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基于生态环境保护的环境监测水质现场采样技术探讨
摘要:在生态文明建设不断深化的背景下,环境监测成为维护生态安全并促进水资源可持续利用的重要技术支撑。其中,水质现场采样是监测体系的首要环节,其科学性、规范性直接影响监测数据的准确度。本文立足生态环境保护视角,探讨环境监测水质现场采样对环境保护的作用,并且系统分析水质采样的关键技术要点,旨在提高采样工作的科学性水平,为生态环境保护提供技术参考。
关键词:生态环境;环境监测;水质采样
水体是生态系统的重要组成部分,其质量状况直接反映生态环境的健康程度。随着城镇化进程加快,水环境污染形势日趋复杂,对生态系统的影响愈发深远。环境监测作为环境管理与治理决策的依据,承担着取样即取证的关键使命。因此,探讨基于生态环境保护理念的水质现场采样技术,不仅有助于提高监测精度,更能推动环境治理体系的现代化。
一、环境监测水质现场采样对环境保护的作用
1、实现污染精准治理
水质现场采样是掌握水生态污染状况的最前端技术环节,能够将看不见的污染事实转化为可量化的数据证据,使水体健康状态得以被准确识别。在污染治理工作中,数据可信度是各类管理措施制定的基础,而采样结果具有空间位置明确、取样过程可追溯等特性,使其成为执法监督、排污许可管理、河湖治理评估等工作的核心依据。当工业排污口出现超标排放、农业面源污染突增或黑臭水体形成趋势时,现场采样能够及时锁定污染源特征,判断污染物扩散方向,并通过连续监测揭示污染变化路径,支持风险快速响应和溯源调查。同时,在制定治污工程、修复方案或开展绩效评估时,采样数据能够反映治理成效的真实变化,避免盲目投入和资源浪费,使治理更加精准高效。
2、维护水生态系统健康
水生态保护的核心目标不仅是达标排放,更是保障水体生境稳定、生态功能持续发挥。现场采样借助多类型监测指标,可识别污染物对生态系统的潜在损伤,以及对浮游生物、鱼类栖息地、沉积物环境等造成的风险,使生态退化问题在早期阶段便能够被发现并干预[1]。例如,通过采集不同水深、不同断面的样品,可揭示富营养化、底泥污染再悬浮、溶解氧分层异常等生态危害隐患,避免爆发水华、鱼类大面积死亡等极端事件。饮用水源地监测则依赖现场采样对致病菌、毒性藻类、重金属等敏感指标实施严格检测,从而保护公众饮水安全。此外,通过采样数据公开共享,公众能够实时了解身边水体质量情况,推动社会共同参与水环境监管与保护,形成绿色发展共治合力,进而为生态文明建设、维护社会公平并加强环境保护提供基础保障。
二、基于生态环境保护的环境监测水质现场采样技术要点
1、采样前准备
采样前,监测人员首先要明确任务目标是为掌握区域常规水质状况,还是针对特定污染源进行排查,抑或为生态系统长期变化提供连续数据。不同目的对应不同的采样方案与监测指标。若监测饮用水源,应重点关注微生物、重金属及化学需氧量等安全指标;若任务指向工业排放区,则需聚焦特征污染物与工艺相关参数。在设计采样计划时,采样人员需掌握采样区域的地形地貌、水文特征、气候条件与季节变化。山区河流的流速、沉积及水文节律与平原河道大不相同;降雨与蒸发会短期内影响污染物的稀释与浓缩[2]。因此,采样前必须对区域环境、社会经济结构及人类活动强度进行调查。采样设备与容器选择要遵循科学规范,针对重金属监测,应使用聚乙烯瓶;分析有机物时则以玻璃瓶为宜,以减少吸附误差。pH 计、溶解氧仪、电导率仪等现场监测仪器的即时检测结果不仅有助于判断水样代表性,也能为后续分析提供对照依据。所有器具在使用前均应按照 《水质样品的保存和管理技术规定》(HJ 493-2009)标准进行清洗处理并编号登记,专瓶专用,防止交叉污染。
合理的采样布点方案,必须兼顾生态特征、污染分布、水动力结构及操作安全性等多方面因素。首先,要遵循代表性原则,即采样点应能全面反映监测区域水体的整体质量。在河流系统中,应在上、中、下游分别设断面,并考虑流速变化、支流汇入口与排污口的分布。在河流弯道、水流紊乱处增设采样点,可更准确反映水质梯度变化。其次,应遵守均匀性原则。在保证代表性的前提下,采样点需均匀覆盖监测区域。对于湖泊、水库等静水体,可采用分区或网格布点法,将区域划分为饮用水源区、渔业区、娱乐区和缓冲区等若干功能区,再在每个分区均匀设置采样点[3]。大型湖泊可在饮用水源区布设5 至 10 个点位,在渔业区布设 3 至 8 个点位,并在表层、中层与底层各取样,以掌握垂向分布特征。再次,应遵循可行性原则。采样点选择需考虑道路通达性及作业安全,山区河道布点需评估地势与交通状况,工业区附近采样则要防范化学品泄漏与气体中毒风险。对于宽度小于50 米、水深低于 5 米的河流,一般设置一条中泓线,在水面下 0.5米处取样;宽度介于 50 至 100 米、水深介于 5 米至10 米时,在左、右两处垂线各设两个采样点,深浅结合;宽度超过 100 米、水深 10 米以上时,则应设三条垂线,上、中、底三层同时采集,形成垂直剖面数据。
3、科学运用采样方法
在水质监测工作中,采样方式应结合监测目的、水体特征、污染物性质及时间变化规律等因素统筹判断,使所得样品具有代表性与可比性。当采样区域水动力条件稳定、污染来源相对单一、溶质在水体中已充分混合时,现场人员往往倾向于采用瞬时采样,以便快速掌握某一时刻的水质状况。例如,小型河流在枯水期水流缓慢、纵横向梯度差异不显著时,在固定采样点直接取样便能较好体现该断面的即时水质水平。然而,随着水生态环境保护要求的提高,执法监督、污染溯源及生态风险识别正在变得更加细致,仅依赖单一时间节点的数据往往无法揭示污染变化背后的过程性规律。因此,瞬时采样更适合作为特定条件下的快速判断手段,不宜单独承担长期评价任务。
面对水质呈周期性或间歇性波动的水体,如城市生活污水排放口、农业灌排水及潮汐影响显著的河段,时间混合采样则更具优势。该方法通过在一段时间内采集多个样品后合并分析,可避免瞬时采样因抽样时刻偶然性造成的偏差,使结果更能反映污染物在整个过程中的平均水平。例如,在监测具有间歇排放特征的污水处理厂出水时,可按照小时或更短间隔采集样品,再将全天获得的水样混合进行检测,以全面体现水质变化趋势。而当监测目标是研究河流断面不同位置水质差异是否因局部污染源或水动力条件变化导致时,则需采用空间混合采样,使其结果呈现横断面整体水质特征,为判断水体自净能力或污染扩散范围提供依据。
在暴雨径流、工业废水排放波动期等水污染突发性风险较高或水质变化速度快的场景,传统人工定点取样方式已难以满足监测及时性要求。此时应优先考虑连续采样方式,通过自动采样设备按照设定间隔自动留取样品,实现全过程数据留痕。连续采样不仅能形成高密度时间序列数据,更可以揭示污染峰值出现的时刻和持续时间,对科学评估环境风险、制定精准治理措施具有重要意义。但要注意,该类设备价格相对昂贵且需依赖稳定的能源供应与定期维护,采样方案制定者需在成本与风险之间进行充分权衡。
4、样品保存与运输
采样完成后,应根据检测项目立即采取相应的保存措施。对于大多数常规指标,可将样品冷藏于2 至 5℃环境中,以抑制微生物活动,降低化学反应速率。若样品用于重金属检测,需在现场加入硝酸,将 pH 值调节至 2 以下,防止金属离子沉淀或被吸附[4]。测定氨氮时,通常添加硫酸酸化至 pH<2 ,防止氨氮分解。对于溶解氧等极易变化的指标,应在现场完成测定,避免运输过程中的数据失真。在运输环节,采样容器必须密封良好,置于防震防泄漏的样品箱中,并使用泡沫或橡胶材料作缓冲。样品箱外需贴有“低温运输”“防泄漏”警示标签,以确保运输安全。需冷藏的样品应放置于含冰袋的保温箱中,定时更换冰袋,确保温度稳定在 4∘C 以下。监测人员还应尽量缩短运输时间,对于微生物检测样品,应在采样后数小时内送达实验室完成分析。整个过程应建立编号登记、交接签字及追溯体系,保证每一份样品从采集到分析都有明确记录。
5、采样过程控制
在现场采样阶段,应同步进行空白样和平行样采集,以检验过程规范性与数据稳定性。现场空白样采用去离子纯水,按照与真实采样完全一致的操作流程取样,如果检测中发现污染物含量超出允许值,则说明操作或设备存在污染,需要及时溯源并整改。平行样检测则用于衡量采样分析的精密度,通常在同一采样点同时取两份样品,比较分析结果的相对偏差[5]。偏差越小,说明操作一致性越高。对于多数常规指标,相对偏差应控制在 10% 以内。在实验室分析阶段,通过在样品中加入已知浓度的标准物质并计算回收率,可评估整个分析流程的可靠性。一般要求回收率保持在 80% 至 120% 之间,若超出此范围,则需对分析方法、仪器校准及试剂纯度进行全面检查。此外,采样检测机构应建立全过程质量档案,从采样计划、样品交接到结果核对均形成闭环记录,建立多层级质量管理体系,以防止误差积累,确保监测数据经得起验证。
结语
基于生态环境保护的水质现场采样技术,是实现精准监测、高质量环境治理的重要保障。未来,随着智能设备与自动化系统的普及,水质现场采样将向信息化、精准化与生态化方向发展,为建设美丽中国并实现绿色可持续发展目标贡献更强的技术力量。
参考文献
[1] 朱金宇, 牟芬芳, 张艺苇, 陈燿鑫. 基于生态环境保护的环境监测水质现场采样技术要点探究[J]. 皮革制作与环保科技, 2025, 6 (13): 76-78.
[2] 秦俭圣. 探讨环境监测水质现场采样技术[J]. 皮革制作与环保科技, 2024, 5(17): 33-35.
[3] 李亚河. 环境监测水质现场采样技术及其要点探究[J]. 生态与资源, 2024, (07):120-122.
[4] 危荣斌. 生态环境监测现场采样质量控制与管理[J]. 水上安全, 2023, (03):60-62.
[5] 程清清. 环境监测水质现场采样技术要点分析[J]. 低碳世界, 2021, 11 (09):17-18.
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