王筱梅 黃平 孫啟壯 徐雅秋 張開航
(山東省棗莊生態環境監測中心,山東棗莊 277800)
水環境質量標準是水環境監測、環境評價、環境管理、環境決策的依據,是環境保護的目標。
隨著國家疫情防控進入常態化,防控新冠病毒成為一項長期的任務,根據《生態環境部關于做好應對新型冠狀病毒感染肺炎疫情生態環境應急監測工作的通知》,中國環境監測總站發布的《新型冠狀病毒肺炎疫情防控余氯現場監測指導意見》,生態環境監測要與時俱進,開展對實驗室/在線余氯—生物毒性、核酸檢測的儀器設備的科研開發和配置。修訂地表水環境質量標準GB3838要提出,增加余氯、生物毒性、新冠病毒等檢測指標。
地表水環境質量標準GB3838-2002[1]已經頒布實施19年,顯露出許多缺陷、問題,已經不能適應當前新的形勢和發展要求,應該盡快進行修訂。
根據環境基礎研究、環境毒理、環境風險評價、環境管理和決策等研究成果,參考美國、歐盟、日本等環境標準,修訂地表水環境質量標準是可行的,也是緊迫的。
總有機碳(Total Organic Carbon TOC)是水中有機物所含碳的總量,能完全反映有機物對水體的污染水平。它與化學需氧量和五日生物需氧量一起都是用來表示水中有機污染物的綜合指標,且總有機碳所反映水中的有機污染物指標更為全面、合理、可行。
理論上講,化學需氧量是用消耗水中的氧(O2)表示耗氧量,總有機碳是用碳(C)表示耗氧量,兩者的比例為O2/C=32/12=2.67,由于不同區域、不同水質等差異,COD和TOC的濃度值會有不同;對不同區域、不同水質的水樣,分別對COD和TOC進行測定,采用最小二乘法原理對測定結果進行線性回歸分析,得出其相關性回歸方程。
我國長期以來使用水中化學需氧量來評價水質環境、水體有機污染的指標,《地表水環境質量標準(GB3838-2002)》《農田灌溉水質標準(GB5084)》《漁業水質標準(GB11607)》,都只有化學需氧量(COD)標準,而沒有總有機碳(TOC)標準。但是,化學需氧量(COD)監測化驗產生二次污染,需要加入強氧化劑重鉻酸鉀,產生鉻二次污染物,使用硫酸汞掩蔽水樣品中氯化物的干擾,產生汞二次污染物,這些二次污染物單獨處理處置難度大,分布廣。另外,芳烴及吡啶難以被重鉻酸鉀氧化,COD不能全面反映有機污染的狀況。
國際標準化組織在1987年頒布了ISO8245-1987《水質總有機碳(TOC)的測定導則》,1999年頒布ISO8245-1999《水質總有機碳(TOC)和可溶性有機碳(DOC)的測定導則》,增加可溶性有機碳的測定方法,同時規范了樣品及試劑保存條件等內容。美國主要以總有機碳來表征水體中的有機物含量。日本20世紀70年代初期開始把總有機碳列入日本工業標準(JIS,K0102),后來發展到利用總有機碳方法取代傳統的五日生化需養量/化學需氧量比值法檢驗有機物的污染程度。美國、日本、英國、歐盟一些國家從20世紀80年代末期開始用總有機碳和總需氧量作為評價、管理有機污染物質的綜合指標。
2002年的地表水環境質量標準Ⅲ類主要適用于集中式生活飲用水地表水源地二級保護區、魚蝦類越冬場、洄游通道、水產養殖區等漁業水域及游泳區;
地下水質量標準GB/T14848的Ⅲ類以人體健康基準值為依據。集中式生活飲用水水源及工、農業用水;
生活飲用水衛生標準 GB5749-2006[2]保證飲水安全。對這三個標準進行比較,可以看出相同功能的水質標準限值在不同水質標準中差異較大。
例如,汞的標準限值地表水環境質量標準GB3838-2002的Ⅲ類和地下水質量標準GBT14848的Ⅲ類兩者相差10倍,水質標準限值存在顯著差異,而氨氮各標準的限值都不同。
我國現有的和已經完成的環境基礎理論研究、環境暴露研究、環境毒理與風險評估研究成果還沒有充分挖掘,需要根據世界衛生組織頒布的水質質量準則、美國頒布的水環境基準值、歐盟關于水環境標準體系等內容修改、修訂我國的地表水環境質量標準。
地表水質標準GB 3838-2002已經發布實施19年,在這期間,我國已進行大量環境基礎理論研究、水生態毒理學等研究,應充分挖掘和利用環境科學研究成果,盡快修改、修訂、頒布新的地表水環境質量標準。
根據地表水環境質量標準(GB 3838-2002)實施多年存在的問題以及我國地表水的環境質量狀況,對修改、修訂水環境質量標準提出如下建議:
目前國內各級環境科研部門、大專院校、科研部門、集團公司等已經進行了總有機碳(TOC)和化學需氧量(COD)相關性理論和實驗研究,取得了比較一致的結論,證明了TOC標準代替COD標準是可行的。
研究分步實施用總有機碳代替化學需氧量指標的可行性,建議為:修訂后的“地表水環境質量標準”實行總有機碳指標、化學需氧量指標雙執行方式,化學需氧量指標加備注進行說明,即:“十四五期間(2023—2025年)”,執行COD考核評價標準,TOC作為參考考核評價標準;“十五五期間(2026年以后)” 執行TOC標準。
研究、篩選對實驗室、在線分析儀器設備分析方法的環境監測標準方法進行分類,對已公布的相關環境檢測規范、方法標準盡快進行重新分類,推薦、采用無污染、低污染的環境監測標準方法,淘汰可能產生重金屬污染、揮發性有機物污染、持久性有機物污染的監測標準方法。
隨著國家疫情防控進入常態化,防控新冠病毒成為一項長期的任務,生態環境監測要與時俱進,研究提出、增加新冠病毒檢測等具體指標內容;
生物毒性、余氯、新冠病毒指標,可廣泛用于新型冠狀病毒肺炎中的各個醫院排污和飲用水水源安全、應急檢測評估及多種污染物毒性測定,毒性測試技術是一種基于生物傳感技術的毒性檢測系統,它供應一種有效應對供水污染(無論是故意破壞還是事故造成的)的檢測手段。可預防水污染事件及浸染事件和中毒事件。因此結合現有常規在線監測儀器,和擁有安全、可靠、性價比高的在線生物毒性水質分析儀共同構建的水質監測網,不但能為治理環境污染提供保障,而且能為防控新型冠狀病毒肺炎、防止水體突發性污染事故等提供有效的防范預警技術和手段。
應增加水中葉綠素a、病原微生物、消毒劑及其副產物,潛在致癌作用的有機和無機污染物,內分泌干擾物等多種指標的檢測。
葉綠素a通過測定浮游植物葉綠素,可知道水初級生產力狀況,建議將葉綠素a含量作為湖泊富營養化的指標。