主题：水质环境监测技术和仪器的发展

水质环境监测技术和仪器的发展
1、水质污染现状
•    人口增加
•    农业发展及新产品的出现
•    政府及民众的环保意识（地方保护主义）
•    水质污染现状（见表）
•    法规、标准的健全：GB3838-2002增加40余项；HJ/T91-2002；HJ/T92-2002
•    监测站4000多个，监测人员8万余人，水质自动监测站建成80多个（不包括地方建设）
表1 美国EPA重点控制水环境中的有毒污染物
表2 中国水环境中优先控制污染物
表3 中国部分江河水中检测出的有机污染物
表4 某电线电缆厂重点控制的有机污染物
表5 东湖源水和自业水中检出的有机物
表6 苏州河底质中检出的有机污染物
表7    垃圾渗漏液中检出的有机污染物
表8    微量进样器的精度（n=10，20 μl ）
表9 优质蒸馏水和各元素含量（mg/L）
表10  各种材料中所含的杂质含量（μg/kg）
2、国外水质监测
•    实验室：
  AA（进样误差见表）、SP、ICP（MIP）、ICP-MS（MIP-MS，空白见表）；GC、GC-MS、HPLC等
  我国现状与发展
•    自动监测
  COD：Mn法、Cr6+法、OH*法；光学法、电化学法、254nmUV法
•    日本：UV约2500台、COD约900台、TOC、TOD约140台
•    TOC与COD概念及换算
在确定换算关系式时， 采集试样十分重要， 必须做到

v    （1）采集试样时注意不让取样点的侧壁或底部的沉积物混入。
v    （2）为准确把握排水的特性，随意采集COD包括浓度最高时、平均、以及最低时的试样。
v    （3）每次的采集量约3L。
v    （4）将采集的试样保存于约4¡æ的冰箱内，并在24小时内送入实验室测定。
v    （5）原则上每一排水采集20个试样，每一天采集的数量为3个左右。

表11 几种工厂排水中用几种方法测量COD值的相关性
3. 简易现场检测
•    车载型x-射线荧光光谱仪（XRF）、车载型GC-MS、GC-PID、GC-ECD、便携FTIR：测量有机污染物；
•    便携式离子色谱仪：测量阴离子和少数阳离子；
•    便携式GC-PID：测定苯系物、有机磷农药等有机污染物；
•    快速检测管：现场测量NH3-N、挥发酚、Cr 6+ 、氟化物、硫化物和CODCr。
表12    现场测定仪测定项目及特征
（波谱拟合法）
表13  河水对比实验结果统计表（未经仪器校正）
表14  校正后河水测定结果统计表
4、实验室监测仪器和技术

•    气相色谱-质谱仪（GC-MS、HRGC-HRMS 、TOFMS ）
•    液相色谱-质谱仪（HPLC-MS）
•    富里叶红外光谱仪（FTIR）
•    与气相色谱联机（GC- FTIR）
•    等离子体光谱-质谱仪（ICP-MS或MIP-MS）
•    等离子发射光谱仪（ICP-AES）
•    X-射线荧光光谱仪（XRF）等。
•    除GC-MS和ICP-AES已在我国用于环境监测外，其它仪器还没有相应的标准或统一监测分析方法。

表15  气相分子吸收光谱法与现用方法各项技术指标的比较
中型仪器
•    原子吸收光谱仪（FLAAS、GFAAS）
•    气相分子吸收法（见表）
•    气相色谱仪（GC）
•    高效液相色谱仪（HPLC）
•    离子色谱仪（IC）
•    紫外-可见分光光度计（UV-Vis）
•    原子荧光仪（AFS）
•    极谱仪（POLAR）
•    目前国内外使用这类仪器的标准环境监测分析方法仍占主导地位。
•    FLAAS、GFAAS、UV-Vis、AFS和极谱仪已经国产化
            （AFS世界第一）
•    GC、IC和GFAAS在国内发展较快
5、监测技术和仪器的发展
  常规的单个化学物质的监测方法及控制对策的缺点：
F       要监测的化学物质都是已知污染物，许多未知有毒化学物质没有进行监测，危险度评价可靠性偏低。
F       没有考虑污染物之间的增强作用和拮抗作用（即复合作用）。
F       监测的化学物质越多，所花费的时间和经费越多。
组合参数如下
C    1）AOX（可吸附氯代烃）类化学组合参数；
C    2）ELISA（酶联免疫吸附）化学组合参数；
C    3）PCR（聚合酶链式反应）毒性参数；
C    4）以生物毒性试验为代表的生物组合参数。

常用的生物分子
酶及抗体最为常用
聚合酶链式反应
酶联免疫法
表面胞质团共振检测等

发展重点

Ø    （1）微量和痕量有害物质的连续自动监测系统的开发，马里兰大学，Elia取消“未检出”；
Ø    （2）有些直接测量比较困难的污染物，开发能够连续自动监测其相关物质的技术和产品；
Ø    （3）生物技术的应用（ELISA、PCR等）；
Ø    （4）从常量到超痕量进行多成分测量的简易方法及设备；
Ø    （5）痕量浓度、微量试样的测定；
Ø    （6）利用生物传感器的检测手段或连续自动监测；
Ø    （7）离子选择电极的自动监测系统（电极的耐久性和抗干扰性更为重要）；

Ø    （8）简单、廉价的T-N、T-P、COD、TOC、油类的自动在线监测或TOFMS、开放式FTIR的实时监测；
Ø    （9）超痕量成分的简易、快速测量；
Ø    （10）有机污染物的GC-MS等连续监测设备；
Ø    （11）内分泌干扰物质的简易、快速测量；
Ø    （12）多成分的GC-MS测定技术、包括采样、制样、净化和浓缩等的方法体系；
Ø    （13）多成分的HPLC-MS、ICP-MS、HRGC-HRMS测定技术和方法体系；
Ø    （14）当污染物痕量存在且难以分别测定时，利用生物学风险监测方法体系的开发研究（欧洲、北美、日本）；
Ø    （15）形态分离和监测分析技术（英国阿伯顿大学M.Cresser）。