水環(huán)境監(jiān)測技術與監(jiān)測質量管理要點分析

景志慧

（山東省聊城市茌平區(qū)環(huán)境監(jiān)控中心，山東 聊城 252100）

引言

水環(huán)境監(jiān)測工作的開展，可以更好地把握水環(huán)境質量情況，針對出現的水污染問題也能及時發(fā)現和治理，以此實現對水環(huán)境的有效保護與管理。然而受到樣品采集不科學、實驗分析管控不足、監(jiān)測技術選擇不當等因素影響，導致水環(huán)境監(jiān)測質量無法得到保障。需要加強水環(huán)境監(jiān)測研究與分析，并結合實際選擇應用合適的監(jiān)測技術，同時落實好監(jiān)測質量管理工作，促使水環(huán)境監(jiān)測活動圓滿完成[1]。

1 水環(huán)境監(jiān)測的基本概述

1.1 內涵

水環(huán)境監(jiān)測的內涵就是以水環(huán)境為對象，運用物理、化學、生物等技術手段，對其中的污染物及有關組成成分進行系統(tǒng)分析和定性定量分析，以此有效把握水環(huán)境質量和變化規(guī)律的過程。水環(huán)境監(jiān)測的主要目的是獲取有關水環(huán)境方面的資料信息，為水環(huán)境模擬、預測、評價、管理等等提供基礎資料和重要依據。水環(huán)境監(jiān)測內容包括對進入江河湖泊地表水體的污染物質進行常規(guī)性監(jiān)測、對生產過程和生活設施排放的各類廢水進行重點監(jiān)測、對水環(huán)境污染事故進行應急監(jiān)測、收集本地數據和積累長期監(jiān)測資料，為研究水環(huán)境容量和實施總量控制提供參照依據等。

1.2 作用

水環(huán)境監(jiān)測工作開展的作用是：（1）掌握水環(huán)境質量情況。由于水環(huán)境質量的高低會直接影響到人與自然的和諧發(fā)展，因此要更好地掌握水環(huán)境質量情況，就要結合地區(qū)實際，科學組織開展水環(huán)境監(jiān)測活動。在有效了解水環(huán)境色度、渾濁度、臭和味、余氯、化學需氧量等以后，方可對水環(huán)境質量做出科學的判斷，并在此基礎上預測水環(huán)境污染的發(fā)展趨勢。（2）及時發(fā)現水污染問題。水環(huán)境極易受到人們生產生活排放污水、廢水的影響，導致各種水污染問題出現。在有效開展水環(huán)境監(jiān)測工作以后，便可及時把握水環(huán)境污染狀況，并結合監(jiān)測所得數據信息，對水環(huán)境污染源、污染程度等進行確定，為后續(xù)控制治理奠定良好的基礎[2]。（3）加強水環(huán)境管理保護。水環(huán)境監(jiān)測開展的主要目的就是根據所得監(jiān)測數據信息，對水環(huán)境進行有效管理與保護。在通過前期對水環(huán)境進行監(jiān)測分析，有效了解水環(huán)境存在的污染問題、重要污染源、污染程度等以后，就可以從根源入手采取多種措施進行控制和治理，在有效解決水污染問題的基礎上，水環(huán)境也能得到有效保護。

2 水環(huán)境監(jiān)測常用技術分析

2.1 溶劑萃取監(jiān)測技術

作為水環(huán)境監(jiān)測常用的技術之一，其工作原理是利用不同溶質在不同溶劑中的不同溶解度，實現對污染物的快速監(jiān)測和萃取。細致來說，就是先采用升高監(jiān)測水樣溫度的方式，使水體的解析動力得到提升，然后通過增加水體壓力進行循環(huán)萃取，適用對象包括柴油、廢油等。在水環(huán)境監(jiān)測中應用溶劑萃取技術，更加適合監(jiān)測固體污染物，操作中要先對樣品進行制備，降低監(jiān)測樣品的含水率，隨后將顆粒物進行研磨，再摻入硅藻土、海砂等分散劑[3]。同時，要根據水質監(jiān)測需要選擇萃取劑，然后將樣品置入萃取池，泵入溶劑，在經過增溫增壓處理后，對收集到的萃取物進行凈化、脫水和濃縮處理，在分析其色譜以后得到污染物的實際濃度。整體來看，溶劑萃取監(jiān)測技術具有監(jiān)測效率高、溶劑使用量少的優(yōu)勢。

2.2 氣相色譜監(jiān)測技術

氣相色譜技術在水環(huán)境監(jiān)測領域應用較為廣泛，工作原理是利用物質的不同理化性質，比如吸附力、溶解度等，對混合物中的組分進行分離分析。實際操作需要選擇合適的儀器設備，對水環(huán)境中的揮發(fā)性有機物和半揮發(fā)性有機物物質含量進行監(jiān)測。同時，使用固定相對水體中的異構體進行分離和監(jiān)測，待完成該項工作以后，還可以采用相同程序對水體中的有機物質成分進行監(jiān)測與分離，甚至還可以利用電子捕獲檢測器，實現對水環(huán)境中甲苯、硝基苯等污染物成分及含量的有效監(jiān)測與確定。整體來看，氣相色譜技術在水環(huán)境監(jiān)測中的應用，具有靈敏度高、選擇性好、應用范圍廣等優(yōu)勢，實際操作若能與質譜技術、微萃取技術等進行聯用，將會取得更好的水環(huán)境監(jiān)測效果[4]。

2.3 遙感監(jiān)測技術

遙感技術就是利用水環(huán)境輻射和反射電磁波的固有特性差異，實現對水環(huán)境遠距離識別、觀測和分析。簡單來說，就是通過清潔水和污染水的衛(wèi)星遙感影像反射光譜特征差異，對遙感監(jiān)測數據的色彩灰度值進行解析，以此獲得水質污染狀況，在浮游生物含量、水體富營養(yǎng)化等監(jiān)測中應用較多，并支持全面動態(tài)監(jiān)測，以此實現對水環(huán)境變化情況的跟蹤與評價。執(zhí)行時，可以依托環(huán)境一號衛(wèi)星數據對水環(huán)境污染發(fā)生時間、演變情況等進行實時監(jiān)測，然后利用圖像接收、信息處理等系統(tǒng)，對所得遙感數據影像進行分析處理，并實現對水環(huán)境污染遙感分布圖的有效繪制。最后通過地面監(jiān)測得到數據信息，對水環(huán)境污染密度及分布進行整理分析，為制定相應預警、防治工作方案提供有力的支持?？傮w來看，遙感監(jiān)測技術具有監(jiān)測范圍廣、監(jiān)測信息量大、支持全面動態(tài)監(jiān)測等的應用優(yōu)勢。

2.4 生物監(jiān)測技術

借助生物技術對水環(huán)境進行監(jiān)測，其工作原理是利用水環(huán)境中生物個體、群落對環(huán)境質量及變化所產生的反應和影響，實現對環(huán)境污染性質、范圍和程度的判斷與分析。比如運用發(fā)光細菌法對水環(huán)境進行監(jiān)測，就要知道發(fā)光細菌是一類致病的革蘭氏陰性兼性厭氧細菌，最適溫度在20～30 ℃之間。在正常的生理條件下可以發(fā)射可見熒光的細菌，熒光波長在450～490 nm之間，即便是在黑暗環(huán)境中肉眼也能看見，這時候就可以利用靈敏的光電測量系統(tǒng)，測定污染物對發(fā)光細菌發(fā)光強度的影響，由此實現對水環(huán)境質量的有效判斷[5]。又如利用生物行為反應實現對水環(huán)境的監(jiān)測，常見的是通過斑馬魚類對水體環(huán)境質量進行實時監(jiān)測評估。由于水中的二價銅離子和二價氫離子會對斑馬魚體內的過氧化氫酶活力產生影響，這時候就可以根據兩者形成的對應關系，實現對水環(huán)境中重金屬狀況的有效評估。此外，還可以利用微生物群落法對水環(huán)境進行監(jiān)測，執(zhí)行時可以將重點放在藻類微生物含量及變化方面，通過監(jiān)測和掌握水環(huán)境中真菌和藻類的分布情況，就可以對水體污染物的影響進行分析判斷?？傮w來看，生物技術在水環(huán)境監(jiān)測中具有經濟實用、監(jiān)測功能多樣、靈敏度高等的應用優(yōu)勢。

2.5 自動監(jiān)測技術

隨著現代科學技術的不斷發(fā)展，各種先進技術在水環(huán)境監(jiān)測領域也得到了十分廣泛的應用，在提高水環(huán)境監(jiān)測工作效率的基礎上，所得監(jiān)測數據信息質量也能得到有力保障。實際操作會依托現代化技術對水環(huán)境自動監(jiān)測系統(tǒng)進行構建，該套系統(tǒng)主要是由在線監(jiān)測儀、監(jiān)測中心軟件平臺、現場監(jiān)測設備等構成。其中，在線監(jiān)測儀包括COD在線監(jiān)測儀、氨氮在線監(jiān)測儀、濁度在線監(jiān)測儀等；監(jiān)測中心軟件平臺采用B/S模式進行開發(fā)，負責對水環(huán)境自動監(jiān)測站上傳的數據進行分析處理；現場監(jiān)測設備是通過現場安裝的各種檢測儀器，比如便攜式多參數水質分析儀、便攜式溶解氧檢測儀、全自動氨氮檢測儀等，可以及時掌握水環(huán)境水質動態(tài)變化情況。依托該套系統(tǒng)進行水環(huán)境監(jiān)測，其工作過程通過現場自測或遠程控制的方式，實現對水環(huán)境水質參數的在線自動監(jiān)測，并將所得數據通過有線或無線通信網或者互聯網，上傳到中心監(jiān)控系統(tǒng)進行顯示、分析和儲存。在對監(jiān)測數據信息進行初步處理和綜合分析以后，將得到的結果傳送至各分中心，為制定防控管理策略提供有力支持[6]?？傮w來看，自動監(jiān)測技術在水環(huán)境監(jiān)測中的應用具有監(jiān)測范圍廣、工作效率高、數據實時傳輸等的優(yōu)勢。

3 水環(huán)境監(jiān)測質量管理要點

由于水環(huán)境監(jiān)測可以采用的技術方法有很多，比如上文提到的溶劑萃取、氣相色譜技術等，在實際運用過程中的流程和環(huán)節(jié)也比較多，操作時容易受到環(huán)境、溶劑、人員等諸多因素影響，導致監(jiān)測結果質量無法得到保障。因此要保證水環(huán)境監(jiān)測質量，就要在開展水環(huán)境監(jiān)測工作時，緊密圍繞各項影響因素采取相應的措施進行管理控制，使整個監(jiān)測活動順利完成，所得監(jiān)測信息及分析結果質量也能得到有力保證。

3.1 科學采集樣品

樣品采集是水環(huán)境監(jiān)測的基礎性工作，若這一環(huán)節(jié)操作出現差錯，勢必會對監(jiān)測結果質量帶來不利的影響，因此，要結合實際科學地開展樣品采集工作。具體內容包括：（1）采樣前準備。在開展樣品采集工作之前，應該對需要運用到的采樣容器、采樣器皿等進行檢查和洗滌，并根據待測物質的特性選擇適宜材質容器。同時，在對監(jiān)測點進行選擇和確定時，應該遵循尺度范圍、代表性、可操作性等原則，并參照水質采樣相關技術規(guī)定要求，對樣品采集工作方案進行科學制定。此外，針對采集到的樣品，需要統(tǒng)一進行編號，涉及的信息應包括樣品的序號、采樣時間、采樣地點、采樣人等。（2）現場采樣。在進行現場采樣時，可以根據所采水樣的類型，對采樣方法進行確定。對地表水水樣進行采集，要注意避開表面漂浮物和油污，對懸浮物、放射性等項目進行采樣，最好單獨進行，以便于后續(xù)分析處理。（3）運輸保管?？紤]到水樣水質有一定的差異，并且從采集到分析也會因為物理化學作用發(fā)生各種變化，要防止這一問題發(fā)生，就要盡可能地縮短運輸時間，并嚴格按照抑制微生物作用、減緩化合物水解及氧化還原作用要求，對采集水樣進行保存管理。（4）采集雙份平行樣。要保證采集樣品能夠真實地反映目標區(qū)域水質情況，在樣本采集時可以采用雙份平行樣方式，并按照10%～20%的頻率采集密碼控制樣，以保證采樣及分析的精密性。

3.2 有效控制實驗基礎

在對采集樣本進行分析時，也容易受到實驗室基礎環(huán)境、儀器設備等因素影響，進而無法保障檢測質量。實際操作時要對實驗基礎進行有效控制。具體內容包括：（1）實驗室環(huán)境。在進行水樣分析之前，要從減少污染成分、控制溫度濕度等方面入手，創(chuàng)造一個干凈適宜的實驗室環(huán)境。涉及的各類分析儀器設備，也要定期進行檢查、核定和校正，防止較大誤差發(fā)生。（2）試劑溶液。對于實驗室中的試劑溶液也要加強管理，所用的試劑溶液應根據具體情況進行適當配置，并注意為配置試劑溶液貼上標簽，仔細注明試劑溶液的名稱、組分、濃度、配制日期和使用有效期。另外，試劑溶液的保管要注意防塵和避免陽光照射，對于過期的試劑溶液要及時進行處理[7]。

3.3 嚴格管理實驗分析

要保證實驗分析結果的準確性，就要對實驗分析進行嚴格管理。具體內容包括：（1）空白試驗?？瞻自囼炇菍Σ缓郎y物質樣品用與實際樣品相同操作步驟進行的試驗。在痕量分析中，待測組分的測量值和空白值很有可能處于相同的數量級，空白值的大小和離散程度對方法的檢出限和測量結果有很大的影響，這時候通過分析空白值，就可以有效把握實驗用水、試劑純度等影響因素，在繪制質控圖進行控制以后，可使測定結果小于檢出限。（2）精密度控制。要保障分析結果質量，實際操作還要注意對精密度進行控制。執(zhí)行時可以對全部樣品做平行雙樣分析，若某一批樣品出現數量較少的情況，便可以采用增加平行樣測定率的方式，實現對結果誤差的有效控制，甚至還可以要求每批樣本有10%質控樣品，進而切實保證實驗分析結果質量。

3.4 準確處理數據記錄

由于水環(huán)境監(jiān)測所得數據信息具有數量龐大、類型多樣、操作困難等的特點，因此要防止誤差過大、結果精度低等問題的發(fā)生，就要對數據記錄處理給予重點關注。實際操作中可以充分利用現代信息網絡技術，對水環(huán)境監(jiān)測所得數據信息進行快速收集和及時傳遞，然后借助相關軟件對這些監(jiān)測數據信息進行有效分類管理。在后續(xù)對這些監(jiān)測數據信息進行分析處理時，為防止人工操作引發(fā)疏漏、錯誤等情況，執(zhí)行時還可以應用大數據、云計算等技術，在提高實際工作效率的基礎上，所得結果質量也能得到保障[8]。另外，還要對分析處理后的數據結果進行有效保管，以為水環(huán)境深入分析和管理措施的制定提供有力支持。

3.5 提高人員操作水平

水環(huán)境監(jiān)測分析中，人員素質能力高低會對監(jiān)測質量帶來極大的影響。因此在開展水環(huán)境監(jiān)測工作時，要有效建立一支專業(yè)的工作隊伍。執(zhí)行時，可以根據水環(huán)境監(jiān)測實際要求，對外招聘一批專業(yè)知識扎實、業(yè)務能力較強、工作態(tài)度認真和懂得運用現代化技術的優(yōu)秀人才加入，并圍繞水環(huán)境監(jiān)測內容、實際操作步驟、質量管控要求等，組織開展教育培訓活動，促使工作人員增強質量控制意識，并嚴格遵照規(guī)范要求進行作業(yè)。另外，還可以將競爭、考核、獎懲等機制融入其中，以提高工作人員的工作積極性，并防止操作錯誤再次發(fā)生。

4 結語

新時期開展水環(huán)境監(jiān)測工作，可以采用的監(jiān)測技術有很多，實際操作可以根據監(jiān)測目標進行恰當選擇。同時，要保證水環(huán)境監(jiān)測工作質量，還要對樣品采集、實驗基礎、分析測定等引起高度重視，并通過做好采樣前準備、采集雙份平行樣、檢查校正儀器設備、開展空白試驗、構建專業(yè)隊伍等工作，保證監(jiān)測數據真實、準確和可靠，后續(xù)水環(huán)境持續(xù)監(jiān)測、污染治理、環(huán)境管理等活動也能科學有效地開展。