探討地表水環境監測中影響總磷水樣采集的因素與建議

欒蘭

【摘要】總磷是衡量水環境質量的一個重要指標，但影響總磷的監測結果的因素有很多，特別是水樣的采集過程，本文根據GB11893-1989方法，探討在水樣采集前的前期準備、樣品采集過程、樣品保存方面對總磷監測結果的影響，確保監測結果準確、可靠和可比，希望能夠為同行業工作者提供一些有效的參考。

【關鍵詞】環境監測;水質總磷;采集

引言

磷是天然水體中的一種營養物質，也是藻類生長生長發育的關鍵元素。據相關研究表明，磷等營養物質大量排入水體引起藻類等水生植物的過度繁殖而造成水體富營養化，大量繁殖的藻類所產生的藻毒素，會引起人體肝臟腫大或內臟出血;且飲用水中的磷超標會降低人體對鈣和維生素的吸收。為了保護水環境，各部門非常關注水體中磷的含量。地表水中磷的監測，通常按其存在的形式而分別監測總磷、溶解性正磷酸鹽和總溶解性磷。地表水環境質量標準（GB3838-2002）中以總磷作為基本項目評價水質，目前普遍監測的是地表水中的總磷含量。總磷包括溶解的、顆粒的、有機的和無機磷。現階段，我國在地表水采測分離中所采用到的水質總磷監測標準方法為鉬酸銨分光光度法（GB11893-1989），這一方法在實驗室分析過程中具有很明顯的優勢，但樣品的前期準備、采集和保存均對總磷的監測結果產生較大的偏差，不同的方式得出不同的監測結果，筆者結合自身工作經驗對其進行針對性分析，并提出一些建議，希望能夠進一步提升地表水環境監測中總磷監測結果的準確性、可靠性和可比性。

1、采集總磷水樣的前期準備

1.1、純水準備

根據《關于印發《江蘇省日常環境監測質量控制樣采集分析控制要求》的通知》（蘇環監測[2006]60號），地表水總磷需要加采全程序空白樣，現場采樣時，將純水帶至現場代替樣品，加入樣品瓶中，作為全程序空白，在采樣前需制備好純水。在采樣前，應準備純水并做好檢查，檢查內容包括檢驗純水所使用的儀器是否經過檢定或校準、電導率是否小于0.10毫西門子每米、吸光度（254nm，1cm光程）是否小于等于0.01、可氧化物的限度實驗是否符合要求、原始記錄是否及時填寫。

1.2、采樣瓶準備

鉬酸銨分光光度法（GB11893-1989）規定：含磷量較少的水樣，不要用塑料瓶采樣，因磷酸鹽易吸附在塑料瓶上。《國家地表水環境質量監測網采測分離采樣技術導則》規定：采樣瓶使用500mL透明玻璃瓶。建議使用500mL棕色玻璃瓶;為提高采樣瓶的重復利用，避免交叉污染，建議按監測項目固定一批采樣瓶;為便于識別采樣瓶對應的采樣項目，建議在瓶口處固定一種顏色的塑料環，方便專人對采樣瓶的清洗和檢測，也方便現場人員使用。采樣瓶的準備包括清洗和檢測。清洗采樣瓶前先用肥皂（不得用有磷洗滌劑）將手洗干凈，以防手上油污附在采樣瓶上;然后先將采樣瓶和蓋子用自來水和毛刷洗刷，傾盡采樣瓶內水，以免冼液被水稀釋后降低洗液的效率;再在采樣瓶中加入少量的鉻酸洗液，將瓶傾斜慢慢轉動，使瓶內管壁全部被洗液潤濕，轉動一會兒后（如果用洗液浸泡儀器一段時間，或者使用熱的洗液，洗滌效果會更好）;將洗液倒回原洗液瓶中，再用自來水洗三次把殘留的洗液洗去，最后再用蒸餾水洗一次，晾干備用。如果玻璃采樣瓶的內外器壁不應附著油污和不溶物，可以被水完全潤濕，器壁上留有一層薄而均勻的水膜，而不掛水珠，可以判斷采樣瓶已經清洗干凈。注意已洗凈的采樣容器不能再用布或紙擦干，因為布或紙的纖維會留在瓶壁上。清洗完的采樣瓶需要做空白測試。每批至少抽取1%經清洗后的采樣瓶，不夠100個時最少抽檢1個。空白試驗總磷的測試結果低于檢出限，表明采樣瓶合格，可用于采樣，否則查找原因，重復清洗本批次采樣瓶至合格為止。

1.3、濁度計準備

陳孟高山等人在《前處理方法對水體總磷監測值的影響研究》中，得出不同前處理方法對總磷監測結果影響的結論：采樣后靜置30min后監測的總磷的濃度比全部混勻立即監測的濃度低20%-54%;在漂浮藍藻數量較多的河流采用混勻立即監測的總磷的濃度要比靜置30min后監測的總磷濃度高。為了減少濁度和藻類對總磷監測結果的影響，中國環境監測總站在2019年下發《關于印發《地表水現場前處理技術規定（試行）》的通知》（總站水字[2019]603號），統一規定前處理方法，明確要求地表水總磷現場采集后的水樣需做原水濁度測試，如遇到藻類聚集，應過63μm的過濾篩（網）后再測試濁度，然后根據濁度的監測結果，采取相應的前處理方法。 所以在準備總磷樣品采集前，需要做好濁度儀的校準準備。每次采樣前都要在實驗室進行校準。校準步驟為：首先按照儀器說明書將濁度標準使用液稀釋成不同濃度的標準液，接著將實驗用水倒入樣品池內，對儀器先進行零點校準;后按照儀器說明書對儀器進行多點系列校準，直至校準完成。

2、總磷水樣的采集過程

現場采樣時，需關注現場狀況。根據實際情況，采取相應的采樣操作流程。用采樣瓶直接采集表層水樣時，瓶口應面對水流方向逆采，在不流動的水面采樣，應握住采樣瓶水平向前推，直至充滿水為止;用船只采樣時，采樣器應盡量遠離船體逆流采集;采樣點位如有藻類大量聚集，盡可能避開藻類對水質分析有影響的點位處采集水樣，如果點位避不開藻類，要利用船只前進，沖開藻類聚集的間隙，在船前舷快速采樣;對水深小于 0.5m的 斷面進行采樣時，若果采樣點位的河水比較淺，斷面位置無橋梁，采樣船無法到達，在確保安全的情況下選擇涉水采樣，涉水采樣時，盡量避免攪動沉積物而污染水樣，采樣者應站在下游，向上游方向采集水樣，不具備涉水采樣條件時，也可采用岸邊采樣方式采集樣品，用長把水勺在水深的 1/2 處采集水樣。將采樣器中每次采集的水樣，倒入一個較大的靜置用容器中，儲夠需用量后，監測濁度，根據地表水現場前處理技術規定（試行），采取相應的前處理方法。

大量實驗數據表明，濁度對總磷的監測結果影響很大，為便于后期的數據審核，現場采樣時至少拍攝兩組照片。第一組是總磷原水的照片，拍攝背景為白底，能反映出水樣的性狀，如顏色、渾濁度;第二組是前處理前后對比照片，用兩個透明玻璃瓶（容積不小于500mL），分別裝前處理前后的水樣，拍攝背景為白底，能反映出水樣的性狀。

陳學民等在《青海湖總磷、水溫及礦化度與葉綠素a相關性分析》中發現水溫升高，藻類細胞活性增強，代謝速率加快，有利于提高藻類對營養物質的利用率，促進藻類細胞對營養物質的吸收。藻類生長又離不開光合作用。藻類的生長狀況影響水體中的總磷含量。2021年8月8日-13日，每天分上午、中午、下午三次對河流滯流斷面開展采樣，監測結果發現：有閘門但滯流的七個斷面中，一天中總磷濃度最低的出現在下午的頻次比較高;無閘門但滯流的五個斷面中，一天中總磷濃度最低的出現在下午的頻次比較高。同樣的水體，采樣時間不同也會影響總磷的監測結果。通常地表水總磷監測是環境質量監測性監測，監測的點位和頻次大多是固定的，為確保監測結果的可比性，建議同一個點位盡量在同一個時間段開展監測。

3、總磷水樣的保存過程

徐義邦等在《采測分離地表水總磷監測結果偏差較大原因分析》中指出保存條件及時間對總磷的監測結果有影響，考慮到不同水體中微生物對總磷影響的不可控性和環境溫度對微生物活動的不可控性，總磷水樣應在5℃以下低溫冷藏，保存時間不超過3填，如需更長時間保存，需加酸保存。《國家地表水環境質量監測網采測分離采樣技術導則》規定總磷水樣不加固定劑。采樣人員完成樣品采集后應立即將樣品放入冷藏避震箱保存，所有冷藏避震箱內均應放置或配備連續溫度記錄儀，確保在樣品送達任務監測站前能滿足 0～5℃冷藏保存要求。

4、結束語

綜上所述，在監測地表水總磷樣品的過程中，采樣瓶的選擇、清洗、純水的制備、水樣采樣過程、樣品的前處理等直接影響總磷的監測結果。因此，在實際監測過程中需要加強采樣人員的專業技術能力培訓，嚴格按照相關標準和規范開展工作，確保采集的樣品具有代表性，提高監測的結果具有準確性、可比性，盡可能真實客觀地反映地表水總磷狀況。

參考文獻：

[1]江蘇省環境監測中心，關于印發《江蘇省日常環境監測質量控制樣采集分析控制要求》的通知，蘇環監測[2006]60號

[2]國家環境保護總局，水和廢水監測分析方法，第4版增補版，中國環境科學出版社，2002

[3]中國環境監測總站，國家地表水環境質量監測網監測任務作業指導書（試行），中國環境出版社，2017年

[4]中國環境監測總站，國家地表水環境質量監測網采測分離采樣技術導則，2017年

[5]中國環境監測總站，關于印發《地表水現場前處理技術規定（試行）》的通知，總站水字[2019]603號

[6]陳孟高山，王鳴軒，楊柳燕，前處理方法對水體總磷監測值的影響研究，環境監控與預警，2020年3月

[7]陳學民，韓冰，王莉莉，伏小勇，青海湖總磷、水溫及礦化度與葉綠素a相關性分析，農業環境科學學報，2013年2月

[8]徐義邦，張吳，鄧磊，采測分離地表水總磷監測結果偏差較大原因分析，化學工程師，2018年第11期