多參數(shù)水質(zhì)測試儀在海洋環(huán)境污染應(yīng)急監(jiān)測中的應(yīng)用

曹宇峰，藍(lán)虹，黃央央

(國家海洋局廈門海洋預(yù)報(bào)臺(tái) 廈門 361008)

多參數(shù)水質(zhì)測試儀在海洋環(huán)境污染應(yīng)急監(jiān)測中的應(yīng)用

曹宇峰，藍(lán)虹，黃央央

(國家海洋局廈門海洋預(yù)報(bào)臺(tái) 廈門 361008)

文章以2012年新加坡籍“BARELI”輪觸礁事故后的海洋環(huán)境污染應(yīng)急監(jiān)測為例，對(duì)多參數(shù)水質(zhì)測試儀的基本情況、操作步驟、監(jiān)測結(jié)果和質(zhì)量保證等進(jìn)行簡述。多參數(shù)水質(zhì)測試儀具有便攜性、易于操作性、測試快捷性和數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性等優(yōu)勢，應(yīng)用效果良好，適用于海洋環(huán)境監(jiān)測尤其是應(yīng)急監(jiān)測，應(yīng)促進(jìn)其標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化和業(yè)務(wù)化推廣使用。

水質(zhì)測試儀；海洋污染；應(yīng)急監(jiān)測；海上溢油；海水水質(zhì)

1 BARELI輪觸礁事故和現(xiàn)場處置概況

2012年3月15日21時(shí)15分，裝載著1 913個(gè)集裝箱的新加坡籍“BARELI”輪(船長220 m、寬32 m)在福州江陰港附近海域擱淺觸礁，船中部斷裂，船體有隨時(shí)傾覆沉沒的危險(xiǎn)，部分集裝箱落入海中。在福建省委省政府和交通運(yùn)輸部領(lǐng)導(dǎo)的高度重視和周密指揮下，該輪21名船員全部安全獲救；海事部門組織力量采取海巡船艇現(xiàn)場監(jiān)護(hù)、事發(fā)海域交通管制、船尾布設(shè)雙錨等措施，為盡最大努力防控船舶污染，福建海事局協(xié)調(diào)有關(guān)部門和專業(yè)力量，緊急協(xié)調(diào)組織開展BARELI輪燃油、含油污水等污染物的清除工作，在其周圍布設(shè)圍油欄，防止油污隨海流漂散，制訂并實(shí)施遇險(xiǎn)船舶存油抽取方案和貨物處置方案。此外，調(diào)查組于3月17—18日發(fā)現(xiàn)BARELI輪上有101個(gè)集裝箱裝載有包括農(nóng)藥和化工原料等的危險(xiǎn)化學(xué)品，共計(jì)2 240.7 t，但未發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)化學(xué)品入海。從事故發(fā)生、船舶理貨、貨物轉(zhuǎn)運(yùn)、清理殘骸直至船舶被爆破處理后移出現(xiàn)場，歷經(jīng)近百天[1]。

2 應(yīng)急監(jiān)測工作開展情況

3月17日14時(shí)，筆者所在的廈門海洋環(huán)境監(jiān)測中心站接到上級(jí)通知，立即啟動(dòng)溢油應(yīng)急監(jiān)測預(yù)案，所有監(jiān)測人員進(jìn)入緊急待命狀態(tài)。當(dāng)日16時(shí)40分，中心站再次接到上級(jí)通知，要求監(jiān)測人員當(dāng)晚即乘海監(jiān)船前往船舶擱淺海域?qū)嵤┦鹿屎Ｓ蚝Ｑ蟓h(huán)境污染應(yīng)急監(jiān)測。監(jiān)測人員接到命令后馬上行動(dòng)，在2 h內(nèi)準(zhǔn)備好全部監(jiān)測儀器設(shè)備、藥品試劑和相關(guān)物資，3名監(jiān)測人員于19時(shí)30分登上中國海監(jiān)62船，并建立船上應(yīng)急監(jiān)測實(shí)驗(yàn)室。準(zhǔn)備工作就緒后，海監(jiān)船于20時(shí)起航，前往事故船舶擱淺海域。3月18日上午監(jiān)測人員即在事故海域進(jìn)行應(yīng)急監(jiān)測，現(xiàn)場監(jiān)測項(xiàng)目包括海況、風(fēng)向風(fēng)速、水溫、鹽度、pH值、溶解氧和石油類。

自3月20日起，按照上級(jí)要求，增加危化品污染物樣品的采集并統(tǒng)一送至東海環(huán)境監(jiān)測中心檢測。至4月下旬，監(jiān)測人員每天開展1次海洋環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測，其后隨著事故船舶處理進(jìn)展逐步調(diào)整為每2天1次和每周1次，在事故船舶處理完畢后開展1次后評(píng)估監(jiān)測。

3 多參數(shù)水質(zhì)測試儀的應(yīng)用

在BARELI輪觸礁事故應(yīng)急處置中迅速全面開展海洋環(huán)境監(jiān)測，保證了海洋行政主管部門更及時(shí)地掌握事故海域的海洋環(huán)境污染狀況，從而做出準(zhǔn)確的判斷和決策，避免危化品入海帶來嚴(yán)重影響。但參與海上作業(yè)的監(jiān)測人員只有3名，人手實(shí)在有限，為實(shí)現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)時(shí)效性強(qiáng)和準(zhǔn)確度高的任務(wù)目標(biāo)，中心站在此次海洋環(huán)境污染應(yīng)急監(jiān)測過程中應(yīng)用多參數(shù)水質(zhì)測試儀，對(duì)水溫、鹽度、pH值和溶解氧等海域環(huán)境基礎(chǔ)監(jiān)測項(xiàng)目完成現(xiàn)場測定，共獲取數(shù)據(jù)300余組。

3.1 多參數(shù)水質(zhì)測試儀簡述

本次應(yīng)急監(jiān)測中應(yīng)用的是德國WTW Multi 350I型多參數(shù)水質(zhì)測試儀。其中，溶解氧的測定采用新型ConOx溶解氧電極(測量范圍0.0～20.0 mg/L)，可自動(dòng)感測水樣溫度(測量范圍0℃～50℃)，在鹽度超過1時(shí)自動(dòng)進(jìn)行鹽度補(bǔ)償(測量范圍0.0～70.0)；pH值的測定采用Sen Tix型電極(測量范圍-2～20，準(zhǔn)確度±0.004)。各項(xiàng)指標(biāo)的測量范圍基本滿足應(yīng)急監(jiān)測技術(shù)要求，且儀器和電極經(jīng)國家計(jì)量部門檢定合格，符合對(duì)監(jiān)測數(shù)據(jù)的可靠、科學(xué)和客觀的管理要求。此外，該儀器便于攜帶，自動(dòng)化程度高，操作簡單，人為誤差小，無須配制試劑，測試速度快，且溫度傳感器可與pH值、ORP、溶解氧測定共同使用，做到1次測量可獲取多個(gè)要素測值，還能有效克服采用傳統(tǒng)方法測定水溫和溶解氧項(xiàng)目過程中的操作步驟繁瑣、作業(yè)時(shí)間長、干擾因素多、實(shí)驗(yàn)周期長、存在人為誤差以及樣品和藥品試劑的保存運(yùn)輸具有安全風(fēng)險(xiǎn)等問題[2-5]，適用于本次高密度站位、高頻次監(jiān)測的船舶事故應(yīng)急任務(wù)。

3.2 操作步驟

應(yīng)急監(jiān)測期間，在每次海上作業(yè)現(xiàn)場測量前，都要小心地將經(jīng)過校準(zhǔn)處理和良好維護(hù)的ConOx電極接入多參數(shù)水質(zhì)測試儀的主機(jī)，打開電源鍵開機(jī)并切換至儀器屏幕顯示所要測定的要素單位，對(duì)儀器進(jìn)行自動(dòng)的功能性檢查，同時(shí)做好用前準(zhǔn)備和保護(hù)措施。待監(jiān)測船舶到達(dá)預(yù)定位置，停船并保持船體平衡后，迅速將電極拋入表層水體進(jìn)行測量，此時(shí)為避免電極受損，切記電極不可觸碰監(jiān)測船舶的側(cè)舷；若海上風(fēng)浪較大且影響作業(yè)安全時(shí)，須以帆布桶采集表層海水后插入電極進(jìn)行測量。在讀數(shù)過程中(時(shí)間一般在30～50 s)，待“測試值”閃爍直至顯示相對(duì)穩(wěn)定的數(shù)值，讀取最終數(shù)值作為現(xiàn)場測量記錄。

3.3 監(jiān)測結(jié)果

在為期1個(gè)多月的應(yīng)急監(jiān)測期間，現(xiàn)場測定的海水樣品中溶解氧含量的變化范圍為7.82～9.57 mg/L，pH值的變化范圍為8.01～8.21，水溫的變化范圍為11.8℃～13.1℃，鹽度的變化范圍為28.4～29.2，各監(jiān)測要素測試數(shù)據(jù)未見明顯異常。監(jiān)測人員在每次測定時(shí)均選取一定比例的原始樣品，以《海洋監(jiān)測規(guī)范》[6]中規(guī)定的測試方法進(jìn)行現(xiàn)場比對(duì)，都取得令人滿意的結(jié)果。

3.4 質(zhì)量保證

按照監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用和行政管理的需求，監(jiān)測數(shù)據(jù)的客觀性和準(zhǔn)確性非常重要，構(gòu)成海洋環(huán)境保護(hù)決策的基礎(chǔ)依據(jù)[7]。尤其在污染事故應(yīng)急監(jiān)測中，做好監(jiān)測過程中的質(zhì)量保證更是對(duì)監(jiān)測業(yè)務(wù)水平和技術(shù)支撐能力的體現(xiàn)和考驗(yàn)。

(1)儀器檢定。根據(jù)《中華人民共和國計(jì)量法》及其實(shí)施細(xì)則的要求，Multi 350I型多參數(shù)水質(zhì)測試儀及其電極在使用前即按要求經(jīng)福建省計(jì)量科學(xué)研究院檢定合格，保證監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

(2)方法建立。在多參數(shù)水質(zhì)測試儀投入業(yè)務(wù)化使用前即對(duì)各要素以規(guī)范方法進(jìn)行比測，獲取的數(shù)據(jù)分別以t檢驗(yàn)法和F檢驗(yàn)法進(jìn)行數(shù)據(jù)差異的顯著性檢驗(yàn)，其結(jié)果一致性情況令人滿意，方法差異性不顯著。隨后根據(jù)比對(duì)試驗(yàn)結(jié)果建立詳細(xì)的作業(yè)指導(dǎo)書，按照本單位質(zhì)量管理體系的要求和程序，經(jīng)技術(shù)負(fù)責(zé)人審批并就預(yù)定用途和應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行限定后使用。

(3)使用維護(hù)。在應(yīng)急監(jiān)測過程中，由專門人員負(fù)責(zé)、嚴(yán)格按照既定方法操作使用多參數(shù)水質(zhì)測試儀，克服風(fēng)大浪急和油膜覆蓋等不利環(huán)境因素，準(zhǔn)確獲取監(jiān)測數(shù)據(jù)。每天完成現(xiàn)場測定后，將儀器擦拭干凈，仔細(xì)清洗配套電極并及時(shí)更換參比液，放入專用儀器箱以避免高溫等因素縮短電極壽命，保證監(jiān)測期間測試儀的正常使用。

4 結(jié)論和建議

近年來海洋環(huán)境監(jiān)測的業(yè)務(wù)類型日趨多樣化，工作量隨之大幅增加，尤其是海洋赤潮、綠潮、溢油、危化品等應(yīng)急監(jiān)測工作，一線監(jiān)測技術(shù)人員的工作壓力與日俱增，因此對(duì)操作簡便、綜合性強(qiáng)、便于攜帶的水質(zhì)快速測定儀器的需求十分緊迫。配置先進(jìn)的儀器設(shè)備可顯著提升海洋環(huán)境監(jiān)測人員對(duì)突發(fā)性污染事故的快速反應(yīng)能力。

多參數(shù)水質(zhì)測試儀在海洋污染應(yīng)急監(jiān)測的業(yè)務(wù)化應(yīng)用過程中，在一定程度上存在需定期維護(hù)、配件成本高和穩(wěn)定性有待提高等問題，但從本次BARELI輪事故應(yīng)急監(jiān)測的應(yīng)用情況看，其在便攜性、易于操作性、測試快捷性和數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性等方面令人非常滿意，應(yīng)用效果良好。

在做好質(zhì)量保證工作的前提下，快速測定類儀器可大大緩解監(jiān)測現(xiàn)場作業(yè)的工作量，縮短作業(yè)時(shí)長，提高作業(yè)效率，實(shí)現(xiàn)當(dāng)日監(jiān)測、當(dāng)日?qǐng)?bào)送結(jié)果，為海洋行政主管部門采取科學(xué)有效的處置決策提供第一手的數(shù)據(jù)支持。

在充分進(jìn)行方法比對(duì)、現(xiàn)場驗(yàn)證、質(zhì)量保證和人員培訓(xùn)的基礎(chǔ)上，應(yīng)繼續(xù)完善測試方法和操作細(xì)節(jié)，確保高質(zhì)量積累基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資料，加快推進(jìn)快速測定類儀器設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化，拓展多參數(shù)水質(zhì)測試儀的應(yīng)用范圍和領(lǐng)域，有力推動(dòng)海洋監(jiān)測業(yè)務(wù)化的發(fā)展，為海洋行政主管部門實(shí)施海洋事務(wù)管理提供技術(shù)支撐。

[1] 王顥.集裝箱船載危險(xiǎn)化學(xué)品泄漏污染事故海洋環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測與思考：以“達(dá)飛巴萊里”觸礁事故為例[J].海洋開發(fā)與管理,2014,31(6)：81-87.

[2] 梁秀麗,潘忠泉.碘量法測定水中溶解氧[J].化學(xué)分析計(jì)量,2008,17(2)：54-56.

[3] 胡新華.溶解氧快速測定儀度數(shù)的穩(wěn)定設(shè)置的探討[J].福建分析測試,2010，19(2)：48-52.

[4] 曹宇峰,李蔚萍,林春梅，等.多參數(shù)水質(zhì)測試儀和碘量法測定海水溶解氧含量的比較與分析[J].海洋技術(shù),2013,32(1)：60-63.

[5] 曹宇峰，李蔚萍，楊畢鋮,等.多參數(shù)水質(zhì)測試儀和表層水溫表測定海水表層水溫的比較[J].環(huán)境污染與防治,2013,35(增刊2)：21-23.

[6] 國家海洋局.海洋監(jiān)測規(guī)范：海水分析：GB 17378.4—2007[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2007.

[7] 曹宇峰,藍(lán)虹,黃央央.海洋業(yè)務(wù)化監(jiān)測中應(yīng)用水質(zhì)快速測定儀的質(zhì)量保證研究[J].海洋開發(fā)與管理,2015，32(12)：50-52.

ApplicationofMulti-parameterWaterQualityTesterinEmergencyMonitoringofMarineEnvironmentalPollution

CAO Yufeng,LAN Hong,HUANG Yangyang

(Xiamen Marine Forecast Station，SOA，Xiamen 361008，China)

In this paper,the basic situation,operation steps,monitoring results and quality assurance of multi-parameter water quality tester were briefly described in the case of emergency monitoring of marine environmental pollution in Singapore after the “BARELI” went aground accident in 2012.Multi-parameter water quality tester has the advantages of portability,ease of operation,quick testability and data accuracy.The application effect is good,and suitable for marine environmental monitoring,especially emergency monitoring,and should promote its standardization,normalization and operational promotion.

Water quality tester,Marine pollution,Emergency monitoring,Sea oil spill,Sea water quality

2017-02-21；

：2017-07-26

曹宇峰，碩士，研究方向?yàn)楹Ｑ蟓h(huán)境污染監(jiān)測、管理和質(zhì)量保證

P714

：A

：1005-9857(2017)08-0062-03