王利榮　黃金洲

【摘要】水質監(jiān)測技術是目前我國致力于水環(huán)境污染動態(tài)防護的核心技術，筆者通過對水質技術意義的概述及發(fā)展前景的研究，并對不同的水質監(jiān)測技術進行分析、數(shù)據(jù)處理及其表達方式討論，闡述了水質監(jiān)測技術的發(fā)展重要性，供相關行業(yè)參考。

【關鍵詞】水質分析；監(jiān)測技術；數(shù)據(jù)處理

1引言

水是環(huán)境的重要組成部分，也是人類賴以生存的必須。因此保證水體的質量是環(huán)境保護的關鍵，然而隨著國家發(fā)展，重工業(yè)的生活污水導致水體的污染度不斷增加，水質監(jiān)測及處理技術的重要性不斷提升，它的發(fā)展也成為目前我國環(huán)境水質分析的核心。

2環(huán)境水質分析監(jiān)測技術的概述

2.1水質分析監(jiān)測的內容及目標

通常而言，環(huán)境水質分析監(jiān)測是由水體監(jiān)測及污染源監(jiān)測兩個部分構成，[1]因此水質監(jiān)測的主要的工作內容是將生活污水、工業(yè)污水及其他一系列的污廢水進行取樣，由專業(yè)監(jiān)測人員對各種不同污染的水源進行相應標記，并利用有關監(jiān)測技術對該類水體的水質進行監(jiān)測及分析，從而得出精確的分析數(shù)據(jù)，如此監(jiān)測人員能夠利用這些數(shù)據(jù)結果來評判水質的污染情況和污染的具體原因，從而能夠采取對應的水質處理措施，這也是水質監(jiān)測的主要目標。

2.2目前我國水質監(jiān)測技術的發(fā)展前景

根據(jù)我國目前常用的水質抽樣方式及監(jiān)測手段，可以看出水質監(jiān)測技術的發(fā)展還是需要更多的付出及努力的。一般使用的監(jiān)測方法是利用定時及定點取到瞬時水樣進行水質監(jiān)測，將樣品帶回到實驗室進行分析。此類人工監(jiān)測式的方法有很大的局限性，該方法除了無法及時、精確地得到水質的動態(tài)變化數(shù)據(jù)，還需要耗費很多人力財力，且?guī)Щ貙嶒炇业臉颖緹o法確保是否受到污染。水質監(jiān)測的目的就是為了能夠隨時發(fā)現(xiàn)水質的異常狀況，并采取相關的處理手段緩解或解決問題。要求在發(fā)現(xiàn)水質的異常變化時能迅速做出水源下游水質的污染預報方案，及時追蹤污染源，并對水的自凈能力及河流凈化規(guī)律、周期進行研究，完善水質監(jiān)測效果。

因此在使用人工監(jiān)測方法得到數(shù)據(jù)的同時，我國部分水質監(jiān)測部門已經開始結合新的科學技術來應發(fā)展及監(jiān)測的要求，發(fā)展新技術成為目前水質監(jiān)測發(fā)展的重要方向。新技術包括水質的移動監(jiān)測、水質自動監(jiān)測系統(tǒng)等。通過將水質污染的監(jiān)測綜合指標和某些特定項目作為技術基礎，通過在一個水系或者一個地域，在地點上設置若干個水質監(jiān)測站，所有的監(jiān)測站均帶有不間斷的自動監(jiān)測儀器設備，并通過同一個中心站對這若干個子站進行控制，專業(yè)監(jiān)測人員能夠隨時根據(jù)要求，對該地區(qū)的水質水體實時狀況進行自動監(jiān)測，從而形成一個不間斷的自動監(jiān)測系統(tǒng)。水質自動監(jiān)測系統(tǒng)就是目前我國水質監(jiān)測發(fā)展的核心內容，通過發(fā)展該項監(jiān)測技術，能夠解決人工監(jiān)測方法的局限性，但目前我國關于此類系統(tǒng)的應用還不成熟，還需進一步的發(fā)展。

3水質分析監(jiān)測技術的分類

根據(jù)水質監(jiān)測的所用儀器及原理的不同，將水質分析監(jiān)測技術分為三類，分別是電化學分析法，氣液相色譜分析法、光學分析法，此外還有一些水質監(jiān)測專用分析法，如濁度測定法及溶解氧測定等。

3.1電化學分析法

水質分析中的電化學分析方法的原理是通過物質的電學和電化學性質來測定水中物質的組分及其含量的分析法。電化學分析法主要有以下幾個項目：

（l）測定電導率

用專用電導儀來測定水體的電導率，主要包含惠斯登電橋法、電極分壓法、及電磁感應測定法。

（2）測定水體PH

通過PH儀測定水體PH，原理是由玻璃電極（測量電極）和甘汞電極（參比電極）

組成原電池，對其電勢大小采用能斯特公式進行計算，參比電極的電位保持不變，電極電位只和被測溶液的氫離子或其他離子濃度有關。

（3）測量水中離子濃度

可以采用庫倫滴定法，即利用離子發(fā)生電解氧化還原時所需的電量來確定其物質的量的方法；還可以使用電位滴定計，通過滴定待測物質直至終點（溶液的電位發(fā)生突變時），再測算出滴定液體量來換算出待測物質值。

3.2色譜分析監(jiān)測法

色譜分析法主要有氣相色譜法、液相色譜法等。其中氣相色譜法是通過氣相色譜儀將水體液化分層進行分析的，它是在色譜空心管填充相應的固定相，將待分析樣品進行汽化，以流動相經載氣進人管柱，利用樣品中各個組分經過固定相所受阻力的不同，造成管柱中的流動速率不一致，從而達到分離樣品的目的，然后對分離的樣品進行依次監(jiān)測。

而液相色譜法利用離子相色譜儀來完成的，將當待測的樣品通過流動相運載通過設有離子交換樹脂的分離柱時，由于不同待測離子與交換樹脂間的親和力是不相同的，因此會被分離開，按照親和程度高低按次序被洗脫出，然后分別進行監(jiān)測測量。

色譜分析法屬于目前使用比較廣泛的方法，可以分析處理污染重的水體。

3.3光學分析監(jiān)測法

光學分析監(jiān)測法是利用水中的物質發(fā)射的電磁輻射與其之間作用被捕捉的水質分析法，由非光譜分析法和光譜分析法構成。常見的非光譜分析法是通過光電比色管、分光光度計來測定的，其中分光光度法還包括紅外分光光度計、可見光分光光度計、紫外分光光度計等等，由于它幾乎可以測定水體中的所有元素，且具有高靈敏度，因此在水質監(jiān)測中使用頗多。其主要原理是根據(jù)基于朗伯比爾定律，吸光度是和物質濃度及溶液厚度成正比的，物質和輻射能作用的時候未發(fā)生能級躍遷，而輻射方向、速度和其他物理性質發(fā)生變化。

而光譜分析法與之有一定區(qū)別，待測物質原子會與輻射能作用并吸收一部分能量，達到基臺原子躍遷激發(fā)的目的。由于激發(fā)原子的方式和能量變化的觀測方式不同，主要有原子光譜分析法、磁共振波譜分析法及X射線光譜分析法等等。原子光譜分析法包括原子發(fā)射光譜法、離子體發(fā)射光譜法、原子吸收光譜法、熒光光譜法等；磁共振波譜分析法包括順磁共振波譜法，核磁共振波譜分析法、脈沖電子順磁共振波譜分析法等；X射線光譜分析法包括X射線衍射光譜分析法、波長色散X射線熒光分析法、X射線光電子能譜分析法、離子探針分析法等。

4水質監(jiān)測數(shù)據(jù)的處理及表達方式

在水質污染分析中，由于各種描

述及評價環(huán)境質量指標的基礎依據(jù)就是根據(jù)環(huán)境監(jiān)測所得到的數(shù)據(jù)，因此環(huán)境水質分析監(jiān)測的數(shù)據(jù)對水體的分析是十分重要的。由于不同的監(jiān)測方法的監(jiān)測數(shù)據(jù)結果及類型都是不同的，因此會影響 到水質分析數(shù)據(jù)的準精確性的主要因素就是監(jiān)測數(shù)據(jù)的具體處理方法，難度很高。但是為保證水質分析的精確性，對數(shù)據(jù)進行更加有效地處理是十分有必要的，且是必須的，因此尋求有效的數(shù)據(jù)處理方案或方法也是水質分析的關鍵。

4.1水質監(jiān)測數(shù)據(jù)的處理方法

一般用于處理水質監(jiān)測的監(jiān)測數(shù)據(jù)方法有以下幾種，包括有效數(shù)據(jù)規(guī)整法、反復驗證數(shù)據(jù)法、時間序列法和可疑或無效數(shù)據(jù)消除法等等，如表1所示。

4.2監(jiān)測數(shù)據(jù)的表達

水質監(jiān)測數(shù)據(jù)及結果，相關監(jiān)測人員都沒有權利對其進行隨意地評斷，[2]這表明監(jiān)測結果的表達的要求很高，數(shù)據(jù)除了要保證絕對的精確性，還要體現(xiàn)表達方式的清晰明了。此外，測定的樣品值須按照有關國家規(guī)定值，還要求對水位的監(jiān)測結果進行相應保留，如果監(jiān)測的結果出現(xiàn)限數(shù)，要求監(jiān)測人員表達時要注重對限數(shù)值的標記，上交的監(jiān)測數(shù)據(jù)處理報告也要求詳細與完整，符合規(guī)范。

5總結

水質監(jiān)測的目的及時發(fā)現(xiàn)水體污染情況并采取措施解決，對于目前我國的多排放環(huán)境水體十分重要。主要的分析監(jiān)測方法有色譜、電化學及光學分析法，對于水體項目的要求不同采取不同的方法，同時對于不同監(jiān)測技術測定的數(shù)據(jù)進行有效處理并規(guī)范表達，然而還存在一定問題，我國在自動化監(jiān)測領域中的發(fā)展水平還有待提高。

【參考文獻】

[1]丁潔萍.環(huán)境水質分析監(jiān)測技術與監(jiān)測數(shù)據(jù)的處理[J]， 環(huán)境監(jiān)測，2014，11（6）：35-40

[2]武萬峰，徐立中.水質自動監(jiān)測技術綜述[J]，水利水文自動化， 2010，34（1）：123-125