環(huán)境檢測中地表水監(jiān)測現(xiàn)狀與發(fā)展對策分析

何 潔

（金華九和環(huán)境檢測有限公司，浙江 金華 321000）

引言

地表水是地球上最重要的自然資源之一，不僅為人類提供飲用水和農(nóng)業(yè)灌溉水源，也支撐著生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。然而，隨著城市化和工業(yè)化的快速發(fā)展，地表水受到了越來越多的污染威脅。因此，地表水監(jiān)測逐漸成為環(huán)境科學(xué)與工程領(lǐng)域中的一項關(guān)鍵任務(wù),地表水監(jiān)測也成為評估自然水體水質(zhì)和水量狀況的主要目標(biāo)[1]。隨著監(jiān)測技術(shù)的不斷發(fā)展，地表水監(jiān)測的精確性和時效性得到了顯著提高，但仍存在一系列挑戰(zhàn)和問題，制定針對性的發(fā)展對策尤為重要。

1 地表水監(jiān)測的主要內(nèi)容與特點

“十三五”時期，我國水生態(tài)環(huán)境保護發(fā)生歷史性、轉(zhuǎn)折性、全局性變化，碧水保衛(wèi)戰(zhàn)取得顯著成效。截至2020年底，全國地表水水質(zhì)達到或好于Ⅲ類的國控斷面比例提高到83.4%。“十四五”規(guī)劃綱要提出，到2025年，地表水達到或好于Ⅲ類水體比例要達到85%。

地表水監(jiān)測旨在評估和監(jiān)測自然水體（如河流、湖泊、水庫、水道等）的水質(zhì)和水量狀況（如圖1所示）。水質(zhì)監(jiān)測是地表水監(jiān)測的核心內(nèi)容，主要目標(biāo)是評估水體的化學(xué)、物理和生物性質(zhì)，以確定水體的健康狀況，通常包括水質(zhì)參數(shù)監(jiān)測、水體污染物監(jiān)測和生物監(jiān)測，水質(zhì)參數(shù)監(jiān)測重點監(jiān)測水體的溫度，了解季節(jié)性和地域性的變化，以及其對水生生態(tài)系統(tǒng)的影響，檢測水體中的氧氣含量，評估水中生物生態(tài)系統(tǒng)的健康狀況；水體污染物監(jiān)測側(cè)重于監(jiān)測有機物污染物，包括有機溶解物質(zhì)、揮發(fā)性有機化合物、揮發(fā)性有機氣體等（如圖1所示）；生物監(jiān)測通過調(diào)查水生生物群落的結(jié)構(gòu)和多樣性，反映水體的生態(tài)健康，進一步評估水體中毒性物質(zhì)對生物的影響。水量監(jiān)測主要包括水位監(jiān)測和流量監(jiān)測，水位監(jiān)測用于監(jiān)測河流水位的變化，以了解河流的流量和泛濫情況；流量監(jiān)測側(cè)重于測量水流的速度，通常使用流速計或流速儀器，能夠基于流速和橫截面積，計算河流、河口和水庫的實際流量。地表水監(jiān)測需將水質(zhì)監(jiān)測和水量監(jiān)測緊密結(jié)合起來，以全面了解水體的狀況[2]。

圖1 水體污染物監(jiān)測

水體的多樣性和復(fù)雜性是地表水監(jiān)測的一大特點，不同水體（如河流、湖泊、水庫、水道）具有不同的水質(zhì)特點，監(jiān)測參數(shù)和方法需要根據(jù)具體情況進行選擇和調(diào)整。此外，水體受到氣候、地質(zhì)、人類活動等多種因素的影響，導(dǎo)致水質(zhì)和水量變化不定；地表水的水質(zhì)和水量存在顯著的時空變異性，水質(zhì)參數(shù)和水量隨季節(jié)、氣象條件、地理位置等因素的變化而變化，因此需要進行持續(xù)的監(jiān)測和數(shù)據(jù)采集。

2 加強地表水監(jiān)測的意義

2.1 保障飲用水安全

2022年，全國降水量和水資源量比多年平均值偏少，地表水資源量為25 984.4億立方米，用水效率進一步提升。地表水監(jiān)測可以檢測到潛在的水質(zhì)污染問題，包括化學(xué)物質(zhì)、微生物和重金屬等污染物，進而及早發(fā)現(xiàn)污染問題，并采取措施確保飲用水的安全[3]。通過地表水監(jiān)測可以確定潛在的污染源，有助于政府和社會采取必要的措施來保護水源，例如建立禁止開發(fā)或排放的保護區(qū)域。此外，地表水監(jiān)測也有利于建立早期預(yù)警系統(tǒng)，一旦發(fā)現(xiàn)水質(zhì)問題，可以立即采取行動，以避免大規(guī)模的飲用水危機，保障公眾飲水健康。

2.2 維護生物多樣性

地表水監(jiān)測不僅關(guān)注水質(zhì)，也關(guān)注水體中的生物多樣性，技術(shù)人員可以結(jié)合檢測數(shù)據(jù)分析生態(tài)系統(tǒng)的健康狀況，以及水中生物群落的變化。監(jiān)測結(jié)果可以指導(dǎo)生態(tài)恢復(fù)項目，確保水體中的生物多樣性得以恢復(fù)，維持食物鏈和生態(tài)平衡。值得注意的是，通過科學(xué)的地表水監(jiān)測工作，可以及早發(fā)現(xiàn)對瀕危物種的威脅，采取必要的保護措施，保障瀕危物種的生存與繁衍。

2.3 推進水資源管理

2022年，全國用水總量為5 998.2億立方米，地表水源供水量為4 994.2億立方米，占供水總量的83.3%。地表水監(jiān)測是可持續(xù)水資源管理的基礎(chǔ)，提供了關(guān)于水資源的基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)，可幫助政府和利益相關(guān)者更好地了解資源的供應(yīng)和需求，以制定長期的水資源管理策略?？陀^上來說，地表水監(jiān)測數(shù)據(jù)有利于促進水資源的公平和有效分配，防止水資源的過度開發(fā)和浪費。監(jiān)測結(jié)果為政策制定者提供了有力的依據(jù)，可以幫助有關(guān)部門制定更為科學(xué)的水資源管理政策[4]。

3 我國地表水監(jiān)測的現(xiàn)狀

3.1 法律法規(guī)有待完善

我國地表水監(jiān)測領(lǐng)域的法律法規(guī)體系尚不完善，目前，地表水監(jiān)測涉及多個部門和法規(guī)，法規(guī)分散，不統(tǒng)一，導(dǎo)致監(jiān)測工作的管理和協(xié)調(diào)存在困難。一些法規(guī)雖然存在，但缺乏具體的實施細則，監(jiān)測工作的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范不夠明確，容易導(dǎo)致監(jiān)測數(shù)據(jù)不一致的情況。在水質(zhì)污染事件發(fā)生時，相關(guān)責(zé)任主體和追責(zé)機制不夠清晰，難以追究責(zé)任，使得一些違法行為難以懲治。我國的環(huán)境監(jiān)測法規(guī)立法滯后于環(huán)境污染的快速發(fā)展，導(dǎo)致法規(guī)與監(jiān)測需求存在脫節(jié)。

3.2 監(jiān)測技術(shù)較為單一

多樣化的監(jiān)測技術(shù)能夠滿足不同監(jiān)測場景的需求，但我國地表水監(jiān)測技術(shù)相對單一，地表水監(jiān)測主要依賴傳統(tǒng)的采樣與實驗室分析方法，監(jiān)測頻率低、數(shù)據(jù)獲取周期長，無法滿足實時性要求。自動監(jiān)測技術(shù)在地表水監(jiān)測中應(yīng)用較少，導(dǎo)致監(jiān)測過程人力成本高，監(jiān)測結(jié)果容易受到人為因素的干擾[5]。地表水監(jiān)測技術(shù)的引入和更新需要大量資金投入，但在一些地區(qū)和單位，因資金有限無法購置先進的監(jiān)測設(shè)備和技術(shù)，無法滿足當(dāng)前監(jiān)測要求。

3.3 缺乏專業(yè)監(jiān)測人才

專業(yè)性的監(jiān)測人才能夠提升監(jiān)測效率，規(guī)避常見的監(jiān)測問題，然而在我國的地表水監(jiān)測領(lǐng)域，具備地表水監(jiān)測專業(yè)知識和技能的監(jiān)測人員較為匱乏，導(dǎo)致監(jiān)測工作難以開展，再加上一些地表水監(jiān)測崗位并不穩(wěn)定，薪資待遇不高，吸引力較低，難以留住人才。之所以會出現(xiàn)該類問題，主要是因為高校和職業(yè)培訓(xùn)機構(gòu)缺乏相關(guān)專業(yè)的培養(yǎng)計劃和教育資源，無法滿足監(jiān)測人才的培養(yǎng)需求。地表水監(jiān)測領(lǐng)域的社會認知度相對較低，很少有人選擇該領(lǐng)域作為職業(yè)發(fā)展的方向。

3.4 基礎(chǔ)設(shè)施較為落后

完善的基礎(chǔ)設(shè)施對于提升地表水監(jiān)測效率和質(zhì)量也有著巨大幫助，然而我國的大多數(shù)地表水監(jiān)測基礎(chǔ)設(shè)施相對落后，地表水監(jiān)測站點分布不均勻，覆蓋面相對較小，無法全面監(jiān)測水體的狀況。監(jiān)測數(shù)據(jù)的傳輸方式相對陳舊，難以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時傳輸和共享，阻礙了地表水監(jiān)測的整體效率。該問題的成因在于監(jiān)測設(shè)備的維護和更新需要專業(yè)技術(shù)支持，但部分地區(qū)缺乏專業(yè)的技術(shù)團隊。

4 地表水監(jiān)測的發(fā)展對策

4.1 完善監(jiān)測法律法規(guī)

完備的監(jiān)測條例和規(guī)定能夠為后期的監(jiān)測工作提供依據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)，因此完善監(jiān)測法律法規(guī)尤為重要。重點在于統(tǒng)一監(jiān)測法規(guī)體系，在法律中明確各級政府和相關(guān)部門在地表水監(jiān)測中的職責(zé)與權(quán)限，并制定詳細的監(jiān)測實施細則，明確監(jiān)測的方法、設(shè)備、頻率、數(shù)據(jù)報告要求等。此外，明確法律懲罰措施，包括罰款、停產(chǎn)、刑事責(zé)任等，以加大對違法行為的打擊力度。借助監(jiān)測數(shù)據(jù)的審核和核查制度，保障監(jiān)測數(shù)據(jù)的真實性和可信度，利用監(jiān)測數(shù)據(jù)的誠信記錄系統(tǒng)追蹤和記錄監(jiān)測機構(gòu)和個人的監(jiān)測行為，加強監(jiān)測數(shù)據(jù)的誠信管理；為進一步提高監(jiān)管與執(zhí)法效能，需成立地表水監(jiān)測工作協(xié)調(diào)機構(gòu)，協(xié)調(diào)不同部門和地區(qū)的監(jiān)測工作，避免監(jiān)測數(shù)據(jù)的重復(fù)和沖突。定期召開監(jiān)測工作協(xié)調(diào)會議，分享經(jīng)驗和技術(shù)，提高監(jiān)測工作的效率[6]。通過專門的執(zhí)法部門或組織專家咨詢，解決監(jiān)測工作中的技術(shù)問題；鼓勵社會組織和媒體對監(jiān)測工作進行監(jiān)督，揭示監(jiān)測數(shù)據(jù)和違法行為。結(jié)合技術(shù)人員的建議與反饋，對舉報機制進行優(yōu)化，切實保障舉報人的合法權(quán)益。

4.2 優(yōu)化水質(zhì)評價標(biāo)準(zhǔn)

科學(xué)的水質(zhì)評價標(biāo)準(zhǔn)能夠提升地表水監(jiān)測數(shù)據(jù)的合理性，也是后期地表水管理的重要參考。有關(guān)部門需結(jié)合水質(zhì)、水量、生態(tài)等多個方面的因素，制定綜合性的水質(zhì)評價標(biāo)準(zhǔn)，反映水體健康狀況的全貌。引入水體功能評價，需綜合考慮水體在供水、農(nóng)業(yè)、工業(yè)、生態(tài)等多個方面的功能，更為全面地評價水質(zhì)，將評價標(biāo)準(zhǔn)量化，明確各項指標(biāo)的權(quán)重和標(biāo)準(zhǔn)值，以提高評價的科學(xué)性和客觀性；引入監(jiān)測新型污染物的技術(shù)，如微塑料、抗生素、藥物殘留等，將其納入評價標(biāo)準(zhǔn)。評價標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)考慮新型污染物對水生生態(tài)系統(tǒng)的潛在影響，特別是對生物多樣性的影響；制定多級別的水質(zhì)等級，區(qū)分優(yōu)良、一般和劣質(zhì)水質(zhì)，便于向公眾傳達水質(zhì)信息。根據(jù)地區(qū)特點和用途需求，制定不同地區(qū)和用途的水質(zhì)評價標(biāo)準(zhǔn)；引入統(tǒng)計學(xué)方法，分析歷史數(shù)據(jù)，預(yù)測未來水質(zhì)趨勢，提前發(fā)現(xiàn)潛在問題。通過水質(zhì)模型，模擬水體中的污染傳輸和轉(zhuǎn)化過程，為評價提供科學(xué)依據(jù)（如圖2所示）。引入生物監(jiān)測方法，通過生物指標(biāo)（如水生生物多樣性、底棲動物）評估水體健康；將國內(nèi)水質(zhì)評價標(biāo)準(zhǔn)與國際標(biāo)準(zhǔn)對接，促進國際合作和信息共享。學(xué)習(xí)國際上先進的水質(zhì)評價標(biāo)準(zhǔn)和方法，不斷完善本國標(biāo)準(zhǔn)。

圖2 地下水動態(tài)模擬

4.3 豐富環(huán)境監(jiān)測技術(shù)

伴隨科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，環(huán)境監(jiān)測技術(shù)也在不斷革新，為地表水監(jiān)測提供了全新的工具。所以技術(shù)人員需引入高精度、低成本的傳感器技術(shù)，實時監(jiān)測水質(zhì)、溫度、濁度、溶解氧等多種參數(shù)，進一步提高監(jiān)測數(shù)據(jù)的實時性和準(zhǔn)確性，并利用衛(wèi)星、無人機等遙感技術(shù)對大范圍地表水進行遠程監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)異常情況，為水資源管理提供及時的數(shù)據(jù)支持。聲吶技術(shù)可用于監(jiān)測水中底質(zhì)、水流速度和水深，有利于全面了解水體情況；利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建智能監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)監(jiān)測設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)實時傳輸和遠程控制，提高監(jiān)測的自動化程度。運用大數(shù)據(jù)技術(shù)對海量數(shù)據(jù)進行挖掘，提高數(shù)據(jù)處理的效率和精度。利用區(qū)塊鏈技術(shù)保證監(jiān)測數(shù)據(jù)的安全性和不可篡改性，提高數(shù)據(jù)的可信度，防止出現(xiàn)數(shù)據(jù)造假和濫用；開展水生生物監(jiān)測方法研究，如生物傳感器、藻類監(jiān)測等，更為全面地評估水體的生態(tài)健康狀況。利用納米技術(shù)開發(fā)新型水質(zhì)監(jiān)測傳感器，能夠檢測微量污染物，提高監(jiān)測的靈敏度；建立全國性的地表水監(jiān)測數(shù)據(jù)云平臺，集中存儲和管理監(jiān)測數(shù)據(jù)，便于數(shù)據(jù)共享和訪問（如圖3所示）。

圖3 地表水在線監(jiān)測系統(tǒng)

4.4 培養(yǎng)專業(yè)技術(shù)人才

專業(yè)性技術(shù)人才的培養(yǎng)也是推進地表水監(jiān)測的關(guān)鍵任務(wù)，關(guān)鍵在于設(shè)計和制定與地表水監(jiān)測相關(guān)的專業(yè)課程，包括水質(zhì)分析、監(jiān)測儀器使用、數(shù)據(jù)分析等，以培養(yǎng)學(xué)生的基本技能和專業(yè)知識。強化實踐教育，包括實驗室實踐、野外實習(xí)、模擬監(jiān)測等，提供學(xué)生實際操作和應(yīng)用技能的機會。鼓勵不同學(xué)科領(lǐng)域的合作，例如環(huán)境科學(xué)、化學(xué)、地理信息系統(tǒng)等，以培養(yǎng)綜合性技術(shù)人才；與監(jiān)測機構(gòu)和水務(wù)部門合作，設(shè)計合理的實習(xí)項目，為學(xué)生提供在監(jiān)測領(lǐng)域的實際經(jīng)驗，并提供獎學(xué)金、資助和學(xué)術(shù)交流機會，鼓勵學(xué)生選擇水環(huán)境領(lǐng)域作為職業(yè)發(fā)展方向。政府和行業(yè)組織可以資助研究項目，以吸引更多的學(xué)生投身地表水監(jiān)測領(lǐng)域；招聘具有豐富實踐經(jīng)驗和學(xué)術(shù)背景的專業(yè)教師，為學(xué)生提供高質(zhì)量的教育。提供教師培訓(xùn)機會，使教師了解最新的監(jiān)測技術(shù)和方法，以便更好地傳授給學(xué)生；引導(dǎo)學(xué)生參與科研項目，激發(fā)學(xué)生的研究興趣，提供經(jīng)費支持學(xué)生獨立或與教師合作進行地表水監(jiān)測相關(guān)研究；推動國際交流計劃，為學(xué)生提供到國外學(xué)習(xí)和研究的機會，拓寬國際視野。

4.5 推進基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)

監(jiān)測基礎(chǔ)設(shè)施對于提升地表水監(jiān)測質(zhì)量也有著重要意義，有關(guān)部門需要推進監(jiān)測站點網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，增加地表水監(jiān)測站點的密度，特別是在重要水體、水源地和工業(yè)排放口周圍，以提高監(jiān)測覆蓋面積。在跨區(qū)域水系上建立協(xié)同監(jiān)測站點，并設(shè)置不同層次的監(jiān)測點，以獲取不同深度和位置的數(shù)據(jù)，全面了解水體狀況；引入高精度的水質(zhì)分析儀器、流速計、水位計等，推廣自動化監(jiān)測系統(tǒng)，通過自動水質(zhì)監(jiān)測站、遙感技術(shù)等實現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動采集和傳輸，減少人工干預(yù)和誤差。使用移動監(jiān)測設(shè)備，如便攜式水質(zhì)分析儀器和水樣采集器，以便快速響應(yīng)水體污染事件和緊急情況；建立高速穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)，保證監(jiān)測數(shù)據(jù)能夠?qū)崟r傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心，減少數(shù)據(jù)傳輸延遲。建設(shè)云計算平臺，用于存儲和處理大量監(jiān)測數(shù)據(jù)，應(yīng)用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)以發(fā)現(xiàn)隱藏的數(shù)據(jù)趨勢和異常，并建立數(shù)據(jù)備份和保護體系，避免數(shù)據(jù)丟失和破壞；利用衛(wèi)星遙感技術(shù)監(jiān)測大范圍的水體，包括水質(zhì)、水位和水量等信息，為水資源管理提供全球視野；定期對基礎(chǔ)設(shè)施進行維護和保養(yǎng)，保證監(jiān)測站點設(shè)備和儀器的正常運行。

4.6 強化污染監(jiān)測分析

污染監(jiān)測分析也是地表水監(jiān)測中的關(guān)鍵任務(wù)，對于后期的地表水管理有著巨大的推動作用，管理部門需建立和完善在線監(jiān)測系統(tǒng)，監(jiān)測主要工業(yè)排放口、城市污水處理廠出口等污染源，實現(xiàn)實時監(jiān)測。拓展監(jiān)測范圍，包括農(nóng)村地區(qū)、小型企業(yè)和非點源污染，全面了解污染情況。引入監(jiān)測新型污染物的技術(shù)，如藥物殘留、微塑料等，跟蹤新興污染物的排放和變化；在關(guān)鍵監(jiān)測點定期采樣，以獲取長期趨勢數(shù)據(jù)，并確保樣品的代表性。使用自動采樣設(shè)備，實現(xiàn)定時自動采樣，減少人工干預(yù)，提高采樣的準(zhǔn)確性，推進樣品保存庫的建設(shè)，保證樣品保存完好，以備后續(xù)分析和核查；運用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)和水質(zhì)模型，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)中的潛在規(guī)律和異常情況，提高數(shù)據(jù)分析的深度和廣度。結(jié)合多元監(jiān)測數(shù)據(jù)，包括水質(zhì)、水量、水溫、氣象等，綜合分析水體狀況。實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)監(jiān)測，通過自動化系統(tǒng)分析實時數(shù)據(jù)，及時發(fā)現(xiàn)異常情況并采取措施；制定污染事件應(yīng)急響應(yīng)預(yù)案，明確監(jiān)測、預(yù)警和應(yīng)急處理程序。

5 結(jié)語

綜上所述，在環(huán)境檢測領(lǐng)域，地表水監(jiān)測是確保水資源安全和生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵任務(wù)。通過對地表水監(jiān)測的現(xiàn)狀和發(fā)展對策進行全面的分析，深刻認識到了當(dāng)前的挑戰(zhàn)和問題，更找到了地表水監(jiān)測的提升途徑。在未來，需要更多的關(guān)注地表水監(jiān)測工作，將其納入國家發(fā)展戰(zhàn)略的核心。通過科學(xué)的監(jiān)測和管理，更好地保護水資源，維護生態(tài)平衡，確保子孫后代也能享受清潔的地表水資源。這是一項艱巨的任務(wù)，需要政府、企業(yè)、科研機構(gòu)和公眾的共同努力，共同塑造一個更加美好的未來。