地下水資源是我國(guó)重要的水資源,在我國(guó)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(chǎng)地的過程中存在多元化的風(fēng)險(xiǎn),如果這些風(fēng)險(xiǎn)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(shì),污染程度日益嚴(yán)重。這些現(xiàn)象對(duì)地下水污染監(jiān)測(cè)提出了新要求。
近日,分析測(cè)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(cè)院副院長(zhǎng)李義、高級(jí)工程師董會(huì)軍和董建芳,請(qǐng)他們回顧河北省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)院在地下水有機(jī)物監(jiān)測(cè)的研究之路,并分享了我國(guó)新時(shí)代地下水污染監(jiān)測(cè)新方法、新設(shè)備,希望對(duì)廣大環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的技術(shù)專家與實(shí)驗(yàn)人員有所啟發(fā)。
河北省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)院
河北省水環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)中心成立于1998年,主要從事河北省地下水的水質(zhì)檢測(cè)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(gè)方面,努力打造一支行業(yè)內(nèi)的測(cè)試隊(duì)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(cè)院副院長(zhǎng) 李義
李義表示:“實(shí)驗(yàn)室目前能夠完整檢測(cè)地下水93項(xiàng)、生活飲用水106項(xiàng)、地表水109項(xiàng)和農(nóng)灌水36項(xiàng),是一家專門從事水質(zhì)檢測(cè)的專業(yè)型實(shí)驗(yàn)室。”
水質(zhì)監(jiān)測(cè)研究中,分析儀器尤為關(guān)鍵。董會(huì)軍為我們講解了水質(zhì)監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)室如何搭配硬、軟件配置。首先,人們把水質(zhì)監(jiān)測(cè)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(jì),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(jí)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(cè)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?yàn)榄h(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(guó)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(duì)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(huì)軍表示,從監(jiān)測(cè)工作者的角度來看,在選擇設(shè)備時(shí)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(xiàng)增加至93項(xiàng),增加了54項(xiàng),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(xiàng)增至20項(xiàng),增加了鋁、硫化物和鈉3項(xiàng)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(xiàng)指標(biāo);毒理學(xué)指標(biāo)中無機(jī)化合物指標(biāo)由16項(xiàng)增加至20項(xiàng),增加了硼、銻、銀和4項(xiàng)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(xiàng)指標(biāo);毒理學(xué)指標(biāo)中有機(jī)化合物指標(biāo)由2項(xiàng)增至49項(xiàng)。
河北省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)院高級(jí)工程師 董會(huì)軍
董會(huì)軍表示:《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 14848-2017)主要增加了47項(xiàng)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(duì)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(duì)檢測(cè)設(shè)備而言,其挑戰(zhàn)在于新增的有機(jī)指標(biāo)中,有27項(xiàng)半揮發(fā)性有機(jī)物,按化學(xué)性質(zhì)可以分為13個(gè)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(shí)驗(yàn)室突破檢測(cè)難題
2019年12月12日,河北省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)院與島津企業(yè)管理(中國(guó))有限公司共同舉辦了“地下水有機(jī)污染物監(jiān)測(cè)技術(shù)”合作實(shí)驗(yàn)室簽約揭牌儀式,這標(biāo)志著自然資源系統(tǒng)中日合作實(shí)驗(yàn)室在河北監(jiān)測(cè)院建立,共同促進(jìn)環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。
河北省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)院高級(jí)工程師 董建芳
董建芳介紹到:“河北省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)院與島津的合作可以追溯到2008年。當(dāng)時(shí)河北省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)院購(gòu)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(xiàng)目》半揮發(fā)性有機(jī)物的檢測(cè)”。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(jiān)定了河北省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)院和島津合作的信心。
“從一臺(tái)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(tái)大型儀器,我們完成了國(guó)家地下水監(jiān)測(cè)工程、河北省重點(diǎn)行業(yè)企業(yè)用地調(diào)查等項(xiàng)目的檢測(cè)工作。”董建芳說道。
合作實(shí)驗(yàn)室不僅僅是檢測(cè)設(shè)備,島津?yàn)楹献鲗?shí)驗(yàn)室提供服務(wù),相關(guān)合作覆蓋了新型環(huán)境污染物檢測(cè)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(shí),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(guó)內(nèi)相關(guān)的檢測(cè)方法有兩種,液相色譜柱后衍生-熒光檢測(cè)器檢測(cè)和有離子色譜法檢測(cè),但是這兩個(gè)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(cè)試,對(duì)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(duì)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(cè)方法準(zhǔn)確可靠,在草甘膦檢測(cè)技術(shù)方面處于水平。
合作實(shí)驗(yàn)室是河北省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)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(cè)院更好履行地下水資源環(huán)境監(jiān)測(cè)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(cè)院高標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)河北省地質(zhì)資源環(huán)境監(jiān)測(cè)與保護(hù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)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(cè)人員實(shí)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(cè)能力建設(shè),針對(duì)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(shí)借助島津幫助河北省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)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(cè)
水是自然資源的重要組成部分,黨的十九屆五中全會(huì)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(cè)院將與島津聯(lián)手, 以“十四五”生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)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(cè)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(guó)際公約受控物質(zhì)、抗生素、微塑料等,實(shí)現(xiàn)并發(fā)揮地下水污染檢測(cè)預(yù)警作用。