资源与环境 ２０１７年第９期Ｉ科技创新与应用 水质环境监测技术和仪器的发展探析 王倩 （常州市环境监测中心，江苏常州２１３００１） 摘要：当今世界，人口数量仍在不断增加，各种自然资源的地球储量在不断下降，其中水是不可再生的能源，而水污染问题却 愈发严重，这种现状给水质环境监测提出了严峻的要求。各国为了适应水环境管理现状，不断将新的监测技术和仪器用到水质 监测环境中。使水质监测环境工作更顺利的进行，从而加快对水污染的控制。在此结合水质环境监测现状对其监测技术和仪器 的发展进行探究，希望对水质监测等部门工作人员能有一定的参考价值。 关键词：水质环境；监测技术；仪器；发展 前言 我国自改革开放以后，社会经济发展迅速，但随之而来的主要 问题是环境污染，尤以水污染问题最为突出，对公众生活方方面面 ２监测技术和仪器的发展 ２．１实验室监测技术和仪器的发展 第五次全国环境监测会议以后，实验室监测技术和相关仪器都 都有严重影响，这给我国水资源保护及水质监测管理带来巨大的挑 战。针对当前我国水质污染现状，水质监测等部门对水质环境监测 技术和仪器方面加以分析，以提升我国水质环境监测水平。 １水质环境自动监测系统的产生及发展 １．１水质环境自动监测系统的产生 ２０世纪７０年代初，日本、美国等国就开始研究自动在线监测系 统，并将其首先应用于城市、污水处理厂等区域的在线监测。在实践 中总结出两种在线监测技术，一种采用的是实时在线监测，另一种 则是间歇式在线监测，两种技术可以对水温、电导率、氟化物、氟化 物、浊度等进行测定。２Ｏ世纪７０年代末，Ｔ—Ｎ、ＣＯＤ、Ｔ—Ｐ等项目也 被加入到测定内容当中。环境执法部门通过对远程监控体系传来的 监测数据进行分析，做出对应的行政决策。这些年地表的水质环境 随着人们环保意识的提高得到极大的改善，某些经济发展水平靠前 的国家在城市环境管理中的自动监测体系中将市政污水排放系统 也纳人其监测范围，甚至视其为重点管理项目。 自动监测系统日趋成熟，但人们对监测数据的可靠度仍有质 疑。针对这一问题，技术人员通过不断的改进、研究发现，采用优化 监测布点的方法有助于监测结果可靠性的提高。水土流失１３益加重 这一现象也是水样监测作为在线监测系统的重点研究对象原因之 一。新增的监测项目对自动监测系统的功能性提出了更高的要求， 它要拥有自动校正、自动清洗、远程传输及报警等多项功能。 １．２自动监测系统成熟后ＣＯＤ监测体系的应用 水质环境自动监测系统在几十年的不断发展中已经日趋成熟， 世界各国也越来越重视有机污染物的监测工作，ＣＯＤ（锰法和铬法） 监测体系发展迅速。Ｔ—Ｎ和Ｔ—Ｐ是水质富营养化的两大重要指标， 因此针对这两大指标的监测系统发展较早，相对而言，水温、浊度、 ＤＯ的监测系统发展则极为落后。 ＣＯＤ监测体系可以采用很多方法，根据所用氧化剂划分可以分 为铬法、锰法、紫外法、ＯＨ－＇￣，其中紫外法不使用氧化剂；根据测量 方法划分可以分为光学法及库伦法。由于铬法、锰法中采用的氧化 剂ｃ 、Ｍｎ均为有毒重金属，因此在１３本等国家中，ＣＯＤ法被光吸 收ｕＶ法所取代，日本目前所持有的ＣＯＤ自动在线监测仪至少有 ３５００台，ｕｖ仪就有２５００台。 １．３水质环境简易现场监测技术和仪器的发展 我国水资源遍布范围广，地理环境也很复杂，发生水环境污染 事故的概率也较高，因此相对于自动在线监测技术，简易现场监测 技术的发展前景更广阔。简易现场监测技术的手段有很多，其中 ＸＰＦ（车载型ｘ线荧光光谱仪）的使用情况较多，测量起来也更为方 便，尤其对固体样品的监测技术优势更明显，不用进行消解处理就 能直接用于监测工作中。车载型ＧＣ的优势在于对有机物污染的测 定，很多经济发展程度较高的国家都已经在使用这种监测方法，而 该技术进入我国时期比较靠后，由于其所具备的强大优势，在我国 会有强大的市场发展前景。 ＰＡＳＴＥＬ ＵＶ型水质快速监测仪在现在已有的便携式监测仪器 中，是最有推广前景的一个。它可以在短短４０ｓ的时间里检测出 ＴＯＣ、ＣＯＤ和ＢＯＤ的含量，这种优势既来源于它巧妙的设计原理， 也与其高集成的中心处理器有很大关系。这个高集成的中心处理器 能够储存的实测图谱可达成千上万个，最终测量值就是根据实测图 谱和标准方式的测定成果进行比对研究所得到的。由此，ＰＡＳＴＥＬ ｕＶ型水质快速监测仪既能够凭借极大限度的减少监测所需时间来 提升监测效率，又将繁复的前处理程序省略掉，还可以降低使用化 学试剂造成的二次污染。 迎来了高速发展时期，各级监测站也引进了很多实验室监测分析仪 器，新引进的这些仪器既可以作为常规环境的监测仪器，又可以为 实验室的科研分析及精密分析服务。其中，使用较多的大型实验分 析仪器有ＨＰＬＣ—ＭＣ（液相色谱一质谱仪）、ＧＳ－ＭＳ（气相色谱一质谱 仪）、ＩＣＰ—ＡＥＳ（等离子发射光谱仪）、ＸＲＦ等。 ２．２监测技术和仪器的总体发展 在北美及欧洲的水质环境监测管理中，应用最多的是混合毒性 参数。 水质环境管理要以预防为重点，这就要求将监测的重点放在环 境水及排水中所含的污染物质对生态环境及人体健康的影响方面。 而传统的以单个化学物质为对象的测定方式及其把控具有以 下缺点： （１）监测对象均为已知的化学污染物，而对很多未知的化学有 毒物质缺乏监测，危险度评价结果参考度不足。 （２）对污染物相互之间的增强及拮抗作用（又称复合作用）缺乏 考虑。 （３）要想对更多的化学物质进行监测，经费和时间也会叠加增 多。 为了避免以上几点的发生，则要先利用生物及化学的组合参数 锁定污染严重的化学物质，然后对发现的化学物质开展测定及研究 工作。 为了对水中的混合毒性参数进行监测，德国指出要对慢性毒 性、变异原性、急性毒性、残留性、生物浓缩性这几个混合毒性参数 进行监测。对水生生物采用的监测分析方法是变异原性试验、急性 毒性试验和残留物中的生物分解实验等。 内分泌干扰物这种化学物质可以进到人体内部，其对人体产生 的类似于雌性激素的作用会对人体正常的激素分泌状态产生破坏。 内分泌干扰物会降低生物体精子的数量，生殖器官受这种物质的影 响会发生异常，终会导致生物物种生殖能力的下降，这种危害性就 是其作为对包括人类在内的所有生物危害程度最严重的因素的原 因。当前发现并公布的内分泌干扰物有双酚Ａ、二恶英类、有机氯农 药、壬基酚、№等多达７７种。 传统上对二恶英等ＰＯＰｓ类有机污染物的监测分析法是ＧＣ— ＭＳ法，这种方法的缺点是要进行繁复的前处理，分析一组式样往往 要用２～３天才能完成，所需资金也比较多。而用生物传感器就能简 单、迅速的对二恶英等污染物进行检测。生物传感器的研发原理是 优良的分子识别功能和组合转换功能，利用与待测物质能够产生良 好选择性反应的生物分子进行监测，反应进行中，生物分子及其反 应生成物浓度出现改变，借助转换器将其转化成可以测定的电信 号，完成对待测物质的选择性测定。这种方法不仅有操作简单、时间 短、资金投入少的优点，还能在检测有毒物质时保证安全、高精度的 检测。这里可以采用的生物分子最常见的是抗体和酶。 ３结束语 我国现阶段在水质监测方面的技术和仪器还远不能应对我国 地域广泛、水质环境复杂、水质污染因素多样等特点，在技术上国家 需要继续加大投入加快创新步伐，仪器研发改进方面需要增加人 力、物力的投入，为水质环境监测水平的不断提高尽心尽力。 参考文献 『１１李展杰．试析水质环境监测技术及其仪器的发展【Ｊ１．资源节约与环 保，２０１５（１０）． ［２］Ｒ４丽娟．研究水质环境监测技术和仪器发展【Ｊ］．资源节约与环保， ２０１６（６）． —．１７７——
