我国水质监测技术的发展与应用概况

2012-04-10王银川

城市建设理论研究 2012年6期

王银川

摘要：本文对水质自动监测技术构成、发展和应用进行了论述。及时准确掌握各排污口及江、河各监测断面水质变化，为治理水污染提供了科学依据。

关镇词：水质检测发展应用

1概述

水污染问题已经成为我国经济社会发展的最重要制约因素之一，已经引起国家和地方政府的高度重视。在水体污染防治工作中，水质监测工作是污染预警、持续性污染物监测和治理效果评定的重要手段，已受到有关部门的重视。作为连续性监测工具的水质在线监测仪器承担着提供准确监测数据和监测报告的责任，在环境监测工作中发挥着越来越重要的作用。

2我国水质现状及监测技术发展问题

我国环境形势仍相当严峻，各项污染物排放总量很大，污染程度仍处于相当高的水平。主要污染指标为氨氮、高锰酸盐指数和生化需氧量等。辽河、海河污染严重，淮河水质较差，黄河水质不容乐观，松花江水质尚可，珠江、长江水质总体良好；主要湖泊富营养化严重；全国多数城市地下水受到一定程度的点状和面状污染，局部地区的部分指标超标，主要污染指标有矿化度、总硬度、硝酸盐、亚硝酸盐、氨氮、铁和锰、氯化物、硫酸盐、氟化物及pH值等；工业废水和生活废水中化学需氧量（COD）排放总量逐年增加。

我国目前已基本形成了一个以大江、大河、湖泊为对象的地表水水质监测网络。水质监测为了解河流水质现状、监督工厂达标排污、预测污染趋势等方面提供了重要的信息。但也应看到，现今的水质监测技术存在不足。具体表现在：一是花费大量人力、物力所获得的监测数据与其反映出来的水质信息不成正比。二是现行的监测工作没有充分考虑水量与水质的关系。

随着我国国民经济的发展，企业排放废水量逐年增多，从而使部分地区的江河水质恶化，水污染已成为目前影响经济发展的产重环境问题。为了及时掌握各行业及江、河各监测断面水质变化规律和发展趋势，为环境治理提供科学依据，开展水质自动监测分析具有十分必要的意义。

3水质监测分析技术的发展

与水质自动监测分析关系密切的流动注射分析（flow injection analysis，FI-A）近年发展极快。该技术是在热力学非平衡条件下，在液流中重现地处理试样或试剂区带的定量流动分析技术，它与其它分析技术相结合极大地推动了自动化分析和仪器的发展，成为一门新型的微量、高速和自动化的分析技术。流动注射分析发展迅速，它已被广泛应用于很多分析领域。

早在上世纪70年代，初欧美等发达国家就对河流、湖泊等地表水开展了自动在线监测，同时对城市和企业的污水处理厂排水也实行自动在线监测。所采用的方法有实时在线监测和间歇式在线监测两种。测定项目有水温、氧化还原电位、DO、浊度、电导率、氨氮、氟化物、氰化物等。随着地表水富营养化的日趋严重和执法的严格化以及总量控制制度的实施，又逐步增加了COD，Hg，TN和TP等自动在线监测项目，通过远程传输系统把监测数据自动传至各级环保行政主管部门和环境监测执法部门。近年来随着污水处理力度的加大和地表水环境质量的改善，许多发达国家又把综合市政污水排放口纳入自动在线监测的重点监测范围内。

我国各级监测站的仪器设备更新很快，添置了许多大、中型实验室监测分析仪器。这类仪器除在常规环境监测中使用外，还可用于监测科研和比较精密的实验室分析。目前国内外环境监测站具有的这类仪器主要有气相色谱－质谱仪（GC－MS）、液相色谱－质谱仪（HPLG－MS）、富里叶红外光谱仪（FTIR）及其与气相色谱联机（GC－FTIR）、等离子体光谱－质谱仪（ICP－MS或MIP－MS）、等离子发射光谱仪（ICP－AES）、X－射线荧光光谱仪（XRF）等。在这些大型仪器中，除GC－MS和ICP－AES已在我国用于环境监测外，其它仪器还没有相应的标准或统一监测分析方法。而在先进国家，这类仪器的研究开发以及在环境分析中的应用发展较快。由于此类仪器（ICP－AES除外）尚不能国产化，所以在我国常规环境监测中的普及和广泛应用尚需时日。

随着研究的深入，很多难以实现连续自动测定的项目，如氰化物、氟化物、氮化物、硫化物、氮氮、硝酸盐、磷酸盐、挥发酚，COD，BOD、硬度、汞、锅、六价铬……等都已实现自动化。当前，自动监测分析的研究工作，除了开发新的自动检测项目外，更着重提高自动仪的可靠性和适用性，因为要使自动仪能自动运行，设计时只能适应成分类似和含量变化不大的样品；而且杂质、pH值、温度、电压等环境条件变化也易引起仪器失调或误差。如何让仪器便于维修管理和降低成本也是人们关注和凾待解决的问题。

4水质自动监测的应用

水质自动监测在环境保护中的应用，从长远发展看是很重要和广泛的，如向水质管理信息系统提供可靠的完整的有效数据，了解污染物时空分布规律和变化趋势，建立水质模式进行超前环境预测预报等

4.1在实施排污总量控制中的应用

实行排污总量控制，不仅要靠行政管理，还要靠科学的监测技术。例如在总量核查时，目前我国缺少科学性强的指标。若采用根据几次问断监测数据求得的日平均浓度去计算日排放量，虽然方法简单，但却忽略了总量控制的一个特点—在时空和量上的积累；若采用长时期(如月或季)的排放总量作为检查指标，对上述特点虽有所考虑，但在考核时间上未免滞后，管理部门难以掌握。显然，问题的症结在于如何准确适时地监测。若采用连续自动监测的数据来核查总量。则可有助于准确的定量管理。

4.2在强化污染源监督监测和水源保护方面的应用

为了扭转我国水污染恶化趋势，当前我国政府决定主要抓保护饮用水源和污染大户两个重点。对这些大户实施总量控制后，还要对他们的排污口加强监视性监测，以监督企业按排污许可证定额排污。这是一项经常性的、作业量大的工作。水源地的监测关系到千百万人民的安危，要求快速及时预报，这也是手工定期监测难以胜任的。要抓好保护饮用水源和污染大户两个重点工作，从环境监测部门来说，当务之急是开展水质连续自动监测。

5水质检测技术的发展方向

目前，水质检测仪器开发和监测方法体系研究主要有以下几个方面：

1. 微量和痕量有害物质连续自动监测系统的开发，痕量浓度、微量试样的测定；

2. 生物技术的应用；

3. 从常量到超痕量进行多成分测量的简易方法及设备；

4. 利用生物传感器的检测手段或连续自动监测；

5. 离子选择电极的自动监测系统（电极的耐久性和抗干扰性更为重要）；

6. 简单、廉价的TN，TP，COD，TOC及油类的自动在线监测或TOFMS，开放式FTIR的实时监测；

7. 有机污染物的GC－MS等连续监测设备；

8. 内分泌干扰物质的简易、快速测量；

参考文献

[1] 齐文启等. 水质环境监测技术和仪器的发展. 现代科学仪器，2004，6：8~12