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我国水处理中环境监测技术及污染防治探析

2019-01-23

中国资源综合利用 2019年7期
关键词:监测技术环境监测水体

刘 桂

(云南省昭通市环境监测站,云南 昭通 657000)

20世纪80年代,我国开始开展水环境监测,为了实现监测网点的科学预测,实施了质量控制计划。到了90年代,我国已经建成了200多个监测中心。21世纪,我国水体监测数据作为标准参考数据,向大众开放,水环境监测系统初步形成。当前,我国水环境监测技术主要分为两种。一种是自动监测技术,最初从发达国家引入,优点是可以实现同步连续自动监测,当水体受到严重污染时,自动监测系统能够及时报警[1-3]。另一种是常规监测技术,其优点是比自动监测系统的一次性投入少,监测指标更加丰富[4-6]。为了更好地选择监测方法,本文将对二者进行详细的比较分析。

1 水质自动监测与常规监测的比较

1.1 水样采集代表性的不同

通常,监测水环境时,人们需要采集水样,《地表水和污水监测技术规范》(HJ/T91-2002)对监测采样点有一些硬性要求。一般来说,常规监测需要先根据水体情况来确定采样垂线,然后确定采样点的位置。与前者相比,自动监测的采样点相对固定,水样否具有代表性容易受到质疑。

1.2 两种监测技术的原理不同

为了与常规监测结果保持一致,水质自动监测方法的原理应当尽可能与常规监测方法相同。例如,自动监测期间,氨氮、高锰酸钾指数等实验室常规监测项目要顺利开展,保证结果的准确性。但是,为了减少试剂种类和用量,实现水体监测的自动化,人们可能运用不同的监测方法。例如,重金属测定需要采用电化学法,而大肠菌群监测需要采用酶底物测定法。需要指出的是,虽然有些监测项目的自动监测原理与常规监测接近,但在其他监测项目上,二者的测定原理有所不同,导致不同监测原理的测定结果存在差异。

1.3 两种监测技术灵敏度的差异

灵敏度是常规监测与自动监测最为显著的差异。常规监测往往在实验室内进行,人们可以结合待测物的浓度,通过稀释、萃取等方式加以调整。自动监测对待测物的处理比较简单,难以通过仪器完全消除基体干扰物,无法及时处理外界影响因素,不能自动富集污染物,使得部分监测项目的灵敏度无法达到相关要求[7-9]。例如,自动监测常用气敏电极法测定氨氮浓度,自动检测设备能够达到的准确定量浓度为0.2 mg/L,远远超出水质监测标准的限值。在监测重金属离子时,自动监测无法消除共存离子的影响,使得监测结果存在较大的误差。

2 新型环境监测技术的应用

2.1 遥感技术在水质监测中的应用

遥感监测技术有助于实现监测结果的准确性和自动化,其在环境监测领域得到广泛应用。水环境监测可以应用遥感监测技术,获取监测区域的环境信息,同时保证监测结果的准确性。遥感监测技术采样动态操作模式,不仅可以充分减少人为因素的影响,还可以有效降低监测费用,节约环境监测成本[10-12]。目前,遥感监测技术主要应用于监测水体中的固体悬浮物和水体的富营养化。

2.1.1 悬浮固体遥感监测的应用

悬浮固体遥感监测是指利用遥感监测技术来有效监测水体中的悬浮固定物,通过红外光波测定水体中的固体悬浮物,进而判定水质。一旦悬浮物大量出现,就会影响水体的光学性质和浊度。人们可以利用红外光波进行遥感监测,建立固体悬浮物与特定波段辐射值的模型,测定水体污染物的浓度。

2.1.2 水体富营养化遥感监测的应用

人们可以采用遥感监测,有效判定水体富营养化程度。人们可以根据红外光波段或可见光波段,有效判断水体含氧量的变化,以监测水体的富营养化程度。一般来说,当水质发生变化时,水中会出现大量浮游植物,红外光波段就会发生陡坡效应,提示水体出现富营养化。水中浮游植物增加,会导致叶绿素明显增加,遥感装置可以反映出反射光谱特征。

2.2 生物技术在水质监测中的应用

一旦水环境发生变化、水质受到污染,就会严重影响水生物的生长。人们可以借助生物技术进行水质监测,通过观察水体中生物组分、生物个体或生物种群对水环境的应激反应与变化,监测与评估水污染情况[13-15]。

目前,生物技术主要分为微生物群落监测法、发光细菌法、生物行为反应监测法等。作为应用较早的生物监测技术,微生物群落监测法主要利用数学统计法,对被测水域中微生物的物种和数量进行统计与分析,以此为指标,判定和评价该水域的污染程度。生物行为反应监测法也具有一定的代表性,通过观察水生物行为,人们可以进行水体安全浓度预警。

2.2.1 底栖动物监测指标的运用

水体中的底栖动物数量是生物监测的重要指示内容,可以反映水质情况。目前,部分发达国家已经对这种指示方法进行详细论证,将其作为生物评价的重要指标。通常,人们可以借助底栖动物群落多样性指数等参数来进行水质评价,但是目前中国还缺乏这方面的详细规范。总的来说,人们可以借助底栖动物和两栖类动物对水质变化的环境因子敏感程度,有效监测水体污染程度。

2.2.2 鱼类环境监测指示生物的运用

目前,利用水生生物来进行水环境监测时,鱼类是运用最多的指示生物。人们主要借助生物对污染物的反应来判断水体污染情况,确定污染物浓度,及时发布预警。目前,利用双壳类生物对水体污染进行监测取得了较好的研究进展。研究表明,斑马鱼是一种对水质变化非常敏感的淡水鱼,当水环境发生变化时,斑马鱼会在很短的时间内做出相应的反应,是一种非常好的水体污染监测生物指标。人们可以利用这种水体生物的行为变化来进行最基础的环境监测,实现早期预警,其具有非常高的应用价值,部分地区已经实现商业化运作。

3 水处理中污染防治对策

3.1 落实监督机制

水污染综合防治不能仅仅依靠环境监测部门,要从源头进行监督与预防。目前,水体污染相关法律法规有待进一步完善,要建立更加完善的监督机制,促使其落实到位。水污染防治要将职责明确到人,每一步由专人负责,监督机构做到日常互检、自检,定期进行技术培训,了解国内外水污染的最新监测技术。

3.2 排污重点项目追踪

目前,我国水环境控制主体区域主要分布在城市建设区域与城市居民生活区域。首先,要进一步强化监督机制,针对排污重点项目,环境监测部门应当及时对污水排放量和排放方式进行监测。其次,监测期间,如果发现严重超标的项目与企业,必须及时上报有关部门,形成系统化的文字与电子材料,以便后期追踪检测。

3.3 环境监测新型技术与传统技术的有效联合

新型检测技术具有一定的代表性,环境监测部门要将理化检测方法与新型监测方法有效联合并运用到实践中。新型监测技术不仅可以监测污染物的主要成分,还可以更加深入地评价污染物的综合毒性,预测水环境的未来发展趋势。当前,互联网技术飞速发展,人们可以将环境监测技术与之紧密结合,应用图像捕捉等技术,结合ArcGIS等相关软件,分析环境监测结果,实现突发性污染事件的有效预警。

4 结语

随着社会经济的飞速发展,我国环境监测技术也进入了新的发展阶段。当前,我国要不断完善环境保护体系,优化环境监测和污染防治机制,研发、引进和推广新型环境监测技术,大力推进污水处理工作,为人们创造良好的生活环境。

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