探讨地下水监测采样过程中的质量控制
2022-11-27朱艳媚
朱艳媚
(广东省东莞生态环境监测站,广东 东莞 523000)
在监测地下水水质期间,包含了诸多的组成部分,包括但不限于监测方案、采样计划、采样仪器设备、采集样品、运输样品、检测分析等等,做好这些工作有利于监测工作的高效开展。采样是地下水采集期间十分重要的一个环节,采样质量对于地下水监测质量有着直接的影响,不过因为多方面因素的影响,使采集的水样缺少代表性,难以将相关区域的具体水质情况真实体现出来,通过探究地下水监测采样现象,进而不断完善采样质量控制策略。
1 地下水监测采样期间质量控制影响因素探讨
1.1 地下水采样频率及布点
在地下水采样工作期间,采样频率及布位会直接影响样品的代表性和准确性。例如,在某些地区有丰水期、枯水期的划分,不同时期的水质会有所变化,采样频次会影响数据量,数据量越多越能反映水质变化情况,能更容易排查影响水质的原因。另外,点位布设也会影响样品的准确性,比如工业园区的监测布点,按要求需要根据园区面积大小布设采样点位数量,而且位置的选择也有要求,园区的布点要求有参照点、上下游点、两侧点、中间点,布点越准确样品越具有代表性。
1.2 地下水采样仪器设备
采样仪器设备是影响水样质量的重要因素。目前地下水使用的洗井采样仪器设备有手动的和自动的,各有优劣。在自动采样仪器设备方面,我国的地下水采样相对于国外开展得较晚,虽然目前有些能做到国产化,但主要还是使用进口的设备较多。而不同的仪器设备对水样的质量影响还是比较大的,例如在采集挥发性有机物的时候,水体的扰动是水样质量的关键。
1.3 地下水采样容器
在采集地下水样品的时候,离不开容器的辅助。在选择容器的时候,必须有针对性地选择,以免样品和各种物质之间发生反应,从而降低样品的准确性。
1.4 地下水采样人员
采样人员的专业知识和操作规范性同样会对采集样品有效性、准确性产生影响。对于采样人员而言,必须具备专业的技能以及扎实的地下水采样基础理论,准确熟练掌握环境监测中各项质量控制流程。
1.5 地下水采样时的自然环境
地下水采样时的然环境也会对水样产生影响,比如风、气温以及雨雪等,它们会使地下水采样中存在的污染物分布情况发生一定的改变。
2 地下水采样流程及仪器设备使用情况
2.1 地下水采样流程
(1)采样准备。根据采样任务制定采样方案,其中包含了采样目标、监测井位、监测项目、采样数量和采样时间以及采样质量保障等。
(2)采样阶段。地下水采样通常以瞬时采样方式为主,该项过程包含了参数检验、收集参数和填写原始记录、储存样品等。
(3)样品运输。样品采集后应尽快运送实验室分析。
2.2 采样设备应用情况
在地下水采样中,目前使用的洗井采样方式大概有两种,一种是贝勒管洗井采样,可以称为手动式;另一种是低流量洗井采样,可以称为自动式,这里主要介绍贝勒管、气囊泵、潜水泵几种设备的应用情况。
2.2.1 贝勒管洗井采样方式
贝勒管洗井采样方式的优势是携带便利,而且成本非常低,操作简便,应用十分普遍。贝勒管底部存在止回阀,进行操作期间利用绳索在监测井内放置采样器,开启阀门,水流经过墙体穿过贝勒管墙体,上升到预定采样深度以后逐渐提升贝勒管,关上止回阀,从而获取相应深度的水样。贝勒管洗井采样方式的缺陷为消耗的水体积非常多,洗井时要求pH值、浊度、电导率、氧化还原电位、溶解氧等指标值需达到规定变化范围内或洗井抽出水量在井内水体积的3~5倍才可以采样。在实践应用过程中,发现这种方式洗井时间比较长,同时形成了较多的废水,还面临着交叉污染等问题,而且在提起贝勒管的时候很容易搅动水体,容易使相关挥发性有机物监测数据被干扰。
2.2.2 气囊泵低流量洗井采样方式
在实践应用过程中,气囊泵配备上多参数水质分析仪器,可以达到洗井时消耗的水体积比较小,洗井时间比较短,产生的洗井废水量比较少,地下水位下降幅度小等特点。气囊泵属于一项低流速和低扰动式地下水洗井采样设备,运行原理是通过充气来挤压采样钢筒中设置的气囊,通过止回阀的开关相互配合来汲取水样,这种方式对于井内水体产生的扰动性非常小,适合挥发性有机物采样。其缺点是携带不便,需要低压供电电源,仪器和配套的多参数水质分析仪的成本较高,另外现场使用时反映存在泵头汲水效率较低的情况。
2.2.3 潜水泵洗井采样方式
潜水泵是一种离心式的洗井采样方式,其通过钢筒内高速旋转的叶轮带动液体随着叶片转动来汲取水样。从实践应用情况看,目前多使用的是可调节流速的潜水泵,同样可以达到洗井时消耗水体积比较小,洗井时间比较短,产生的洗井废水量比较少。但潜水泵的叶片旋转仍然会扰动水体,不适用于挥发性有机物的采样。
3 地下水采样过程中的质量控制策略探讨
3.1 适当增加地下水采样频次和布点
为了采集更具有代表性和准确的样品,应当适当增加采样频次,确保有足够的数据量支撑地区的地下水水质情况分析。另外,要按规范要求布点,针对特定的污染源要增加布点,这样采集的样品才能更准确反映污染指标的情况。
3.2 根据不同的地下水监测井选择不同的采样仪器设备以更好控制水样质量
一是规范的监测井,这种是已经掌握成井结构的监测井,可以使用贝勒管、气囊泵或潜水泵的方式采样,如果需要采集挥发性有机样品,建议使用气囊泵更能达到控制质量要求。
二是机井,这种井内已安装抽水装置,井口长期密封且日常持续抽水,采样时只需要将抽水管路中的积水排干净,在pH值、浊度、电导率、氧化还原电位、溶解氧等指标同时达到规定变化范围内即可采样。这种井的采样必须控制好现场使用的便携式仪器设备,也就是要做好仪器的校准工作,每次采样前必须校准仪器设备。
三是民井,这种井没有井壁管,通常用砖砌或大口井筒建成。采样时,如果pH值、浊度、电导率、氧化还原电位、溶解氧等各指标不能同时达到采样要求的话,洗井就需要抽出井内水体积的3~5倍,当井内水量较大时,洗井时间较长,当井内水量很小时,需要等待回水再启动洗井,洗井时间根据回水的速度不同而不同。这种井使用气囊泵或潜水泵的方式采样更合适些,可以减轻采样人员的工作量,如需采集挥发性有机物,建议使用气囊泵,可以控制水体扰动的问题。
3.3 做好现场监测仪器的校准
在采集地下水水样时,要先校准现场监测仪器,现场需要监测的指标包括pH值、浊度、氧化还原电位、水温、溶解氧,只有当这些指标同时达到稳定值的情况下方可采样。这是采样的先决条件,而前期这些监测数据参数一般不会出现在报告上,但会影响水样的采样质量,如果没有达到这项条件,样品就失效了。所以采样仪器设备的准确性和人员操作的规范性都同样重要,可以说缺一不可。
3.4 合理选择地下水采样容器
在选取水样容器时,应选择具有良好的化学稳定性,同时耐热耐寒的容器,因为容器壁不可以吸收待测组分,容器不应当与待测组分产生反应。目前地下水监测中一般使用的为聚乙烯瓶或硬质玻璃瓶,除了具有良好的化学稳定性,同时耐热和耐寒,还便于开启和清洗,能够重复性应用。
3.5 准确描述地下水采样时的环境
在采集地下水水样时,应准确记录当时的天气环境状况,根据天气环境状况不同,水质可能会产生不同的变化,可以为以后的数据分析提供更为准确的基础。
3.6 加强地下水采样人员的培训,提升其质量控制意识
在地下水采样期间,为了提升地下水采样的准确性,需要进一步规范采样人员的采样行为,加强采样人员的地下水理论知识、采样行为规范、质量要求及质量控制措施等,使得地下水采样人员自身能够全面了解地下水采样的相关知识点,并且在规范地下水采样过程的同时确保现场实施质量控制。在提升采样人员自身素质和监测能力的同时提升质量控制意识,最终从根本上提升地下水采样过程的质量控制。
3.7 不断优化地下水采样仪器设备
仪器设备是影响地下水采样质量的主要因素,所以选择先进的合适的仪器设备能更有效地控制地下水采样质量。在条件允许的情况下购入先进的仪器设备,同时应挑选适合所在地区地下水环境特点的仪器设备。
3.8 地下水采样过程中的注意事项
一是采样前应准备充分,包括仪器设备、采样容器、保存剂等,每一个过程对样品质量都存在影响。每次采样前必须校准仪器设备,采样后需要对泵头进行清洁,防止交叉污染。在保存上,不同的项目需要加不同的保存剂,不同的项目保存时间不一样,例如重金属项目加保存剂可以保存30天,但微生物项目不加保存剂且需要在4小时内检测。前期的准备事项很重要,要在做好各项协调工作的同时保证水样质量。
二是采集样品一般按挥发性有机物、微生物、重金属、无机物的顺序进行。地表以下温度变化幅度小,样品取出时,随着温度的改变,微生物的生长速度也会改变。某项溶解在水中的气体内比如硫化氢,在地表下取出后容易挥发。
三是样品的储存和运输,运输样品期间,避免受到阳光直接照射,在气温非常高的情况下,需要将样品冷藏保存。运输样品期间,确保样品自身安全性,以免因为车辆颠簸而影响到样品质量。
四是采样安全注意事项。实施采样工作的前期,应全面了解采集样品的环境背景,穿戴安全装备,必要的情况下戴安全帽。采样设备避免和污染源直接接触。指派两人在同一监测点内采样处理,保障采样的安全性。
3.9 不断创新和改进地下水采样质量控制技术方式
由于地下水采样监测频率能够将水样周期性时间变化规律清楚地体现出来,因此可以遵循理论与实际情况相互结合的基本原则,获取精准数据,对地下水采样频率加以确定,减少人力和物力过度消耗,以水质情况、测定条件以及经常检出和超标检出为主,遵循环境质量报告书编制技术规定,确定所在领域内的地下水采样检测项目,全面控制现场平行样的精准度。
4 结语
地下水监测是地下水环境污染防治的基础,地下水的采集对于防治而言有着直接性的影响,基于此,做好地下水样品采集质量控制极为关键,可以确保地下水监测结果的准确性。在实施地下水监测作业期间,根据各项采样方式的优劣,选取合适的采样方式,做好采样人员监督,严格规范采样过程,加强采样质量控制,确保数据准确,最终实现质量管理目标。