水質(zhì)環(huán)境監(jiān)測技術(shù)和儀器的發(fā)展

商云萍 戴林辰

摘 要：隨著我國工業(yè)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的快速發(fā)展以及人口的增加，人類生產(chǎn)排放至水環(huán)境中的污染明顯增加，造成了嚴(yán)重的水環(huán)境污染，因此，水環(huán)境管理和治理工作面臨著更大的挑戰(zhàn)。采用先進的技術(shù)以及儀器進行水質(zhì)環(huán)境的監(jiān)測，對于減少水環(huán)境污染排放，提升水環(huán)境環(huán)保程度具有重要的意義。本文對近些年來常用的水質(zhì)監(jiān)測技術(shù)、應(yīng)用到的儀器做了介紹，分析了二者之間存在的問題，并總結(jié)了當(dāng)前水質(zhì)環(huán)境監(jiān)測發(fā)展過程中的經(jīng)驗和成就，以期為相關(guān)工作者提供指導(dǎo)和幫助。

關(guān)鍵詞：水質(zhì)環(huán)境；監(jiān)測技術(shù)；儀器發(fā)展

一、水質(zhì)環(huán)境監(jiān)測的重要性

當(dāng)前我國經(jīng)濟快速發(fā)展，現(xiàn)代化建設(shè)也處于加速過程當(dāng)中，但是由于在發(fā)展過程中沒有注重環(huán)境的保護，導(dǎo)致我國水生態(tài)環(huán)境污染極為嚴(yán)重，這對我國水質(zhì)環(huán)境的保護和管理提出了新的要求和挑戰(zhàn)。近年來，全球各國都開始紛紛重視水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測，并制定了相應(yīng)的評價標(biāo)準(zhǔn)。近年來，我國水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)中加入了諸如甲苯、三溴甲烷、氯乙烯等鹵化物的監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)，提高水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測的覆蓋面積。但是與發(fā)達國家相比，我國的水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測幾步較晚，相應(yīng)技術(shù)以及設(shè)備還存在一定的缺陷，因此，加強監(jiān)測儀器的應(yīng)用以及開發(fā)水質(zhì)環(huán)境監(jiān)測新技術(shù)是我國水生態(tài)環(huán)境保護的重要發(fā)展目標(biāo)。

二、全球范圍內(nèi)水質(zhì)環(huán)境監(jiān)測的相關(guān)技術(shù)

上世紀(jì)70年代，美國、日本等發(fā)達國家開始著手于內(nèi)陸河流、湖泊等地表水資源的水質(zhì)自動監(jiān)測建設(shè)，同時也更加注重城市以及重要化工企業(yè)污水排放的自動化監(jiān)測，具體來說，采用間歇式監(jiān)測以及實時監(jiān)測的方式來對水質(zhì)環(huán)境進行監(jiān)測，其測定對象包括水溫、水中電解質(zhì)、氟化物含量、水的渾濁程度等。但是由于地表水富營養(yǎng)化的情況日益加重，普通的手段無法對水環(huán)境的變化采取相應(yīng)的質(zhì)量，因此我國環(huán)保檢測局采用了更多的控制手法以及總量控制制度來進行污染的控制。到了上世紀(jì)80年代，部分國家又加入了汞、氮、磷等監(jiān)測項目。進行水環(huán)境中氮、磷、汞等項目的自動監(jiān)測主要是指遠程傳輸系統(tǒng)將監(jiān)測所獲得的數(shù)據(jù)進行傳輸，使得環(huán)保主管部門和執(zhí)法部門獲得相應(yīng)的數(shù)據(jù)，從而更好的制定相應(yīng)的環(huán)保措施。再往后隨著時間的發(fā)展，全球發(fā)達國家開始注重污水廢物的處理，從而顯著改善了地球地表水生態(tài)系統(tǒng)的質(zhì)量。另外，越來越多的發(fā)達國家開始將城市污水綜合處理納入了環(huán)境自動監(jiān)測的范圍之中。

水生態(tài)環(huán)境自動監(jiān)測所獲取的數(shù)據(jù)能否表示當(dāng)?shù)貐^(qū)域的水環(huán)境質(zhì)量，是監(jiān)測工作的重點內(nèi)容，相關(guān)工作人員必須對區(qū)域內(nèi)的水生態(tài)環(huán)境監(jiān)測結(jié)果進行相應(yīng)的分析才能夠進行確定，另外，對于污染較為嚴(yán)重的河流區(qū)域，水樣的獲取以及水土流失情況是監(jiān)測活動的重點關(guān)注內(nèi)容，也是其需要重點解決的問題。一般來說，這些區(qū)域內(nèi)的自動監(jiān)測系統(tǒng)必須能夠進行數(shù)據(jù)的自動修正、對異常數(shù)據(jù)的分析和警報、遠程數(shù)據(jù)在線傳輸?shù)戎T多功能。

對于全球范圍內(nèi)的諸多國家來說，BOD、TOC、COD等項目能夠較為全面的反應(yīng)水生態(tài)環(huán)境的污染情況，這其中，COD是較早實現(xiàn)自動化監(jiān)測的項目。此外，磷能夠有效反映湖泊富營養(yǎng)化的情況，因此水生態(tài)環(huán)境中磷的自動化檢測系統(tǒng)應(yīng)用也較早。當(dāng)前，我國已經(jīng)基本實現(xiàn)了水生態(tài)系統(tǒng)中汞以及氰化物的監(jiān)測和控制，同時另外一些項目的監(jiān)測應(yīng)用較為廣泛。一般來說，COD體系中具有氫氧法、錳法、鉻法等多種檢測手法，從測量手段的角度入手，COD體系又可以被分成庫倫法以及光學(xué)法兩種，這主要是因為錳、鉻等屬于重金屬，具有明顯的毒副作用，且在測量時需要對其進行加熱，因此一些發(fā)達國家在實際監(jiān)測過程中采用寬度為254納米的紫外線吸收UV法來替代傳統(tǒng)的COD法。而在歐洲，一些發(fā)達國家則是選擇氫氧離子氧化法以及TOD方法來替代傳統(tǒng)的COD法。歡聚華數(shù)，不論采用哪種方式來進行水生態(tài)環(huán)境的自動化監(jiān)測，都需要將其最終轉(zhuǎn)換為COD監(jiān)測數(shù)據(jù)，因此在進行系數(shù)的換算時需要花費相關(guān)工作人員大量的時間以及精力。

而在進行水環(huán)境監(jiān)測時，TOC、TOD、COD、UV等作為主要的自動監(jiān)測儀器，被廣泛應(yīng)用于有機物污染的水環(huán)境監(jiān)測當(dāng)中，并且在使用過程中將其與相關(guān)的企業(yè)單位污水排放儀進行聯(lián)合，在實際工作過程中采用相應(yīng)的換算公式進行換算。TOC、TOD、COD、UV等作為最常用的水生態(tài)環(huán)境自動監(jiān)測儀器，在測量的對象、測量的原理以及測量的使用條件等方面較之于傳統(tǒng)的COD測量方法均存在差異，同時由于自動監(jiān)測儀器的適應(yīng)性也各不相同，因此在使用上述四種水質(zhì)自動監(jiān)測儀器時，需要將所獲取的數(shù)據(jù)帶入COD數(shù)值計算公式當(dāng)中，從而獲得相應(yīng)的計算數(shù)值，則是COD數(shù)值。

三、簡易現(xiàn)場進行水質(zhì)量監(jiān)測

我國是一個幅員遼闊、跨度較大的國家，在各個地理區(qū)域的經(jīng)濟水平大不相同，因此簡易現(xiàn)場水環(huán)境監(jiān)測設(shè)備的發(fā)展前景極為光明。

X射線光譜儀是一種能夠測量微量或常量金屬組成成分的有效手段，尤其是土壤、地質(zhì)、以及固態(tài)污染廢料等，不需要對其進行分解操作便能夠直接進行測量。車載型PID以及GC-MS是進行有機污染物測量的主要方法，當(dāng)前在全球眾多國家均得到了有效的發(fā)展和應(yīng)用。而便攜式離子色譜儀，作為一種對陰、陽離子進行測量的常規(guī)設(shè)備，在我國的應(yīng)用也是十分普遍的。

另外，我國近些年自主研發(fā)出了便攜式GC-PID來對磷、苯系物等進行測定，最大程度的實現(xiàn)有機污染物測量的簡化。在此基礎(chǔ)上，針對硫化物、氮化物以及揮發(fā)酚等污染的快速檢測管，也能夠方便、快捷的實現(xiàn)水生態(tài)環(huán)境污染物的有效監(jiān)測。

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作者簡介：

姓名： 商云萍，出生年月： 1990.03.08，性別：女，民族：漢，籍貫：江蘇省常州市，當(dāng)前職務(wù)：實驗分析員，當(dāng)前職稱：初級工程師，學(xué)歷：大專，研究方向：環(huán)境監(jiān)測類.