王丹宇,程建超,邱天堯,孔祥宇
(松遼委水文局黑龍江中游水文水資源中心,黑龍江 同江156400)
近些年來,我國(guó)在社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的同時(shí),日益嚴(yán)重的水資源短缺、水環(huán)境污染、水生態(tài)破壞等問題也逐步凸顯出來,河流湖庫(kù)的水質(zhì)和生態(tài)環(huán)境都受到不同程度的損害。水質(zhì)監(jiān)測(cè)是水資源保護(hù)最重要的工作基礎(chǔ)和技術(shù)支撐,獲取準(zhǔn)確、可靠、及時(shí)的水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)是水資源依法行政的基礎(chǔ)。2003年實(shí)施的HJ/T96-104-2003《水質(zhì)自動(dòng)分析儀技術(shù)要求》,使實(shí)驗(yàn)室監(jiān)測(cè)存在分析時(shí)間長(zhǎng)、監(jiān)測(cè)頻次低、不能及時(shí)反映污染物濃度變化等缺陷的問題得到初步解決,保證了水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的規(guī)范化,提高我國(guó)水環(huán)境監(jiān)測(cè)工作能力,實(shí)現(xiàn)水質(zhì)監(jiān)測(cè)的自動(dòng)化和現(xiàn)代化,逐步滿足社會(huì)發(fā)展的需求。
在線水質(zhì)分析儀器按照使用目的,可以分為監(jiān)測(cè)型和過程型分析儀兩類:監(jiān)測(cè)型在線水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀器主要用于單純的水質(zhì)監(jiān)測(cè),以判斷水質(zhì)是否達(dá)到法規(guī)的要求,以及環(huán)境水質(zhì)(地表水,地下水)和飲用水水質(zhì)的預(yù)警性監(jiān)測(cè),不參與水處理工藝過程控制。而過程型在線水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀器主要用于水處理工藝或者用水過程中的水質(zhì)監(jiān)測(cè),所測(cè)量的水質(zhì)參數(shù)會(huì)參與過程控制,從而優(yōu)化水處理工藝、提升水處理效率,在保證末端水質(zhì)達(dá)標(biāo)的前提下,實(shí)現(xiàn)水處理過程節(jié)能降耗的目的。
相對(duì)而言,監(jiān)測(cè)型在線水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀器要求監(jiān)測(cè)的水質(zhì)參數(shù)不多,主要是環(huán)保法規(guī)或水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的主要污染物指標(biāo),如COD、氨氮、總磷、總氮、重金屬以及常規(guī)參數(shù)等少數(shù)幾種,針對(duì)的是水質(zhì)狀況相對(duì)簡(jiǎn)單的斷面(SL219-2013《水環(huán)境監(jiān)測(cè)規(guī)范》)。而過程型在線水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀器可以測(cè)量的水質(zhì)參數(shù)超過數(shù)十種,不同水處理工藝涉及的關(guān)鍵工藝過程參數(shù)也不相同。例如,在自來水行業(yè),采用氯及氯胺工藝的水廠采用在線消毒劑分析儀,如余氯、氯胺分析儀;石油化工行業(yè),在線TOC 分析儀已經(jīng)成為凝結(jié)水回用所采用的標(biāo)準(zhǔn)配置;制藥工業(yè),在線TOC 分析儀的使用也成為了制藥用水有機(jī)雜質(zhì)監(jiān)測(cè)和控制的重要手段;在市政污水處理行業(yè)及水產(chǎn)養(yǎng)殖行業(yè),溶解氧、PH、COD、BOD、氨氮、硝氮、亞硝氮、ORP(氧化還原電位)、磷酸鹽等都是非常重要的工藝控制參數(shù)。
在線水質(zhì)過程型分析儀器無論在測(cè)量參數(shù)還是待測(cè)水樣復(fù)雜程度上,都高于監(jiān)測(cè)型儀器,對(duì)應(yīng)用技術(shù)的要求也相對(duì)復(fù)雜。除此之外,不同類型的在線水質(zhì)分析儀器,技術(shù)要求是不同的,一般而言,監(jiān)測(cè)型分析儀器對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度要求是較高的,數(shù)據(jù)可以作為有關(guān)部門執(zhí)法管理的依據(jù);而過程型分析儀器對(duì)儀器的可靠性和穩(wěn)定性要求較高,要求儀器能夠可靠地反應(yīng)水質(zhì)變化的趨勢(shì),以便為水處理工程控制提供依據(jù)。
太平溝水質(zhì)監(jiān)測(cè)站位于黑龍江省東北部、小興安嶺南麓,地理位置在黑龍江省鶴崗市蘿北縣太平溝鄉(xiāng)興東村。太平溝水質(zhì)監(jiān)測(cè)站采樣斷面選在太平溝鄉(xiāng)北側(cè),與太平溝水文站位于同一地點(diǎn),采樣點(diǎn)與水文測(cè)驗(yàn)斷面重合。太平溝水質(zhì)監(jiān)測(cè)站監(jiān)測(cè)斷面河道順直,河床穩(wěn)定,河床布滿砂卵石,兩岸多種闊葉植被,生態(tài)環(huán)境良好。
根據(jù)黑龍江干流中游段水質(zhì)斷面實(shí)際情況,采樣點(diǎn)位于太平溝鄉(xiāng)北側(cè)興東村,目前干流中游段的污染類型主要是生活型污染和農(nóng)田退水。由于該地區(qū)冬季酷冷干燥,晝夜溫差較大,降雪多;夏季雨水豐沛,比降大,流速快,多年平均降水量60 mm 左右。加之人口稀少,居民生產(chǎn)生活垃圾較少,周邊沒有化工廠、污水排污廠等大型企業(yè)排污的影響。故有重點(diǎn)的選擇水溫、PH、溶解氧、濁度、電導(dǎo)率、氨氮、總磷、總有機(jī)碳(TOC)和高錳酸鹽指數(shù)9 項(xiàng)水質(zhì)參數(shù),每日采取3 時(shí)段監(jiān)測(cè)。
綜合以上兩種在線水質(zhì)分析儀在應(yīng)用技術(shù)和使用目的上的不同,比較太平溝水質(zhì)監(jiān)測(cè)站斷面水樣復(fù)雜度、待測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度和應(yīng)用技術(shù)等方面的要求,得到適合太平溝水質(zhì)監(jiān)測(cè)站的水質(zhì)分析儀器類型是在線水質(zhì)監(jiān)測(cè)型分析儀器。目前,太平溝水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站采用SENTECH 水質(zhì)監(jiān)測(cè)型系統(tǒng),隸屬于北京晟德瑞環(huán)境技術(shù)有限公司。SENTECH 水質(zhì)監(jiān)測(cè)型系統(tǒng)包括采水單元、配水單元、分析單元、控制單元及輔助單元等,采用現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控組態(tài)軟件及中心站軟件。該系統(tǒng)是一套以在線自動(dòng)分析儀器為核心,運(yùn)用現(xiàn)代傳感技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、自動(dòng)測(cè)量技術(shù)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)及相關(guān)的專用分析軟件和通信網(wǎng)絡(luò)所組成的一個(gè)綜合性的在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)型系統(tǒng),為實(shí)現(xiàn)水質(zhì)數(shù)據(jù)采集、處理及瀏覽等提供一個(gè)開放性的系統(tǒng)平臺(tái)。
目前該平臺(tái)針對(duì)水溫、PH、電導(dǎo)率、溶解氧、濁度、氨氮、總磷、總有機(jī)碳(TOC)和高錳酸鹽指數(shù)這9 項(xiàng)水質(zhì)參數(shù),選擇合適的監(jiān)測(cè)方法,分別為:溫度傳感器法、玻璃電極法、電導(dǎo)池法、極譜法、光散射比濁法、氣敏電極法、過硫酸鹽紫外氧化分解光度法、催化燃燒法和酸性高錳酸鹽氧化法。
根據(jù)在線水質(zhì)分析儀器應(yīng)用技術(shù)的不同要求,太平溝水質(zhì)監(jiān)測(cè)站選擇在線水質(zhì)監(jiān)測(cè)型分析儀器-SENTECH 水質(zhì)監(jiān)測(cè)型系統(tǒng)。目前,該在線水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)型分析儀自2013年投入使用,至今運(yùn)行了兩年的時(shí)間,連續(xù)監(jiān)測(cè)了2013—2014年黑龍江干流段太平溝站斷面水質(zhì)情況,獲得了太平溝斷面水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),完成了斷面水質(zhì)采樣和水質(zhì)分析工作。
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