地下水資源是我國重要的水資源，在我國供水中占有大的比例，地下水一旦污染產(chǎn)生的危害及影響久遠(yuǎn)，且在管理地下水污染場地的過程中存在多元化的風(fēng)險，如果這些風(fēng)險得不到有效的管理，將產(chǎn)生惡劣的影響。目前地下水污染呈現(xiàn)由點(diǎn)到面、由淺到深、由城市到農(nóng)村的擴(kuò)展趨勢，污染程度日益嚴(yán)重。這些現(xiàn)象對地下水污染監(jiān)測提出了新要求。
近日，分析測試百科網(wǎng)聯(lián)合島津采訪了河北省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測院副院長李義、高級工程師董會軍和董建芳，請他們回顧河北省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測院在地下水有機(jī)物監(jiān)測的研究之路，并分享了我國新時代地下水污染監(jiān)測新方法、新設(shè)備，希望對廣大環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域的技術(shù)專家與實驗人員有所啟發(fā)。
河北省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測院
河北省水環(huán)境監(jiān)測實驗中心成立于1998年，主要從事河北省地下水的水質(zhì)檢測工作。在業(yè)務(wù)發(fā)展上，全面強(qiáng)化公益屬性，統(tǒng)籌推進(jìn)事業(yè)支撐，注重能力提升、人才培養(yǎng)、成果轉(zhuǎn)化、科普推廣等多個方面，努力打造一支行業(yè)內(nèi)的測試隊伍，在山水林田湖草各領(lǐng)域發(fā)揮作用，為建設(shè)美麗河北貢獻(xiàn)力量。
河北省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測院副院長 李義
李義表示：“實驗室目前能夠完整檢測地下水93項、生活飲用水106項、地表水109項和農(nóng)灌水36項，是一家專門從事水質(zhì)檢測的專業(yè)型實驗室。”
水質(zhì)監(jiān)測研究中，分析儀器尤為關(guān)鍵。董會軍為我們講解了水質(zhì)監(jiān)測實驗室如何搭配硬、軟件配置。首先，人們把水質(zhì)監(jiān)測的指標(biāo)分為常規(guī)指標(biāo)和毒理性指標(biāo)。
常規(guī)指標(biāo)一般來自自然界，可以用來反應(yīng)水化學(xué)類型，濃度范圍在幾到幾百mg/L，一般選用光譜或色譜類的儀器，主要包括紫外可見分光光度計，離子色譜儀，電感耦合等離子體光譜儀。
毒理性指標(biāo)一般指污染物，需要把μg/L級別濃度分析準(zhǔn)確，痕量金屬一般選用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀，揮發(fā)性有機(jī)污染物選擇吹掃捕集或者頂空進(jìn)樣方式連接氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀進(jìn)行測試，農(nóng)藥殘留等半揮發(fā)性有機(jī)物，根據(jù)化合物的沸點(diǎn)和極性選用氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀或液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀。
上述儀器主要以質(zhì)譜類儀器為主，因為環(huán)境樣品基質(zhì)不確定性較多，質(zhì)譜類設(shè)備有較強(qiáng)的定性和抗力。
如今，由于健康中國建設(shè)和人們健康需求的提升，有益元素的分析越來越受到重視。對水質(zhì)中有益元素的分析，常常涉及到元素形態(tài)分析，因此離子色譜儀/液相色譜儀與ICPMS等聯(lián)用設(shè)備成為人們的。
董會軍表示，從監(jiān)測工作者的角度來看，在選擇設(shè)備時應(yīng)更關(guān)注儀器的穩(wěn)定性。
新版地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)解讀
地下水質(zhì)指標(biāo)由GB/T 14848-1993的39項增加至93項，增加了54項，將地下水質(zhì)量指標(biāo)劃分為常規(guī)指標(biāo)和非常規(guī)指標(biāo)。感官性狀及一般化學(xué)指標(biāo)由17項增至20項，增加了鋁、硫化物和鈉3項指標(biāo)；用耗氧量替換了高錳酸鹽指數(shù)，修訂了總硬度、鐵、錳、氨氮4項指標(biāo)；毒理學(xué)指標(biāo)中無機(jī)化合物指標(biāo)由16項增加至20項，增加了硼、銻、銀和4項指標(biāo)，修訂了亞硝酸鹽、碘化物、汞、砷、鎘、鉛、鈹、鋇、鎳、鈷和鉬11項指標(biāo)；毒理學(xué)指標(biāo)中有機(jī)化合物指標(biāo)由2項增至49項。
河北省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測院高級工程師 董會軍
董會軍表示：《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 14848-2017)主要增加了47項有機(jī)指標(biāo)，體現(xiàn)了在控制有機(jī)污染方面的力度和決心。由于地下水中此類污染的濃度水平低，如果是針對這些指標(biāo)配置設(shè)備首先應(yīng)該注意有足夠的靈敏度，檢出限應(yīng)該不能大于Ⅰ類限值。
對檢測設(shè)備而言，其挑戰(zhàn)在于新增的有機(jī)指標(biāo)中，有27項半揮發(fā)性有機(jī)物，按化學(xué)性質(zhì)可以分為13個類別，為了提高效率，可以將極性相近的物質(zhì)合并流程進(jìn)行前處理，因此需要更適用的前處理設(shè)備。
跨界聯(lián)手 合作實驗室突破檢測難題
2019年12月12日，河北省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測院與島津企業(yè)管理(中國)有限公司共同舉辦了“地下水有機(jī)污染物監(jiān)測技術(shù)”合作實驗室簽約揭牌儀式，這標(biāo)志著自然資源系統(tǒng)中日合作實驗室在河北監(jiān)測院建立，共同促進(jìn)環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。
河北省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測院高級工程師 董建芳
董建芳介紹到：“河北省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測院與島津的合作可以追溯到2008年。當(dāng)時河北省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測院購置了島津GCMS-QP2010Plus，順利支撐完成了《華北平原地下水污染調(diào)查項目》半揮發(fā)性有機(jī)物的檢測”。13年間，GCMS-QP2010Plus幾經(jīng)移機(jī)，仍然保持著穩(wěn)定的性能和超高的靈敏度，堅定了河北省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測院和島津合作的信心。
“從一臺氣質(zhì)，到現(xiàn)在氣相、液相、氣質(zhì)、三重四極桿氣質(zhì)、液質(zhì)等多臺大型儀器，我們完成了國家地下水監(jiān)測工程、河北省重點(diǎn)行業(yè)企業(yè)用地調(diào)查等項目的檢測工作。”董建芳說道。
合作實驗室不僅僅是檢測設(shè)備，島津為合作實驗室提供服務(wù)，相關(guān)合作覆蓋了新型環(huán)境污染物檢測技術(shù)的學(xué)術(shù)交流，方法研究，人員培訓(xùn)等多方面。
新版《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》發(fā)布時，新增了草甘膦指標(biāo)。草甘膦作為一種極性較強(qiáng)的除草劑，國內(nèi)相關(guān)的檢測方法有兩種，液相色譜柱后衍生-熒光檢測器檢測和有離子色譜法檢測，但是這兩個的方法檢出限均高于《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》Ⅰ類限值幾百倍。
通過與島津分析中心的應(yīng)用工程師進(jìn)行合作，參考ISO方法，采用衍生-高效液相色譜質(zhì)譜的方法進(jìn)行測試，對衍生試劑、條件等進(jìn)行摸索，尤其在分離方面，采用一款特殊內(nèi)壁材質(zhì)的色譜柱，降低了柱壁對草甘膦衍生物的吸附，獲得了更好的峰形。這一優(yōu)化得到的檢測方法準(zhǔn)確可靠，在草甘膦檢測技術(shù)方面處于水平。
合作實驗室是河北省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測院與外資企業(yè)合作的一次創(chuàng)舉和嘗試，雙方合作將助力河北省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測院更好履行地下水資源環(huán)境監(jiān)測與保護(hù)、水土污染調(diào)查與修復(fù)職能，為河北省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測院高標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)河北省地質(zhì)資源環(huán)境監(jiān)測與保護(hù)重點(diǎn)實驗室，高質(zhì)量服務(wù)生態(tài)文明建設(shè)插上前沿科技的羽翼，更有利于水質(zhì)檢測人員實操培訓(xùn)考試進(jìn)一步邁入專業(yè)化的道路。
未來雙方將繼續(xù)加強(qiáng)溝通。一方面，抓住“十四五”重視新污染物治理契機(jī)，推進(jìn)新污染物檢測能力建設(shè)，針對持久性污染物、有毒有害化學(xué)物質(zhì)等，另一方面通過合作，為生態(tài)環(huán)境做出自己的努力，同時借助島津幫助河北省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測院培養(yǎng)綜合性的研究人才。
加強(qiáng)合作 助力“十四五”水生態(tài)環(huán)境監(jiān)測
水是自然資源的重要組成部分，黨的十九屆五中全會明確提出“重視新污染物治理”。李義表示，在“十四五”開局之年，河北省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測院將與島津聯(lián)手， 以“十四五”生態(tài)環(huán)境監(jiān)測技術(shù)需求為導(dǎo)向，緊緊抓住重視新污染物治理的契機(jī)，開展地下水中未知污染物篩查，進(jìn)一步提升檢測能力和創(chuàng)新能力，建立地下水未知污染物的篩查能力，在地下水污染事件中能夠迅速判斷污染物的種類，便于查找污染源，初步建立新污染物名錄，涵蓋持久性污染物、有毒有害化學(xué)物質(zhì)、國際公約受控物質(zhì)、抗生素、微塑料等，實現(xiàn)并發(fā)揮地下水污染檢測預(yù)警作用。
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