中國水質在線監測在艱難中起航

　　據環保部的數字，2008年，85.5%的污水處理廠出水口安裝了在線監控裝置。盡管國家已出臺相關政策，水質在線監測產品依然不能滿足實際的要求。而且，個別污染物質，比如二惡英，很難實現真正的在線監測。

　　2005年底，松花江遭硝基苯污染。

　　2007年6月，江蘇無錫太湖藍藻爆發。

　　2008年夏，云南陽宗海中砷含量嚴重超標。

　　2009年初，江蘇鹽城30噸工業廢水偷排。

　　以上重要的環境水污染事件，僅僅是近年來家喻戶曉的幾起。環境保護部4月14日公布的數據顯示，在2008年，環境保護部直接參與解決的環境事件就達135起，與飲用水污染相關的有46起。

　　2008年的環境挑戰并非個例，而始于2005年的自動水質監測系統則是環保部門試圖以技術手段遏制污染排放的重大舉措。這一年，當時的環保總局要求在所有主要排污口安裝自動水質監測系統。

　　據環保部的數字，2008年，85.5%的污水處理廠出水口安裝了在線監控裝置。

　　然而，北京公眾與環境研究中心主任馬軍發現：盡管國家已出臺相關政策，水質在線監測產品依然不能滿足實際的要求。而且，個別污染物質，比如二惡英，很難實現真正的在線監測。

　　從實驗室到實地

　　從水源地采到樣品，運送到實驗室，利用實驗室的各種儀器對水質進行分析，這是傳統的水質監測手段。雖然在實驗室中分析手段完備，但是傳統的水質監測存在耗時長、樣品不易保存等諸多缺點。通過在線手段實現的自動水質監測系統，利用電或者生物感應器等手段，可以適時得到當前的水質數據。

　　常規水質在線監測僅包括5個參數：pH值，溶解氧，電導率，濁度和溫度;其他監測指標還包括氨氮，如總碳(TOC)和化學需氧量(COD)這兩項有機物指標，總磷總氮、葉綠素/藍藻等。只需經過幾分鐘的數據采集，水源地的水質信息就可發送到環境分析中心的服務器中。一旦觀察到有某種污染物的濃度發生異變，環境監管部門就可以立刻采取相應的措施，取樣具體分析。對于水質在線分析系統，中國水利部水質監督檢驗測試中心高級工程師劉曉茹認為：“其關鍵優勢在于快速而準確地獲得數據。”

　　2005年7月，《污染源自動監控管理辦法》頒布，但是，真正給這個行業帶來強勁推動力的，卻是那年年末發生在吉林，橫跨黑龍江省，又延伸到俄羅斯的松花江污染事故。在這次罕見的特大環境事故里，硝基苯污染帶在我國境內行走42天。雖然持續了將近一個半月的時間，但是由于初期信息發布渠道不暢和在線水質監測系統監測不力，這條長時間的污染帶對一些污染點下游的城市，以及一些俄羅斯的鄉村，變成了一場猝不及防的水污染事件。

　　“如果當時有自動水質監測系統網絡就好了。”美國環境工程公司哈希的中方商務經理邱彤宇說道，“有了自動水質監測系統，我們可以在污染帶到達下游城市之前，提前幾個小時，甚至幾天提供水質預警。”

　　即使有了便捷的自動水質監測系統，目前的技術仍不能滿足環境監測的需要。劉曉茹訴記者，目前監測主要關心幾個總體性的參數，比如：COD、總磷總氮量等;對于特定的有機污染物，如具有很強毒性的二惡英，卻缺乏相應的手段在線檢測，而缺乏這些數據，環境學家就很難對完整的環境水質做出一個真實確切的判斷。

　　美國沃特世(Waters)公司中國市場總監舒放向《科學新聞》解釋，目前檢測有機污染物的成分和含量主要還是依靠色譜/質譜聯用等高端分析儀器，但由于復雜耗時的樣品前處理和儀器的限制，目前還很難實現真正的在線實時監測。

　　此外，利用COD指標來衡量有機污染物含量，也可能得到失真的檢測結果，因為氧氣的消耗還可能來源于亞硝酸鹽等無機還原性污染物被氧化的過程。

　　另外一個問題在于，現今的水質標準是基于實驗室檢測得出的，而實地樣品經過長時間的采集運輸之后，物理化學性質往往會發生一定的變化，這使得一些關鍵污染物的指標從實驗室得來后，直接搬到實時自動監測系統上去用，顯得很不合適。

　　水利部黃河水利委員會水問題專家王玉華還指出，自動水質監測系統的另一個不足是，為了保證自動監測系統正常工作，必須定時更換試劑，清洗和校正電極，這對于在野外工作的人來說，大大增加了工作量，而且還必須對他們進行培訓。

　　從政府到企業

　　即使自動水質監測系統廣泛安裝在所有可能的污染點上，它們能不能起到真實的作用，還有賴于當地企業和監管部門的配合。

　　邱彤宇就指出，現在的法律法規要求污染企業安裝并且啟用水質監測儀器以防止水質污染的發生，但是這些儀器很可能僅僅是個擺設，誰也不愿意去用這些監測設備，因為誰也不想看到產生對自己不利的數據。

　　在很多地方，現在對污染企業的要求是必須每天4次通過自動水質監測系統向當地的環保局回報監測結果。作為應對上面政策的“對策”，會產生污染物的企業只要改變每天的排污時間，很容易就可以避免被自動水質監測系統發現污水的真實數據，而且，也無法確保污染企業會去維護那些自動水質監測系統。

　　根據國家環保總局(現在的環境部)于2005年發布的管理條例，沒有在規定的時間內安裝自動水質監測系統的企業，可處以1萬元以下的處罰;對于損壞監測設備、篡改監測數據的企業，可處以10萬元以下的處罰。這些錢遠遠少于建造和維持一個污水處理設備所需要的花費。顯然，從經濟角度而言，即使排污企業的違規行為被發現，它們的損失也并不大，違法受到的處罰不足以讓它們吸取教訓。

　　要解決這個問題，有必要將自動水質監測系統委托給一個第三方機構建立和維護。這個第三方機構必須獨立于環境監管部門和污染企業之外，而且擁有一定的專業資格。目前，已經有了這樣的第三方機構，比如總部設在廣州的廣東新創建環境投資公司已經在花都區成功建立了自動水質監測體系。然而，該公司的首席專家周曉嶸訴苦道：“建立這樣一個可靠的系統已經沒有問題。問題在于用來更新試劑和調節儀器的資金遠遠不夠，這些資金目前只能來源于當地的環保局。所有人都會對你說監測環境變化的重要性，但是沒人想為這個工作買單。”

　　從出現問題到解決問題

　　在我國，與水質監測相關的部門，除了環保局之外，還有承擔著河流水質監測的水利部，以及負責城市水資源利用和城市污水灌溉的城鄉建設部。邱彤宇認為，如果這些部門緊密合作，共享數據，就能大大提高自動水質監測系統的效率和可信性。打個比方，在某地的污染企業非法排放了廢水，并通過隱瞞數據使得當地的環境監管部門沒有得到信息，但是它們排放的廢水，一定會影響到附近河流的水質，當地的水利監察部門將會發現這個異常數據。如果水利監察部門能及時把這個情況反饋給當地的環保局，污染企業繞過監測儀器偷排污水的行為就有可能被抓住。

　　中國水利部水質監督檢驗測試中心的劉曉茹工程師在談到這個問題時說道，我們也很希望能和其他的水質監察部門分享和分析數據，但是，要從環保局拿到我們需要的數據不是個容易的事。具體怎么解決這個問題，有待于上級領導的協調。

　　北京公眾與環境研究中心的馬軍則寄希望于透明的監管體制和強大的公眾壓力。如果當地的民間社團和一些專業組織，能從環境監督部門的網站上獲得所有的自動監測數據，再結合它們自身的觀察和分析，哪些數據是否作假，就一目了然了。

　　自然環境的惡化，污染物質的排放，直接影響到了當地人民群眾的生活和健康。為了一個好的環境，每個人都會行動起來，將環境監督部門所得到的數據和實際的環境變化相聯系，阻止偷排污水隱瞞數據等問題的出現。基于這種壓力，自動水質監測系統將更有效地發揮對潛在的污染企業的監督;而對于環保部門，也不會讓違法的排污企業成為“漏網之魚”。

　　水質監測：Waters的解決之道

　　據沃特世(Waters)中國市場總監舒放介紹，盡管對水中有機污染物現在尚無法實現在線實時監測，但是該公司的技術進展正在逼近這個目標。

　　Waters最近推出了一套實驗室用的飲用水自動檢測系統，它將自動樣品前處理和高效液相色譜/質譜聯用儀(LC/MS)整合為一體，以前需要取樣一升水，現在則只需要20毫升。靈敏度便可達到10ppb。半小時內可對20多種重要有機污染物進行定量分析。由于飲用水比較干凈，檢測相對容易，地表水的檢測要困難得多。但是由于近年來超高效液相色譜儀(UPLC)的商業化，可以將樣品的分析速度縮短到5分鐘以內，并且載液用量大為節省，這就使得液相色譜用于在線分析成為可能。當然，在線自動樣品前處理還需要大的突破。技術的突破最終將使在線氣相色譜和在線液相色譜用于在線水質監測，到那時我們就會實時地知道什么化合物正在污染著水質。

　　不過舒放也承認，由于美國的環境狀況遠好于中國，因此對于實時在線水質監測并沒有像中國這樣迫切的需求。“兩國面臨的環境壓力不同，美國環保署(EPA)已經開始關注水中的化妝品和藥品殘留的微量污染，而中國這邊(污染企業的)大(排污)管子還在流。”

　　Waters多年來一直關注與中國的合作。2007 年 5 月，該公司與當時的中國環保總局就建立“二惡英實驗室和監測網”的實驗室儀器設備簽訂采購協議。舒放透露，該項目一期的4個實驗室儀器去年已經在重慶、廣州、沈陽和杭州安裝完畢。這批設備并非只能檢測二惡英，“即使對于美國和歐盟等新近增加的其它持續性有機污染物同樣可以檢測。”舒放說。

　　舒放還解釋道，美國有幾百家實驗室在按照EPA標準做常規水質檢測。另一個重要的問題是如何保證不同儀器和不同操作者都能以同一標準獲得同樣可靠的檢測數據。這就需要標準樣品和水平測試(PT)。儀器就像是尺子，而水平測試就像是尺子上的刻度。水平測試合格才能獲得認可證書，檢測的數據才有效。美國環保署規定水質檢測實驗室每年必須至少兩次通過這樣的水平測試。Waters近年來連續收購了兩家水平測試專業公司ERA和APG，就是為了使公司的檢測平臺更加完善。