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在水環境保護標準體系中,水環境質量標準和水污染物排放標準是環境保護標準體系的核心內容,是環境監測的依據。水環境監測方法標準是為滿足水環境質量標準和污染物排放標準實施的需要和滿足環保執法、管理工作的需要而制定的,是實現水環境保護科學管理的技術支撐。上述三種標準和其他環境保護標準共同構成國家環境保護標準體系,它們是一個相互銜接、密切配合、協調運轉、不可分割的有機整體(圖1)。
1我國水環境監測方法體系現狀
我國水環境保護標準自1973年創立以來,經過30余年的發展,已逐步形成了以水環境質量標準、廢水污染物排放(控制)標準、水環境監測方法標準為核心的水環境標準體系[1],國家水環境保護標準體系框架已經基本建成。其中作為水環境保護標準體系的技術支撐,水環境監測方法標準從無到有,從沒有任何依據和規范,到現在編寫并完成標準規范170多項,其標準體系已經基本建立。與發達國家相比,我國水環境監測方法體系仍存在著一些不夠完善的地方。
1.1水環境監測指標不全面、針對性不強水環境質量標準和水污染物排放標準是開展水環境監測的依據,其監測項目和標準限值是水環境監測方法體系建立的依據和導向。目前,我國的地表水環境質量標準項目分為基本項目、集中式生活飲用水地表水源地補充項目和集中式生活飲用水地表水源地特定項目(表1)[2]。其中,地表水環境質量標準基本項目適用于全國江河、湖泊、運河、渠道、水庫等具有使用功能的地表水水域;集中式生活飲用水地表水源地補充項目和特定項目適用于集中式生活飲用水地表水源地一級保護區和二級保護區。集中式生活飲用水地表水源地特定項目由縣級以上人民政府環境保護行政主管部門根據該地區地表水水質特點和環境管理的需要進行選擇,集中式生活飲用水地表水源地補充項目和選擇確定的特定項目作為基本項目的補充指標。
由表1可知,我國水質監測基本項目仍然是以重金屬和綜合性指標為主的監測指標體系,所列有機指標多為集中式水源地選測。水質監測的主要水質參數有無機、重金屬離子、營養物和微生物,傳統方法是利用化學分析和儀器分析及生物方法來測定其濃度,其中一些參數只能對水質起描述作用,并不能全面反映水質問題。
目前,國內外關注度較高、對人體健康危害較大的痕量有毒有機污染物,如12種典型POPs和新型POPs污染物,并沒有被納入我國水質評價指標體系,進行常規監測。這就造成我國水質監測指標并不能完全反映我國水環境污染狀況,直接影響了我國對水質環境質量控制目標的實施,同時也影響了我國監測方法體系的建立。而國外發達國家,如美國、歐盟和日本則分別制訂了各自的水環境持久性有毒污染物名單,并納入常規監測或以全國質量普查的形式進行年度監測。
1.2監測方法標準數量不足我國現有109項地表水監測項目還沒有達到一個項目一個國家標準分析方法的最低要求,特別是后80種選測指標,如聯苯胺、多氯聯苯、黃磷等還沒有國家標準;我國水體68種優先控制污染物,除水環境質量標準中已包含的指標外,其他項目還沒有國家標準方法,如除草醚、亞硝基二丙胺等。近來國際上備受關注的典型痕量持久性有機污染物,如斯德哥爾摩12種POPs和多溴聯苯醚(PBDEs)、短鏈石蠟等新型POPs,以及烷基酚等具有內分泌干擾作用的環境激素等還未建立國家標準方法;為了快速應對突發環境污染問題,降低生態環境和人體健康風險,應盡快建立、健全國家應急監測技術體系。
目前,我國水環境質量監測方法分為三個不同層次:國家標準或行業標準分析方法、統一分析方法(如《水和廢水監測分析方法》)、等效方法(如ISO、USEPA方法等[3])。其中統一分析方法和等效方法是國家標準的補充,這三類方法來自不同的標準體系,造成了我國水質監測分析方法缺乏統一性,樣品采集、保存、前處理及分析方法不統一,監測結果可比性較差,不利于各類監測計劃的開展和標準的執行。
1.3分析手段落后,監測分析方法更新不及時目前,我國水環境監測方法更新不及時,很多監測項目的分析技術手段還停留在20世紀80年代的水平,如有機氯和重金屬等。許多自動化程度高、選擇性和特異性強的前處理和檢測技術的標準分析方法還沒有建立,如氣質聯用儀(GC/MS)、液相色譜質譜聯用儀(LC/MS)、等離子體質譜(ICP/MS)等先進大型儀器的應用還不夠廣泛。
應盡早建立統一的監測分析標準方法的更新和替換制度,規范標準分析方法的建立。盡快形成能夠適應不同級別實驗室能力,滿足不同監測目需求的多層次監測標準方法體系,但應注意同一項目、不同方法監測結果的可比性。
1.4特定項目深度分析監測能力不足由于重金屬和有機監測項目的毒性不僅與總量有關,而且與其形態或異構體密切相關。重金屬形態包括價態、化合態、結合態和結構態四個方面,不同形態可能分別表現出不同的生物毒性和環境行為,如砷,其毒性大小為:單質砷<五價砷<三價砷;多氯聯苯可分為二噁英類PCBs和非二噁英類PCBs,其中12種二噁英類PCBs異構體毒性較大,國外發達國家或組織通常將此類PCBs單獨檢測、分析,計算其TEQ值。因此,我國在今后特定項目環境監測標準方法建立時,有必要考慮此方面的需求。
1.5監測分析標準方法國際化程度較低日本和歐盟在建立監測分析方法時,非常注重國際化標準方法的吸納和利用,往往直接把ISO、CEN等標準化組織的方法轉化為國內標準,不但提高了標準方法的制定效率,同時也增加了標準方法體系和監測結果的國際認可度。目前,我國環境監測標準中國際標準方法的轉化率較低,這可能與我國目前的實驗室配置能力和技術人員素質參差不齊有關。
1.6生物監測方法應用較少生物監測可及時反映污染物的綜合毒性效應及其可能對環境產生的潛在威脅,掌握水環境質量,發現一般監測和理化監測所發現不了的環境問題。在我國目前廣大的水域不具備使用水質自動監測站對水環境進行連續自動監測,水生生物監測是一種較為適合的手段,這方面的測試方法和技術需要進一步的研究。
2我國水環境監測分析方法體系改進措施
2.1加強水環境質量評價體系研究進一步開展我國水體質量評價方法研究,科學設定水環境監測項目,使其能夠更加科學的反映我國水環境質量真實狀況,具體方法或步驟如下:①建立水體污染物篩查方法體系,及時發現新型污染物;②調查國內外水環境監測指標,形成水環境監測指標庫;③深入分析指標庫及熱點污染物,確定下一步重點監測對象,調查研究其在我國水體中的污染現狀,如具有“三致作用”的持久性有機污染物等,完善我國水環境監測指標。建立監測指標備查庫,研究其人類健康和環境風險性,篩選常規監測指標;④加強水體污染物基準值的研究,以建立科學合理的標準限值。通過以上研究,建立我國水環境監測指標體系,進一步完善我國水環境質量評價標準,使水環境監測方法標準的建立做到有的放矢。
2.2完善水環境監測方法體系根據監測指標庫,調查統計各指標所對應的所有現行監測分析方法,建立我國水環境監測方法數據庫。然后結合環境管理需求和監測方法研究進展,完善我國水環境監測方法標準體系。
針對目前尚無國家標準監測方法的監測項目,建立相應的國家監測方法標準,或采取標準程序把統一分析方法或等效方法轉化為國家監測標準。修訂完善現行環境監測方法標準,針對現行環境監測方法的檢測能力未能滿足相關環境保護標準需求、儀器或設備已經落后或淘汰、使用了禁用試劑等的方法標準進行修訂。盡量采用GC/MS、LC/MS和ICP/MS等自動化程度高和先進檢測技術手段,建立新的監測分析方法標準,使同一項目配備使用不同檢測技術手段的多種方法標準,以滿足不同層次實驗室和不同水環境管理需求。除完善現有指標監測方法標準外,應實時跟蹤分析國家環境管理需求和國際熱點污染物,如POPs的新近研究進展,建立國家水環境監測指標備用庫,如應急監測污染物名錄,并及時制定相關監測方法標準。加強水環境監測方法體系中樣品采集、前處理、保存和QA/QC體系等相應標準的制訂。逐步開展水生生物監測,建立生物監測方法標準。
水生生物作為水生生態環境的綜合表現者,它們常對極低濃度的環境污染物有反應,生物監測在保護水生生態系統不受潛在的有毒有害化學物質危害方面,至少有三種用處。第一,水生生物暴露在化學物質中所產生的反應,可用來評價水生生物受害與化學物質之間的關系。第二,生物監測系統可連續地監測水生生態環境的質量,測定出危害環境的污染物。第三,水中有幾種有毒物質共存時,其共同的毒性往往不是簡單的加和,其間會發生協同或拮抗作用。因此,使用生物毒理學來檢測污染物對動植物和人類的危害性,對水質進行綜合性的監測,更能客觀的反映有毒有害物質的毒性。
3結語
(1)我國的水環境監測近年發展速度雖較快,但是與國外的發展還有一定的差距,其發展仍然是任重道遠。目前,我國現有的水環境質量監測分析方法總量豐富,但資源龐雜分散。總體上看,這些方法欠缺體系性,且部分方法存在不同程度的陳舊、繁瑣等問題。
(2)為了盡快完善水環境監測方法標準體系,提高我國水環境監測數據質量,滿足我國水環境管理需求,應盡快建立我國及發達國家的水環境監測方法體系數據庫,建立國家級監測方法標準集成網絡平臺,以便使全國的環境工作者盡快了解我國水環境監測現狀和不足及國際發展趨勢,使其在今后的環境監測和科研工作中做到有的放矢。