袁維林（貴州省赤水市環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)站，貴州　赤水　564700）

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水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)在水環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用

袁維林（貴州省赤水市環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)站，貴州赤水564700）

實(shí)施水質(zhì)的自動(dòng)監(jiān)測(cè)，可以實(shí)現(xiàn)水質(zhì)的實(shí)時(shí)連續(xù)監(jiān)測(cè)和遠(yuǎn)程監(jiān)控，及時(shí)掌握水體的水質(zhì)狀況，預(yù)警預(yù)報(bào)水質(zhì)污染事故，解決水污染況。及時(shí)、準(zhǔn)確、有效是水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)的技術(shù)特點(diǎn)，近年來，水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)在水環(huán)境保護(hù)中得到了廣泛的應(yīng)用。本文主要闡述了水質(zhì)自動(dòng)測(cè)技術(shù)在水環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用。

水質(zhì)；自動(dòng)監(jiān)測(cè)；水環(huán)境；保護(hù)

引言

要控制水污染，保護(hù)水環(huán)境，必須掌握水環(huán)境質(zhì)量變化狀況，進(jìn)行定點(diǎn)、定時(shí)人工采樣與監(jiān)測(cè)。月復(fù)一月，年復(fù)一年的積累各類監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，然后通過綜合分析了解水污染現(xiàn)狀和找出其變化規(guī)律，但是這要花費(fèi)很多的人力、物力和財(cái)力，而取得的數(shù)據(jù)也僅是瞬時(shí)的有限的數(shù)據(jù)。因而運(yùn)用必須加強(qiáng)對(duì)水質(zhì)污染自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)的運(yùn)用，使水環(huán)境保護(hù)工作向連續(xù)自動(dòng)化方向發(fā)展。

1　水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

水文水質(zhì)監(jiān)測(cè)是為國家合理開發(fā)利用和保護(hù)水土資源提供系統(tǒng)水文水質(zhì)資料的一項(xiàng)重要的基礎(chǔ)工作，是水生態(tài)、水資源、水安全科學(xué)管理和保護(hù)的基礎(chǔ)。水質(zhì)監(jiān)測(cè)的目的是及時(shí)、準(zhǔn)確、全面地反映水環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)，為水環(huán)境監(jiān)測(cè)、管理、規(guī)劃、污染防治、生態(tài)預(yù)警等提供科學(xué)依據(jù)。

水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是通過建立無人值守實(shí)時(shí)監(jiān)控的水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站，可以及時(shí)獲得連續(xù)在線的水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)（常規(guī)五參數(shù)、COD、氨氮、重金屬、生物毒性等），利用現(xiàn)代信息技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集并將有關(guān)水質(zhì)數(shù)據(jù)傳送至環(huán)保信息中心，實(shí)現(xiàn)環(huán)保信息中心對(duì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站的遠(yuǎn)程監(jiān)控，有利于全面、科學(xué)、真實(shí)地反映各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的水質(zhì)情況，及時(shí)、準(zhǔn)確地掌握水質(zhì)狀況和動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì)。水質(zhì)在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是一套把多項(xiàng)監(jiān)測(cè)指標(biāo)的分析儀表組合在一起，從采樣、分析到記錄、整理數(shù)據(jù)（括遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)）、中心遙測(cè)組成的系統(tǒng)（見圖1），結(jié)合相應(yīng)的控及分析軟件，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)，滿足運(yùn)行可靠穩(wěn)定維護(hù)量少的要求，并實(shí)現(xiàn)無人值守。

圖1　水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)組成示意圖

監(jiān)測(cè)的指標(biāo)主要包括包括水位、流量、水溫、溶解氧、p電導(dǎo)、鹽度、濁度、藍(lán)綠藻，氨氮離子等多種參數(shù)。所監(jiān)測(cè)的類指標(biāo)可通過有線或無線傳輸方式傳送到監(jiān)控中心，也可監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)讀取數(shù)據(jù)。水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能做到實(shí)時(shí)、連監(jiān)測(cè)和遠(yuǎn)程監(jiān)控，能夠及時(shí)掌握主要流域重點(diǎn)斷面和水源體水質(zhì)狀況，預(yù)警預(yù)報(bào)重大流域性水質(zhì)污染事故，在發(fā)生重水污染時(shí)掌控水源水質(zhì)狀況，做到防范、解決突發(fā)水污染事故的目的。

2　水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要功能

2.1在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)

實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水源地及飲用水的水溫、溶解氧、pH、電導(dǎo)率、鹽度、濁度、藍(lán)綠藻，氨氮離子、余氯等參數(shù)，并可擴(kuò)展其它監(jiān)測(cè)功能。實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)排污口及污水處理廠污水的濁度、pH、COD、氨氮離子、溶解氧、重金屬離子等參數(shù)，并可擴(kuò)展其它監(jiān)測(cè)功能。

2.2預(yù)警預(yù)報(bào)

具有報(bào)警系統(tǒng)，能接收現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備報(bào)警信息。以聲音、圖標(biāo)顏色變化、表格中數(shù)值的顏色等形式提供多樣化的報(bào)警功能。精確提供現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)信息，為強(qiáng)化環(huán)境監(jiān)控工作提供可靠的數(shù)據(jù)。水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)超標(biāo)、水質(zhì)分析設(shè)備故障、現(xiàn)場(chǎng)供電異常時(shí)，自動(dòng)報(bào)警。

2.3信息發(fā)布和在線查詢

基于各類應(yīng)用軟件系統(tǒng)，具有信息發(fā)布和在線查詢、分析、計(jì)算、圖表顯示、打印等功能，支持信息的互訪共享，為環(huán)境管理和決策提供科學(xué)依據(jù)。收集并可長期存儲(chǔ)指定的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及各種運(yùn)行資料、環(huán)境資料備檢索。

3　水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)在水環(huán)境保護(hù)中發(fā)揮的作用

3.1提高了水質(zhì)監(jiān)測(cè)的工作效率

水樣的采集、化驗(yàn)分析、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和結(jié)果計(jì)算等工作，是一項(xiàng)非常繁重的工作，而水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠?qū)λ|(zhì)進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)測(cè)并對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)做出統(tǒng)計(jì)分析。大大減輕了管理人員的日常工作年和勞動(dòng)強(qiáng)度，并且避免了因操作人員業(yè)務(wù)不熟或操作不規(guī)范等人為因素造成的數(shù)據(jù)偏差和錯(cuò)誤的情況，使監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確可靠。并且能夠?qū)χ卮笪廴厩闆r作出相關(guān)預(yù)警，可以讓工作人員及時(shí)采取相關(guān)措施，極大的提高水環(huán)境保護(hù)的工作效率。

3.2提高水質(zhì)采樣工作的安全性

水質(zhì)采樣的區(qū)域往往地形比較復(fù)雜，進(jìn)行采樣過程中容易造成工作人員的安全事故。而采用自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)，完全可以避免此類事故的發(fā)生，使得水質(zhì)采樣變的更加安全。

3.3降低水質(zhì)監(jiān)測(cè)的管理成本

雖然，現(xiàn)在的水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀器設(shè)備的整體系統(tǒng)造價(jià)比較高，但是相比于傳統(tǒng)的方法而言，成本更低。在傳統(tǒng)的水質(zhì)監(jiān)測(cè)過程中，僅僅是人力投入就已經(jīng)超出水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀器購買，安裝和調(diào)試費(fèi)用。

3.4為水環(huán)境的治理和管理提供科學(xué)依據(jù)

過去由于傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方法，無法對(duì)水環(huán)境做到長期和系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)，因此，監(jiān)測(cè)的結(jié)果往往與真實(shí)狀況有較大的差異，這為水環(huán)境的治理決策帶來了相當(dāng)大的困難，由于水質(zhì)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)的出現(xiàn)，能夠?qū)λ|(zhì)環(huán)境實(shí)施實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，使得監(jiān)測(cè)的結(jié)果更加真實(shí)可靠，給水環(huán)境的治理提供了科學(xué)的依據(jù)，也給環(huán)保部門環(huán)境執(zhí)法提供了科學(xué)可靠的支持。

4　水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)用

4.1水庫中的運(yùn)用

在水庫中運(yùn)用水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可以監(jiān)測(cè)水質(zhì)五參數(shù)（pH、水溫、溶解氧、電導(dǎo)率、濁度）、高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、硝酸鹽、亞硝酸鹽、總氮、總磷、葉綠素、藍(lán)綠藻、生物毒性、銅、鉛、鋅、鎘、鐵、錳等20項(xiàng)指標(biāo)。水庫水質(zhì)監(jiān)測(cè)中，采用西東監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)調(diào)控、數(shù)字信息和視頻信息傳輸，提升水環(huán)境監(jiān)測(cè)、預(yù)警應(yīng)急和環(huán)境監(jiān)管能力，對(duì)嚴(yán)密監(jiān)控水源地水質(zhì)、快速查明超標(biāo)行為具有重要作用，對(duì)保護(hù)飲用水源水質(zhì)安全、確保百姓喝上放心水具有深遠(yuǎn)意義。可以實(shí)現(xiàn)對(duì)水質(zhì)進(jìn)行自動(dòng)、準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)，數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程自動(dòng)傳輸，隨時(shí)查詢所設(shè)站點(diǎn)水質(zhì)數(shù)據(jù)；實(shí)現(xiàn)水質(zhì)信息在線查詢、分析、顯示、打印等功能；一旦發(fā)現(xiàn)水源地水質(zhì)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目超標(biāo)可自動(dòng)進(jìn)行短信告警，同時(shí)啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案，從而做到對(duì)水質(zhì)全過程監(jiān)督管理，早發(fā)現(xiàn)、早預(yù)報(bào)、早排除，有效保障供水安全。

4.2排污口污水水質(zhì)監(jiān)測(cè)

各地環(huán)保局在進(jìn)行污水排放管理的時(shí)候會(huì)經(jīng)常遇到下列問題：①環(huán)保管理人員少，巡檢周期比較長，不能隨時(shí)掌握各企業(yè)污水排放的情況；②排污費(fèi)拖欠嚴(yán)重，排污單位不積極交納費(fèi)用。為了解決上述問題，可以運(yùn)用排污口污水水質(zhì)、流量自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)的運(yùn)用可以實(shí)現(xiàn)以下兩個(gè)目標(biāo)：①在監(jiān)測(cè)中心實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)所轄單位的污水排放情況，必要時(shí)可遠(yuǎn)程關(guān)閉排污閥門；②改變傳統(tǒng)的收費(fèi)模式，排污單位需要持IC卡到環(huán)保局交費(fèi)，做到先交費(fèi)后排污。該系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)各企業(yè)排污口污水COD含量和污水排放量。實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電動(dòng)閥門的開、關(guān)狀態(tài)。遠(yuǎn)程控制電動(dòng)閥門的開啟和關(guān)閉。IC卡預(yù)付費(fèi)充值管理功能，做到先交費(fèi)后排污，欠費(fèi)自動(dòng)停止排污。可設(shè)定污水COD上限值，COD監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)越限時(shí)系統(tǒng)可自動(dòng)停閥，停止排污。遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)控終端的安防狀態(tài)。利用多樣的圖形展示手段，進(jìn)行實(shí)時(shí)、歷史數(shù)據(jù)的展示，達(dá)到直觀、清晰的效果。對(duì)采集鏈路、通訊網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行診斷，使工作人員可隨時(shí)了解通訊及數(shù)據(jù)傳輸狀態(tài)。具備實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)、報(bào)警數(shù)據(jù)的查詢功能；現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)中斷、網(wǎng)速過慢時(shí)將數(shù)據(jù)緩存，待恢復(fù)后實(shí)現(xiàn)斷點(diǎn)續(xù)傳，確保數(shù)據(jù)完整性。

4.3地表水監(jiān)測(cè)中的運(yùn)用

實(shí)施地表水水質(zhì)的自動(dòng)監(jiān)測(cè)，可以實(shí)現(xiàn)水質(zhì)的實(shí)時(shí)連續(xù)監(jiān)測(cè)和遠(yuǎn)程監(jiān)控，及時(shí)掌握主要流域重點(diǎn)斷面水體的水質(zhì)狀況，預(yù)警預(yù)報(bào)重大或流域性水質(zhì)污染事故，解決跨行政區(qū)域的水污染事故糾紛，監(jiān)督總量控制制度落實(shí)情況。及時(shí)、準(zhǔn)確、有效是水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)的技術(shù)特點(diǎn)，近年來，水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)在許多國家地表水監(jiān)測(cè)中得到了廣泛的應(yīng)用，我國的水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站（以下簡(jiǎn)稱水站）的建設(shè)也取得了較大的進(jìn)展，環(huán)境保護(hù)部已在我國重要河流的干支流、重要支流匯入口及河流入海口、重要湖庫湖體及環(huán)湖河流、國界河流及出入境河流、重大水利工程項(xiàng)目等斷面上建設(shè)了100個(gè)水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站。目前還有36個(gè)水質(zhì)自動(dòng)站正在建設(shè)中，水站儀器設(shè)備更新項(xiàng)目也在實(shí)施中。

5　結(jié)語

水質(zhì)在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是一套以在線自動(dòng)分析儀器為核心，運(yùn)用現(xiàn)代傳感器技術(shù)、自動(dòng)測(cè)量技術(shù)，自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)以及相關(guān)的專用分析軟件和通訊網(wǎng)絡(luò)所組成的一個(gè)綜合性的在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)體系。實(shí)施水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)，可以實(shí)現(xiàn)水質(zhì)的實(shí)時(shí)連續(xù)監(jiān)測(cè)和遠(yuǎn)程監(jiān)控，達(dá)到及時(shí)掌握主要流域重點(diǎn)斷面水體的水質(zhì)狀況、預(yù)警預(yù)報(bào)重大或流域性水質(zhì)污染事故、解決跨行政區(qū)域的水污染事故糾紛、監(jiān)督總量控制制度落實(shí)情況、排放達(dá)標(biāo)情況等目的。

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2016-4-10

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A

2095-2066（2016）13-0002-02