水環(huán)境中有機(jī)污染物監(jiān)測存在的問題與優(yōu)化對策

王其臣

（煙臺市萊陽環(huán)境監(jiān)控中心，山東 煙臺 265200）

為了能充分了解我國的水環(huán)境品質(zhì)，必須對我國已有的水環(huán)境進(jìn)行全面的調(diào)研和監(jiān)測，水環(huán)境監(jiān)測成為水環(huán)境維護(hù)過程中尤為重要的一環(huán)，通過科學(xué)合理的監(jiān)測活動可為有關(guān)主管部門提供精確的數(shù)據(jù)信息。本文以水環(huán)境和有機(jī)污染物為突破口，積極推進(jìn)水環(huán)境中有機(jī)物監(jiān)測工作的開展，并針對存在的問題提出解決方案。

1 監(jiān)測水環(huán)境中有機(jī)污染物的必要性

近些年，自然環(huán)境監(jiān)測技術(shù)蓬勃發(fā)展，針對基本水質(zhì)指標(biāo)和重金屬元素的監(jiān)測能力明顯提升，水環(huán)境中有機(jī)污染物的監(jiān)測水準(zhǔn)也獲得了很大的提升。現(xiàn)階段，水質(zhì)中有機(jī)環(huán)境污染問題日益嚴(yán)重，怎樣科學(xué)合理地開展監(jiān)測工作是預(yù)防水環(huán)境中有機(jī)污染物污染的重要途徑。原環(huán)境保護(hù)部《水十條》的施行，更加清晰了水環(huán)境安全防范措施，加大對了水環(huán)境中有機(jī)污染物的監(jiān)測力度，使監(jiān)測效率和效果得到提升，使相關(guān)人員能夠了解其現(xiàn)況、發(fā)展趨勢和潛在性風(fēng)險，對確保水環(huán)境的安全性十分重要。

2 水環(huán)境中有機(jī)污染物監(jiān)測的關(guān)鍵問題

2.1 水環(huán)境監(jiān)測職責(zé)不清

在中國推動水環(huán)境監(jiān)測的過程當(dāng)中，依據(jù)水質(zhì)的差異，水環(huán)境監(jiān)測可以分為四類。盡管針對不同監(jiān)管種類制定了對應(yīng)的監(jiān)管對策，可是在具體監(jiān)管環(huán)節(jié)中并沒有明確監(jiān)控方式，因?yàn)楸O(jiān)測主體太多，在開展監(jiān)測工作過程中沒有統(tǒng)一的監(jiān)督機(jī)制，水環(huán)境監(jiān)測職責(zé)不清。

2.2 監(jiān)測、規(guī)范相對落后

“十二五”期間，絕大多數(shù)省份自然環(huán)境監(jiān)測站配置了前沿的有機(jī)污染物監(jiān)測儀器設(shè)備，包含頂空自動進(jìn)樣器、吹洗捕集器、全自動固相萃取器及GC-MS，現(xiàn)階段水環(huán)境中69種有機(jī)污染物的監(jiān)測參照《生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法》（GB/T 5750.8-10）。近些年，生態(tài)環(huán)境部相繼發(fā)布了有機(jī)污染物監(jiān)測規(guī)范，但仍無法滿足各種各樣的有機(jī)污染物監(jiān)測的發(fā)展需求。監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)方法升級遲緩，限制了監(jiān)測部門對新儀器設(shè)備和新技術(shù)的應(yīng)用，嚴(yán)重影響了有機(jī)環(huán)境污染的監(jiān)測水準(zhǔn)。

2.3 有機(jī)污染物監(jiān)測效率低下，全自動監(jiān)測能力弱

與基本監(jiān)測項(xiàng)目及重金屬超標(biāo)監(jiān)測不一樣，水環(huán)境中有機(jī)污染物具備揮發(fā)性、成分低、栽培基質(zhì)繁雜、彼此影響等特點(diǎn)，監(jiān)測基礎(chǔ)數(shù)據(jù)無法控制。自然環(huán)境樣品采集和儲存流程繁雜，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部結(jié)構(gòu)質(zhì)量控制措施落實(shí)不到位，有關(guān)專業(yè)技術(shù)人員缺乏相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，造成監(jiān)測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性降低，無法真正體現(xiàn)水環(huán)境中有機(jī)污染物的具體成分。據(jù)數(shù)據(jù)調(diào)查報告顯示，只有極少數(shù)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)城市具有全自動監(jiān)測水環(huán)境中揮發(fā)性有機(jī)污染物的能力。

2.4 監(jiān)管成本相對較高

水環(huán)境中有機(jī)污染物的監(jiān)測需要購置昂貴的大型儀器和預(yù)處理設(shè)備，以確保監(jiān)測工作的正常開展。例如每臺GC-MS價值幾十萬到上百萬，在應(yīng)用液液萃取和液相色譜技術(shù)時，還需要使用純有機(jī)溶劑，如工業(yè)甲醇、二氯甲烷、甲苯、乙腈等，有機(jī)標(biāo)液和一次性耗品（固態(tài)耗品）。與此同時，我國絕大多數(shù)監(jiān)測工作中缺乏具備有機(jī)剖析知識與工作經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)人員，只有相關(guān)專業(yè)人員長期開展全面的理論與實(shí)踐操作，才能保證有機(jī)污染物監(jiān)測工作任務(wù)的高效完成。

如表1所示，總的來說，因?yàn)镻OPs類型繁雜，各種各樣有機(jī)物匯聚特點(diǎn)差異很大，環(huán)境里存有微量元素濃度值，單一的監(jiān)測方式?jīng)]法精確、量化分析全部POPs的自然環(huán)境濃度值。雖然在新樣板收集微量元素水準(zhǔn)測量層面存有考驗(yàn)，但水環(huán)境治理已經(jīng)成為監(jiān)測持續(xù)性有機(jī)污染物的一個廣泛應(yīng)用的生活環(huán)境實(shí)體模型。因此，匯總水環(huán)境治理中POPs的監(jiān)測統(tǒng)計分析方法至關(guān)重要。

表1 有機(jī)污染物POPs分類及代表物

3 影響水質(zhì)監(jiān)測的因素分析

3.1 監(jiān)測人員素質(zhì)能力

高素質(zhì)的水源監(jiān)測管理人員是保證我國水資源安全的主要因素。各水監(jiān)測主管部門要全力加強(qiáng)相關(guān)人員專業(yè)知識的學(xué)習(xí)，鍛煉崗位專業(yè)技能和科研成果向優(yōu)秀檢驗(yàn)技術(shù)的轉(zhuǎn)換率。我國有關(guān)部門要高度重視水污染治理相關(guān)法律法規(guī)，為檢驗(yàn)人員做好本職工作提供法律保護(hù)、專業(yè)技術(shù)咨詢服務(wù)和薪酬激勵政策，為有機(jī)污染物檢驗(yàn)技術(shù)在水體監(jiān)測中的應(yīng)用提供專業(yè)人力資源。

3.2 監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)特性

運(yùn)用索氏提取法及超聲波獲取法對水環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測，能夠保證監(jiān)測結(jié)論與水質(zhì)具體情況的一致性。監(jiān)測方式、取樣點(diǎn)設(shè)定、監(jiān)測周期設(shè)計方案應(yīng)始終堅持科學(xué)合理標(biāo)準(zhǔn)，擺脫監(jiān)測方式老舊、機(jī)器設(shè)備敏感度低、檢測鑒定數(shù)據(jù)信息結(jié)果有誤的分歧[1]。以高新科技為依托，建立包括監(jiān)測實(shí)驗(yàn)儀器特性、繁雜有機(jī)污染物成分變動的邏輯思維能力、水體監(jiān)測過程記錄、數(shù)據(jù)比對和設(shè)備性能技術(shù)成分在內(nèi)的具有具體指導(dǎo)意義的水污染控制監(jiān)測系統(tǒng)。

3.3 水體監(jiān)測的技術(shù)因素

在中國一些地區(qū)，傳統(tǒng)的水文水利監(jiān)測站和按時現(xiàn)場采樣依然用于水監(jiān)測。水體監(jiān)測方式落伍、儀器設(shè)備老化、時間段設(shè)定不科學(xué)、監(jiān)測效率不高、樣品總數(shù)單一等問題十分突出。因此，要加大對水環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的研究探索，根據(jù)水資源中有機(jī)污染物傷害程度強(qiáng)的特性，提升水源樣品的搜集和監(jiān)測精密度，提升水質(zhì)監(jiān)測中有機(jī)污染物的辨別和處理量，為水污染防治獲得顯著成效給予技術(shù)支持。

4 有機(jī)污染物檢驗(yàn)技術(shù)的應(yīng)用

4.1 高效氣相色譜分析技術(shù)

針對我國日益嚴(yán)峻的環(huán)境污染局勢，高效的有機(jī)污染物監(jiān)測率克服了傳統(tǒng)式水監(jiān)測中檢驗(yàn)取樣欠缺客觀性、檢驗(yàn)時間長、有機(jī)污染物剖析不全面等諸多問題。迅速氣相色譜分析技術(shù)可以在繁雜的中性、酸性和堿性水環(huán)境中工作，具備適用范圍廣的特性。通過外界超高壓高溫獲取檢驗(yàn)樣品，可以達(dá)到污染物識別治理的目的。需要重視的是，迅速氣相色譜分析技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)在高溫下監(jiān)測，因而樣品里的分子熱運(yùn)動廣泛加速，有機(jī)污染物的傳播范疇比一般化學(xué)物質(zhì)更高。使用此技術(shù)，檢測樣品必須靜放，樣品的分離、獲取、沉積必須經(jīng)過很長一段時間，因此監(jiān)測精密度是非常明顯的。迅速氣相色譜分析技術(shù)具備環(huán)境保護(hù)、環(huán)保節(jié)能、零污染的優(yōu)勢，是一種在提純、回收利用、信息搜集方面工作效率高、運(yùn)用效果好的通用性技術(shù)。

4.2 索氏提取技術(shù)

索氏提取法經(jīng)過多年實(shí)踐和理論應(yīng)用，是中國具備水質(zhì)監(jiān)測地方特色的開創(chuàng)性技術(shù)，也是迅速獲取有機(jī)溶劑的基本技術(shù)。索氏提取法應(yīng)用酒精作為獲取劑對樣品展開分析，當(dāng)完全吸收污染物水分并滿足獲取條件時將有害物質(zhì)進(jìn)行分離。此方法使用方便，但是也有自身難以克服的缺陷。

4.3 微波加熱獲取技術(shù)

這種技術(shù)的工作原理是：在電磁環(huán)境中，對水中的有機(jī)物進(jìn)行物理吸收和分離，在特定的頻率下，由微波來加熱，從而達(dá)到萃取的目的。采用微波技術(shù)，既節(jié)約能源又不會對環(huán)境產(chǎn)生任何的影響。由于工藝簡便、使用方便、無需人工測定、無需干燥樣品，不會對提取結(jié)果造成任何不良反應(yīng)，因此在國內(nèi)有著廣泛的應(yīng)用前景。

5 我國治理環(huán)境有機(jī)污染的措施

5.1 加強(qiáng)對水環(huán)境有機(jī)污染的監(jiān)測與評介

近些年，我國水環(huán)境治理監(jiān)測工作不斷發(fā)展，但是，因?yàn)樗h(huán)境治理監(jiān)測人員缺乏專業(yè)素養(yǎng)和水環(huán)境治理監(jiān)測所需要的機(jī)器設(shè)備水準(zhǔn)不高，很多水環(huán)境治理有機(jī)物監(jiān)測新項(xiàng)目并沒有成功開展。為了推動水環(huán)境治理有機(jī)污染控制的順利開展，有關(guān)水環(huán)境治理監(jiān)測單位與工作人員應(yīng)積極主動建立和完善有機(jī)污染物控制指標(biāo)，利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)對有機(jī)物進(jìn)行全方位監(jiān)測，并對其開展科學(xué)合理的客觀點(diǎn)評。要建立健全有機(jī)物環(huán)境污染數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，并根據(jù)完備的有機(jī)物環(huán)境污染數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)對有機(jī)物的排出進(jìn)行科學(xué)規(guī)范的管理，降低有機(jī)物對水環(huán)境產(chǎn)生的影響。

5.2 積極主動開發(fā)有機(jī)標(biāo)樣

我提出過不少優(yōu)先選擇檢測有機(jī)物信用黑名單，不過目前我們國家的有機(jī)物規(guī)范物質(zhì)類型不足，有機(jī)物規(guī)范物質(zhì)就更少了。許多有機(jī)物規(guī)范物質(zhì)必須進(jìn)口，需要大量資金成本。要縮小我國在有機(jī)物監(jiān)測指標(biāo)值開發(fā)方面與國外之間的差距，務(wù)必積極主動加速有機(jī)物規(guī)范物質(zhì)的開發(fā)，最大程度地健全我國有機(jī)物規(guī)范物質(zhì)管理體系。如此，能夠降低我國水環(huán)境治理有機(jī)物監(jiān)測的經(jīng)費(fèi)，與此同時可以更好地提升我國水環(huán)境治理有機(jī)物監(jiān)測的效率和效果。

5.3 推動廢品回收和綠色制造

以往我國針對有機(jī)化學(xué)污染物均為末端處理，此過程通常會造成大量有機(jī)污染物。在推動水環(huán)境治理監(jiān)測的過程當(dāng)中，相關(guān)工作人員應(yīng)從根源上治理環(huán)境污染，即從源頭上清除有機(jī)環(huán)境污染。在化工生產(chǎn)過程中，假如無法及時執(zhí)行綠色制造，會產(chǎn)生大量有機(jī)污染物，嚴(yán)重危害我國水環(huán)境質(zhì)量。只有對源頭治理高度重視，發(fā)展綠色產(chǎn)業(yè)，才可以降低有機(jī)污染物對水環(huán)境治理的不良影響，推動我國水環(huán)境治理的持續(xù)發(fā)展和穩(wěn)定運(yùn)作。

5.4 質(zhì)量認(rèn)證體系建設(shè)與水環(huán)境治理有機(jī)污染物的全自動監(jiān)測

對于有機(jī)污染物監(jiān)測質(zhì)量管理困難的問題，應(yīng)參考美國等國家所采用的專業(yè)化有機(jī)污染物監(jiān)測方式，結(jié)合自身工作經(jīng)驗(yàn)，學(xué)習(xí)從樣品采集、預(yù)備處理、數(shù)據(jù)剖析、上報整個過程所采用的品質(zhì)保證和控制方法，量化品質(zhì)控制指標(biāo)和對應(yīng)的考核標(biāo)準(zhǔn)。除此之外，我們要大力提升全自動監(jiān)測的效率和效果。

5.5 加強(qiáng)地區(qū)監(jiān)測建設(shè)與人才培養(yǎng)

根據(jù)國家有機(jī)污染物的分布特征，開展有機(jī)污染物的地區(qū)監(jiān)測，防止資源浪費(fèi)，創(chuàng)建地區(qū)溝通交流數(shù)據(jù)共享平臺，提高資源使用效率。提升有機(jī)污染物監(jiān)測設(shè)備及耗品的產(chǎn)業(yè)化，研發(fā)生產(chǎn)適用于有機(jī)污染物監(jiān)測的標(biāo)液和有機(jī)溶劑，減少有機(jī)污染物監(jiān)測成本。積極主動培養(yǎng)專業(yè)人才，尤其是具備專業(yè)知識技能的高素質(zhì)人才。

6 環(huán)境有機(jī)污染物檢測方法

6.1 色譜法

有機(jī)污染物的檢測一般采用色譜分析，其使用方便，是檢測中最常見的方式。色譜分析的具體步驟是把實(shí)驗(yàn)操作中的有機(jī)物提取出來，再對物質(zhì)展開分析。通過對比分析，并依據(jù)檢測結(jié)論制定對應(yīng)的空氣污染解決措施。色譜分析不僅能夠?qū)ξ廴疚镞M(jìn)行分離，還可針對物質(zhì)差異，選擇適合自己的物質(zhì)開展分離并剖析，既可以保留物質(zhì)的特點(diǎn)，又能夠避免分離誤差。利用氣相色譜分析法檢測有機(jī)污染物可以確保合理的工作效率和檢測過程的精確性，加之其對物質(zhì)的敏感度非常高，因此色譜法能夠有效地體現(xiàn)物質(zhì)的唯一性。此外，檢測時還能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備的智能化，降低人力支出，有效避免了人為因素帶來的影響。在色譜分析檢測時，要留意預(yù)約日期，科學(xué)合理的預(yù)約日期能夠?yàn)楹罄m(xù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析和記錄提供足夠的保障。

6.2 有機(jī)質(zhì)譜分析法

質(zhì)譜分析也是一種檢測自然環(huán)境有機(jī)污染物的方法，其關(guān)鍵是檢測物質(zhì)的水解。與此同時運(yùn)用電磁學(xué)基本原理，針對不同檢測物質(zhì)的電離度掌握物質(zhì)的正離子構(gòu)造。使用這種檢測方式時，實(shí)驗(yàn)室人員必須對物質(zhì)開展分類，根據(jù)分類可以有效地明確分子結(jié)構(gòu)特性，確保工作效能和檢測過程的精確性。除此之外，有機(jī)質(zhì)譜分析也可用作檢測混合物質(zhì)。

6.3 半揮發(fā)性有機(jī)污染物檢測技術(shù)

針對半揮發(fā)性有機(jī)污染物的監(jiān)測非常困難。由于這類物質(zhì)在空氣中易揮發(fā)，導(dǎo)致空氣污染，因而選用離子阱氣相色譜－質(zhì)譜聯(lián)用儀（GC-MS-SIM）和固相萃取－氣相色譜儀－質(zhì)譜聯(lián)用儀（GC-MS/MS）來預(yù)防檢測環(huán)節(jié)中有機(jī)污染物的揮發(fā)。這類檢測方式一般用于飲用水源地水質(zhì)檢測，其能夠全方位檢測地表水中半揮發(fā)性有機(jī)污染物的品質(zhì)，從而提高地表水中半揮發(fā)性有機(jī)污染物的檢測水準(zhǔn)。

6.4 環(huán)境里持續(xù)性有機(jī)污染物檢測技術(shù)

自然環(huán)境持續(xù)性有機(jī)污染物的檢測技術(shù)有很多。要依據(jù)被檢測物質(zhì)的構(gòu)造和特性選擇適合的檢測方式。選用適宜的檢測方式能有效回收利用持續(xù)性有機(jī)污染物，減少環(huán)境污染。如應(yīng)用氣相色譜儀能有效檢測污染物，確保檢測過程的精確性。除此之外，持續(xù)性有機(jī)污染物檢測技術(shù)可以確保有機(jī)污染物的回收利用，數(shù)據(jù)處理時間也能夠得到保障。選用氣相色譜儀-HRMS能夠?qū)Φ乇硭?6種典型含氯持續(xù)性有機(jī)污染物進(jìn)行檢測，該檢測方法能夠迅速檢測污染物并合理確保檢測過程的精確性，適用于有害物質(zhì)地下污染物的檢測[2]。可選用PD-GC-ECD檢測方法對水中的全氟辛酸進(jìn)行檢測。該檢測方式具有較好的衍化特性，能夠?qū)λ卸喾N污染物進(jìn)行檢測。以上闡述了幾類自然環(huán)境持續(xù)性有機(jī)污染物的檢測技術(shù)與方法，相關(guān)人員要努力研發(fā)先進(jìn)的檢測技術(shù)，以進(jìn)一步提高檢測效率和檢測數(shù)據(jù)的精確性，為環(huán)境安全管理作出更大的貢獻(xiàn)。

7 結(jié)語

水中的有機(jī)污染物品種繁多且繁雜，伴隨著科技的高速發(fā)展，水環(huán)境中有機(jī)污染物的監(jiān)測體系會越來越健全，越來越成熟。做好有機(jī)污染物的監(jiān)測工作，必須結(jié)合工作實(shí)際，參考海外尖端技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)，不斷完善監(jiān)測方式、管理機(jī)制和質(zhì)量認(rèn)證體系，提升區(qū)域監(jiān)測合理布局，推進(jìn)區(qū)域監(jiān)測基本建設(shè)，提升水環(huán)境有機(jī)污染物監(jiān)測的效率和效果。