浅析水质监测新技术的应用

张风彩 焦二虎

浅析水质监测新技术的应用

张风彩 焦二虎

目前水质监测主要由专业取样人员进行野外取样，然后送到实验室进行各种项目的分析化验，这种传统的常规监测费时费力，耗材耗力，且受自然条件和时空等因素限制。而且随着水环境不断恶化，传统监测技术已不能完全反映水质动态变化规律。近年来，随着科技迅猛发展，各种水质监测新技术如雨后春笋般发展起来。本文从以下几个方面对目前应用较为广泛的水质监测新技术作简要概述。

一、水质自动监测技术

水质自动监测技术是把自动分析仪器和现代化的传感器组合起来并配上先进的控制芯片、网络通讯和专业分析软件，使水样采集、分析到记录、传输、数据处理及存贮整个过程实现高度自动化，从而进行多参数在线快速、自动监测的技术。

早在20世纪60年代，美国、日本等国家就拥有了自己的自动监测站，而水质自动监测技术在我国起步较晚。近年来，随着水质监测标准的提高，我国的水质自动监测技术逐渐发展起来。

水质自动监测技术可测定的参数不仅有水温、电导率、pH值、溶解氧、浊度、氧化还原电位等综合性指标项目，还可测定高锰酸盐指数、生化需氧量、总有机碳等水质污染指标和叶绿素、氨氮、六价铬，硝酸盐氮、苯酚等水质组分指标项目。

目前水质自动监测技术主要分为水质自动分析仪和水质在线自动监测两大类，其中水质自动分析仪有多参数水质自动分析仪、化学需氧量分析仪、高锰酸盐指数分析仪、磷酸盐和总磷分析仪、氨氮和总氮分析仪等。

基于微电子技术和计算机技术的应用，水质自动监测技术逐步向仪器小型化，分析试样超微量化、测试速度超高速化的方向发展。

二、生物监测技术

现代生物监测技术主要是利用活的生物体或微生物对环境中某种污染物敏感的特性，配上核酸探针及生物传感器来监测它们对环境的反应，从而对环境质量做出评价。此技术利用某些生物对污染源的敏感性、承受负荷小，能反映出污染物对生物体及生态系统的综合影响，可在污染物严重污染水体及人体之前起“早期诊断”作用，能快速准确有效地监测和评价环境。生物监测技术目前还只能对污染物进行定性分析，未能定量分析。随着环境污染认识的不断加深及污染物对生物和人类健康的影响不断凸显，生物监测技术愈来愈受到环境监测者的青睐。

现代生物监测技术可应用于水质监测方面的主要有生物传感技术、核酸探针、PCR技术。

生物传感技术是在固化细胞和固化酶技术的基础上，通过生物分子与待测目标物发生特殊的物理或化学变化，然后再转化为电信号，从而得到监测结果。随着电子科技及生物技术的高速发展，生物传感技术已成为一个新兴的高科技领域，并且具有高度自动化、微型化及集成化等特点，能快速有效地进行监测分析，可代替传统的分析方法。目前生物传感技术在水质监测中已广泛应用的有氨生物传感器、BOD生物传感器、亚硝酸生物传感器、氧化还原电位生物传感器、底物及代谢浓度检测器等，该技术不仅克服了传统监测方法繁琐、不能及时反映水质情况等缺点，还可能进行在线自动连续监测。

核酸探针主要用于各种微生物的监测，目前用核酸探针主要监测水环境中的致病菌如大肠杆菌、沙门氏菌等腹泻致病菌；而PCR技术主要应用于尚不能培养的微生物监测，它既可监测特定环境中的微生物的成分、种群特征及其动态变化，同时也可用于水样中的细胞监测。

随着技术的不断革新完善，核酸探针及PCR技术可能成为一种快速可靠并能代替常规水质微生物检验的方法。

三、遥感监测技术

遥感监测技术主要是利用水体及其污染物的光谱特性的差异，通过遥感传感器进行水环境监测与评价的技术。

由于水体中的污染物种类繁多，成份复杂且形态各异，而遥感传感器记录的是目标物的电辐射特性；不同污染物会导致水体密度、透明度、颜色及辐射各异，即使同一污染物水体，由于浓度不同，也会导致水体的反射光谱的变化，反映出的遥感图像就有差异。所以遥感监测技术不能监测水质中所有的污染物。

目前遥感监测技术主要监测水体的富营养化、悬浮固体、有机化学污水、油污染、热污染及一些难以识别的隐蔽性污染源。

遥感检测技术在水质监测方面具有监测范围广、立体适应性强、信息量大、效率高等优点，可用于动态监测，建立水污染灾害预警系统，实行应急实施监测。

随着遥感技术的不断发展，遥感水质监测从最初的简单定性分析逐步发展到定量反演，其监测数据的时空性、光谱分辨率及数据精度愈来愈高，水质遥感监测技术在水环境监测中的地位会越来越重要。

四、综述

随着高科技的迅猛发展和水质监测方法更为标准及国际化，水质监测手段也得到快速发展，水质监测技术也将向着现场快速分析及连续自动化分析方向发展。遥感、卫星定位系统及地理信息系统即“3S”系统网络在水环境中的应用扩宽了水质监测的区域，同时也使水质监测分析仪器趋变为具备便携性、操作简单及能快速分析等优点，并可用于现场即时监测的小型化仪器设备和不同大型仪器联合连续监测的复合化仪器设备，为我国水质监测逐步向污染物痕量、超痕量分析及人体舒适的水环境监测方面发展提供了可能

（作者单位：河南省驻马店水文水资源勘测局 463000）