環境檢測中地表水監測現狀與發展對策分析

何 潔

（金華九和環境檢測有限公司，浙江 金華 321000）

引言

地表水是地球上最重要的自然資源之一，不僅為人類提供飲用水和農業灌溉水源，也支撐著生態系統的穩定運行。然而，隨著城市化和工業化的快速發展，地表水受到了越來越多的污染威脅。因此，地表水監測逐漸成為環境科學與工程領域中的一項關鍵任務,地表水監測也成為評估自然水體水質和水量狀況的主要目標[1]。隨著監測技術的不斷發展，地表水監測的精確性和時效性得到了顯著提高，但仍存在一系列挑戰和問題，制定針對性的發展對策尤為重要。

1 地表水監測的主要內容與特點

“十三五”時期，我國水生態環境保護發生歷史性、轉折性、全局性變化，碧水保衛戰取得顯著成效。截至2020年底，全國地表水水質達到或好于Ⅲ類的國控斷面比例提高到83.4%。“十四五”規劃綱要提出，到2025年，地表水達到或好于Ⅲ類水體比例要達到85%。

地表水監測旨在評估和監測自然水體（如河流、湖泊、水庫、水道等）的水質和水量狀況（如圖1所示）。水質監測是地表水監測的核心內容，主要目標是評估水體的化學、物理和生物性質，以確定水體的健康狀況，通常包括水質參數監測、水體污染物監測和生物監測，水質參數監測重點監測水體的溫度，了解季節性和地域性的變化，以及其對水生生態系統的影響，檢測水體中的氧氣含量，評估水中生物生態系統的健康狀況；水體污染物監測側重于監測有機物污染物，包括有機溶解物質、揮發性有機化合物、揮發性有機氣體等（如圖1所示）；生物監測通過調查水生生物群落的結構和多樣性，反映水體的生態健康，進一步評估水體中毒性物質對生物的影響。水量監測主要包括水位監測和流量監測，水位監測用于監測河流水位的變化，以了解河流的流量和泛濫情況；流量監測側重于測量水流的速度，通常使用流速計或流速儀器，能夠基于流速和橫截面積，計算河流、河口和水庫的實際流量。地表水監測需將水質監測和水量監測緊密結合起來，以全面了解水體的狀況[2]。

圖1 水體污染物監測

水體的多樣性和復雜性是地表水監測的一大特點，不同水體（如河流、湖泊、水庫、水道）具有不同的水質特點，監測參數和方法需要根據具體情況進行選擇和調整。此外，水體受到氣候、地質、人類活動等多種因素的影響，導致水質和水量變化不定；地表水的水質和水量存在顯著的時空變異性，水質參數和水量隨季節、氣象條件、地理位置等因素的變化而變化，因此需要進行持續的監測和數據采集。

2 加強地表水監測的意義

2.1 保障飲用水安全

2022年，全國降水量和水資源量比多年平均值偏少，地表水資源量為25 984.4億立方米，用水效率進一步提升。地表水監測可以檢測到潛在的水質污染問題，包括化學物質、微生物和重金屬等污染物，進而及早發現污染問題，并采取措施確保飲用水的安全[3]。通過地表水監測可以確定潛在的污染源，有助于政府和社會采取必要的措施來保護水源，例如建立禁止開發或排放的保護區域。此外，地表水監測也有利于建立早期預警系統，一旦發現水質問題，可以立即采取行動，以避免大規模的飲用水危機，保障公眾飲水健康。

2.2 維護生物多樣性

地表水監測不僅關注水質，也關注水體中的生物多樣性，技術人員可以結合檢測數據分析生態系統的健康狀況，以及水中生物群落的變化。監測結果可以指導生態恢復項目，確保水體中的生物多樣性得以恢復，維持食物鏈和生態平衡。值得注意的是，通過科學的地表水監測工作，可以及早發現對瀕危物種的威脅，采取必要的保護措施，保障瀕危物種的生存與繁衍。

2.3 推進水資源管理

2022年，全國用水總量為5 998.2億立方米，地表水源供水量為4 994.2億立方米，占供水總量的83.3%。地表水監測是可持續水資源管理的基礎，提供了關于水資源的基礎性數據，可幫助政府和利益相關者更好地了解資源的供應和需求，以制定長期的水資源管理策略。客觀上來說，地表水監測數據有利于促進水資源的公平和有效分配，防止水資源的過度開發和浪費。監測結果為政策制定者提供了有力的依據，可以幫助有關部門制定更為科學的水資源管理政策[4]。

3 我國地表水監測的現狀

3.1 法律法規有待完善

我國地表水監測領域的法律法規體系尚不完善，目前，地表水監測涉及多個部門和法規，法規分散，不統一，導致監測工作的管理和協調存在困難。一些法規雖然存在，但缺乏具體的實施細則，監測工作的標準和規范不夠明確，容易導致監測數據不一致的情況。在水質污染事件發生時，相關責任主體和追責機制不夠清晰，難以追究責任，使得一些違法行為難以懲治。我國的環境監測法規立法滯后于環境污染的快速發展，導致法規與監測需求存在脫節。

3.2 監測技術較為單一

多樣化的監測技術能夠滿足不同監測場景的需求，但我國地表水監測技術相對單一，地表水監測主要依賴傳統的采樣與實驗室分析方法，監測頻率低、數據獲取周期長，無法滿足實時性要求。自動監測技術在地表水監測中應用較少，導致監測過程人力成本高，監測結果容易受到人為因素的干擾[5]。地表水監測技術的引入和更新需要大量資金投入，但在一些地區和單位，因資金有限無法購置先進的監測設備和技術，無法滿足當前監測要求。

3.3 缺乏專業監測人才

專業性的監測人才能夠提升監測效率，規避常見的監測問題，然而在我國的地表水監測領域，具備地表水監測專業知識和技能的監測人員較為匱乏，導致監測工作難以開展，再加上一些地表水監測崗位并不穩定，薪資待遇不高，吸引力較低，難以留住人才。之所以會出現該類問題，主要是因為高校和職業培訓機構缺乏相關專業的培養計劃和教育資源，無法滿足監測人才的培養需求。地表水監測領域的社會認知度相對較低，很少有人選擇該領域作為職業發展的方向。

3.4 基礎設施較為落后

完善的基礎設施對于提升地表水監測效率和質量也有著巨大幫助，然而我國的大多數地表水監測基礎設施相對落后，地表水監測站點分布不均勻，覆蓋面相對較小，無法全面監測水體的狀況。監測數據的傳輸方式相對陳舊，難以實現數據的實時傳輸和共享，阻礙了地表水監測的整體效率。該問題的成因在于監測設備的維護和更新需要專業技術支持，但部分地區缺乏專業的技術團隊。

4 地表水監測的發展對策

4.1 完善監測法律法規

完備的監測條例和規定能夠為后期的監測工作提供依據與標準，因此完善監測法律法規尤為重要。重點在于統一監測法規體系，在法律中明確各級政府和相關部門在地表水監測中的職責與權限，并制定詳細的監測實施細則，明確監測的方法、設備、頻率、數據報告要求等。此外，明確法律懲罰措施，包括罰款、停產、刑事責任等，以加大對違法行為的打擊力度。借助監測數據的審核和核查制度，保障監測數據的真實性和可信度，利用監測數據的誠信記錄系統追蹤和記錄監測機構和個人的監測行為，加強監測數據的誠信管理；為進一步提高監管與執法效能，需成立地表水監測工作協調機構，協調不同部門和地區的監測工作，避免監測數據的重復和沖突。定期召開監測工作協調會議，分享經驗和技術，提高監測工作的效率[6]。通過專門的執法部門或組織專家咨詢，解決監測工作中的技術問題；鼓勵社會組織和媒體對監測工作進行監督，揭示監測數據和違法行為。結合技術人員的建議與反饋，對舉報機制進行優化，切實保障舉報人的合法權益。

4.2 優化水質評價標準

科學的水質評價標準能夠提升地表水監測數據的合理性，也是后期地表水管理的重要參考。有關部門需結合水質、水量、生態等多個方面的因素，制定綜合性的水質評價標準，反映水體健康狀況的全貌。引入水體功能評價，需綜合考慮水體在供水、農業、工業、生態等多個方面的功能，更為全面地評價水質，將評價標準量化，明確各項指標的權重和標準值，以提高評價的科學性和客觀性；引入監測新型污染物的技術，如微塑料、抗生素、藥物殘留等，將其納入評價標準。評價標準應考慮新型污染物對水生生態系統的潛在影響，特別是對生物多樣性的影響；制定多級別的水質等級，區分優良、一般和劣質水質，便于向公眾傳達水質信息。根據地區特點和用途需求，制定不同地區和用途的水質評價標準；引入統計學方法，分析歷史數據，預測未來水質趨勢，提前發現潛在問題。通過水質模型，模擬水體中的污染傳輸和轉化過程，為評價提供科學依據（如圖2所示）。引入生物監測方法，通過生物指標（如水生生物多樣性、底棲動物）評估水體健康；將國內水質評價標準與國際標準對接，促進國際合作和信息共享。學習國際上先進的水質評價標準和方法，不斷完善本國標準。

圖2 地下水動態模擬

4.3 豐富環境監測技術

伴隨科學技術的發展，環境監測技術也在不斷革新，為地表水監測提供了全新的工具。所以技術人員需引入高精度、低成本的傳感器技術，實時監測水質、溫度、濁度、溶解氧等多種參數，進一步提高監測數據的實時性和準確性，并利用衛星、無人機等遙感技術對大范圍地表水進行遠程監測，及時發現異常情況，為水資源管理提供及時的數據支持。聲吶技術可用于監測水中底質、水流速度和水深，有利于全面了解水體情況；利用物聯網技術構建智能監測網絡，實現監測設備的聯網，實現數據實時傳輸和遠程控制，提高監測的自動化程度。運用大數據技術對海量數據進行挖掘，提高數據處理的效率和精度。利用區塊鏈技術保證監測數據的安全性和不可篡改性，提高數據的可信度，防止出現數據造假和濫用；開展水生生物監測方法研究，如生物傳感器、藻類監測等，更為全面地評估水體的生態健康狀況。利用納米技術開發新型水質監測傳感器，能夠檢測微量污染物，提高監測的靈敏度；建立全國性的地表水監測數據云平臺，集中存儲和管理監測數據，便于數據共享和訪問（如圖3所示）。

圖3 地表水在線監測系統

4.4 培養專業技術人才

專業性技術人才的培養也是推進地表水監測的關鍵任務，關鍵在于設計和制定與地表水監測相關的專業課程，包括水質分析、監測儀器使用、數據分析等，以培養學生的基本技能和專業知識。強化實踐教育，包括實驗室實踐、野外實習、模擬監測等，提供學生實際操作和應用技能的機會。鼓勵不同學科領域的合作，例如環境科學、化學、地理信息系統等，以培養綜合性技術人才；與監測機構和水務部門合作，設計合理的實習項目，為學生提供在監測領域的實際經驗，并提供獎學金、資助和學術交流機會，鼓勵學生選擇水環境領域作為職業發展方向。政府和行業組織可以資助研究項目，以吸引更多的學生投身地表水監測領域；招聘具有豐富實踐經驗和學術背景的專業教師，為學生提供高質量的教育。提供教師培訓機會，使教師了解最新的監測技術和方法，以便更好地傳授給學生；引導學生參與科研項目，激發學生的研究興趣，提供經費支持學生獨立或與教師合作進行地表水監測相關研究；推動國際交流計劃，為學生提供到國外學習和研究的機會，拓寬國際視野。

4.5 推進基礎設施建設

監測基礎設施對于提升地表水監測質量也有著重要意義，有關部門需要推進監測站點網絡的建設，增加地表水監測站點的密度，特別是在重要水體、水源地和工業排放口周圍，以提高監測覆蓋面積。在跨區域水系上建立協同監測站點，并設置不同層次的監測點，以獲取不同深度和位置的數據，全面了解水體狀況；引入高精度的水質分析儀器、流速計、水位計等，推廣自動化監測系統，通過自動水質監測站、遙感技術等實現數據的自動采集和傳輸，減少人工干預和誤差。使用移動監測設備，如便攜式水質分析儀器和水樣采集器，以便快速響應水體污染事件和緊急情況；建立高速穩定的數據傳輸網絡，保證監測數據能夠實時傳輸到數據中心，減少數據傳輸延遲。建設云計算平臺，用于存儲和處理大量監測數據，應用大數據分析技術以發現隱藏的數據趨勢和異常，并建立數據備份和保護體系，避免數據丟失和破壞；利用衛星遙感技術監測大范圍的水體，包括水質、水位和水量等信息，為水資源管理提供全球視野；定期對基礎設施進行維護和保養，保證監測站點設備和儀器的正常運行。

4.6 強化污染監測分析

污染監測分析也是地表水監測中的關鍵任務，對于后期的地表水管理有著巨大的推動作用，管理部門需建立和完善在線監測系統，監測主要工業排放口、城市污水處理廠出口等污染源，實現實時監測。拓展監測范圍，包括農村地區、小型企業和非點源污染，全面了解污染情況。引入監測新型污染物的技術，如藥物殘留、微塑料等，跟蹤新興污染物的排放和變化；在關鍵監測點定期采樣，以獲取長期趨勢數據，并確保樣品的代表性。使用自動采樣設備，實現定時自動采樣，減少人工干預，提高采樣的準確性，推進樣品保存庫的建設，保證樣品保存完好，以備后續分析和核查；運用數據挖掘技術和水質模型，發現數據中的潛在規律和異常情況，提高數據分析的深度和廣度。結合多元監測數據，包括水質、水量、水溫、氣象等，綜合分析水體狀況。實現實時數據監測，通過自動化系統分析實時數據，及時發現異常情況并采取措施；制定污染事件應急響應預案，明確監測、預警和應急處理程序。

5 結語

綜上所述，在環境檢測領域，地表水監測是確保水資源安全和生態環境可持續發展的關鍵任務。通過對地表水監測的現狀和發展對策進行全面的分析，深刻認識到了當前的挑戰和問題，更找到了地表水監測的提升途徑。在未來，需要更多的關注地表水監測工作，將其納入國家發展戰略的核心。通過科學的監測和管理，更好地保護水資源，維護生態平衡，確保子孫后代也能享受清潔的地表水資源。這是一項艱巨的任務，需要政府、企業、科研機構和公眾的共同努力，共同塑造一個更加美好的未來。