第３９卷第１１期 环境科学与管理 ＶｏＩ．３９ Ｎｏ．１ｌ ２０１４年１１月 ＥＮＶＩＲｏＮＭＥＮＴＡＬ ＳＣＩＥＮＣＥ ＡＮＤ ＭＡＮＡＧＥＭＥＮＴ ＮＯＶ．２０１４ 文章编号：１６７４—６１３９（２０１４）１１－０１２０一ｏ４ 中国水污染源监测方法标准技术体系研究 田隽，刘兰玉，龚立 （重庆市环境监测中心，重庆４０１１４７） 摘要：通过梳理中国水污染源监测方法标准体系发展历程，剖析其构成及技术应用现状，对比国际先进监测 技术体系，总结了中国水污染源监测方法标准体系特点，并结合国内外分析技术现状、发展趋势，提出了中国水 污染源监测方法标准体系技术发展方向：一是常规监测更加自动化、智能化；二是加强重金属形态分析能力，建 立ＩＣＰ—ＭＳ监测方法标准；三是强化有机监测仪器、标准品和耗材研发力度，提高ＬＣ—ＭＳ、ＧＣ—ＭＳ利用率； 四是建立生物监测标准方法群。 关键词：水污染源；监测；技术体系 中图分类号：Ｘ８３０．２ 文献标志码：Ａ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ Ｗａｔｅｒ Ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｉｎ Ｃｈｉｎａ Ｔｉａｎ Ｊｕｎ，Ｌｉｕ Ｌａｎｙｕ，Ｇｏｎｇ Ｌｉ （Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ Ｃｅｎｔｅｒ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ ４０１ １４７，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｗａｔｅｒ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｓ ｉｎ Ｃｈｉｎａ ｗｅｒｅ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ ｂｙ ａｎａｌｙｚｉｎｇ ｉｔｓ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｐｒｏｃｅｓｓ，ａｎ— ａｌｙｚｉｎｇ ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ，ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｏｆ ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ａｄｖａｎｃｅｄ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｓｙｓｔｅｍｓ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ．Ａｔ ｌａｓｔ，ｔｈｅ ｒｏｕｔｅ ｏｆ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｗａｓ ｍａｄｅ ｂｙ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｏｎ ｃｕｒｒｅｎｔ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ ｄｅ— ｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｔｒｅｎｄｓ．Ｆｉｒｓｔ，ｔｈｅ ｒｏｕｔｉｎｅ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｒｅｑｕｉｒｅｓ ｈｉｇｈ ａｕｔｏｍａｔｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ ｉｎｔｅｌｌｅｃｔｕａｌｉｔｙ．Ｓｅｃｏｎｄｌｙ，ｔｈｅ ｃａｐａｃｉｔｙ ｏｆ ｓｐｅｃｉａ— ｔｉｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｈｅａｖｙ ｍｅｔａｌｓ ｓｈｏｕｌｄ ｂｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｅｄ，ａｎｄ ＩＣＰ—ＭＳ ｓｈｏｕｌｄ ｂｅ ｗｉｄｅｌｙ ａｐｐｌｉｅｄ ｔｏ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ ｓｔａｎｄａｒｄ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅ ｔｈｉｒｄ ｉｓ ｔｏ ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎ ｅｆｆｏｒｔｓ ｏｆ ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｂｏｕｔ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ，ｓｔａｎｄａｒｄｓ ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ｔｅｓｔ ｍａｔｅｒｉａｌ ｏｆ ｏｒ— ｇａｎｉｃ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ，ａｎｄ ｉｍｐｒｏｖｅ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ＬＣ—ＭＳ ａｎｄ ＧＣ—ＭＳ ｉｎ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅ ｌａｓｔ ｉｓ ｔｏ ｅｓｔａｂｌｉｓｈ ｓｔａｎｄａｒｄ ｍｅｔｈｏｄ ｇｒｏｕｐ ｆｏｒ ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｗａｔｅｒ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ｓｏｕｒｃｅｓ；ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ；ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｓｙｓｔｅｍ 作为水环境监管关键技术支撑的水污染源监测 刖昌 方法标准技术体系现状如何，怎样进一步完善和构 随着国民经济的持续快速发展及城镇化进程的 建以满足中国水环境管理面临的新局面、新任务、新 加快，近年来全国废水排放总量依然呈现出快速增 要求的需要，能否实现从被动支撑到主动引导角色 长趋势，从２００３年的４６０亿吨增长到了２０１２年的 的转变。本文将在系统梳理中国水污染源监测方法 ６８４．８亿吨…，大量来自水污染源的传统污染物及 标准技术体系发展历程，深度分析其存在现状，全面 新型有机污染物源源不断地被输送到自然水体中， 对比国外先进监测技术体系特点，结合国内外监测 很多水体环境容量日趋饱和，人体健康及生态安全 技术发展趋势及中国实际，试图勾勒出中国水污染 风险明显提高，国家水环境安全形势日益严峻，水污 源监测方法标准技术体系发展路线，以便为进一步 染源监管面临着巨大挑战。 改善中国水环境管理提供更好的技术支撑。 １ 中国水污染源监测方法发展历程 收稿日期：２０１４—１０—１６ 作者简介：田隽（１９７７一），女，工程师，研究方向：环境监测管理。 中国水污染源监测分析方法标准体系是以《工 ・１２０・ 第３９卷第１１期 ２０１４年１１月 田隽等・中国水污染源监测方法标准技术体系研究 Ｖ０ｌ＿３９ Ｎｏ．１１ ＮＯＶ．２０１４ 业“三废”排放试行标准》项目为基础逐步发展起来 法经过国内较深入研究和多个实验室验证，是较成 的，迄今大致经历了三个阶段：一是初级阶段（２Ｏ世 熟的分析方法，可在环境监测与执法中使用，但并未 纪７０年代）；二是规范化阶段（２０世纪８０至９０年 上升为国家标准；而试用方法还未经多个实验室验 代）；三是发展阶段（２１世纪初至今）。 证，仅供参考选用，需经过验证程序，方可使用。国 ２Ｏ世纪７０年代是中国环境保护的起步阶段。 家标准是经过充分验证，非常成熟的分析方法，是水 １９７３年８月召开的第一次全国环境保护大会是中 污染源监测的首选。 国有意识开展环境保护工作的开始，但在整个７０年 国家或行业标准分析方法 代，中国环境监测工作发展较为缓慢，始终没有形成 统一分析方法（地方环保部门制定或 统一的水污染源监测分析方法标准。 水质监测标准方法体系 《国家水和废水监测分析方法》中的 １９８０年，中国环境监测总站的成立标志着中国 Ａ、Ｂ类分析方法） 环境监测规范化的起步。１９８２年始，环境监测总站 等效分析方法（ＩＳ０、ＵＳ ＥＰＡ或日本 和中科院环境化学研究所等分别组织编写了《污染 ＪＩＳ等标准方法），但需进行合格验证 源统一监测分析方法（废水部分）》和《环境监测分 图１监测方法体系 析方法》，统一了水质监测分析方法。其后，总站又 ２．２标准体系分析技术现状 于１９８８年组织编写了《水和废水监测分析方法》 中国水污染源监测指标主要分为理化指标、无 （三版）。１９８５年中国发布了第一个国家水质标准 机阴离子、营养盐和有机综合指标、金属及其化合物 分析方法《工业废水总硝基化合物的测定分光光 和有机污染物，另外还包括一些放射性指标、生物指 度法》，开启了水质监测方法标准化的历程。这一 标和一些特定行业污染物。 阶段废水监测项目以物理和无机为主，辅以少量的 ｐＨ，悬浮物和色度等理化指标仍分别采用２０ 生物和有机监测。分析方法主要为化学法、比色法 世纪８Ｏ年代制定的玻璃电极法、重量法和稀释法进 和分光光度法等光谱分析方法，气相色谱、高效液相 行测定；ＢＯＤ 方法分别为传统的非稀释和稀释接 色谱和离子色谱法等色谱分析法得到了初步应用。 种法，以及微生物传感器快速测定法。其中，非稀释 进入２１世纪，中国水质污染日益严重，水质监 和稀释接种法中溶解氧的测定采用碘量法或电化学 管力度逐步加大，水质监测也取得了长足的发展，呈 探头法；ＣＯＤ测定方法包括经典重铬酸钾法、快速 现两个主要特点：（１）水质监测项目，特别是有机监 消解分光光度法、高氯废水氯气校正法和高氯废水 测项目大幅增加；（２）先进的分析技术得到了广泛 碘化钾碱性高锰酸钾法等４个标准，其中快速消解 应用，具体表现为：①元机监测增加了等离子体发射 分光光度法具有国际化水平。 光谱和原子荧光光谱的应用，扩大了离子色谱技术 氰化物、硫化物、卤化物、阴离子表面活性剂等 的应用范围；②大量增加了有毒有害有机污染物的 无机阴离子的分析仍以分光光度法和容量法等传统 分析技术。ＧＣ的应用更广泛，ＧＣ—ＭＳ也开始初步 技术手段为主。而欧美等发达国家则主要以离子色 应用；③生物监测增加了初级生产力、急性生物毒性 谱法为主，传统分光光度法为辅，流动注射技术也有 测定及生物危害性测定与评价方法。 一定程度的应用 Ｊ。尽管离子色谱和气相分子吸 ２监测方法技术体系现状 收光谱分别在氟化物和硫化物的测定中得到应用， 但磷、硝态氮和氨氮等的分析仍以分光光度法和容 ２．１ 监测方法标准体系构成 量法为主ｌ３ Ｊ，辅以气相分子吸收光谱法，而在欧美 目前中国废水监测分析方法已形成了以国家或 得到广泛应用的流动注射法则还没有相应的国家或 行业标准分析方法为基础，统一分析方法和试用方 行业标准。 法作为补充的监测方法体系（见图１）。统一分析方 在金属及其化合物的测定中，中国仍以传统分 ・１ ２】・ ２０１４年１１月 第３９卷第１１期 田隽等・中国水污染源监测方法标准技术体系研究 Ｖ ０１．３９ Ｎｏ．１１ 光光度法和原子吸收光度法为主，而在发达国家得 到普遍应用的ＩＣＰ—ＡＥＳ和ＩＣＰ—ＭＳ等大型仪器 在中国还没有相应的方法标准。欧、美、日等发达国 家则基本上都废止了分光光度法，而以原子吸收光 度法、ＩＣＰ～ＡＥＳ和ＩＣＰ—ＭＳ法为主。 有机污染物主要分为挥发性、半挥发性和持久 性有机污染物等。水污染源有机污染物监测在中国 开展的相对较晚，目前主要以ＧＣ法为主，并有少量 ＨＰＬＣ方法标准，ＧＣ—ＭＳ的应用尚属起步阶段，各 监测站仪器配置及人员素质还不够完备可能是制约 其广泛应用的重要因素。 ３监测方法技术体系特点及存在问题 ３．１ 国家标准方法数量不足 国家标准方法数量不足主要表现在两个方面： 一是中国水污染源监测方法标准还没有达到一个项 目对应一个国家标准方法的最低要求，特别是监测 频率较低的后５５类污染物，其监测方法系来自《水 和废水监测分析方法》中的统一方法或ＩＳＯ、ＵＳ ＥＰＡ 等国家或组织的等效分析方法。这就造成了样品采 集、保存、前处理及测定等环节规范来自不同的标准 体系，技术规定的不统一，给监测数据的代表性、准 确性、可比性带来了极大的负面影响。二是中国很 多监测项目往往仅有一种国家标准方法，难以满足 不同层次实验室的需求。 ３．２方法分析手段相对落后 相对发达国家废水监测方法标准体系而言，中 国在系统完整地应用先进分析技术并转化为标准规 范方面缺乏有效的推进力度，标准的技术创新性不 强，主要表现在以下几个方面： （１）金属及其化合物分析 传统分光光度计和吸收分光光度法在中国金属 及其化合物测定中仍占据主导地位；而ＩＣＰ—ＡＥＳ 和ＩＣＰ—ＭＳ等多元素同时分析的先进技术在中国 废水监测方法标准中的应用极其有限。 （２）有机污染物分析 在国家标准方法中，中国废水中挥发性有机物、 半挥发性有机物、有机氯农药、有机磷农药等有机污 ・１ ２２・ Ｎ，Ｄｖ．２０１４ 染物的监测方法以ＧＣ法为主，分光光度法的应用 也比较广泛 ］。而在国外废水监测中应用较为广 泛，具有较强定性能力的ＧＣ—ＭＳ法在中国的应用 较少。 （３）常规项目分析 中国无机阴离子、营养盐有机综合指标和理化 指标等常规项目分析技术主要以分光光度法和化学 滴定法为主，离子色谱法和膜电极法虽然也得到了 一定程度的应用，但仍不够广泛；而现场自动快速检 测分析技术的应用属于起步阶段，还未建立国家 标准。 （４）生物监测方法 运用生物毒理学来检测污染物对动植物和人类 的危害性，对水质进行综合性的监测，更能客观地 反映有毒有害物质的毒性，这是未来发展的一种 趋势 。 目前，中国虽然也在１９９１年参照国际标准 （ｉｓｏ）方法建立了大型蚤、斑马鱼等废水生物毒性 国家检测方法标准，但由于受实验室条件、设备水平 和监测人员素质等各方面，实际工作中应用较 少。另外，分子水平的毒性试验方法还没有建立国 家标准。总之，中国的生物监测方法标准较少，尚不 具备全面性和完整性，由此也严重了生物监测 数据在环境管理工作中的直接运用。 ３．３质控体系不严密 中国较早建立的国家分析方法标准中，大都没 有对方法的质量保证和质量控制规定进行专门的论 述，缺乏严密的质量保证和质量控制体系 。近年 制修订的国家方法标准中都增加了质量保证和质量 控制部分。 ３．４分析方法国际化程度低 中国水污染源监测分析方法标准中几乎没有等 同采用的ＩＳＯ、ＣＥＮ标准，多为等效和参照采用。总 体来说，中国水污染源监测方法采用国际标准的速 度远低于国际标准的发布速度，也远低于欧盟和日 本等发达国家或组织对于ＩＳＯ标准的采用率。监测 方法标准体系与国际标准接轨，将有助于中国监测 数据的国际认可度。 第３９卷第１１期 ２０１４年１１月 田隽等・中国水污染源监测方法标准技术体系研究 Ｖｏ１．３９ Ｎｏ．１１ ＮＯＶ．２０１４ ３．５ 方法标准相互间协调性差、方法标准与强制标 准的匹配度低 括：第一，开发农药残留、多氯联苯等ＰＯＰｓ新型分 析方法，制定ＧＣ—ＭＳ、ＬＣ—ＭＳ方法标准，建立人工 中国不同的方法标准和规范对于某些具有共性 采样和实验室分析科学高效的监测方法库；第二， 特点的技术细节或技术指标的规定表述不统一，甚 至互为矛盾；个别方法标准和规范中所规定的技术 要求在实际监测工作中严重缺乏可操作性；方法标 准的技术指标与强制标准中的污染物控制或评价限 开发国产的高端实验室分析设备，配套的前处理设 备等；第三、加强标准样品、标准参考物质、溶剂等配 套耗材的研发和生产； （４）生物监测领域。建立鱼类、大型蚤、菌群、 值之间的匹配度不高。 ３．６前处理方法指导性不强 中国的标准方法大多有关于样品前处理的描 述，但是关于复杂样品干扰消除的措施、步骤往往不 够具体，对于污染源复杂基体样品分析的指导性 不强。 ４ 中国监测方法标准体系发展方向 综合比较分析上述各发达国家或组织监测分析 技术体系特点，结合目前中国监测分析技术体系现 状，力求建立体系架构更为科学、合理，技术水平更 加先进的水污染源监测分析方法标准体系，符合 “十二五”期间环境保护管理要求和监测技术发展 趋势，在技术难度上由低至高层次分明，在经济和技 术上有较强的可行性。特提出以下建议，以供参考。 （１）中国废水常规项目监测方法发展应以目前 人工采样和实验室分析为主，向人工监测和自动化 智能化监测并重的监测方向发展； （２）重金属监测领域。重金属污染防治已经成 为当前中国环保工作的重点任务之一，鉴于目前现 场自动监测技术的诸多缺陷，环境监测部门需要不 断加强重金属监测方法研究和仪器设备研发，加强 重金属形态分析能力，建立ＩＣＰ—ＡＥＳ、ＩＣＰ—ＭＳ等 先进监测仪器重金属监测方法标准，以适应不同层 次重金属监管要求，建立以人工采样和实验室分析 为主，现场自动监测为辅的方向发展； （３）持久性有机污染物（ＰＯＰｓ）监测领域。随着 中国工业的发展和城市化进程的加快，进入环境的 持久性有机污染物对生态环境和人体健康的危害日 益凸显，对这些指标的监测需求日益增加，我们要在 有机物监测技术和仪器研究方面下功夫。主要包 藻类和分子水平等不同物种急、慢性综合毒性生物 监测标准方法。加大中国生物效应标记物方面的研 究工作，开发中国生物离体器官、细胞、酶或分子快 速试剂盒监测方法标准；加大中国以生物学为原理 的监测技术和仪器设备的研发力度。 ５ 结语 综上所述，中国应不断强化水污染源监测各领 域基础研发能力，努力建立一套规范化、自动化程度 高、精细化深度分析能力强、适应性广、创新性强、国 际化的监测方法标准体系，以适应新形势下的环境 管理要求。 参考文献： ［１］中华人民共和国国家统计局．中国统计年鉴２０１２ ［Ｍ］．中国统计出版社，２０１３． ［２］ＵＳＥＰＡ．Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｍｕ— ｎｉｅｉｐａｌ ａｎｄ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｗａｓｔｅｒｗａｔｅｒ（ＥＰＡ一８２１一Ｂ一９６—００５、 ［Ｓ］．Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ Ｄ Ｃ：ｏｆｆｉｃｅ ｏｆ ｗａｔｅｒ，Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ａｎａｌｙｓｉｓ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ，１９９６． ［３］尚玲伟，张剑平，张红丽，等．离子色谱法和纳氏试 剂光度法测定地表水中氨氮的比较试验［Ｊ］．环境科学与管 理，２００９，３４（３）：１４３—１４７． ［４］刘杰，陈敏敏．“十二五”中国污染源重金属监测技 术路线构建研究［Ｊ］．环境科学与管理，２０１４，３９（６）：１２５ —１２８． ［５］张晓岭，邓力，孙静，等．我国水环境监测方法标准 技术体系研究［Ｊ］．安徽农业科学，２０１２，４０（９）：５５２１ —５５２３． ［６］阴琨，吕怡兵，滕恩江，等．美国水环境生物监测体 系及对我国生物监测的建议［Ｊ］．环境监测管理与技术， ２０１２，２４（５）：８一ｌ２． ［７］陈江，钱少华，马鑫雨，等．环境监测质量控制现状 与对策研究［Ｊ］．环境科学与管理，２０１４，３９（３）：１３４—１３６． ・１２３・
