水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)在水環(huán)境管理中的應(yīng)用分析

摘 要：水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)為水環(huán)境管理提供支撐，但在實(shí)際應(yīng)用過程中仍存在較多問題。對此，以水質(zhì)監(jiān)測應(yīng)用為研究對象，在分析我國水質(zhì)監(jiān)測發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，探究了水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)在水環(huán)境管理中的應(yīng)用場景及存在的問題，并提出了水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)在水環(huán)境管理中應(yīng)用的優(yōu)化措施。

關(guān)鍵詞：水質(zhì)監(jiān)測；水環(huán)境管理；數(shù)據(jù)信息；化學(xué)指標(biāo)；生物指標(biāo)

中圖分類號：X832 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號：2095–3305（2024）12–0-03

水環(huán)境管理作為環(huán)境保護(hù)的重要組成部分，對維護(hù)生態(tài)平衡、保障人類身體健康具有重要作用。而水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)作為水環(huán)境管理的基礎(chǔ)和支撐，其準(zhǔn)確性和及時性直接影響管理決策的科學(xué)性和有效性。近年來，隨著監(jiān)測技術(shù)的進(jìn)步和監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的逐步完善，水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)在水環(huán)境管理中的應(yīng)用更為廣泛。因此，對水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)在水環(huán)境管理中的應(yīng)用進(jìn)行深入分析，探討其在水環(huán)境管理中的重要作用，以期為提升水環(huán)境管理水平提供科學(xué)參考和依據(jù)。

1 我國水質(zhì)監(jiān)測發(fā)展現(xiàn)狀

當(dāng)前，水質(zhì)監(jiān)測已成為環(huán)保部門對轄區(qū)水體進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測的主要手段，我國在水質(zhì)管理方面已取得了一定進(jìn)步。但在實(shí)際操作中，常規(guī)實(shí)驗(yàn)室水質(zhì)檢測分析仍面臨諸多挑戰(zhàn)，主要包括分析速度慢、操作復(fù)雜等問題，尤其是在應(yīng)對突發(fā)性水污染事件時，環(huán)保部門往往無法第一時間獲取準(zhǔn)確的水污染狀況信息，這無疑影響了水質(zhì)監(jiān)測的時效性和有效性[1]。同時，水體中污染物成分復(fù)雜、水質(zhì)監(jiān)測指標(biāo)增多，這對水質(zhì)分析儀器的性能提出了更高要求。為滿足監(jiān)測需求，水質(zhì)監(jiān)測儀器必須向更高水平發(fā)展，才能提升監(jiān)測的準(zhǔn)確性、時效性和全面性。例如，近年來，高光譜分辨率水質(zhì)監(jiān)測儀的研發(fā)與應(yīng)用，顯著提高了對水體中微量有害物質(zhì)的檢測能力。但是由于受到布點(diǎn)數(shù)量與布點(diǎn)區(qū)域的限制，我國發(fā)布的多項(xiàng)水環(huán)境實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量檢測報告在反映國內(nèi)水污染現(xiàn)狀時存在不足，無法充分、真實(shí)地揭示水污染的全貌，尤其是在一些偏遠(yuǎn)或監(jiān)測點(diǎn)覆蓋不足的地區(qū)，水污染狀況可能被低估或

忽視。

鑒于上述情況，水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用顯得尤為迫切。水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時、連續(xù)的水質(zhì)監(jiān)測，及時捕捉水質(zhì)變化，為環(huán)保部門提供準(zhǔn)確、全面的水質(zhì)數(shù)據(jù)。

2 水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)在水環(huán)境管理中的應(yīng)用場景

2.1 水質(zhì)量情況監(jiān)測

水質(zhì)監(jiān)測作為評估水環(huán)境狀況的關(guān)鍵手段，其核心在于系統(tǒng)、科學(xué)地觀測與測量水體中各類物理、化學(xué)、生物指標(biāo)的狀態(tài)與變化，以此為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐水環(huán)境管理的決策與實(shí)施。具體而言，監(jiān)測水的質(zhì)量涉及對水體中的溶解氧、pH值、溫度、濁度、營養(yǎng)鹽（如氮、磷）、重金屬、有機(jī)污染物及微生物等參數(shù)的定期或?qū)崟r測定。在水資源保護(hù)領(lǐng)域，監(jiān)測數(shù)據(jù)用于識別水體污染源頭，追蹤污染物擴(kuò)散趨勢，評估污染程度及其對水生生態(tài)系統(tǒng)的潛在影響，為制定有效的污染防治措施提供依據(jù)[2]。

例如，通過長期監(jiān)測特定區(qū)域的水質(zhì)變化，可以揭示人類活動（如工業(yè)排放、農(nóng)業(yè)施肥）與自然過程（如季節(jié)性變化、水文循環(huán)）對水質(zhì)的綜合作用機(jī)制。在水環(huán)境規(guī)劃與管理中，水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)是制定水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)、劃分水體功能區(qū)劃、實(shí)施總量控制制度的基礎(chǔ)，有助于管理者了解水質(zhì)現(xiàn)狀，評估水環(huán)境承載力，指導(dǎo)水資源保護(hù)策略的制定。

此外，水質(zhì)監(jiān)測還在飲用水安全保障、水生態(tài)修復(fù)效果評估、水環(huán)境應(yīng)急響應(yīng)等方面發(fā)揮重要作用。通過對水源地水質(zhì)的持續(xù)監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)并預(yù)警潛在的水質(zhì)污染事件，保障公眾健康；在水生態(tài)修復(fù)項(xiàng)目中，監(jiān)測數(shù)據(jù)用于評估修復(fù)措施的實(shí)施效果，指導(dǎo)調(diào)整優(yōu)化方案；面對突發(fā)的水污染事件，及時、準(zhǔn)確的水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)是制定應(yīng)急處理方案、減輕污染影響的基礎(chǔ)。

2.2 水利用情況監(jiān)測

監(jiān)測水資源的利用情況主要關(guān)注對水資源分配、消耗及可持續(xù)利用狀態(tài)的評估。其涵蓋對地表水和地下水資源的系統(tǒng)觀測與測量，旨在收集關(guān)于水資源開發(fā)利用量、用水效率、水資源循環(huán)與再生利用等方面的數(shù)據(jù)。

首先，在水資源分配方面，監(jiān)測數(shù)據(jù)可提供關(guān)于不同用水場景（如農(nóng)業(yè)、工業(yè)、居民生活等）水資源消耗量的詳細(xì)信息，有助于識別水資源利用的結(jié)構(gòu)性特點(diǎn)與潛在的不均衡問題[3]。這些數(shù)據(jù)是制定公平、合理水資源分配政策、實(shí)施水資源使用權(quán)管理的重要依據(jù)。

其次，監(jiān)測水資源的利用情況還包括對用水效率的評估。通過對不同用水環(huán)節(jié)的監(jiān)測，揭示水資源利用過程中的浪費(fèi)現(xiàn)象與節(jié)水潛力，進(jìn)而指導(dǎo)節(jié)水技術(shù)的研發(fā)與推廣，以及促進(jìn)水資源的高效利用。

最后，水資源監(jiān)測關(guān)注水資源的循環(huán)與再生利用。通過監(jiān)測廢水排放與處理情況，可以評估廢水資源化的可行性與效果，推動廢水處理技術(shù)的創(chuàng)新與升級，實(shí)現(xiàn)廢水的減量化、資源化與無害化處理。

整體來看，監(jiān)測水資源的利用情況是水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)在水環(huán)境管理中的一項(xiàng)核心任務(wù)。它不僅為水資源的合理配置與高效利用提供科學(xué)依據(jù)，且促進(jìn)水資源循環(huán)利用與可持續(xù)發(fā)展的實(shí)現(xiàn)。通過持續(xù)、系統(tǒng)的監(jiān)測工作，不斷優(yōu)化水資源管理策略，確保水資源的長期穩(wěn)定供給與生態(tài)環(huán)境的持續(xù)改善。

3 水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)在水環(huán)境管理中應(yīng)用存在的問題

3.1 評價標(biāo)準(zhǔn)不盡合理

水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)在水環(huán)境管理中的應(yīng)用過程需要遵循一定標(biāo)準(zhǔn)，從現(xiàn)實(shí)情況來看，在標(biāo)準(zhǔn)方面存在評價標(biāo)準(zhǔn)不盡合理的問題。其中，在指標(biāo)設(shè)置方面，當(dāng)前的水質(zhì)評價標(biāo)準(zhǔn)存在針對性不強(qiáng)的問題。針對不同使用功能的水體采用了相同的評價指標(biāo)，未能充分考慮到不同水體在使用功能上的差異性和特殊性[4]。例如，針對表征水生生物和人體健康的指標(biāo)，未能進(jìn)行分類設(shè)置，導(dǎo)致評價結(jié)果的針對性和準(zhǔn)確性不足。同時，部分指標(biāo)之間存在重復(fù)設(shè)置的情況，如化學(xué)需氧量、高錳酸鹽指數(shù)和五日生化需氧量三項(xiàng)指標(biāo)均是反映耗氧有機(jī)物的指標(biāo)，這種重復(fù)設(shè)置不僅增加了監(jiān)測成本，還可能影響評價結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性[5]。此外，部分指標(biāo)并不完全適用于天然水的監(jiān)測，比如，當(dāng)前評價標(biāo)準(zhǔn)中的化學(xué)需氧量，該指標(biāo)在進(jìn)行廢水監(jiān)測時可以發(fā)揮出應(yīng)有作用，但對于天然水而言，該指標(biāo)存在一定局限性。

在標(biāo)準(zhǔn)限值方面，同樣存在不盡合理的情況，比如，當(dāng)前低功能的相關(guān)要求往往被高功能所覆蓋，盡管這種方式可以提高管理效率，但會導(dǎo)致最終結(jié)果與真實(shí)情況存在偏差。

3.2 評價指標(biāo)尚不全面

評價指標(biāo)尚不全面是水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)在水環(huán)境管理中應(yīng)用存在的一個重要問題。當(dāng)前水質(zhì)監(jiān)測指標(biāo)體系主要集中在理化指標(biāo)上，這些指標(biāo)雖然在一定程度上反映了水環(huán)境的質(zhì)量狀況，但水環(huán)境作為一個復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)，其健康狀況不能僅通過理化指標(biāo)進(jìn)行全面評估。水環(huán)境是由多種生物和非生物因素相互作用而形成的整體，其中，水生生物指標(biāo)對評估水生態(tài)系統(tǒng)的完整性和穩(wěn)定性具有重要意義[6]。尤其是在水體理化指標(biāo)濃度較低的情況下，水生生物指標(biāo)往往能更加準(zhǔn)確地反映出水生態(tài)系統(tǒng)的實(shí)際狀況和復(fù)雜水環(huán)境健康的變化趨勢。因?yàn)榧词估砘笜?biāo)處于較低水平，水生態(tài)系統(tǒng)中的生物群落結(jié)構(gòu)和功能也可能受到潛在污染或環(huán)境壓力的影響而發(fā)生變化。因此，僅依賴?yán)砘笜?biāo)評估水環(huán)境質(zhì)量是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。

此外，在實(shí)際水質(zhì)監(jiān)測工作中，經(jīng)常會遇到一些理化指標(biāo)無法解釋的現(xiàn)象。比如，夏季部分水體可能會出現(xiàn)除了溶解氧其余指標(biāo)均不超標(biāo)的情況，而溶解氧作為水生生物生存的關(guān)鍵因素，其超標(biāo)往往意味著水生態(tài)系統(tǒng)中的生物呼吸作用可能受到抑制，這進(jìn)一步凸顯了理化指標(biāo)在評估水環(huán)境質(zhì)量方面的局限性。

3.3 評價方法不完善

當(dāng)前水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)的評價主要依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，盡管相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)在一定程度上統(tǒng)一了評價方法，使得不同時段、不同地區(qū)的水環(huán)境質(zhì)量具有可比性，為水環(huán)境管理提供了一定的科學(xué)依據(jù)，但在實(shí)際運(yùn)用中，該評價辦法也暴露了一些問題[7]。

首先，評價結(jié)果有時不能準(zhǔn)確反映某些地區(qū)實(shí)際污染情況，可能導(dǎo)致對水環(huán)境質(zhì)量的誤判。其次，水質(zhì)狀況的定性評價在某些情況下存在矛盾，從而影響了評價結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。再次，水質(zhì)狀況變化趨勢的評價也存在矛盾，這使得對水環(huán)境質(zhì)量長期變化的判斷變得困難。最后，該評價方法缺少對特殊污染指標(biāo)的表述方法，在某些特定情況下，評價結(jié)果的全面性和準(zhǔn)確性受到影響。更為嚴(yán)重的是，雖然相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一了評價方法，但部分地區(qū)的評價報告并未以此方法為基準(zhǔn)，導(dǎo)致評價結(jié)果的混亂和不一致。

4 水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)在水環(huán)境管理中應(yīng)用的優(yōu)化措施

4.1 實(shí)現(xiàn)評價方法標(biāo)準(zhǔn)化

實(shí)現(xiàn)評價方法標(biāo)準(zhǔn)化是優(yōu)化水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)在水環(huán)境管理中應(yīng)用的重要環(huán)節(jié)。具體而言，應(yīng)從以下4個方面著手推進(jìn)。

第一，建立統(tǒng)一的水質(zhì)評價指標(biāo)體系。該體系應(yīng)涵蓋全面、具有代表性的水質(zhì)參數(shù)，能夠準(zhǔn)確反映水質(zhì)狀況及其變化趨勢。同時，指標(biāo)的選擇和設(shè)定應(yīng)基于科學(xué)研究和實(shí)地調(diào)研，確保其科學(xué)性和適用性。

第二，制定規(guī)范的評價方法和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。針對不同水質(zhì)參數(shù)和評價目標(biāo)，相關(guān)部門應(yīng)明確評價方法的原理、步驟和計算方式，保障評價過程的透明度和可重復(fù)性。同時，需建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)處理和分析方法，消除因數(shù)據(jù)處理差異導(dǎo)致的評價結(jié)果偏差。此外，還需明確均值計算數(shù)據(jù)的修約方式，將特殊污染指標(biāo)作為超標(biāo)指標(biāo)的表述方法，從而進(jìn)一步規(guī)范評價流程，提升評價結(jié)果的可靠性和可比性[8]。

第三，加強(qiáng)評價方法的驗(yàn)證和應(yīng)用示范。新制定的評價方法需經(jīng)過實(shí)際水質(zhì)數(shù)據(jù)的驗(yàn)證，確保其準(zhǔn)確性和可靠性。同時，要通過應(yīng)用示范以及推廣標(biāo)準(zhǔn)化評價方法，提高其在水環(huán)境管理中的應(yīng)用率和影響力。

第四，建立評價方法的更新和完善機(jī)制。隨著水質(zhì)狀況變化和監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展，評價方法也要不斷更新和完善。相關(guān)部門應(yīng)建立定期評估和修訂機(jī)制，確保評價方法的時效性和適用性。

4.2 生物監(jiān)測指標(biāo)業(yè)務(wù)化

當(dāng)前，生物指標(biāo)監(jiān)測主要停留于科研層面，尚未達(dá)到業(yè)務(wù)化運(yùn)行狀態(tài)。這限制了其在水生態(tài)環(huán)境狀態(tài)評價和趨勢評估中的應(yīng)用潛力。為了實(shí)現(xiàn)生物監(jiān)測指標(biāo)的業(yè)務(wù)化，需要從以下4個方面予以推進(jìn)。

第一，構(gòu)建生物監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)。相關(guān)部門應(yīng)在全國范圍內(nèi)根據(jù)水生態(tài)系統(tǒng)的特點(diǎn)和分布，科學(xué)規(guī)劃并設(shè)立生物監(jiān)測站點(diǎn)，形成覆蓋廣泛、布局合理的生物監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)。這能夠?yàn)樯锉O(jiān)測指標(biāo)的業(yè)務(wù)化提供堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)支撐。

第二，統(tǒng)一監(jiān)測分析方法。針對生物監(jiān)測指標(biāo)，相關(guān)部門需要研發(fā)并推廣標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化的監(jiān)測分析方法，保障不同站點(diǎn)、不同時間獲取的監(jiān)測數(shù)據(jù)具有可比性和一致性。這樣能夠有效提高生物監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。

第三，規(guī)范評價評估方法。相關(guān)部門應(yīng)結(jié)合水生態(tài)環(huán)境的實(shí)際情況，制定一套科學(xué)、合理的生物監(jiān)測評價指標(biāo)體系，并明確評價方法和評估標(biāo)準(zhǔn)，從而為生物監(jiān)測指標(biāo)在水環(huán)境管理中的應(yīng)用提供明確的指導(dǎo)和依據(jù)。

第四，強(qiáng)化數(shù)據(jù)應(yīng)用。生物監(jiān)測指標(biāo)業(yè)務(wù)化的最終目的是將水生態(tài)環(huán)境管理的實(shí)際需求與生物監(jiān)測數(shù)據(jù)緊密結(jié)合，發(fā)揮生物監(jiān)測數(shù)據(jù)在水質(zhì)評價、污染預(yù)警、生態(tài)修復(fù)等方面的作用。因此，相關(guān)部門需要加強(qiáng)生物監(jiān)測數(shù)據(jù)與水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)、環(huán)境管理數(shù)據(jù)的融合分析，提高水環(huán)境管理的科學(xué)化和精細(xì)化水平。

4.3 提高監(jiān)測技術(shù)水平

提高監(jiān)測技術(shù)水平應(yīng)從引入先進(jìn)監(jiān)測設(shè)備和優(yōu)化監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)布局2個方面著手進(jìn)行改進(jìn)。

在引入先進(jìn)監(jiān)測設(shè)備方面，相關(guān)部門應(yīng)著重推廣自動化、智能化監(jiān)測技術(shù)，例如，利用無人機(jī)搭載多參數(shù)水質(zhì)檢測儀進(jìn)行高空監(jiān)測，在水體中部署在線傳感器實(shí)現(xiàn)實(shí)時數(shù)據(jù)采集等[9]。這些先進(jìn)設(shè)備能夠顯著提升水質(zhì)監(jiān)測的實(shí)時性和準(zhǔn)確性，連續(xù)監(jiān)測多種關(guān)鍵水質(zhì)參數(shù)，包括但不限于pH值、電導(dǎo)率、溶解氧、氨氮、硝酸鹽氮等，從而為水環(huán)境管理提供及時、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持。同時，這些設(shè)備通常具備遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸功能，能夠?qū)崟r將監(jiān)測數(shù)據(jù)發(fā)送至管理中心，便于及時分析和響應(yīng)水質(zhì)變化。

在優(yōu)化監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)布局方面，相關(guān)部門需根據(jù)水功能區(qū)的劃分和污染源的分布情況，科學(xué)合理布局水質(zhì)監(jiān)測站點(diǎn)。這一措施旨在保障所收集監(jiān)測數(shù)據(jù)的代表性和全面性，能夠準(zhǔn)確反映不同水功能區(qū)的水質(zhì)狀況。同時，應(yīng)適當(dāng)增加自動監(jiān)測站點(diǎn)的數(shù)量，提高監(jiān)測頻率并擴(kuò)大覆蓋范圍，從而能夠及時發(fā)現(xiàn)并響應(yīng)水質(zhì)問題。整體上通過構(gòu)建一個布局合理、覆蓋廣泛的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，可以實(shí)現(xiàn)對水質(zhì)的持續(xù)、全面監(jiān)測，為水環(huán)境管理提供更為可靠的數(shù)據(jù)支撐。

5 結(jié)束語

水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)在水環(huán)境管理中扮演著重要角色。通過對水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)的深入分析和應(yīng)用，能夠更準(zhǔn)確地評估水質(zhì)狀況，及時發(fā)現(xiàn)和解決水環(huán)境問題，為制定科學(xué)有效的水環(huán)境管理策略提供依據(jù)。隨著水質(zhì)監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展和數(shù)據(jù)分析方法的創(chuàng)新，水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)在水環(huán)境管理中的應(yīng)用將更加廣泛和深入，為水資源保護(hù)、水生態(tài)安全等工作提供高質(zhì)量的數(shù)據(jù)支撐。

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收稿日期：2024-08-15

作者簡介：高海燕（1971—），女，山東陽谷人，高級工程師，研究方向?yàn)樗乃Y源、水環(huán)境。