小编按:水质采样化验是我们针对河道水体污染分析的常用手段之一。如何借助便携式快速水质检测工具提高工作效率、降低时间及人员成本、提高布点的精细化密度,从而更好地支持污染来源识别和分区诊断工作?本文进行了很好的尝试,供参考。
1、河道污染治理的「痛点」与「破局」
随着城市化快速推进,城市内河面临工业废水与生活污水直排、底泥淤积等严峻挑战,水质持续恶化。
传统水质检测方法依赖人工采样与实验室分析,流程繁琐、时效性差。便携式紫外吸光度(UV254)检测技术具有快速响应、无需试剂、支持在线监测等优势,为上述问题提供了快速高效的解决方案。该技术基于UV254与化学需氧量(COD)之间的相关性,采用光学法现场快速监测,可实现水体有机污染的高效评估。其可靠性已获广泛验证:日本于1978年将UV254列为水质标准指标;欧洲将其用于评估水厂有机物去除效果;国内研究也表明其在污水、渗滤液和地表水监测中与COD具有显著相关性,适用于快速污染溯源。【小编:其实本质上UV254与CODcr是两个指标,因为他们的原理方法不相同,但是在特点的环境下有会有相关性,都可以代表部分有机物的浓度。在现场诊断的分析的过程中,有效的使用UV254可以极大降低检测成本,提高现场工作效率与检测的空间密度,并且通过一段时间的持续监测提高现场监测数据的时间代表性,避免偶然性水样的偏差。不过这个快速现场临测方法要善用,直接用它来取代CODcr并不可取。】
本研究基于该技术,在目标河道布设密集监测断面,以实现对污染源的快速识别与空间定位。
X河属典型的城市内河。其上游为雨水暗渠,来水以雨水径流为主。为缓解旱季生态基流不足及维持一定的水位,下游河段设有多处拦截坝以增强水体流动性。该河道长期颜值不在线,感官水质有点差强人意。

为了全面摸清X河的健康状况,共设置了18个检测断面,每个断面测三次;每次全河道检测都要求在3小时内搞定,效率拉满。最后靠着三次完整检测的数据,分析河道——什么时候污染重、哪个地段污染凶。
这次用的体检工具是TWH便携式水质检测仪,堪称水质检测界的精密侦探。它还设计了「双光源buff」,除了254nm的「测量光」,还有365nm的「参比光」,通过内置算法做差值计算,相当于自动过滤掉悬浮物质的「干扰项」,只保留有机物的「真实信号」,检测结果可靠度拉满。【小编:TWH便携设备是我们基于现场流量验证、水质快速监测、传感器校准开发的一款设备,现在不仅清环小伙伴们用,也有不少运营单位、设计研究院、高校、工程公司选用这款设备,其可以实现流量、水质的快速现场监测和实时出数,当然也可以自动记录和USB导出。特别是针对水质探头,清环攻城狮做了针对排水管网工况的深度优化,在结构设计、光路优化、多重防护、功耗控制上做了很多改进,可以更适用于污染水体,尽可能减少环境导致的水质数据大幅漂移,提高了数据的可靠性和稳定性,特别是在便携式场景下,可以高效快速的辅助现场诊断工作。】

为了了解X河道的水质沿程规律,分别在2025年8月26日、9月2日和9月10日开展了三次集中现场检测工作,成功收集到54组有效数据;后期同步做了人工采样检测,专门用来分析UV254和COD的「亲密指数」。整个检测团队就2个人,带着1台便携式设备,每个断面的检测时间控制在10分钟以内,效率高到飞起。【小编:善用工具可以显著提高效率,我们既不能完全抵触UV254方法,说测的数据不如实验室准确,也不能夸大UV254的代表性。而是要在效率、成本、代表性、可靠性方面找到平衡,从而更有效地支持现场诊断工作。】

COD与UV254的相关性必须针对目标河流进行本地化验证。在本研究中,UV254与COD呈现显著正相关关系,相关系数R²=0.96。【小编:CODcr与UV254的关系具有强烈的地域性和时间性,核心原因在于不同原理的方法覆盖的有机物种类是不同的,该案例相关性很高并不能代表其他地区就相关性高,而是需要做好做本地化的验证对比。同时,在排查诊断阶段,我们只要更多的关注可比性就可以,而不用过于纠结其准确性,在得出结论后,如果觉得不靠谱,可以补充做有限的几次人工采样化验来佐证结果。这样可以在准确可靠与效率便捷之间找到一个很好的平衡点。】

为了精准揪出污染真凶,检测过程中设置了两个参照物:一个是居民饮用水井,代表清洁本底天花板(2.42mg/L);另一个是污水管道里的生活污水(180.22mg/L),作为典型污染源标杆,构建了从背景值到污染源的完整参照链。

综合分析表明,研究期间三组检测数据中COD浓度均低于典型生活污水水平,其中污染最严重断面的浓度仅为生活污水的28.0%。根据《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)中COD限值评价,河道水质COD项达IV类标准;从断面分类统计来看,IV类水质断面占比最高,达44.4%。可以看出,该河道水质特征与城市径流雨水相近,污染程度总体较轻。
基于三次断面检测数据的均值及其变化特征,本研究将XFH河道划分为四个具有显著差异的区间,分别标记为A、B、C、D,其空间分布如图3所示。【小编:在线快速水质监测方法的优势一览无余,这样一个高密度的水质分布图借助便携式设备可以快速绘制,而且时间成本、人员成本、化验成本极低,在早期问题诊断时,可以放心大胆的使用。】

这四个区间的成因分析如下:
A区间(从雨水管道暗渠出口到起始检测断面):作为河道上游「入门段」,水质比下游B断面差太多,UV254均值达20.93mg/L,初步判断这段河道存在内源污染偷偷释放的情况,可能是底泥在搞小动作。
B区间:生态环境堪称河道优等生,水里有不少浮游植物和鱼类,说明水体有很强的自我净化能力。
C区间:三次检测都出现了水质明显拉胯的情况,说明这里可能有持续性的外源污染偷偷输入,是后续需要重点盯防和管控的嫌疑区域。
D区间(到河道末端):水质一路向好发展,主要多亏了下游拦河坝的水力学魔法。在壅水和断面收窄的双重作用下,这段河道的流速变成了全河道最快,有利于污染物扩散跑路和转化升级,水质自然越来越好。
接下来我们讲讲如何对污染区段进行溯源排查与监测…
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