环境检测中地表水监测现状与发展对策分析

何 洁

（金华九和环境检测有限公司，浙江 金华 321000）

引言

地表水是地球上最重要的自然资源之一，不仅为人类提供饮用水和农业灌溉水源，也支撑着生态系统的稳定运行。然而，随着城市化和工业化的快速发展，地表水受到了越来越多的污染威胁。因此，地表水监测逐渐成为环境科学与工程领域中的一项关键任务,地表水监测也成为评估自然水体水质和水量状况的主要目标[1]。随着监测技术的不断发展，地表水监测的精确性和时效性得到了显著提高，但仍存在一系列挑战和问题，制定针对性的发展对策尤为重要。

1 地表水监测的主要内容与特点

“十三五”时期，我国水生态环境保护发生历史性、转折性、全局性变化，碧水保卫战取得显著成效。截至2020年底，全国地表水水质达到或好于Ⅲ类的国控断面比例提高到83.4%。“十四五”规划纲要提出，到2025年，地表水达到或好于Ⅲ类水体比例要达到85%。

地表水监测旨在评估和监测自然水体（如河流、湖泊、水库、水道等）的水质和水量状况（如图1所示）。水质监测是地表水监测的核心内容，主要目标是评估水体的化学、物理和生物性质，以确定水体的健康状况，通常包括水质参数监测、水体污染物监测和生物监测，水质参数监测重点监测水体的温度，了解季节性和地域性的变化，以及其对水生生态系统的影响，检测水体中的氧气含量，评估水中生物生态系统的健康状况；水体污染物监测侧重于监测有机物污染物，包括有机溶解物质、挥发性有机化合物、挥发性有机气体等（如图1所示）；生物监测通过调查水生生物群落的结构和多样性，反映水体的生态健康，进一步评估水体中毒性物质对生物的影响。水量监测主要包括水位监测和流量监测，水位监测用于监测河流水位的变化，以了解河流的流量和泛滥情况；流量监测侧重于测量水流的速度，通常使用流速计或流速仪器，能够基于流速和横截面积，计算河流、河口和水库的实际流量。地表水监测需将水质监测和水量监测紧密结合起来，以全面了解水体的状况[2]。

图1 水体污染物监测

水体的多样性和复杂性是地表水监测的一大特点，不同水体（如河流、湖泊、水库、水道）具有不同的水质特点，监测参数和方法需要根据具体情况进行选择和调整。此外，水体受到气候、地质、人类活动等多种因素的影响，导致水质和水量变化不定；地表水的水质和水量存在显著的时空变异性，水质参数和水量随季节、气象条件、地理位置等因素的变化而变化，因此需要进行持续的监测和数据采集。

2 加强地表水监测的意义

2.1 保障饮用水安全

2022年，全国降水量和水资源量比多年平均值偏少，地表水资源量为25 984.4亿立方米，用水效率进一步提升。地表水监测可以检测到潜在的水质污染问题，包括化学物质、微生物和重金属等污染物，进而及早发现污染问题，并采取措施确保饮用水的安全[3]。通过地表水监测可以确定潜在的污染源，有助于政府和社会采取必要的措施来保护水源，例如建立禁止开发或排放的保护区域。此外，地表水监测也有利于建立早期预警系统，一旦发现水质问题，可以立即采取行动，以避免大规模的饮用水危机，保障公众饮水健康。

2.2 维护生物多样性

地表水监测不仅关注水质，也关注水体中的生物多样性，技术人员可以结合检测数据分析生态系统的健康状况，以及水中生物群落的变化。监测结果可以指导生态恢复项目，确保水体中的生物多样性得以恢复，维持食物链和生态平衡。值得注意的是，通过科学的地表水监测工作，可以及早发现对濒危物种的威胁，采取必要的保护措施，保障濒危物种的生存与繁衍。

2.3 推进水资源管理

2022年，全国用水总量为5 998.2亿立方米，地表水源供水量为4 994.2亿立方米，占供水总量的83.3%。地表水监测是可持续水资源管理的基础，提供了关于水资源的基础性数据，可帮助政府和利益相关者更好地了解资源的供应和需求，以制定长期的水资源管理策略。客观上来说，地表水监测数据有利于促进水资源的公平和有效分配，防止水资源的过度开发和浪费。监测结果为政策制定者提供了有力的依据，可以帮助有关部门制定更为科学的水资源管理政策[4]。

3 我国地表水监测的现状

3.1 法律法规有待完善

我国地表水监测领域的法律法规体系尚不完善，目前，地表水监测涉及多个部门和法规，法规分散，不统一，导致监测工作的管理和协调存在困难。一些法规虽然存在，但缺乏具体的实施细则，监测工作的标准和规范不够明确，容易导致监测数据不一致的情况。在水质污染事件发生时，相关责任主体和追责机制不够清晰，难以追究责任，使得一些违法行为难以惩治。我国的环境监测法规立法滞后于环境污染的快速发展，导致法规与监测需求存在脱节。

3.2 监测技术较为单一

多样化的监测技术能够满足不同监测场景的需求，但我国地表水监测技术相对单一，地表水监测主要依赖传统的采样与实验室分析方法，监测频率低、数据获取周期长，无法满足实时性要求。自动监测技术在地表水监测中应用较少，导致监测过程人力成本高，监测结果容易受到人为因素的干扰[5]。地表水监测技术的引入和更新需要大量资金投入，但在一些地区和单位，因资金有限无法购置先进的监测设备和技术，无法满足当前监测要求。

3.3 缺乏专业监测人才

专业性的监测人才能够提升监测效率，规避常见的监测问题，然而在我国的地表水监测领域，具备地表水监测专业知识和技能的监测人员较为匮乏，导致监测工作难以开展，再加上一些地表水监测岗位并不稳定，薪资待遇不高，吸引力较低，难以留住人才。之所以会出现该类问题，主要是因为高校和职业培训机构缺乏相关专业的培养计划和教育资源，无法满足监测人才的培养需求。地表水监测领域的社会认知度相对较低，很少有人选择该领域作为职业发展的方向。

3.4 基础设施较为落后

完善的基础设施对于提升地表水监测效率和质量也有着巨大帮助，然而我国的大多数地表水监测基础设施相对落后，地表水监测站点分布不均匀，覆盖面相对较小，无法全面监测水体的状况。监测数据的传输方式相对陈旧，难以实现数据的实时传输和共享，阻碍了地表水监测的整体效率。该问题的成因在于监测设备的维护和更新需要专业技术支持，但部分地区缺乏专业的技术团队。

4 地表水监测的发展对策

4.1 完善监测法律法规

完备的监测条例和规定能够为后期的监测工作提供依据与标准，因此完善监测法律法规尤为重要。重点在于统一监测法规体系，在法律中明确各级政府和相关部门在地表水监测中的职责与权限，并制定详细的监测实施细则，明确监测的方法、设备、频率、数据报告要求等。此外，明确法律惩罚措施，包括罚款、停产、刑事责任等，以加大对违法行为的打击力度。借助监测数据的审核和核查制度，保障监测数据的真实性和可信度，利用监测数据的诚信记录系统追踪和记录监测机构和个人的监测行为，加强监测数据的诚信管理；为进一步提高监管与执法效能，需成立地表水监测工作协调机构，协调不同部门和地区的监测工作，避免监测数据的重复和冲突。定期召开监测工作协调会议，分享经验和技术，提高监测工作的效率[6]。通过专门的执法部门或组织专家咨询，解决监测工作中的技术问题；鼓励社会组织和媒体对监测工作进行监督，揭示监测数据和违法行为。结合技术人员的建议与反馈，对举报机制进行优化，切实保障举报人的合法权益。

4.2 优化水质评价标准

科学的水质评价标准能够提升地表水监测数据的合理性，也是后期地表水管理的重要参考。有关部门需结合水质、水量、生态等多个方面的因素，制定综合性的水质评价标准，反映水体健康状况的全貌。引入水体功能评价，需综合考虑水体在供水、农业、工业、生态等多个方面的功能，更为全面地评价水质，将评价标准量化，明确各项指标的权重和标准值，以提高评价的科学性和客观性；引入监测新型污染物的技术，如微塑料、抗生素、药物残留等，将其纳入评价标准。评价标准应考虑新型污染物对水生生态系统的潜在影响，特别是对生物多样性的影响；制定多级别的水质等级，区分优良、一般和劣质水质，便于向公众传达水质信息。根据地区特点和用途需求，制定不同地区和用途的水质评价标准；引入统计学方法，分析历史数据，预测未来水质趋势，提前发现潜在问题。通过水质模型，模拟水体中的污染传输和转化过程，为评价提供科学依据（如图2所示）。引入生物监测方法，通过生物指标（如水生生物多样性、底栖动物）评估水体健康；将国内水质评价标准与国际标准对接，促进国际合作和信息共享。学习国际上先进的水质评价标准和方法，不断完善本国标准。

图2 地下水动态模拟

4.3 丰富环境监测技术

伴随科学技术的发展，环境监测技术也在不断革新，为地表水监测提供了全新的工具。所以技术人员需引入高精度、低成本的传感器技术，实时监测水质、温度、浊度、溶解氧等多种参数，进一步提高监测数据的实时性和准确性，并利用卫星、无人机等遥感技术对大范围地表水进行远程监测，及时发现异常情况，为水资源管理提供及时的数据支持。声呐技术可用于监测水中底质、水流速度和水深，有利于全面了解水体情况；利用物联网技术构建智能监测网络，实现监测设备的联网，实现数据实时传输和远程控制，提高监测的自动化程度。运用大数据技术对海量数据进行挖掘，提高数据处理的效率和精度。利用区块链技术保证监测数据的安全性和不可篡改性，提高数据的可信度，防止出现数据造假和滥用；开展水生生物监测方法研究，如生物传感器、藻类监测等，更为全面地评估水体的生态健康状况。利用纳米技术开发新型水质监测传感器，能够检测微量污染物，提高监测的灵敏度；建立全国性的地表水监测数据云平台，集中存储和管理监测数据，便于数据共享和访问（如图3所示）。

图3 地表水在线监测系统

4.4 培养专业技术人才

专业性技术人才的培养也是推进地表水监测的关键任务，关键在于设计和制定与地表水监测相关的专业课程，包括水质分析、监测仪器使用、数据分析等，以培养学生的基本技能和专业知识。强化实践教育，包括实验室实践、野外实习、模拟监测等，提供学生实际操作和应用技能的机会。鼓励不同学科领域的合作，例如环境科学、化学、地理信息系统等，以培养综合性技术人才；与监测机构和水务部门合作，设计合理的实习项目，为学生提供在监测领域的实际经验，并提供奖学金、资助和学术交流机会，鼓励学生选择水环境领域作为职业发展方向。政府和行业组织可以资助研究项目，以吸引更多的学生投身地表水监测领域；招聘具有丰富实践经验和学术背景的专业教师，为学生提供高质量的教育。提供教师培训机会，使教师了解最新的监测技术和方法，以便更好地传授给学生；引导学生参与科研项目，激发学生的研究兴趣，提供经费支持学生独立或与教师合作进行地表水监测相关研究；推动国际交流计划，为学生提供到国外学习和研究的机会，拓宽国际视野。

4.5 推进基础设施建设

监测基础设施对于提升地表水监测质量也有着重要意义，有关部门需要推进监测站点网络的建设，增加地表水监测站点的密度，特别是在重要水体、水源地和工业排放口周围，以提高监测覆盖面积。在跨区域水系上建立协同监测站点，并设置不同层次的监测点，以获取不同深度和位置的数据，全面了解水体状况；引入高精度的水质分析仪器、流速计、水位计等，推广自动化监测系统，通过自动水质监测站、遥感技术等实现数据的自动采集和传输，减少人工干预和误差。使用移动监测设备，如便携式水质分析仪器和水样采集器，以便快速响应水体污染事件和紧急情况；建立高速稳定的数据传输网络，保证监测数据能够实时传输到数据中心，减少数据传输延迟。建设云计算平台，用于存储和处理大量监测数据，应用大数据分析技术以发现隐藏的数据趋势和异常，并建立数据备份和保护体系，避免数据丢失和破坏；利用卫星遥感技术监测大范围的水体，包括水质、水位和水量等信息，为水资源管理提供全球视野；定期对基础设施进行维护和保养，保证监测站点设备和仪器的正常运行。

4.6 强化污染监测分析

污染监测分析也是地表水监测中的关键任务，对于后期的地表水管理有着巨大的推动作用，管理部门需建立和完善在线监测系统，监测主要工业排放口、城市污水处理厂出口等污染源，实现实时监测。拓展监测范围，包括农村地区、小型企业和非点源污染，全面了解污染情况。引入监测新型污染物的技术，如药物残留、微塑料等，跟踪新兴污染物的排放和变化；在关键监测点定期采样，以获取长期趋势数据，并确保样品的代表性。使用自动采样设备，实现定时自动采样，减少人工干预，提高采样的准确性，推进样品保存库的建设，保证样品保存完好，以备后续分析和核查；运用数据挖掘技术和水质模型，发现数据中的潜在规律和异常情况，提高数据分析的深度和广度。结合多元监测数据，包括水质、水量、水温、气象等，综合分析水体状况。实现实时数据监测，通过自动化系统分析实时数据，及时发现异常情况并采取措施；制定污染事件应急响应预案，明确监测、预警和应急处理程序。

5 结语

综上所述，在环境检测领域，地表水监测是确保水资源安全和生态环境可持续发展的关键任务。通过对地表水监测的现状和发展对策进行全面的分析，深刻认识到了当前的挑战和问题，更找到了地表水监测的提升途径。在未来，需要更多的关注地表水监测工作，将其纳入国家发展战略的核心。通过科学的监测和管理，更好地保护水资源，维护生态平衡，确保子孙后代也能享受清洁的地表水资源。这是一项艰巨的任务，需要政府、企业、科研机构和公众的共同努力，共同塑造一个更加美好的未来。