朱艷媚
(廣東省東莞生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)站,廣東 東莞 523000)
在監(jiān)測(cè)地下水水質(zhì)期間,包含了諸多的組成部分,包括但不限于監(jiān)測(cè)方案、采樣計(jì)劃、采樣儀器設(shè)備、采集樣品、運(yùn)輸樣品、檢測(cè)分析等等,做好這些工作有利于監(jiān)測(cè)工作的高效開(kāi)展。采樣是地下水采集期間十分重要的一個(gè)環(huán)節(jié),采樣質(zhì)量對(duì)于地下水監(jiān)測(cè)質(zhì)量有著直接的影響,不過(guò)因?yàn)槎喾矫嬉蛩氐挠绊懀共杉乃畼尤鄙俅硇?,難以將相關(guān)區(qū)域的具體水質(zhì)情況真實(shí)體現(xiàn)出來(lái),通過(guò)探究地下水監(jiān)測(cè)采樣現(xiàn)象,進(jìn)而不斷完善采樣質(zhì)量控制策略。
在地下水采樣工作期間,采樣頻率及布位會(huì)直接影響樣品的代表性和準(zhǔn)確性。例如,在某些地區(qū)有豐水期、枯水期的劃分,不同時(shí)期的水質(zhì)會(huì)有所變化,采樣頻次會(huì)影響數(shù)據(jù)量,數(shù)據(jù)量越多越能反映水質(zhì)變化情況,能更容易排查影響水質(zhì)的原因。另外,點(diǎn)位布設(shè)也會(huì)影響樣品的準(zhǔn)確性,比如工業(yè)園區(qū)的監(jiān)測(cè)布點(diǎn),按要求需要根據(jù)園區(qū)面積大小布設(shè)采樣點(diǎn)位數(shù)量,而且位置的選擇也有要求,園區(qū)的布點(diǎn)要求有參照點(diǎn)、上下游點(diǎn)、兩側(cè)點(diǎn)、中間點(diǎn),布點(diǎn)越準(zhǔn)確樣品越具有代表性。
采樣儀器設(shè)備是影響水樣質(zhì)量的重要因素。目前地下水使用的洗井采樣儀器設(shè)備有手動(dòng)的和自動(dòng)的,各有優(yōu)劣。在自動(dòng)采樣儀器設(shè)備方面,我國(guó)的地下水采樣相對(duì)于國(guó)外開(kāi)展得較晚,雖然目前有些能做到國(guó)產(chǎn)化,但主要還是使用進(jìn)口的設(shè)備較多。而不同的儀器設(shè)備對(duì)水樣的質(zhì)量影響還是比較大的,例如在采集揮發(fā)性有機(jī)物的時(shí)候,水體的擾動(dòng)是水樣質(zhì)量的關(guān)鍵。
在采集地下水樣品的時(shí)候,離不開(kāi)容器的輔助。在選擇容器的時(shí)候,必須有針對(duì)性地選擇,以免樣品和各種物質(zhì)之間發(fā)生反應(yīng),從而降低樣品的準(zhǔn)確性。
采樣人員的專業(yè)知識(shí)和操作規(guī)范性同樣會(huì)對(duì)采集樣品有效性、準(zhǔn)確性產(chǎn)生影響。對(duì)于采樣人員而言,必須具備專業(yè)的技能以及扎實(shí)的地下水采樣基礎(chǔ)理論,準(zhǔn)確熟練掌握環(huán)境監(jiān)測(cè)中各項(xiàng)質(zhì)量控制流程。
地下水采樣時(shí)的然環(huán)境也會(huì)對(duì)水樣產(chǎn)生影響,比如風(fēng)、氣溫以及雨雪等,它們會(huì)使地下水采樣中存在的污染物分布情況發(fā)生一定的改變。
(1)采樣準(zhǔn)備。根據(jù)采樣任務(wù)制定采樣方案,其中包含了采樣目標(biāo)、監(jiān)測(cè)井位、監(jiān)測(cè)項(xiàng)目、采樣數(shù)量和采樣時(shí)間以及采樣質(zhì)量保障等。
(2)采樣階段。地下水采樣通常以瞬時(shí)采樣方式為主,該項(xiàng)過(guò)程包含了參數(shù)檢驗(yàn)、收集參數(shù)和填寫(xiě)原始記錄、儲(chǔ)存樣品等。
(3)樣品運(yùn)輸。樣品采集后應(yīng)盡快運(yùn)送實(shí)驗(yàn)室分析。
在地下水采樣中,目前使用的洗井采樣方式大概有兩種,一種是貝勒管洗井采樣,可以稱為手動(dòng)式;另一種是低流量洗井采樣,可以稱為自動(dòng)式,這里主要介紹貝勒管、氣囊泵、潛水泵幾種設(shè)備的應(yīng)用情況。
2.2.1 貝勒管洗井采樣方式
貝勒管洗井采樣方式的優(yōu)勢(shì)是攜帶便利,而且成本非常低,操作簡(jiǎn)便,應(yīng)用十分普遍。貝勒管底部存在止回閥,進(jìn)行操作期間利用繩索在監(jiān)測(cè)井內(nèi)放置采樣器,開(kāi)啟閥門,水流經(jīng)過(guò)墻體穿過(guò)貝勒管墻體,上升到預(yù)定采樣深度以后逐漸提升貝勒管,關(guān)上止回閥,從而獲取相應(yīng)深度的水樣。貝勒管洗井采樣方式的缺陷為消耗的水體積非常多,洗井時(shí)要求pH值、濁度、電導(dǎo)率、氧化還原電位、溶解氧等指標(biāo)值需達(dá)到規(guī)定變化范圍內(nèi)或洗井抽出水量在井內(nèi)水體積的3~5倍才可以采樣。在實(shí)踐應(yīng)用過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)這種方式洗井時(shí)間比較長(zhǎng),同時(shí)形成了較多的廢水,還面臨著交叉污染等問(wèn)題,而且在提起貝勒管的時(shí)候很容易攪動(dòng)水體,容易使相關(guān)揮發(fā)性有機(jī)物監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)被干擾。
2.2.2 氣囊泵低流量洗井采樣方式
在實(shí)踐應(yīng)用過(guò)程中,氣囊泵配備上多參數(shù)水質(zhì)分析儀器,可以達(dá)到洗井時(shí)消耗的水體積比較小,洗井時(shí)間比較短,產(chǎn)生的洗井廢水量比較少,地下水位下降幅度小等特點(diǎn)。氣囊泵屬于一項(xiàng)低流速和低擾動(dòng)式地下水洗井采樣設(shè)備,運(yùn)行原理是通過(guò)充氣來(lái)擠壓采樣鋼筒中設(shè)置的氣囊,通過(guò)止回閥的開(kāi)關(guān)相互配合來(lái)汲取水樣,這種方式對(duì)于井內(nèi)水體產(chǎn)生的擾動(dòng)性非常小,適合揮發(fā)性有機(jī)物采樣。其缺點(diǎn)是攜帶不便,需要低壓供電電源,儀器和配套的多參數(shù)水質(zhì)分析儀的成本較高,另外現(xiàn)場(chǎng)使用時(shí)反映存在泵頭汲水效率較低的情況。
2.2.3 潛水泵洗井采樣方式
潛水泵是一種離心式的洗井采樣方式,其通過(guò)鋼筒內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)的葉輪帶動(dòng)液體隨著葉片轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)汲取水樣。從實(shí)踐應(yīng)用情況看,目前多使用的是可調(diào)節(jié)流速的潛水泵,同樣可以達(dá)到洗井時(shí)消耗水體積比較小,洗井時(shí)間比較短,產(chǎn)生的洗井廢水量比較少。但潛水泵的葉片旋轉(zhuǎn)仍然會(huì)擾動(dòng)水體,不適用于揮發(fā)性有機(jī)物的采樣。
為了采集更具有代表性和準(zhǔn)確的樣品,應(yīng)當(dāng)適當(dāng)增加采樣頻次,確保有足夠的數(shù)據(jù)量支撐地區(qū)的地下水水質(zhì)情況分析。另外,要按規(guī)范要求布點(diǎn),針對(duì)特定的污染源要增加布點(diǎn),這樣采集的樣品才能更準(zhǔn)確反映污染指標(biāo)的情況。
一是規(guī)范的監(jiān)測(cè)井,這種是已經(jīng)掌握成井結(jié)構(gòu)的監(jiān)測(cè)井,可以使用貝勒管、氣囊泵或潛水泵的方式采樣,如果需要采集揮發(fā)性有機(jī)樣品,建議使用氣囊泵更能達(dá)到控制質(zhì)量要求。
二是機(jī)井,這種井內(nèi)已安裝抽水裝置,井口長(zhǎng)期密封且日常持續(xù)抽水,采樣時(shí)只需要將抽水管路中的積水排干凈,在pH值、濁度、電導(dǎo)率、氧化還原電位、溶解氧等指標(biāo)同時(shí)達(dá)到規(guī)定變化范圍內(nèi)即可采樣。這種井的采樣必須控制好現(xiàn)場(chǎng)使用的便攜式儀器設(shè)備,也就是要做好儀器的校準(zhǔn)工作,每次采樣前必須校準(zhǔn)儀器設(shè)備。
三是民井,這種井沒(méi)有井壁管,通常用磚砌或大口井筒建成。采樣時(shí),如果pH值、濁度、電導(dǎo)率、氧化還原電位、溶解氧等各指標(biāo)不能同時(shí)達(dá)到采樣要求的話,洗井就需要抽出井內(nèi)水體積的3~5倍,當(dāng)井內(nèi)水量較大時(shí),洗井時(shí)間較長(zhǎng),當(dāng)井內(nèi)水量很小時(shí),需要等待回水再啟動(dòng)洗井,洗井時(shí)間根據(jù)回水的速度不同而不同。這種井使用氣囊泵或潛水泵的方式采樣更合適些,可以減輕采樣人員的工作量,如需采集揮發(fā)性有機(jī)物,建議使用氣囊泵,可以控制水體擾動(dòng)的問(wèn)題。
在采集地下水水樣時(shí),要先校準(zhǔn)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)儀器,現(xiàn)場(chǎng)需要監(jiān)測(cè)的指標(biāo)包括pH值、濁度、氧化還原電位、水溫、溶解氧,只有當(dāng)這些指標(biāo)同時(shí)達(dá)到穩(wěn)定值的情況下方可采樣。這是采樣的先決條件,而前期這些監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)參數(shù)一般不會(huì)出現(xiàn)在報(bào)告上,但會(huì)影響水樣的采樣質(zhì)量,如果沒(méi)有達(dá)到這項(xiàng)條件,樣品就失效了。所以采樣儀器設(shè)備的準(zhǔn)確性和人員操作的規(guī)范性都同樣重要,可以說(shuō)缺一不可。
在選取水樣容器時(shí),應(yīng)選擇具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性,同時(shí)耐熱耐寒的容器,因?yàn)槿萜鞅诓豢梢晕沾郎y(cè)組分,容器不應(yīng)當(dāng)與待測(cè)組分產(chǎn)生反應(yīng)。目前地下水監(jiān)測(cè)中一般使用的為聚乙烯瓶或硬質(zhì)玻璃瓶,除了具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性,同時(shí)耐熱和耐寒,還便于開(kāi)啟和清洗,能夠重復(fù)性應(yīng)用。
在采集地下水水樣時(shí),應(yīng)準(zhǔn)確記錄當(dāng)時(shí)的天氣環(huán)境狀況,根據(jù)天氣環(huán)境狀況不同,水質(zhì)可能會(huì)產(chǎn)生不同的變化,可以為以后的數(shù)據(jù)分析提供更為準(zhǔn)確的基礎(chǔ)。
在地下水采樣期間,為了提升地下水采樣的準(zhǔn)確性,需要進(jìn)一步規(guī)范采樣人員的采樣行為,加強(qiáng)采樣人員的地下水理論知識(shí)、采樣行為規(guī)范、質(zhì)量要求及質(zhì)量控制措施等,使得地下水采樣人員自身能夠全面了解地下水采樣的相關(guān)知識(shí)點(diǎn),并且在規(guī)范地下水采樣過(guò)程的同時(shí)確?,F(xiàn)場(chǎng)實(shí)施質(zhì)量控制。在提升采樣人員自身素質(zhì)和監(jiān)測(cè)能力的同時(shí)提升質(zhì)量控制意識(shí),最終從根本上提升地下水采樣過(guò)程的質(zhì)量控制。
儀器設(shè)備是影響地下水采樣質(zhì)量的主要因素,所以選擇先進(jìn)的合適的儀器設(shè)備能更有效地控制地下水采樣質(zhì)量。在條件允許的情況下購(gòu)入先進(jìn)的儀器設(shè)備,同時(shí)應(yīng)挑選適合所在地區(qū)地下水環(huán)境特點(diǎn)的儀器設(shè)備。
一是采樣前應(yīng)準(zhǔn)備充分,包括儀器設(shè)備、采樣容器、保存劑等,每一個(gè)過(guò)程對(duì)樣品質(zhì)量都存在影響。每次采樣前必須校準(zhǔn)儀器設(shè)備,采樣后需要對(duì)泵頭進(jìn)行清潔,防止交叉污染。在保存上,不同的項(xiàng)目需要加不同的保存劑,不同的項(xiàng)目保存時(shí)間不一樣,例如重金屬項(xiàng)目加保存劑可以保存30天,但微生物項(xiàng)目不加保存劑且需要在4小時(shí)內(nèi)檢測(cè)。前期的準(zhǔn)備事項(xiàng)很重要,要在做好各項(xiàng)協(xié)調(diào)工作的同時(shí)保證水樣質(zhì)量。
二是采集樣品一般按揮發(fā)性有機(jī)物、微生物、重金屬、無(wú)機(jī)物的順序進(jìn)行。地表以下溫度變化幅度小,樣品取出時(shí),隨著溫度的改變,微生物的生長(zhǎng)速度也會(huì)改變。某項(xiàng)溶解在水中的氣體內(nèi)比如硫化氫,在地表下取出后容易揮發(fā)。
三是樣品的儲(chǔ)存和運(yùn)輸,運(yùn)輸樣品期間,避免受到陽(yáng)光直接照射,在氣溫非常高的情況下,需要將樣品冷藏保存。運(yùn)輸樣品期間,確保樣品自身安全性,以免因?yàn)檐囕v顛簸而影響到樣品質(zhì)量。
四是采樣安全注意事項(xiàng)。實(shí)施采樣工作的前期,應(yīng)全面了解采集樣品的環(huán)境背景,穿戴安全裝備,必要的情況下戴安全帽。采樣設(shè)備避免和污染源直接接觸。指派兩人在同一監(jiān)測(cè)點(diǎn)內(nèi)采樣處理,保障采樣的安全性。
由于地下水采樣監(jiān)測(cè)頻率能夠?qū)⑺畼又芷谛詴r(shí)間變化規(guī)律清楚地體現(xiàn)出來(lái),因此可以遵循理論與實(shí)際情況相互結(jié)合的基本原則,獲取精準(zhǔn)數(shù)據(jù),對(duì)地下水采樣頻率加以確定,減少人力和物力過(guò)度消耗,以水質(zhì)情況、測(cè)定條件以及經(jīng)常檢出和超標(biāo)檢出為主,遵循環(huán)境質(zhì)量報(bào)告書(shū)編制技術(shù)規(guī)定,確定所在領(lǐng)域內(nèi)的地下水采樣檢測(cè)項(xiàng)目,全面控制現(xiàn)場(chǎng)平行樣的精準(zhǔn)度。
地下水監(jiān)測(cè)是地下水環(huán)境污染防治的基礎(chǔ),地下水的采集對(duì)于防治而言有著直接性的影響,基于此,做好地下水樣品采集質(zhì)量控制極為關(guān)鍵,可以確保地下水監(jiān)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。在實(shí)施地下水監(jiān)測(cè)作業(yè)期間,根據(jù)各項(xiàng)采樣方式的優(yōu)劣,選取合適的采樣方式,做好采樣人員監(jiān)督,嚴(yán)格規(guī)范采樣過(guò)程,加強(qiáng)采樣質(zhì)量控制,確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確,最終實(shí)現(xiàn)質(zhì)量管理目標(biāo)。