无论你流向哪里 我只在这里等你

为协调、解决湘桂两地水事纠纷，中游局受长江委水政与安监局委托，在湖南永州大庆坪乡和广西桂林东山乡交界处组织开展了和平隧洞引水工程水源水力学连通试验，为流域水资源管理提供了技术支撑和优质服务。项目的整体过程在水文网《水文中游局湘桂边界地下水连通试验项目后记》中已有介绍，此处不再赘述。

这次湘桂边界地下水连通试验，最大的技术难点在于回答好争议地区的地下水“到底怎么流、流向了哪里”这个开放性问题。我们充分发挥了水量水质同步监测的优势和技术特点，布设了12个同步监测断面，采用示踪连通试验的方法，在各断面通过水环境监测分析方法监测目标断面的示踪剂浓度变化，定性判断争议地区水源及相关出水点之间的连通情况，同时结合流量测验数据，定量地揭示该地区地下水资源分配情况。

项目实施现场地处山区，条件艰苦，为试验的开展带来了不少难题。有的断面需要爬半个小时的山才能到，随时有可能偶遇“黑质而白章”的永州土特产；有的则需要沿着离地十多米高的渠道边沿走上百来米，每天交接班都得走高空独木桥。按照连通试验实施方案，工作人员需24小时不间断地采样、测流，白班顶着日晒、汗流浃背，夜班则是一宿不能合眼，其中辛苦自不必说。同时，试验工作受到了湖南、广西两地的高度重视，在监测断面和分析实验室都有来自两地的监督人员，每采集一个水样、记录一个数据，都需要他们签字、认可后方可生效，这种“贴身盯人”式的监督方式无形中也让大家都有些紧张。天公也不作美。项目组抵达现场后不久便暴雨不断，有的同事甚至被困在高铁上下不了车，严重影响了试验的进度。项目组安排工作人员进行熟悉监测现场、调试测验装备等准备工作，同时抓住暴雨间歇期，见缝插针地组织开展试验性监测，验证了试验方案的可行性。几天后，天气终于好转，项目组第一时间开展了连通试验。

我在现场负责组织五星隧洞断面的监测工作。这个断面本来是要走高空独木桥的，后来出于安全考虑做了调整，把驻地移到了一处方便到达的地方。为保证24小时连续采样、测流，我把我们小组分成两组，白天晚上两班倒，工作强度不小。面对挑战，大家克服困难，严格按照试验实施方案，在示踪剂通过断面时每隔15分钟采一次水样、测一次流，最终绘制出一条漂亮的从基线快速上升至顶点、随后缓慢下降回归基线的示踪剂浓度变化图，我们工作的规范性和公正性也得到了现场湘桂两地监督人员的一致认可。采集水样之余，我也学着帮忙测流，还学习了一些流速仪的基本工作原理。来水文局工作了好几年，之前一直没测过流，这次终于有机会实战了一把，也算是解锁了一个新技能：辅助测流。
 

现场查勘后调整的监测驻地

示踪剂在源头投放后，顺着地下水，在数天后抵达了项目组布设的终点断面。整理结果后，我们诧异地发现投放的示踪剂只有50%左右到达了终点。在这么低的回收率下对地下水的走向进行任何讨论都毫无意义，在某种程度上相当于宣告试验失败。讨论结果时，大家都有点摸不着头脑，怀疑是不是有什么意想不到的因素，影响了试验效果，有人提议先把队伍撤回去，重新制定好方案后再次进行试验。我仔细回顾了试验方案后，发现进样（投放示踪剂）、示踪剂沿着固定线路（河道）前进、到终点后检测的试验模式，和我博士期间学习的色谱分析非常接近。利用色谱分析理论分析了现状后，我对在现场负责的毛北平总工和张德兵副总说，根据示踪剂浓度随时间的变化趋势作图，应该和色谱分析一样，画出一个峰。如果地下水河道分叉，示踪剂会沿不同的路径，有先有后地到达终点，则会有几条不同的路径就画出几个峰。只要我们确认地下水没有其他出口，终点断面的监测人员先不能撤，再坚守几天。示踪剂可能“迟到”，但绝不会缺席！

两位领导最后还是被我说服了，尽管从他们的眼神里我还是读出一丝半信半疑。又过了几天，第二股示踪剂果然到达终点断面。根据计算结果，我们圆满地解释了地下水的连通关系和水资源分配情况。项目结束那天，毛总高兴地说，起超你那个关于“峰”的理论，真是帮了大忙了。说实话，我自己也没想到仪器分析里的色谱理论，能应用来解释示踪连通试验的数据。能更灵活运用学过的知识，应该是我参加这次湘桂地下水连通试验项目的最大收获。

拨云见日，砷处理“花小钱、办大事”

如果说传统意义上的水文监测是描述水的水位、流量、含沙量等物理特性，水环境监测则是从化学的角度，对水体的健康情况进行描述。水环境监测涉及到多种化学原理和分析手段，对于不同的项目，需要对水样进行不同的前处理、选择不同的仪器和方法参数进行分析，远不是“取一点水样注射进仪器然后坐等仪器给出读数”这么简单的。我的研究方向是如何优化提高样品前处理、色谱分析等分析方法的速度、灵敏度和应用范围，使其能更好地服务水环境监测等实际分析工作。

我在中游局组织开展的研究课题之一是开发针对砷的样品前处理方法，彭恋参与了这个课题，并承担了大部分的实验室分析工作。关于项目的背景和意义，彭恋在青年科技论坛的报告上做过介绍。简单来说，砷是一种会对环境和人体健康造成严重伤害的重金属元素，被世界卫生组织（WHO）列为Ⅰ级致癌物。按照我国现行相关规范，III类地表水中的砷含量不得高于50 µg/L，饮用水中砷含量不得超过10 µg/L。然而，有研究指出，即使是在10 µg/L这一浓度标准下，由砷诱发癌症的风险仍可高达1/500。而且，不同形态的砷毒性区别很大，而实现砷的形态分析，现在最常用的分析方法需要用到繁琐的样品前处理环节和昂贵的分析仪器。我们课题正是聚焦这一科学问题，力争开发出一种高效、快速、绿色环保的样品前处理方法，实现用常见仪器完成高精度分析的目标，也就是“花小钱、办大事”。

这项课题在开始阶段还是遇到了不少的难题。由于课题选取的萃取溶剂是一种新兴的绿色材料，我和彭恋对分析仪器也不算熟悉，该如何把这种新型萃取溶剂与分析仪器结合起来，颇费了一番周折。为了解决这个问题，我们咨询了包括维修工程师在内的经验人士，也查阅了很多资料，但是相关领域有指导意义的成果不算太多，帮助也不大。实验刚启动的那几个礼拜，我们每天在实验室呆到天黑，反复的摸索、推敲，经历了不少困惑和迷茫。为了保护彭恋的积极性，我对她说，前人的研究成果少，说明我们做的工作有开创性。万事开头难，相信我们一定可以做出点东西来的。

由于之前项目进展不顺，我不得已只好“画饼充饥”，以期保持彭恋的工作热情。不知道是我这张饼画的还比较逼真，还是彭恋因为女孩子爱美而节食，反正在那段让人沮丧的日子里，彭恋没有一句怨言，夜以继日的奋战在实验室，好几次踩点赶上回家的末班车。回想起来，真的非常感谢她的付出，有力地推动了课题的进展。终于，功夫不负有心人，我们一点点积累起了足够的经验，也一步步走出了迷雾。实验走上正轨后，令人欣喜的结果也随之而来。利用我们开发的方法，我们成功地实现了水样中砷的快速、高效、选择性萃取，方法检出限为10 ng/L，比现行相关规范的规定浓度足足低了3个数量级，为对砷进行形态分析奠定了良好的技术基础。相关课题最终取得的成果还是让人满意的。根据样品前处理开发课题的部分成果撰写的论文已经被《长江科学院院报》接收，现阶段我们根据实验过程中发现的几个有意思的现象，继续进行深入、全面的研究工作，力争取得新的突破。与中科院水生生物研究所合作的科研课题利用固着生物制备了一种新型光生物反应器、并成功应用于废水净化，相关研究成果发表在影响因子5.651的SCI期刊《Bioresource Technology》上。我作为团队带头人申报的湖北省青年创新工作室，正在组织力量逐步推进顶空气相色谱、气相分子吸收仪等仪器的方法开发及应用的研究工作。作为长江委第一批在湖北省自然科学基金获得资助的科研项目之一，我主持的基金项目也顺利通过了结题验收，画上了一个圆满的句号。

部分发表或已接收的研究成果

　责任编辑：杨杰