浅谈水纹预警溯源技术在地表水水质监测的应用

—171—技术与应用浅谈水纹预警溯源技术在地表水水质监测的应用张琳（河南省信阳水文水资源勘测局，河南信阳464000）【摘要】文章首先针对地表水监测这项工作的具体内容进行了介绍，进而针对水纹预警溯源这项技术的具体工作原理进行了详细的阐述，最后结合一些具体的案例针对这项技术的实际应用效果和由其研制出的仪器应用进行了有效的分析，很好地体现出了这项技术的先进性和实用性。【关键词】水纹预警溯源地表水监测荧光光谱1地表水的监测我国许多地区的环保部门都将工作的重点集中在地表水方面的保护上，但是相比于一般水体的保护，受限于一些地区人口密度大和经济水平高的影响，这些地区地表水中的污染物含量巨大，同时，地表水的水网形态非常复杂，这些都不同程度上提升了地表水保护的难度。常规地表水的监测指标主要包括：水体本身的pH值、水体中的总氮、总磷、溶解氧以及氨氮等指数，随着一些监测手段的不断发展以及相关技术应用的进一步提升，我国针对地表水所开展的预警监测也逐步完成了常规化，但是这些常规的监测项目通常只能够针对整体的污染总量进行一个大致的评估，对于一些具体有机污染物的来源和相关毒性并不能很好地进行体现，存在着污染物变化原因和性质表述不清的问题，这就需要有关保护部门能够开发出一种新型、有效的监测技术。三维荧光光谱这项监测技术就是在这种情况下出现的，并取得了一定的成果，主要应用于一些水体中有机物污染浓度的监测中[1]。2技术原理对于水体中的有机物来讲，其体内会含有大量的腐殖质、叶绿素和蛋白质等，这些物质本身都具备着非常明显的荧光特性，而对于那些能够对地表水造成污染的各项污染物，包括：表面活性剂、油脂、腐殖质、蛋白质、酚类和维生素等，这些都属于芳香族化合物的范畴，每一种物质都有其特定发光区，这就涉及到了水质的指纹问题。研究人员将水样的荧光强度按照等高线的形式进行投影，就能够在一个平面上建立以发射光波长和激发光波长作为纵坐标和横坐标的谱图，这种谱图就被称作为三维荧光的光谱[2]。其基本原理就是水体中各种污染物中的荧光成分会在特定波长光的照射下发出发射光，其体现出的位置不同和荧光强度以及污染物浓度之间存在非常大的关系，因此，通过这些荧光光谱的建立就能够很好地分析出水体中的污染物组成，这就和人体的指纹相类似，每一种污染物都会找出其特定的荧光强度，这种一一对应的形式就被称之为水质的指纹，也就是水纹。有关研究学者现如今已经将这项监测技术进行了仪器化，针对特定的污染物类型就能够进行报警，当前应用这项技术已经可以监测出以下这些类型的废水：焦化废水、石化废水、电子废水、印染废水、金属制品的制造废水、造纸废水以及最为常见的生活污水。3监测案例分析根据水纹预警的技术原理，有关研究人员研制出了专门对地表水的水质进行监测的仪器——预警溯源仪。借助于这种仪器能够对水质出现的异常情况进行较好的监测，水站的管理人员就能够借助溯源的最终结果针对异常的水情进行监测报告的编制，之后再将编辑好的报告上交有关部门来采取一些及时、有效的措施来应对这种水质的变化情况，这种仪器的使用为有关部门提出的有效措施提供了非常大的技术支持。3.1台风事件的监测地表水的水质经常会受到一些异常自然灾害的出现而有所变化，以2013年出现的菲特台风为例，当台风过境时，所受波及范围的地表水的水质就会出现不同程度的变化和异常，监测人员在这一期间针对水质的变化结合预警溯源仪的使用绘制出了下表，根据表中的一些指标参数的显示，可以发现该水源地峰1在台风过境期间的强度提升了1倍，相比于峰2，这种差异性非常明显，这就说明地表水中的水质成分出现了明显的变化。与此同时，几乎所有的常规指标都出现了不同程度的上升，其中，高锰酸钾的指数和总氮的指数变化最为明显，出现了一位剧烈的波动。针对这种情况进行研究，有关人员发现，经过台风作用的影响，地表水水体中原有的一些底泥污染物受到波动被析出，其中大量的污染物成分扩散到整个水体中，这才导致了这些污染物成分在水体中浓度的提升。4受污染的水体出现倒流情况某水体监测站在进行某一水域地表水水质监测期间，发现该水源地水体中电导率、总氮和氨氮等各项监测指标都出现了非常明显的波动，借助于预警溯源仪发现这些污染物质的荧光强度都出现了不同程度的提升，其中，某水纹峰的位置从原有的275nm上升到了315nm左右，通过和一些资料和过去的监测数据进行分析对比发现，这种变化和受印染废水污染后的水体变化情况非常相似，因此，监测人员判定该水源地的水体受到了印染废水的污染。而与此同时，该水源地和周边的河道水体中的水纹非常相似，但是周边河道水体中的水纹强度要远远高出水源地的水体水纹强度，因此，监测人员判断，这次水体异常情况的出现主要是因为出现异常情况地域内水体的水位低于周边河道水体水位造成的，这种水位差使得河水出现了倒流的情况，被污染的河水从周