九龍江南溪感潮河段環(huán)境監(jiān)測的影響因素及解決策略研究

黃毅峰

（漳州市龍海環(huán)境監(jiān)測站，福建 漳州 363100）

九龍江南溪江段地處福建漳州，總流域面積660 Km2，平均坡降0.2%，入河口年均潮差大于4 m，屬于“強潮河口”。2018年在該流域河海交接處感潮斷面建立了水質(zhì)自動監(jiān)測站。本文重點分析九龍江南溪感潮河段鹽度、濁度等因素對環(huán)境污染物指標監(jiān)測結(jié)果的影響，包括手工監(jiān)測和自動監(jiān)測，并提出解決問題的建議。

1 感潮河段環(huán)境監(jiān)測的影響因素

1.1 高濃度氯離子對監(jiān)測項目分析結(jié)果的影響

根據(jù)多年的數(shù)據(jù)跟蹤調(diào)查，由于潮汐活動，漲潮時大量海水上溯，高鹽海水混進河道，導致水質(zhì)中含較高濃度氯離子。最高時感潮河段斷面鹽度可達20%，選取水質(zhì)自動站2020年1～12月每小時的電導率結(jié)果統(tǒng)計，并按HJ 506-2009《水質(zhì) 溶解氧的測定 電化學探頭法》附表A.1-2電導率與含鹽量的函數(shù)關(guān)系[1]進行換算，水站全年約一半的小時測試值鹽度大于3%。水質(zhì)中含較高濃度氯離子對現(xiàn)場溶解氧測試、實驗室分析測試CODCr、CODMn、氟離子等多項指標均有一定的干擾因素，因為氯離子的存在，均可能導致實驗數(shù)據(jù)失真。一是感潮河段現(xiàn)場測試溶解氧會受到一定的鹽度影響，在上述標準附表A.1-1 氧的溶解度與水溫和含鹽量的函數(shù)關(guān)系中，水中氧的溶解度隨著含鹽量的增加而減少，總鹽量在35 g/Kg以下時，二者呈線性關(guān)系，附表中的修正系數(shù)減少誤差大約為1%。二是鹽度對實驗室CODCr項目的分析測試存在一定的干擾，鹽度在0%～7%范圍內(nèi)，重鉻酸鉀法測得的CODCr實測值不隨鹽度的升高而變化，趨于穩(wěn)定狀態(tài)，不受鹽度因素的干擾。鹽度在7%～25%范圍內(nèi)，隨著鹽度升高CODCr值呈現(xiàn)對數(shù)型增長；鹽度在25%～35%范圍內(nèi)，隨著鹽度升高CODCr值呈現(xiàn)復雜性的增長趨勢[2]。按照HJ 828—2017《水質(zhì) 化學需氧量的測定 重鉻酸鹽法》分析方法，CODCr檢出下限為16 mg/L，而III類水質(zhì)CODCr標準僅為20 mg/L，含高濃度氯離子分析測試可能需要稀釋數(shù)十倍，更是加大了實驗誤差，而這誤差極有可能造成水質(zhì)超標情形，不能真實客觀地反映水體污染狀況。根據(jù)環(huán)境保護部辦公廳關(guān)于印發(fā)《國家地表水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測網(wǎng)監(jiān)測任務(wù)作業(yè)指導書（試行）》的通知（環(huán)辦監(jiān)測函〔2017〕249號）：“六，化學需氧量的測定”，本方法不適用于含氯化物大于1 000 mg/L（稀釋后）的水中化學需氧量測定。當氯離子濃度含量超過1 000 mg/L時，COD的最低允許值為250 mg/L，低于此結(jié)果的準確度不可靠。這更進一步說明鹽度對CODCr分析項目的影響。三是鹽度對CODMn測試同樣造成一定程度的干擾，原理與CODCr類似。另外使用離子電極法測試氟離子，也易受水體中較高濃度的氯離子的影響，產(chǎn)生明顯的實驗誤差。

1.2 較多沉降性固體對監(jiān)測項目分析結(jié)果的影響

由于感潮河段水動力較好，大量的泥沙和高營養(yǎng)物質(zhì)會隨著潮漲和潮落混合在水樣中，對現(xiàn)場監(jiān)測和實驗室分析均存在明顯干擾和誤差。一是退潮時，水質(zhì)相對混濁，水體中富含大量的好氧菌，快速的消耗掉水體中的氧，因此現(xiàn)場測試溶解氧時漲平潮和退平潮相差很大。經(jīng)選取2020年3月8日自動站數(shù)據(jù)進行對比，測試數(shù)據(jù)和潮汐表相互驗證，發(fā)現(xiàn)溶解氧及電導率測試數(shù)據(jù)與潮水高度呈正相關(guān)（圖1）[3]。二是鹽度較高的情況之下，水體浮力較大，如果采樣時水樣按標準靜置0.5 h后裝瓶，那么還有大量的沉降性固體仍然存在水樣中。如測試高錳酸鹽指數(shù)時，現(xiàn)場靜置沉降1 h后測定的數(shù)據(jù)明顯比0.5 h靜置沉降低。水質(zhì)自動站監(jiān)測設(shè)計時，采用管從河道抽取水樣進入水箱，靜置0.5 h后取上清液進行測試，同樣存在沉降性固體沉降不充分而干擾測試數(shù)據(jù)的情況。三是水質(zhì)濁度高對自動站監(jiān)測氨氮和總磷等項目帶來不利的影響，導致測定結(jié)果偏高。

圖1 2020年3月8日水站溶解氧有效數(shù)據(jù)與潮高的數(shù)據(jù)對比

2 感潮河段環(huán)境監(jiān)測的問題解決策略

2.1 避免高鹽度對實驗分析結(jié)果的影響

一是根據(jù)多次手工監(jiān)測和自動站數(shù)據(jù)跟蹤發(fā)現(xiàn)，當水位處于退平潮時，特別是小潮位時鹽度較低，因此采樣時間的選擇應(yīng)根據(jù)潮汐表進行跟蹤選擇，采樣之前應(yīng)先測試水質(zhì)鹽度，如鹽度大于3%，則終止采樣，另外選擇時間進行采樣。利用采樣時間的選擇可以從源頭上有效避免高鹽度水質(zhì)對實驗分析結(jié)果的影響。二是現(xiàn)場測試溶解氧時應(yīng)嚴格按HJ 506-2009《水質(zhì) 溶解氧的測定 電化學探頭法》附表A.1-1氧的溶解度與水溫和含鹽量的函數(shù)關(guān)系進行修正以減少測量誤差。三是水質(zhì)自動監(jiān)測站處理數(shù)據(jù)時應(yīng)將此修正寫入系統(tǒng)軟件中。

2.2 避免濁度對實驗分析結(jié)果的影響

上文提到，處于退平潮時鹽度最低，這時候采樣對各分析項目測試可以減少水質(zhì)含高濃度氯離子的影響，但同時，退平潮時水體的濁度也最大，同樣會干擾實驗分析。一是如果采樣時現(xiàn)場測試濁度太高，則可以考慮適當延長采樣后靜置時間，把靜置30 min改成1 h，則可以大大減少沉降性固體對實驗分析的影響。二是這種方法同樣對水質(zhì)自動監(jiān)測適用，因為自動監(jiān)測一般是4個小時分析一組數(shù)據(jù)，適當延長靜置時間對項目減少濁度干擾有利并得到準確的數(shù)據(jù)而又不影響數(shù)據(jù)的上傳。三是現(xiàn)場采樣測試如果水體濁度大于200 NTU，根據(jù)《地表水總磷現(xiàn)場前處理技術(shù)規(guī)定（試行）》規(guī)定，測試總磷時前處理應(yīng)采用離心機處理，按轉(zhuǎn)速2 000 r/min，運行1 min，取上清液進行測試。如果是水質(zhì)自動監(jiān)測站，因為自動監(jiān)測未采用離心處理，所以水體濁度大于200 NTU而產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，應(yīng)在審核時進行手工剔除。

3 結(jié)語

當前，我國生態(tài)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)建設(shè)取得歷史性成就。在實踐中找出各種環(huán)境監(jiān)測影響因素并提出解決問題的方法，不斷提升監(jiān)測水平，是今后環(huán)境監(jiān)測的發(fā)展方向。應(yīng)加快實現(xiàn)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測現(xiàn)代化，為生態(tài)文明及美麗中國建設(shè)提供有力技術(shù)支撐。