王 蕾

(青島市生態(tài)環(huán)境局萊西分局 山東青島 266600）

引言

水是人類生存和發(fā)展的基礎(chǔ)，而水質(zhì)的好壞直接關(guān)系到人民群眾的健康和經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展。隨著工業(yè)化、城市化的快速發(fā)展，水環(huán)境污染問題日益突出。因此，建立完善的水質(zhì)監(jiān)測體系，科學(xué)評估水質(zhì)狀況，對于保護水環(huán)境、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

1 水質(zhì)監(jiān)測的概念

水質(zhì)監(jiān)測是指對水體的物理、化學(xué)和生物學(xué)特性進行定量和定性分析以評估其健康狀況的過程，是確保飲用水、環(huán)境水和工業(yè)用水符合安全標準的重要手段之一。水質(zhì)監(jiān)測的目的是檢測和監(jiān)測水中的各種污染物，包括有機物、無機物、懸浮物、微生物等，并評估其對水質(zhì)的影響。它通常涉及采集水樣、進行實驗室測試和數(shù)據(jù)分析，以了解水體的各項指標，如pH、溶解氧、濁度、溫度、營養(yǎng)物質(zhì)含量和微生物污染等。水質(zhì)監(jiān)測可應(yīng)用于各種領(lǐng)域，包括飲用水供應(yīng)、水處理廠、河流湖泊保護、水產(chǎn)養(yǎng)殖、游泳池管理等。通過定期監(jiān)測水質(zhì)，可以及早發(fā)現(xiàn)并解決水體污染問題，保障人類健康和生態(tài)環(huán)境的持續(xù)發(fā)展?，F(xiàn)代水質(zhì)監(jiān)測通常結(jié)合了傳感器技術(shù)、自動化設(shè)備和遠程監(jiān)控系統(tǒng)，使監(jiān)測更加高效和準確。此外，相關(guān)部門和組織也會建立水質(zhì)標準和監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，以確保水質(zhì)數(shù)據(jù)的可靠性和公正性。

2 我國水污染現(xiàn)狀

在我國水污染是一個長期存在且仍然嚴峻的問題。國內(nèi)水污染源主要包括工業(yè)廢水排放、農(nóng)業(yè)面源污染、生活污水排放、水資源過度開采、水生態(tài)環(huán)境破壞5 個方面。

2.1 工業(yè)廢水排放

工業(yè)生產(chǎn)過程中的廢水排放是水污染的主要來源之一。一些工廠和企業(yè)未能有效處理廢水，導(dǎo)致大量有毒有害物質(zhì)進入水體，對水質(zhì)造成嚴重影響。

2.2 農(nóng)業(yè)面源污染

農(nóng)業(yè)活動中的農(nóng)藥、化肥和畜禽養(yǎng)殖廢棄物等，通過農(nóng)田徑流和地下水滲漏，進入河流和湖泊，引發(fā)了農(nóng)業(yè)面源污染。這種污染嚴重影響水體的生態(tài)平衡，并且在一定程度上危害人類健康。

2.3 生活污水排放

城市和鄉(xiāng)村的生活污水包括家庭污水、醫(yī)療廢水和鄉(xiāng)村生活污水3 種，由于缺乏適當?shù)奈鬯幚碓O(shè)施，這些污水直接或間接排入水體，其中的有機物、細菌和營養(yǎng)物質(zhì)會對水體質(zhì)量產(chǎn)生負面影響，對城市和鄉(xiāng)村水環(huán)境造成危害。

2.4 水資源過度開采

社會經(jīng)濟的發(fā)展使得水資源需求急劇增加，導(dǎo)致一些地區(qū)對地下水和河流水過度開采，不僅造成了地下水位下降，還引發(fā)了水體富營養(yǎng)化、水源枯竭和生態(tài)系統(tǒng)退化等問題。

2.5 水生態(tài)環(huán)境破壞

水污染直接威脅著生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)的健康。水體中的污染物會對水生動植物造成毒害，破壞生態(tài)鏈條，導(dǎo)致生物滅絕、生態(tài)系統(tǒng)失衡等問題[1]。為了改善國內(nèi)水污染現(xiàn)狀，我國政府采取了包括建設(shè)污水處理廠、加強環(huán)保法規(guī)的執(zhí)行、限制工業(yè)排污、推廣農(nóng)業(yè)面源污染治理技術(shù)等一系列措施，但依然無法徹底解決水污染的問題。因此，要想徹底解決水污染問題，仍需全社會的共同努力和長期持續(xù)的治理工作。

3 水質(zhì)監(jiān)測對水環(huán)境保護的作用

水質(zhì)監(jiān)測對水環(huán)境保護具有重要意義，主要體現(xiàn)在早期預(yù)警和及時響應(yīng)、確保飲用水安全、生態(tài)環(huán)境保護、指導(dǎo)水污染治理、提高公眾意識和參與度5 個方面。

3.1 早期預(yù)警和及時響應(yīng)

水質(zhì)監(jiān)測可以幫助各方及早發(fā)現(xiàn)水體污染問題，預(yù)警潛在的風險，及時采取必要的措施應(yīng)對。通過監(jiān)測水體中的指標和參數(shù)，可以實時了解水質(zhì)狀況，對水質(zhì)異常情況及時診斷和處理，避免水污染事故的發(fā)生，最大限度地保護水環(huán)境。

3.2 確保飲用水安全

水質(zhì)監(jiān)測是保障飲用水安全的基礎(chǔ)。通過監(jiān)測和評估水源地、水處理廠、供水管網(wǎng)中的水質(zhì)，能夠及時發(fā)現(xiàn)潛在的污染源和問題，并可及時采取適當?shù)膬艋吞幚泶胧_保向居民提供安全、清潔的飲用水資源。

3.3 生態(tài)環(huán)境保護

水質(zhì)是維持水生態(tài)系統(tǒng)健康的要素之一。通過水質(zhì)監(jiān)測，可以及時發(fā)現(xiàn)并評估水體中的污染物濃度和種類，以及污染物對水生生物生存和繁衍產(chǎn)生的影響，保障水生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定，保護生物多樣性。

3.4 指導(dǎo)水污染治理

水質(zhì)監(jiān)測提供了科學(xué)數(shù)據(jù)支持，為水污染治理提供指導(dǎo)。通過了解水體的污染狀況、污染源和傳輸途徑等信息，可以制定相應(yīng)的治理措施和政策，并評估其效果。水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果可用于制定環(huán)境保護法規(guī)和標準，推動污染源減排和水環(huán)境保護工作的開展。

3.5 提高公眾意識和參與度

水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果可用于公眾教育和宣傳，增強公眾對水環(huán)境保護的意識和重視程度。公眾可以通過了解水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)，認識到自身行為對水環(huán)境的影響，從而更積極地參與到水污染防治工作中，共同促進水環(huán)境的保護和可持續(xù)利用。

4 水質(zhì)監(jiān)測的流程與方法

4.1 流程

水質(zhì)監(jiān)測的流程通常包括目標確定、采樣計劃制定、采樣、樣品保存和運輸、實驗室分析、數(shù)據(jù)處理和分析、結(jié)果報告和溝通7 個步驟。

4.1.1 目標確定

明確水質(zhì)監(jiān)測的目的和范圍，確定監(jiān)測的地點、頻率和監(jiān)測指標。

4.1.2 采樣計劃制定

設(shè)計合理的采樣計劃，包括采樣點的選擇、采樣時間和頻率等。確保采樣具有代表性，并盡量減少人為因素對結(jié)果的影響。

4.1.3 采樣

按照采樣計劃進行水樣采集。采樣過程要注意避免污染，使用干凈的采樣器具，采集足夠數(shù)量的樣品以進行分析。

4.1.4 樣品保存和運輸

采集的水樣需要妥善保存并正確運輸至實驗室進行分析。確保樣品在運輸過程中不被污染、降解或改變特性。

4.1.5 實驗室分析

將采集的水樣送往專業(yè)實驗室進行分析。根據(jù)監(jiān)測目的和指標，進行物理、化學(xué)和生物學(xué)方面的分析，如pH、溶解氧、懸浮物、營養(yǎng)物質(zhì)、重金屬、有機污染物等的測定[2]。

4.1.6 數(shù)據(jù)處理和分析

對實驗室得到的數(shù)據(jù)進行處理和分析。比較監(jiān)測結(jié)果與水質(zhì)標準或指標，評估水體的質(zhì)量狀況，判斷是否存在污染問題，并進行趨勢分析。

4.1.7 結(jié)果報告和溝通

將監(jiān)測結(jié)果整理成報告，向相關(guān)部門、機構(gòu)或公眾進行報告和溝通。提供合適的建議和措施，推動水環(huán)境保護工作的開展。

4.2 方法

水質(zhì)監(jiān)測的方法多種多樣，根據(jù)監(jiān)測目的和監(jiān)測指標的不同，可以選擇適合的方法進行分析和評估。常見的水質(zhì)監(jiān)測方法有6 種，即現(xiàn)場測量法、標準方法、物理化學(xué)分析、生物學(xué)監(jiān)測、分子生物學(xué)技術(shù)、現(xiàn)代分析儀器方法。

4.2.1 現(xiàn)場測量法

現(xiàn)場測量是一種快速、實時獲得水質(zhì)數(shù)據(jù)的方法。它可以使用便攜式儀器對水樣進行直接測量，如溫度、pH、溶解氧、電導(dǎo)率、濁度等。現(xiàn)場測量法適用于需要迅速獲得結(jié)果或進行現(xiàn)場監(jiān)測的情況。

4.2.2 標準方法

標準方法是由相關(guān)機構(gòu)或國家制定的用于水質(zhì)監(jiān)測的統(tǒng)一規(guī)范和程序。這些方法經(jīng)過驗證和標準化，具有較高的可信度和準確性。常見的標準方法包括美國公共衛(wèi)生協(xié)會（APHA）的標準方法、歐洲聯(lián)盟的EN 標準等[3]。

4.2.3 物理化學(xué)分析

物理化學(xué)分析方法用于測量水樣中的各種物理和化學(xué)指標，如溫度、pH、溶解氧、電導(dǎo)率、濁度、總?cè)芙夤腆w（TDS）、溶解性無機物、營養(yǎng)物質(zhì)（氨氮、亞硝酸鹽、硝酸鹽、磷酸鹽等）、重金屬離子等。常用的方法包括光譜分析、電化學(xué)分析、原子吸收光譜等[4]。

4.2.4 生物學(xué)監(jiān)測

生物學(xué)監(jiān)測方法通過觀察和評估水體中的生物指標來反映水質(zhì)狀況。如，通過測定水中浮游植物、浮游動物、底棲動物、魚類等水生生物的種類和數(shù)量來評估水體的富營養(yǎng)化程度及生態(tài)系統(tǒng)狀況[5]。

4.2.5 分子生物學(xué)技術(shù)

分子生物學(xué)技術(shù)可以應(yīng)用于水質(zhì)監(jiān)測中的微生物檢測和污染源溯源等方面。如，聚合酶鏈式反應(yīng)（PCR）和實時熒光定量PCR 可以用于檢測細菌、病毒和寄生蟲等微生物污染物；DNA 條形碼技術(shù)可以用于魚類和底棲動物物種鑒定等[6]。

4.2.6 現(xiàn)代分析儀器方法

現(xiàn)代分析儀器技術(shù)的發(fā)展使得水質(zhì)分析更加精確和高效。如，質(zhì)譜儀、色譜儀、氣相/液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀（GC-MS、LC-MS）等可以用于檢測和分析水樣中的有機污染物（農(nóng)藥、獸藥、揮發(fā)性有機化合物等）[7]。

5 水質(zhì)監(jiān)測質(zhì)量控制措施

5.1 現(xiàn)場質(zhì)量控制

現(xiàn)場質(zhì)量控制是水質(zhì)監(jiān)測中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，需要嚴格遵循標準操作程序和質(zhì)量控制要求以確保準確性和可靠性。在取樣和監(jiān)測過程中，保持現(xiàn)場衛(wèi)生至關(guān)重要，包括保持工作區(qū)域整潔,使用清潔的工具和設(shè)備，并定期清潔現(xiàn)場以防止污染。此外，避免交叉污染也非常重要，如避免不同樣品之間的污染以及凈、污樣品之間的接觸。正確使用采樣設(shè)備，選擇適當?shù)牟蓸悠骶?，掌握正確的采樣技術(shù)和采樣深度，確保樣品在采集過程中不受污染。通過遵守這些現(xiàn)場質(zhì)量控制要求，可以最大程度地減少人為誤差和樣品污染，確保所得監(jiān)測數(shù)據(jù)的準確性和可靠性。

5.2 樣品保存和處理

在樣品保存過程中，需要注意避免污染和樣品變質(zhì)。首先，合理選擇保存溫度十分重要，根據(jù)不同樣品的特性，選擇適當?shù)臏囟葋磉M行保存，如某些樣品可能需要低溫保存以防止微生物生長或化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生。其次，選擇合適的保存容器非常關(guān)鍵，應(yīng)選用無污染、密封良好的容器，以防外部污染物的進入。最后，控制保存時間，盡量縮短樣品保存的時間，以減少樣品中化學(xué)和生物變化的可能性。此外，保持樣品的原始特性也是樣品保存和處理過程中的重要目標，需要避免樣品在保存過程中發(fā)生混合或分層現(xiàn)象，避免樣品受到振蕩或劇烈搖動，以確保樣品的均勻性和穩(wěn)定性。

5.3 并行樣品和重復(fù)測量

并行樣品采集指同時采集多個同一類型的樣品，以確保樣品的代表性和一致性。通過取多個并行樣品，可以減少樣品差異對監(jiān)測結(jié)果的影響，從而提高結(jié)果的可靠性。另外，重復(fù)測量也是一種驗證分析準確性和結(jié)果一致性的有效方法，通過對同一樣品進行多次測量，可以評估測量結(jié)果之間的偏差和變異程度，若各次測量結(jié)果接近且變異較小，則可以認為監(jiān)測結(jié)果具有較高的可靠性和一致性。并行樣品采集和重復(fù)測量的使用可以幫助排除實驗誤差、設(shè)備誤差或操作誤差等因素對監(jiān)測結(jié)果的影響[8]。通過這些措施，可以提高水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)的準確性，提供更可靠的信息用于評估水質(zhì)狀況并制定相應(yīng)的控制措施。

5.4 質(zhì)量控制數(shù)據(jù)分析

在水質(zhì)監(jiān)測中，對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行質(zhì)量控制數(shù)據(jù)分析是確保數(shù)據(jù)合理性和一致性的重要步驟，這種分析包括檢查異常值、比對歷史數(shù)據(jù)和計算相對偏差[9]。首先，檢查異常值是識別和排除可能存在的異常數(shù)據(jù)的關(guān)鍵步驟。通過監(jiān)測數(shù)據(jù)與正常范圍或預(yù)期結(jié)果的比較，可以識別超出范圍或與歷史數(shù)據(jù)明顯不符的異常值。這些異常值可能由于實驗誤差、設(shè)備問題或操作錯誤等原因引起，需要進一步檢查、驗證和處理。其次，比對歷史數(shù)據(jù)也是質(zhì)量控制數(shù)據(jù)分析的重要環(huán)節(jié)。將當前監(jiān)測數(shù)據(jù)與歷史數(shù)據(jù)進行比對，可以評估數(shù)據(jù)的一致性和變化趨勢。通過比對，可以發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)的長期趨勢以及可能存在的周期性變化或季節(jié)性變化，從而判斷數(shù)據(jù)是否符合正常變化規(guī)律。最后，計算相對偏差是一種常用的質(zhì)量控制指標。通過計算當前監(jiān)測數(shù)據(jù)與歷史數(shù)據(jù)之間的相對偏差，可以評估數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性和一致性，較小的相對偏差表明數(shù)據(jù)的一致性較好，而較大的相對偏差可能需要進一步檢查和分析。

6 水質(zhì)監(jiān)測未來發(fā)展展望

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，水質(zhì)監(jiān)測在未來將會朝著自動化和實時監(jiān)測、多參數(shù)監(jiān)測、數(shù)據(jù)集成和分析、智能決策支持、精細化監(jiān)管和治理、公眾參與和透明度提升等方向發(fā)展。

6.1 自動化和實時監(jiān)測

隨著技術(shù)的不斷進步，水質(zhì)監(jiān)測將更加自動化和實時化。傳感器和數(shù)據(jù)采集設(shè)備的發(fā)展將使得監(jiān)測過程更加高效、準確，并且可以實時獲取監(jiān)測數(shù)據(jù)。這將有助于快速發(fā)現(xiàn)水環(huán)境異常情況并及時采取措施。

6.2 多參數(shù)監(jiān)測

傳統(tǒng)的水質(zhì)監(jiān)測通常只關(guān)注少數(shù)幾個參數(shù)，如水體中的溶解氧、pH、氨氮等。未來水質(zhì)監(jiān)測將會越來越多元化，涵蓋更多關(guān)鍵參數(shù)，如重金屬、有機物污染物、微塑料等，以全面評估水質(zhì)狀況。

6.3 數(shù)據(jù)集成和分析

未來水質(zhì)監(jiān)測將注重數(shù)據(jù)的集成和分析。通過整合不同來源的監(jiān)測數(shù)據(jù)，如傳感器數(shù)據(jù)、衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)、社區(qū)監(jiān)測數(shù)據(jù)等，結(jié)合人工智能和大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，可以更好地理解水環(huán)境的復(fù)雜性、趨勢和影響因素。

6.4 智能決策支持

基于數(shù)據(jù)集成和分析，未來水質(zhì)監(jiān)測將提供更多智能化的決策支持。通過模型預(yù)測、風險評估等技術(shù)，可以提供針對性的建議和措施，幫助決策者進行科學(xué)決策，有效管理和保護水環(huán)境。

6.5 精細化監(jiān)管和治理

未來水質(zhì)監(jiān)測將趨向于精細化監(jiān)管和治理。基于實時監(jiān)測數(shù)據(jù)和綜合分析結(jié)果，可以實現(xiàn)對不同水域、水體的差異化管理，制定有針對性的保護措施和管理策略。

6.6 公眾參與和透明度提升

未來水質(zhì)監(jiān)測會加大鼓勵公眾的參與，并加強信息的透明度。公眾可以通過手機應(yīng)用、在線平臺等方式獲取水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)，提高對水環(huán)境質(zhì)量的關(guān)注度，并與政府和相關(guān)機構(gòu)共同參與水環(huán)境保護行動。同時，水質(zhì)監(jiān)測在未來將會更加智能化、全面化和精細化。技術(shù)的發(fā)展將為水環(huán)境保護提供更好的支持，促進水資源管理和保護工作的可持續(xù)開展。

結(jié)語

水質(zhì)監(jiān)測作為水環(huán)境保護的重要手段，發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。通過監(jiān)測水體中的污染物質(zhì)、生物指標和物理化學(xué)參數(shù)，可以及時發(fā)現(xiàn)和評估水環(huán)境的變化情況，并為制定合理的環(huán)境保護政策和措施提供科學(xué)依據(jù)。同時，加強水質(zhì)監(jiān)測還能夠促進公眾對水環(huán)境問題的關(guān)注和參與，形成全社會共同參與保護水環(huán)境的合力。因此，必須認識到水質(zhì)監(jiān)測的重要性，并采取有效措施，加強水質(zhì)監(jiān)測工作，為水環(huán)境的保護作出積極貢獻。