物污染監(jiān)測及評價

近年來，隨著水質(zhì)的改善，水質(zhì)的變化越來越明顯，然而，由于水質(zhì)監(jiān)測的工作質(zhì)量和所需要的儀器和設(shè)備都不完善，許多水質(zhì)的水質(zhì)監(jiān)控工作仍不能正常開展。為推動我國水體中的有機(jī)物污染防治工作得以進(jìn)行，有關(guān)的主管機(jī)關(guān)和工作人員應(yīng)當(dāng)努力制定出一套完整的有機(jī)污染物防治體系，利用現(xiàn)代科技的力量，對其進(jìn)行全方位的監(jiān)控，對其進(jìn)行科學(xué)、客觀的評估，建立一個完整的有機(jī)污染數(shù)據(jù)庫。

6.2 積極進(jìn)行有機(jī)物標(biāo)樣的研制

本文已經(jīng)列出了好幾個有機(jī)化合物的清單，不過目前我國對有機(jī)化合物的含量還不夠高，而有機(jī)化合物的含量也比較低，大部分的有機(jī)化合物都要從其他國家采購，這也是一筆不小的開銷。為了縮小與世界上其他國家在有機(jī)污染物的監(jiān)控中存在的差異，我們必須加快有機(jī)污染物的研究，以便更好的改進(jìn)我們的有機(jī)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。通過對國內(nèi)有機(jī)物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)一步改進(jìn)，不僅可以降低國內(nèi)水質(zhì)有機(jī)污染物的檢測費用，而且還可以有效地改善水質(zhì)的監(jiān)測工作。

6.3 倡導(dǎo)廢物回收利用，提倡清潔生產(chǎn)

在過去，國內(nèi)的化學(xué)生產(chǎn)大多采取了終端處置方式，而在終端處置過程中，往往會產(chǎn)生較多的有機(jī)物。在進(jìn)行水質(zhì)監(jiān)測時，必須從源頭上消除有機(jī)污染物，從源頭上消除有機(jī)污染物。在化學(xué)生產(chǎn)中，若不進(jìn)行有效的凈化處理，必然會產(chǎn)生較多的有機(jī)物質(zhì)，對我國的水質(zhì)造成很大的危害。所以，必須重視清潔生產(chǎn)，以降低化學(xué)污染物對水體造成的負(fù)面沖擊，進(jìn)而推動我國的水生態(tài)系統(tǒng)的持續(xù)發(fā)展和持續(xù)的發(fā)展。

6.4 建設(shè)水環(huán)境中有機(jī)物監(jiān)測質(zhì)量控制體系和自動監(jiān)測

由于有機(jī)污染物的監(jiān)測難以進(jìn)行，需要借鑒美國等發(fā)達(dá)國家的有機(jī)污染監(jiān)測技術(shù)，從樣品采集、預(yù)處理、分析到數(shù)據(jù)上報等各個環(huán)節(jié)的定量評價和評價標(biāo)準(zhǔn)，同時根據(jù)自己的需求，通過自主研究與引入相結(jié)合的方式，建立起完善的質(zhì)量監(jiān)督體系。加強(qiáng)自動化監(jiān)控，提高監(jiān)控工作的質(zhì)量和效能。

6.5 建設(shè)區(qū)域監(jiān)測中心和強(qiáng)化人才隊伍的培養(yǎng)

針對目前國內(nèi)各地區(qū)的有機(jī)污染狀況，應(yīng)加強(qiáng)對各地區(qū)的有機(jī)污染監(jiān)控，防止重復(fù)建設(shè)，并通過搭建信息交流與共享的平臺，實現(xiàn)信息的共享，實現(xiàn)資源的有效利用，降低廢物的產(chǎn)生。強(qiáng)化監(jiān)測設(shè)備和耗材的國產(chǎn)化，開發(fā)適用于監(jiān)測的標(biāo)準(zhǔn)溶液和溶劑，降低監(jiān)測運行費用。大力發(fā)展專業(yè)技術(shù)人才，尤其是對化學(xué)專業(yè)知識和責(zé)任心強(qiáng)的專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行培訓(xùn)，采取多種形式的培訓(xùn)方式，以“派出去”與“外”的方式，將“理論與實際”結(jié)合起來，形成一支高素質(zhì)、高技能的“專業(yè)”檢測團(tuán)隊。

7 結(jié)語

水體有機(jī)污染物種類繁多、復(fù)雜，隨著科技水平的不斷提高，水質(zhì)污染物的檢測將越來越成熟和完善。要做好監(jiān)測工作，應(yīng)充分吸取國外的先進(jìn)技術(shù)與技術(shù)，健全監(jiān)測手段和監(jiān)測制度，加強(qiáng)區(qū)域監(jiān)測布局，加強(qiáng)區(qū)域監(jiān)測，提高監(jiān)測效果，確保水質(zhì)安全。