铜作为一种常见的重金属元素,在工业生产、农业活动及日常生活中广泛应用。然而,过量的铜进入水体后,会对水生生态系统造成严重破坏,威胁人类健康。铜水质监测站监测点的合理布设,是准确掌握水体中铜含量变化、及时发现污染问题并采取有效措施的关键。
一、基于水体功能区划布设
1、饮用水源保护区:饮用水源地的水质安全直接关系到居民的身体健康。在饮用水源保护区布设铜水质监测点至关重要。应在取水口及其上游一定范围内加密布点,因为上游来水可能携带含铜污染物。例如,在河流型饮用水源地,可在取水口上游5公里、3公里、1公里等位置分别设置监测点,实时监测铜含量变化,确保进入取水口的水体铜浓度符合饮用水卫生标准。对于湖泊、水库等封闭或半封闭水体,除了在取水口附近布点外,还应在主要入库河流入口处设置监测点,防止含铜污水通过入库河流进入水源地。
2、渔业养殖区:渔业养殖对水质要求较高,铜污染会影响鱼类的生长、繁殖和存活。在渔业养殖区,应根据养殖规模和水域面积合理布设监测点。对于小型养殖池塘,可在池塘的进水口、出水口和中心位置各设置一个监测点,以全面掌握池塘内铜含量的分布情况。对于大型湖泊、水库中的网箱养殖区,应在网箱养殖区域及其周边一定范围内设置多个监测点,监测养殖活动本身以及周边水体对养殖区铜含量的影响。同时,考虑水流方向和扩散情况,在养殖区下游适当位置增设监测点,及时发现铜污染的扩散趋势。
3、工业用水区:工业生产过程中对水质有特定要求,铜含量过高可能会影响工业设备的正常运行和产品质量。在工业用水区,应根据不同工业企业的用水需求和排水特点布设监测点。对于以地表水为水源的工业企业,应在企业取水口和排水口分别设置监测点,监测进水水质和排水水质中铜含量的变化,确保企业用水安全和达标排放。对于工业园区内的集中供水区域,应在供水管道的关键节点和园区内主要排水干管设置监测点,全面掌握工业园区内铜的输入和输出情况。
二、结合水系特征布设
1、河流:河流具有流动性和连续性的特点,铜污染会随着水流方向扩散。在河流上布设监测点时,应考虑河流的干流和支流关系。在干流上,从上游到下游按照一定距离间隔设置监测点,一般间隔距离可根据河流的长度、流域面积和水质变化情况确定,如每10-20公里设置一个监测点。在支流汇入干流处必须设置监测点,以监测支流对干流铜含量的影响。同时,对于河流的弯道、汊道等水流变化复杂的区域,也应适当增加监测点,因为这些区域水流速度减缓,污染物容易积聚,铜含量可能会出现局部升高的情况。
2、湖泊、水库:湖泊、水库等水体具有水面开阔、水流缓慢、水体分层等特点。在湖泊、水库布设监测点时,应考虑不同水层的水质差异。一般可分为表层、中层和底层分别设置监测点,表层监测点可反映大气沉降和近水面污染源对水体的影响;中层监测点能了解水体内部的铜分布情况;底层监测点则可监测沉积物中铜的释放情况。此外,在湖泊、水库的入湖(库)河流入口、湖(库)心、出湖(库)河流出口等位置也应设置监测点,形成对湖泊、水库水质的全面监测网络。
3、河口区:河口区是河流与海洋的交汇地带,水流条件复杂,盐度、pH值等环境因素变化较大,这些因素都会影响铜在水体中的存在形态和迁移转化。在河口区布设监测点时,应沿着河流主流方向和垂直于主流方向设置多个监测断面,每个监测断面上设置多个监测点,以全面掌握河口区铜含量的空间分布和变化规律。同时,考虑潮汐作用的影响,在涨潮和落潮过程中分别进行监测,了解潮汐对河口区铜污染的输移和扩散作用。
三、依据污染源分布布设
1、工业污染源:工业生产是水体中铜污染的主要来源之一,如电镀、冶金、化工等行业会产生大量含铜废水。在工业污染源附近布设监测点时,应根据污染源的类型、规模和排放特点进行合理设置。对于大型工业企业,应在企业排水口下游一定距离内加密布点,如在排水口下游500米、1000米、2000米等位置分别设置监测点,监测含铜废水在水体中的扩散和稀释情况。对于工业园区,应在园区内主要排水干管和园区边界设置监测点,同时考虑园区内不同企业之间的相互影响,在可能存在交叉污染的区域增设监测点。
2、农业污染源:农业活动中使用的含铜农药、化肥等可能会通过地表径流和土壤渗滤进入水体。在农业污染源附近布设监测点时,应选择在农田排水沟、灌溉渠道以及与水体相连的河道等位置。在农田集中区域,可在不同方向的地表径流汇入水体的入口处设置监测点,监测农业面源污染对水体铜含量的贡献。同时,考虑降雨因素的影响,在降雨前后分别进行监测,了解降雨对农业面源污染中铜的冲刷和输移作用。
3、生活污染源:生活污水中也含有一定量的铜,主要来源于居民生活用水、垃圾填埋场渗滤液等。在城市生活污水排放口附近布设监测点,可监测生活污水对水体铜含量的影响。对于垃圾填埋场,应在填埋场下游的渗滤液汇入水体的位置设置监测点,防止垃圾渗滤液中的铜污染周边水体。此外,在城市河流、湖泊等水体周边,还应考虑生活污水管网泄漏等因素,在可能存在泄漏的区域设置监测点。
四、考虑监测目的与精度要求布设
1、长期趋势监测:如果监测目的是了解水体中铜含量的长期变化趋势,监测点的布设应具有代表性和稳定性。可选择在水体功能相对稳定、受人为干扰较小的区域设置长期固定监测点。这些监测点应能够反映水体在不同季节、不同年份的铜含量变化情况,监测频率可根据实际情况确定,一般为每月或每季度一次。同时,建立完善的监测数据管理系统,对长期监测数据进行存储、分析和评估,为水环境管理和决策提供科学依据。
2、污染事故应急监测:在发生铜污染事故时,需要快速、准确地掌握污染范围和程度,以便及时采取应急措施。此时,监测点的布设应根据污染源的位置、扩散方向和速度进行动态调整。在污染源附近和可能受到污染的区域迅速设置多个临时监测点,加密监测频率,如每小时或每两小时监测一次。随着污染物的扩散,及时调整监测点的位置和数量,确保能够全面跟踪污染事故的发展态势。同时,加强与相关部门的信息共享和协同配合,为污染事故的应急处置提供及时、准确的技术支持。
五、结语
铜水质监测站监测点的布设是一个综合考虑多种因素的复杂过程。通过基于水体功能区划、结合水系特征、依据污染源分布以及考虑监测目的与精度要求等多种方法的有机结合,能够建立起科学、合理的铜水质监测网络,为保障水环境安全提供有力的技术支撑。