对水污染事件应急监测的研究

李跃奇 李明 邵璇

（黄河水利委员会水文局，河南郑州 450004）

对水污染事件应急监测的研究

李跃奇 李明 邵璇

（黄河水利委员会水文局，河南郑州 450004）

通过对水污染应急监测及应急监测技术存在问题的分析，阐述建立应急监测技术支持系统、优化应急监测系统对完善应急监测预案的重要作用，以期为避免重大污染灾害发生提供决策依据。

水污染事件；应急监测；分析方法；化学品

按照SL 219-2013《水环境监测规范》应急监测要求，当某一水域有水污染事件或疑似水污染事件发生，或区域发生环境污染可能波及到水污染，负责该水域监测的水质监测机构应开展应急监测和调查，并作出书面报告，报告的内容包括污染物种类、物理化学性质、数量、入河方式、扩散方式、浓度及影响范围与污染类型等。但在实际工作中由于种种原因，常常不能在报告中给出较为完整的内容，或将其定性为非水污染事件。

1 水污染应急监测工作存在问题

在水污染事件应急监测前，由于水质监测机构获知水污染信息有限，以及水质监测系统和监测技术支持系统不完善等问题，以至于在水污染应急监测中常常会出现各种各样的问题。根据获取的水体污染信息的详略和来源，可将获得的水污染信息大致分为3种情况。

一是发生生产、交通等事故，污染物进入河流。该种情况通常已知污染物种类，监测项目也容易确定。一个水质监测机构具有资质开展的监测项目，是经计量认证评审认可的监测项目及其相应分析方法，这些项目通常不超过GB 3838-2002《地表水环境质量标准》中的项目（109个项目），而化学品远远多于这个数字，美国化学文摘登录全世界已有的化学品多达700万种，作为商品上市的有10万余种，经常使用的有7万种。当发生事故造成化学品泄漏危及水质或污染水质，而这些化学品的主要化学物质又不在水质监测机构正常开展水环境质量监测和污染源监督性监测项目范围内时，水污染事件应急监测就会暴露出各种问题：要么缺乏检测手段（缺乏仪器设备）；或虽有检测手段，但无可依据的标准分析方法；或虽有检测手段和可依据的标准分析方法，但实验室尚未开展该项目检测，缺少该项目的标准物质，而且缺乏该项目的检测经验，监测结果无质量保证。实际水污染应急监测工作中，有临时查阅文献资料，使用来源于文献中的非标准分析方法监测化学品的主要污染物，监测数据无质量保证。

二是有人举报某一水域水体感官异常，即水体中悬浮物含量、水体颜色、水体散发气味等特征异常。污染物进入水体后会产生一系列作用，从而使水体具有人可以明显感知的一些特征，如水体颜色、气味、遇水的反应特性及对水生生物和周围环境的影响等。报告人对这些特征的详细、准确描述，可以作为应急监测预案决策人确定监测项目的主要依据。在实际应急监测工作中，因为应急监测预案中未对“现场特征描述”进行详细、具体的规定，如“气味”包括哪些气味，颜色是水体中悬浮物的颜色还是水的颜色，颜色为“粉红色”“橙红色”“紫红色”“肉红色”“蓝紫色”“橙黄色”和“黄绿色”等颜色的准确描述和界定，水生生物中毒的具体症状等，又缺乏这些特征对应的污染物或化学物质的技术支持系统，加之积累的案例不多，以前调查报告的内容不够详尽，应急监测方案的决策人在确定监测项目时，很难根据报告人的不够详细、准确的信息作出正确判断和拟定合适的监测项目。

此外，实验室尚不具备某种污染物检测仪器设备，或监测人员尚不具备某污染物检测的能力，也是该种情况在应急监测中常常出现的问题。如某水质监测机构接到水污染事件报告，反映水体散发疑似六六六农药散发的气味，该水质监测机构立即组织开展水质应急监测与调查工作。因该水质监测机构尚不具备监测林丹（1,2,3,4, 5,6-六氯环己烷）项目的能力，拟定的监测项目是pH、氯化物、溶解氧、高锰酸盐指数、化学需氧量、氨氮、硝酸盐氮、总氮、挥发酚、氰化物、砷、石油类和总磷等项目，各项目的监测结果均在日常水环境质量监测结果的范围内。该次应急监测的监测项目存在2个问题。一是六六六农药不易被酸性高锰酸钾或重铬酸钾氧化，而且高锰酸盐指数、化学需氧量的监测结果属常量指标，而林丹的监测结果是微量、痕量甚至是超痕量指标，监测反映有机物污染的综合指标高锰酸盐指数、化学需氧量不能反映林丹对水体的污染程度。二是氯化物、氨氮、硝酸盐氮、总氮、挥发酚、氰化物、砷、石油类和总磷等监测项目与报告提供的信息水体散发六六六气味无关。监测水质综合指标判断水体污染的程度只能作为辅助、参考性指标，而且还要考虑主要污染物对综合指标的响应值。

三是在水环境质量监测中，某些监测项目的监测结果异常，接近、甚至大于该项目监测结果的历史最大值。若监测结果质量不存在问题，一定是有这些项目所表征的污染物进入水体（水和悬浮物）。污染物的入河方式很多，如点源污染物的入河方式为暗管、潜没（以潜流的形式进入水体），且以偷排的形式排放污染物；或以面源污染的新形式，就是来自于异地的废污水倒入凹地，再由降水和地表径流带入自然水体（或以潜流的形式进入水体）等。以这些形式进入自然水体的污染物若未进行详细且全面的调查与监测，是很难查明污染源。

以上应急监测工作中出现的问题，反映出应急监测系统存在以下问题：①分析仪器设备是监测技术的载体，实验室配置的仪器设备尚不具备监测GB 3838-2002《地表水环境质量标准》109项目要求，尤其是定性手段少，能够定性的仪器设备如ICP-MS、GC-MS几乎没有，而在应急监测中首先是对污染物定性，然后才是对其定量；②分析人员的检测能力，尤其是对组分的定性能力；③应急监测技术支持系统，包括分析方法支持系统（分析方法及标准物质），当地危险源调查数据库支持系统，当地污染源、排污口、入河方式及面污染源情况支持系统，各类化学品基本特性、污染物现场特征等数据库支持系统，常见水环境污染应急监测技术支持系统，专家支持系统等。

2 应急监测技术

从事水环境监测的实验室的所有监测仪器设备及其分析方法都可用于应急监测。水环境监测实验室的主要功能是污染物的定量监测，配置的仪器设备也主要是定量监测仪器设备，应急监测系统所具有的仪器设备或应急监测技术应具备：既能定性又能定量，能够开展监测的项目多（远远多于正常水环境质量监测的项目），能够开展实时监测和追踪检测。目前，应用较为广泛的应急监测技术有以下几种。

2.1 现场应急监测技术

适用于移动实验室和现场监测技术如下。

2.1.1 试纸法。试纸浸有对污染物有选择性反应的试剂，使用该类试纸对样品进行测试，通过试纸颜色的变化对污染物定性，以颜色的深浅与标准色阶比对进行定量。该方法的缺点是，缺乏专一性，易于出错，常出现假阳性结果［1］。

2.1.2 检测管法。也称显色管法。将定量的特种试剂用移液管转移到显色管中，当被测物通过检测管时，管内的试剂就会与待测物发生反应从而使颜色发生变化，与标准色阶比对确定待测物的含量。现在有160多种适用于不同化学危险品的显色管，当要确定未知污染物时，需要分别用这些显色管对其进行检测［1］。

2.1.3 紫外-可见分光光度法。常用便携式紫外-可见分光光度计现场实时定量监测，也是移动实验室通常配置的仪器。

2.1.4 红外光谱法。傅立叶变换红外谱仪可配置在移动实验室上，用于鉴定石油、油漆、聚合物、化工涂层、毒品和环境污染物等。其是识别化学键类型（如官能团）的最有效的方法之一，官能团对光波的吸收具有特异性，表现为特定的谱图特征［1］。移动实验室多配置气相色谱-质谱仪，很少将傅立叶变换红外谱仪作为车载仪器设备。

2.1.5 气相色谱-质谱法。常将车载式气相色谱-质谱联用仪配置在移动实验室上，是移动实验室配置的最为常见的仪器。气相色谱-质谱联用仪可以对复杂的挥发性、半挥发性污染物进行定性和定量分析。从统计意义上来看，定性分析也能够确认出这些物质的存在，但可能导致假阳性指认［1］。车载式和便携式气相色谱-质谱联用仪与实验室相应的仪器比较，分离度较差［2］。

2.2 实验室应急监测技术

实验室既能用于污染物定性分析，又能用于污染物定量分析的仪器有如下几种。

2.2.1 紫外/可见分光光度法。可鉴定含双建有机化合物。对污染物的定性主要是作为辅助方法，可配合红外光谱法、核磁共振波谱法和质谱法进行定性检定和结构分析。

2.2.2 红外光度法。有机物原子基团、官能团定性鉴定和结构分析。仪器是傅立叶变换红外谱仪。

2.2.3 原子发射光谱法。元素的定性与定量分析。仪器是原子发射光谱仪。

2.2.4 电感耦合等离子体-质谱法。元素定性、半定量、定量及同位素比值的测定。仪器是电感耦合等离子体质谱联用仪

2.2.5 气相色谱-质谱法。相对分子量及分子式的测定，有机物结构的鉴定。仪器是气相色谱质谱联用仪。

2.2.6 核磁共振波谱。仪结构测定和鉴定有机化合物，能提供分子构象和构型信息，能测定原子序数。仪器是核磁共振波谱仪。

紫外吸收光谱、红外吸收光谱、核磁共振波谱及质谱一起被称为有机结构分析的“四大谱”，是有机化合物结构与成分分析的主要工具。

3 应急监测系统的优化

3.1 实验室装备

水污染应急监测需配置规格较高、数量较多的监测仪器设备，可以对未知污染物进行定性和定量分析。定性分析要求分析人员具有较高的专业技能，既要有较高专业基本理论知识，又具有丰富的定性、定量检测分析经验。水污染应急监测频次很低，每个监测中心都配置规格较高、数量较多的仪器设备，不仅造成资源浪费，而且由于各个监测中心人员结构、组成及专业技能与配置的仪器设备不符，其结果是各个监测中心什么工作都做，什么工作都做不好。最优化的策略是，根据各个水环境监测中心的监测区域在监测网络中的分布及分析人员的专业技能，进行阶梯式仪器设备（含辅助设备和相应的设施）配置。具体方法如下：各个监测中心都应配置紫外-可见分光光度计、ICP、ICP-MS、GC-MS等仪器设备，并有相应的专业技术人员能够熟练地使用这些仪器开展应急监测工作；监测网络由三四个测区组成，测区居中的监测中心配置较多的仪器设备，包括配置紫外-可见分光光度计、ICP、ICP-MS、GC-MS、傅立叶变换红外谱仪和移动实验室等仪器设备和装备，并有相应的专业技术人员能够熟练地使用这些仪器或装备开展应急监测工作；监测网络由6个及其以上测区组成，测区居中的监测中心配置更多的仪器设备，包括紫外-可见分光光度计、ICP、ICP-MS、GC-MS、傅立叶变换红外谱仪、核磁共振波谱仪和移动实验室等仪器设备和装备，并有相应的专业技术人员能够熟练地使用这些仪器开展应急监测工作。

仪器设备及人员对于监测网络不同级别实验室合理配置，不仅可以使资源得到充分利用，而且更有利于水污染事件应急监测目标的实现。

3.2 移动实验室仪器设备配置

由上述现场应急监测技术分析可知，“试纸法”“检测管法”都不适用，配置一些便携式分光光度计、车载式气相色谱-质谱联用仪及水质多参数现场测试仪即可。

3.3 监测方式

配有移动实验室的监测中心可采用移动实验室监测与固定实验室监测相结合，前期以移动实验室监测为主，后期以固定实验室监测为主。也可以整个过程都以固定实验室或临时实验室监测为主，但采集的水样及频次应符合应急监测相关技术要求。

3.4 污染源监督监测、调查与应急监测相结合

加强污染源监督监测和污染源调查工作。污染源监督监测和污染源调查工作，是完善污染源、排污口、污染物入河方式及面污染源情况支持系统的基础，详细了解点污染源、面污染源、排污口及入河方式信息，便于潜在污染的风险分析。污染源监督监测、污染源调查与应急监测相结合，或将应急监测工作作为污染源监督监测和污染源调查工作的一部分，便于及时响应因水环境条件发生变化而引起水环境质量发生变化，预防重大水污染事件的发生。

4 应急监测技术支持系统

4.1 分析方法支持系统

用于应急监测的技术手段很多，但缺乏可依据的标准分析方法，主要表现在2个方面：现场便携式仪器设备及监测技术发展很快，但分析方法的标准化相对滞后，许多现场监测技术缺乏可依据的标准分析方法；许多化学品，无可依据用于检测化学品的代表污染物的标准分析方法，甚至是非标准分析方法。实验室应建立完善的分析方法支持系统（或称分析方法体系），尽可能搜集标准分析方法，监测项目无可依据的标准分析时，也可搜集非标准分析方法，但应经方法适用性检验，保证有关监测人员能够熟练掌握这些标准与非标准分析方法，以便在应急监测工作中能够有效应对。

4.2 当地危险源调查数据库支持系统

建立当地危险源调查数据库支持系统，包括化学品生产及贮藏地，化学品种类（爆炸品、压缩气体和液化气体、易燃液体、易燃固体、遇湿易燃物品，氧化剂和有机过氧化物、有毒品及腐蚀品等）与具体名称，化学品的运输、贮藏及其安全措施，废弃物的处置等，及时更新系统危险源数据库信息，掌握当地危险源最新信息，以便预防环境污染事故的发生，或在污染事故发生后为尽快查明污染源、确定主要污染物提供依据。

4.3 当地污染源、排污口、污染物入河方式及面污染源情况支持系统

建立当地污染源、排污口、污染物入河方式及面污染源情况支持系统，包括：当地主要点污染源（工业、矿山、生活、医疗等）及其位置和主要污染物，入河排污口位置、入河方式、排放方式、主要污染物及污染物排放量；农业面污染、工业、矿山堆放废弃物及倾倒凹地废污水的面污染调查情况及污染物入河途径（随降雨冲刷流入河流或以潜流的形式进入河流）。详尽的当地污染源、排污口、污染物入河方式及面污染源情况信息支持系统，当发生水污染事件时，可为查明污染源、排污口及确定污染物和监测项目提供重要依据。

4.4 各类化学品基本特性、污染物现场特征等数据库支持系统

各类化学品基本特性、污染物现场特征等数据库支持系统，包括化学品的易燃、易爆、毒害、腐蚀、放射性、气味和挥发性等特性，化学品遇水的反应特性、颜色及对周围环境、作物的影响，以及化学品、污染物使水生生物中毒的症状等，可为查明污染源、排污口及确定污染物和监测项目提供重要依据。

4.5 常见水环境污染应急监测技术支持系统

建立常见水环境污染应急监测技术支持系统，为常见水污染应急监测提供技术支持。

4.6 专家支持系统

建立专家支持系统及其他完善的技术支持系统，可为应急监测提供正确、可靠的决策。

5 应急监测预案的完善

将应急监测预案按时间顺序展开，并将优化后的应急监测系统和已建立的完善应急监测技术支持系统编入应急监测预案相应环节或节点，并制定出各个重要环节或节点应实现的目标，在运行中检验其适用性和有效性，不断对其完善与发展。一个完善的应急监测预案，可以确保应急监测工作在应急监测过程中的每一节点处，方向、目标明确，使其有序、有效进行，不仅可以减少应急监测的工作量，而且可以充分实现应急监测的目标，即及时、准确地确定污染物的种类、浓度、污染的范围及危害，为决策者采取预防措施，启动防污控制系统和调控系统，避免重大污染灾害发生提供决策依据——及时、有效的数据。

6 结语

要做好水污染应急监测工作，应有完善的应急监测预案。完善的应急监测预案需要有完善的应急监测系统和完善的应急监测技术支持系统做支撑。完善的应急监测系统主要体现在分析人员的检测技能，尤其是分析人员对未知污染物的定性分析技能，而分析人员的检测技能需要在长期的工作实践中历练才能提高。完善的应急监测技术支持系统需要成熟的案例对其检验、修正、丰富和完善。成熟案例的积累，需要对每一次水污染事件，无论其大小，都应把应急监测和调查工作做细致。

［1］赵羽，汪正范.化学危险品的检测［J］.现代仪器与医疗，2011（4）：93-95.

［2］季蕴佳，吴诗剑，周婷，等.便携式气相色谱、质谱的特点及与实验室仪器的比较［J］.环境科学导刊，2008（2）：94-96.

Research on Emergency Monitoring of Water Pollution Events

Li YueqiLi MingShao Xuan
（Hydrology Bureau，YRCC，Zhengzhou Henan 450004）

Through the analysis of the problems of water pollution emergency monitoring and emergency monitoring technology,this paper expounded the importance role of the establishment of emergency monitoring technology sup⁃port system and the optimization of emergency monitoring system,in order to take preventive measures to avoid the occurrence of major pollution disasters.

water pollution；emergency monitoring；analysis method；chemical

X853；X832

A

1003-5168（2016）12-0146-04

2016-11-01

李跃奇（1963-），男，本科，高级工程师，研究方向：水质监测质量管理。