水环境监测技术、特点、分类及发展方向

作者： 通化水环境监测分中心

水环境监测是以地表和地下水环境为对象，运用物理的、化学的和生物的技术手段，对水环境中的污染物及其有关的组成成分进行定性、定量和系统的综合分析，以探索研究水环境质量的变化规律。其主要任务是要对水环境样品中的污染物的组成进行鉴定和测试，并研究在一定历史时期和一定区域内的水环境质量的性质、组成和结构，主要包括地表水环境监测和地下水环境监测监测等。
　　通过对水环境的监测能够准确、及时、全面地反映一个水系或流域水环境质量现状及发展趋势，为当地水环境管理、水污染源控制、水环境发展与规划等提供科学依据。
　　水环境监测的目的主要是：
　　1、根据水环境质量标准，评价水环境质量。
　　2、根据污染物分布情况和特点，追踪寻找污染源，为实现监督管理、控制污染提供依据。
　　3、收集水环境本底数据，积累长期水环境监测资料，为研究水环境容量、纳污能力、实施总量控制、目标管理、预测水环境质量提供数据。
　　4、为工农业生产、保护人类健康、保护生存环境、合理使用水资源、制订水环境法规、标准及水资源保护规划等服务。
　　一 、水环境监测技术
　　监测技术包括采样技术、测试技术和数据处理技术。这里以测试技术为重点作一概述。
　　1、化学、物理技术
　　目前，对水环境样品中污染物的成分分析及其状态与结构的分析多采用化学分析方法和仪器分析方法。
　　如重量法常用作悬浮物、矿化度、油类、硫酸盐等的测定，容量分析法常被广泛用于水中酸度、碱度、化学需氧量、溶解氧、侵蚀性二氧化碳、游离二氧化碳、氯化物等污染物的测定。仪器分析是以物理和物理化学方法为基础的分析方法。它包括光谱分析法（可见分光光度法、紫外分光光度法、红外光谱法、原子吸收光谱法、原子发射光谱法、X-荧光射线分析法、荧光分析法、化学发光分析法等）；色谱分析法（气相色谱法、高效液相色谱法、薄层色谱法、色谱-质谱联用技术）；电化学分析法（极谱法、溶出伏安法、电导分析法、电位分析法、离子选择电极法、库仑分析法）；放射分析法（同位素稀释法、中子活化分析法）和流动注射分析法等。
　　当前，仪器分析方法被广泛用于水环境污染物定性和定量的测定中。如分光光度法常用于大部分金属、无机非金属的测定；气相色谱法常用于有机物的测定；对于污染物状态和结构的分析常用紫外光谱、红外光谱、质谱及核磁共振等技术。
　　2、生物技术
　　这是利用植物和动物在污染环境中所产生的各种反映信息来判断环境质量的方法，这是一种最直接也是一种综合的分析方法。
　 二、水环境监测的特点
　　水环境监测就其对象、手段、时间和空间的多变性、污染组分的复杂性等，其特点可归纳为：
　　1、水环境监测的综合性
　　从监测手段上看包括化学、物理、生物、物理化学及生物化学等一切可以表征水环境质量的方法。
　　从监测对象上总的来看包括地表水、地下水，只有对这些客体进行综合分析，才能确切描述水环境质量状况。
　　对监测数据进行统计处理、综合分析时，需涉及该水系或流域的自然和社会各个方面情况，因此，必须综合考虑才能正确阐明数据的内涵。
　　2、水环境监测的连续性
　　由于水环境污染具有时空性等特点，因此，只有坚持长期测定，才能从大量的数据中揭示水体的变化规律，预测水环境变化趋势，积累数据越多，预测的准确度就越高。因此，水环境监测网络、监测点位的选择一定要有科学性，而且一旦监测点位的代表性得到确认，必须长期坚持监测。
　　3、水环境监测的追踪性
　　水环境监测包括监测目的的确定、监测计划的制订、采样、样品运送和保存固定、实验室测定、从采样到监测全程序的质量控制、数据汇总整理等过程，是一个复杂而又有联系的系统，任何一步出现差错都将影响最终数据的质量。特别是区域性的大型监测，由于参与人员众多、人员监测水平不同、实验室和仪器的不同，必将会造成监测技术和管理水平不同。为使监测结果具有一定的准确性，并使数据具有可比性、代表性和完整性。需有一个量值追踪体系予以监督。为此，必须建立一整套完备的水环境监测质量保证体系。
　　三 、水环境监测的分类
　　水环境监测可按其监测目的进行分类，从监测目的进行分类，可有以下三种分类：
　　1、监视性监测（也称为常规监测）
　　对指定的有关项目进行定期的、长时间的监测，以确定水环境质量及污染源状况、评价水环境质量，衡量水环境规划实施情况和水环境保护工作的进展情况。
　　2、特定的监测（也称为应急监测）
　　①污染事故监测：在发生污染事故时进行应急监测，以确定污染物扩散方向、速度和危及范围，为控制污染提供依据。这类监测常采用流动监测（车、船等）、简易监测、遥感等手段。
　　②仲裁监测：主要针对水体污染事故纠纷处理过程中所产生的矛盾进行监测。仲裁监测应由国家指定的具有权威的部门进行，以提供具有法律责任数据（公正数据），供执行部门、司法部门仲裁。
　　③考核验证监测：包括对监测人员考核、方法验证和污染治理项目竣工时的验收监测。
　　3、咨询服务监测（也称为委托监测）
　　为政府部门、科研机构、生产单位所提供的服务性监测。例如新建水库、桥梁和大型建筑物应进行水环境总体监测和水环境影响评价，需按相应标准要求进行监测。
　　4、研究性监测（也称科研监测）
　　研究性监测是针对特定目的科学研究而进行的高层次的监测。例如水环境（如河流）本底的监测及研究；有毒有害物质对从业人员的影响研究；为监测工作本身服务的监测，如统一监测方法、标准分析方法、研究标准物质和标准样品等。
　　四、水环境监测技术的发展趋势
　　目前水环境监测技术的发展较快，许多新技术在监测过程中已得到应用。如气质联用仪，使两项技术互促互补，扬长避短，在监测水环境样品中的有机物方面表现了优异性能。再如，利用遥测技术对整条河流的污染物分布情况进行自动监测，是传统监测方法很难完成的。
　　对于区域甚至全球范围的水环境监测和管理，其监测网络及点位的研究、监测分析方法的标准化、连续自动监测系统、数据传送和处理的计算机化的研究、应用也是发展很快。
　　在发展大型、自动、连续监测系统的同时，研究小型便携式、简易快速的水环境监测技术也十分重要。例如，在野外、在交通不便及在水环境污染突发事故的现场，瞬时造成很大的污染，但由于水体流动，污染物浓度的变化十分迅速，这时笨重的大型仪器无法使用，而便携式和快速测定技术就显得十分重要。