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地表水中水质监测因子的设定及总氮、总磷标准值测试

2013-07-27李付江

电子测试 2013年8期
关键词:集中式硝酸盐质量标准

刘 萍,李付江,刘 岩

(1.鹤壁市环境保护监测站,河南鹤壁 458030;2.鹤壁市质量技术监督检验测试中心,河南鹤壁 458030;3.鹤壁市疾病预防控制中心,河南鹤壁 458030)

《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)是进行地表水水质评价的重要依据。该《标准》自 1983年首次发布,分别于1988年、1999年、2002年进行了三次修订。最新版的《标准》于2002年 6月 1日起实施。新版《标准》与1999年标准相比,在地表水环境质量标准基本项目中增加了总氮这一指标,删除了基本要求和亚硝酸盐、非离子氨及凯氏氮三项指标。新标准更加完整,切合实际,对水质监测起到了规划和指导作用。但对标准中总氮、总磷标准值的界定和使用,本人还存在一些疑惑,特提出探讨。

1 总氮的内涵及外延

总氮主要包括硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、氨氮和有机氮。水中硝酸盐是在有氧环境下,亚硝氮、氨氮等各种形态的含氮化合物中最稳定的氮化合物,亦是含氮有机物经无机化作用最终的分解产物。亚硝酸盐是氮循环的中间产物,不稳定,可经氧化而生成硝酸盐;在无氧环境中,也可受微生物作用被还原为氨;水中氨在有氧环境中亦可转变为亚硝酸盐,甚至继续转变为硝酸盐。

大量生活污水、农田排水或含氮工业废水排入水体,使水中有机氮和各种无机氮化物含量增加,生物和微生物的大量繁殖,消耗水中溶解氧,使水体质量恶化。湖泊、水库中含有超标的氮、磷类物质时,造成浮游植物繁殖旺盛,出现水体富营养化状态。因此,总氮是衡量水质的重要指标之一。在GB3838-2002《地表水环境质量标准》中,总氮被列为地表水环境质量标准基本项目标准限值(湖、库)。

2 饮用水源地水质监测项目设定及监测情况

根据环境保护部历年《关于印发<全国环境监测工作要点>的通知》要求,从2003年开始,国家环保重点城市开展集中式饮用水源地水质监测工作。每月对集中式饮用水源地水质实施监测,监测项目为《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)表1的基本项目23项(COD除外),表2的补充项目(5项),共28项。这28项为水温、pH、溶解氧、高锰酸盐指数、五日生化需氧量、氨氮、总磷、总氮(湖、库)、氟化物、挥发酚、石油类、粪大肠菌群、硫酸盐、氯化物、铁、锰、硝酸盐氮、铜、锌、硒、砷、镉、铬(六价)、铅、汞、阴离子表面活性剂、氰化物和硫化物。为适应集中式饮用水水源地水质保护工作的需要,更好地完成“十二五”环境监测工作,根据国家环境监测总站要求,从今年二季度起,全国地级以上城市集中式饮用水源地水质监测项目从原28项增加至63项,增加了特定项目的前35项,每个月监测一次,以确保饮用水源地水质安全。

根据我市历年对地表水饮用水源地28项监测因子的监测结果,氨氮浓度年均值在0.025-0.154毫克/升左右,硝酸盐浓度年均值范围为1.26-1.31毫克/升。全市地表水饮用水源地取水水质达标率为100%,地表水饮用水源地年均值评价水质级别为优。其中,总氮项目未参与评价。

在今年增加的前35项特定项目中有22项为挥发性有机物,根据这35项因子的监测结果来看,所有监测因子均为未检出。而一些对人体健康影响较大、社会反响比较敏感的监测项目并不在这35项之中。因此,依据管理需求和现有监测能力,建议对表3特定项目进行优化,筛选出较为全面、准确和客观地反映饮用水水源地水质状况的月监测指标。

3 饮用水源水质监测因子的设定及总氮、总磷标准值测试

《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)是评价我国地表水环境质量状况的基本依据,该标准按照地表水环境功能分类和保护目标,规定了水环境质量应控制的项目和限值。按照标准规定,优于或符合地表水Ⅱ类、Ⅲ类水质的水源,分别适用于集中式饮用水源地一级和二级保护区。我国现行的对集中式生活饮用水地表水源地水质环境质量评价方法为单因子评价法,也就是说,所有指标中,只要有一项超过《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)中的Ⅲ类标准限值,环保部门在监测评价时就定为超标。总氮、总磷指标是我国《地表水环境质量标准》中的两项基本项目标准,主要针对湖泊、水库而言。设定这两项指标的主要目的是评价水体富营养化程度。

在对地表饮用水源水质进行评价时,我们对《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)中的项目间的相关性存在疑问。在标准中(见表1),氨氮与总氮(湖、库)项目的Ⅱ类至Ⅴ类的最高限值均相同,Ⅲ类标准限值为1.0毫克/升;而作为集中式生活饮用水地表水源地补充项目的硝酸盐的标准限值为10毫克/升。根据日常监测数据,集中式生活饮用水地表水源地各项监测因子除总氮外基本都满足Ⅰ类、Ⅱ类标准限值要求,但硝酸盐的监测结果普遍在1毫克/升左右,虽远远低于该项目10毫克/升的标准限值,但却使总氮项目的监测结果普遍在1.0毫克/升以上,超出了总氮Ⅲ类标准限值。

对总磷而言,同样是Ⅲ类水标准,河道中的标准浓度值为0.2毫克/升,湖库中的标准浓度值为0.05毫克/升,河道中Ⅲ类水标准的浓度值竟然是湖库的4倍。这样即使满足Ⅲ类水标准的河水进入湖库后,也超出了湖库的Ⅳ类水水质标准要求。现在许多湖库是饮用水水源地,那么在评价饮用水水源地水质时,河流与湖库运用的标准不一致,则不能保证评价结果的可比性,导致评价结果不客观。

表1 《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)中氨氮、硝酸盐、总氮、总磷标准值 单位:毫克/升

湖库的总氮是反映湖库富营养化的主要指标,对控制水体富营养化,改善水质具有十分重要的意义。总氮项目除包括氨氮和硝酸盐氮外,还包括亚硝酸盐氮和有机氮,因此制定标准限值时应考虑其相互间的关系,适当调查标准限值,使其更切合实际。就实际情况看,这项指标超过1.0毫克/升的Ⅲ类水标准值已成为常态,并不表明该水域不能作为集中式饮用水源地。

在自然界的氮循环中,硝酸盐与亚硝酸盐是广泛存在的,对人体危害最大的是亚硝酸盐,可使人直接中毒,而硝酸盐在人体内经硝酸还原菌作用后也可被还原为亚硝酸盐而使人中毒。亚硝酸盐是水体中含氮有机物进一步氧化变成硝酸盐过程中的中间产物。水中存在亚硝酸盐时表明有机物的分解过程还在继续,如亚硝酸盐含量过高,则说明水中有机物的无机化过程进行的相当强烈,表示污染的危险性仍然存在。在对集中式生活饮用水地表水源地进行监测时,如果增加亚硝酸盐氮项目,则可以了解水质有机氮的污染状况。因此,建议把总氮指标作为集中式生活饮用水源地补充项目标准限值,恢复硝酸盐氮、亚硝酸盐氮作为地表水环境质量标准基本项目标准限值。

4 结语

⑴ 《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)是评价我国地表水环境质量状况的基本依据,为适应国家经济社会发展和环境保护工作的需要,保护生态环境和人体健康,需不断完善国家环境质量标准体系,建议对《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)进行修订,把总氮指标作为集中式生活饮用水源地补充项目标准限值,恢复硝酸盐氮、亚硝酸盐氮作为地表水环境质量标准基本项目标准限值。

⑵为贯彻落实《中华人民共和国环境保护法》和《中华人民共和国水污染防治法》,加强生态文明建设,建议加强基础研究,制定符合我国国情的湖库富营养化控制指标体系,修改总磷标准值。

⑶对现行《地表水环境质量标准》中的评价指标项目进行优化,筛选出较为全面、准确和客观地反映饮用水水源地水质状况的月监测指标。制定合理、统一的地表水饮用水源地水质评价标准。

[1]《水和废水监测分析方法》.中国环境科学出版社(第四版).254~268

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