趙 東

（南雄市環(huán)境監(jiān)測(cè)站，廣東南雄 512400）

地表水及污染源水質(zhì)自動(dòng)在線監(jiān)測(cè)

趙 東

（南雄市環(huán)境監(jiān)測(cè)站，廣東南雄 512400）

我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展伴隨著的是一定程度的污染問(wèn)題。大量工業(yè)污水和居民生活污水的不達(dá)標(biāo)排放都導(dǎo)致河流和地下水的嚴(yán)重污染，一些不法企業(yè)的偷、濫排使水體污染加劇。最近我國(guó)開(kāi)展了大規(guī)模的水環(huán)境治理工作，并取得了階段性成果，部分河流及湖泊水質(zhì)有所改善。水質(zhì)在線檢測(cè)工作越來(lái)越受到各級(jí)環(huán)保部門的重視，各地都建立大量的水質(zhì)在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，監(jiān)測(cè)參數(shù)包括五參數(shù)，高錳酸鹽指數(shù)，氨氮及總有機(jī)碳等各項(xiàng)指標(biāo)。

地表水；污染源水質(zhì)；在線監(jiān)測(cè)

據(jù)2009年環(huán)境狀況公報(bào)統(tǒng)計(jì)，長(zhǎng)江、黃河、珠江、松花江、淮河、海河和遼河七大水系總體為輕度污染。203條河流408個(gè)地表水國(guó)控監(jiān)測(cè)斷面中，Ⅰ～Ⅲ類、Ⅳ～Ⅴ類和劣Ⅴ類水質(zhì)的斷面比例分別為57.30%、24.30%和18.40%。主要污染指標(biāo)為高錳酸鹽指數(shù)、五日生化需氧量和氨氮。其中，珠江、長(zhǎng)江水質(zhì)良好，松花江、淮河為輕度污染，黃河、遼河為中度污染，海河為重度污染。

中國(guó)社會(huì)科學(xué)院環(huán)境與發(fā)展研究中心指出，中國(guó)發(fā)布的各種水環(huán)境質(zhì)量檢測(cè)報(bào)告，由于受布點(diǎn)數(shù)量和布點(diǎn)區(qū)域的限制，“并不能充分、真實(shí)地反映國(guó)內(nèi)水污染現(xiàn)狀”。目前國(guó)家環(huán)保總局設(shè)置的水質(zhì)監(jiān)測(cè)斷面，基本上分布在水量相對(duì)充沛、監(jiān)管相對(duì)嚴(yán)格的大江大河或主要水系的干流，對(duì)于支流的監(jiān)測(cè)幾乎屬于空白領(lǐng)域。在小城鎮(zhèn)以及廣大農(nóng)村地區(qū)，實(shí)際的污水排放量以及支流、內(nèi)河的受污染程度，很可能要比目前公布的數(shù)字更為嚴(yán)重。目前的水質(zhì)監(jiān)測(cè)現(xiàn)狀揭示了中國(guó)水污染的嚴(yán)重程度和水質(zhì)監(jiān)測(cè)的建設(shè)落后程度。因此，治理水污染，必須先做好水質(zhì)監(jiān)測(cè)。

1 水質(zhì)自動(dòng)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

就水源污染以及水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)方面的問(wèn)題，很多國(guó)家都開(kāi)始進(jìn)行這方面的研究，并且水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)在許多國(guó)家地表水監(jiān)測(cè)中得到了廣泛的應(yīng)用，我國(guó)的水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站的建設(shè)也取得了較大的進(jìn)展。根據(jù)《2008年全國(guó)環(huán)境統(tǒng)計(jì)公報(bào)》，全國(guó)地表水質(zhì)監(jiān)測(cè)斷面數(shù)9 635個(gè)，近岸海域監(jiān)測(cè)點(diǎn)位1 203個(gè)，開(kāi)展飲用水源地水質(zhì)監(jiān)測(cè)的城市數(shù)1 021個(gè)。根據(jù)2007-2009年《中國(guó)環(huán)境狀況公報(bào)》統(tǒng)計(jì)顯示，全國(guó)主要河流、湖泊、重點(diǎn)水利工程地表水國(guó)控監(jiān)控?cái)嗝妫?007年為569個(gè)，2008年為571個(gè)，2009年為633個(gè)。水利部門近年來(lái)也開(kāi)始重視水質(zhì)監(jiān)測(cè)工作，逐步建立起覆蓋全國(guó)的水質(zhì)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)體系。水利系統(tǒng)的水質(zhì)監(jiān)測(cè)工作主要與水文站相結(jié)合，對(duì)定點(diǎn)流域的水量、水文、水質(zhì)情況同時(shí)進(jìn)行監(jiān)控。

特別是這個(gè)水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，本身以在線自動(dòng)分析儀器作為其中最為核心的核心，并且在技術(shù)使用上面采用的是現(xiàn)代傳感技術(shù)、自動(dòng)測(cè)量技術(shù)以及計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)和一些與水質(zhì)監(jiān)測(cè)相關(guān)的專業(yè)軟件分析技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)，將這些技術(shù)進(jìn)行綜合組合起來(lái)，從而使得該系統(tǒng)對(duì)地表水質(zhì)以及污染源水質(zhì)擁有自動(dòng)監(jiān)測(cè)的功能。

2 水質(zhì)自動(dòng)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)配置與運(yùn)行

水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目包括水溫、pH、溶解氧（DO）、電導(dǎo)率、濁度、高錳酸鹽指數(shù)、總有機(jī)碳（TOC）、氨氮，湖泊水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目還包括總氮和總磷。以后將選擇部分點(diǎn)位進(jìn)行揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）、生物毒性及葉綠素a試點(diǎn)工作。

水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站的監(jiān)測(cè)頻次一般采用每4h采樣分析一次。每天各監(jiān)測(cè)項(xiàng)目可以得到6個(gè)監(jiān)測(cè)結(jié)果，可根據(jù)管理需要提高監(jiān)測(cè)頻次。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)通過(guò)公外網(wǎng)VPN方式傳送到各水質(zhì)自動(dòng)站的托管站、省級(jí)監(jiān)測(cè)中心站及中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站。為充分發(fā)揮已建成的100個(gè)國(guó)家地表水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站的實(shí)時(shí)監(jiān)視和預(yù)警功能，經(jīng)研究定于2009年7月1日在互聯(lián)網(wǎng)上發(fā)布國(guó)家水站的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。

每個(gè)水站的監(jiān)測(cè)頻次為每4h一次，按0：00、4：00、8：00、12：00、16：00 20：00、24：00整點(diǎn)啟動(dòng)監(jiān)測(cè)，發(fā)布數(shù)據(jù)為最近一次監(jiān)測(cè)值。每個(gè)水站發(fā)布的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目為pH、溶解氧（DO）、總有機(jī)碳（TOC）或高錳酸鹽指數(shù)（CODMn）及氨氮（NH3-N）共5項(xiàng)。執(zhí)行《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838—2002）中相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)每個(gè)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的結(jié)果給出相應(yīng)的水質(zhì)類別?？傆袡C(jī)碳（TOC）目前沒(méi)有評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。為使水質(zhì)狀況表達(dá)容易理解，按水質(zhì)類別將水質(zhì)狀況分為優(yōu)（I、II類水質(zhì)）、良（Ⅲ類水質(zhì)）、輕度污染（IV類水質(zhì)）、中度污染（V類水質(zhì)）及重度污染（劣V類水質(zhì)）。

水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站為在線連續(xù)監(jiān)測(cè)設(shè)備，在儀器故障檢查維修、日常維護(hù)校準(zhǔn)時(shí)將出現(xiàn)數(shù)據(jù)缺失現(xiàn)象。水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站在日常運(yùn)行中也會(huì)經(jīng)常受到停電、洪水、斷流、雷擊破壞、通訊中斷等意外影響，造成水站暫停運(yùn)行。目前部分水站的儀器設(shè)備已運(yùn)行8～9年，已超過(guò)使用壽命，造成故障率較高或停止運(yùn)行，目前已列更新計(jì)劃，年底前實(shí)施完畢。

評(píng)價(jià)指標(biāo)在GB3838-2002標(biāo)準(zhǔn)中的標(biāo)準(zhǔn)限值 單位：mg/L

3 水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)指標(biāo)含義

pH：表征水體酸堿性的指標(biāo)，pH值為7時(shí)表示為中性，小于7為酸性，大于7為堿性。天然地表水的pH值一般為6～9之間，水體中藻類生長(zhǎng)時(shí)由于光合作用吸收二氧化碳，會(huì)造成表層pH值升高。

溶解氧（DO）：代表溶解于水中的分子態(tài)氧。水中溶解氧指標(biāo)是反映水體質(zhì)量的重要指標(biāo)之一，含有有機(jī)物污染的地表水，在細(xì)菌的作用下有機(jī)污染物質(zhì)分解時(shí)，會(huì)消耗水中的溶解氧，使水體發(fā)黑發(fā)臭，會(huì)造成魚類、蝦類等水生生物死亡。在流動(dòng)性好（與空氣交換好）的自然水體中，溶解氧飽和濃度與溫度、氣壓有關(guān)，零度時(shí)水中飽和氧氣含量可14.6mg/L，25℃為8.25mg/L。水體中藻類生長(zhǎng)時(shí)由于光合作用產(chǎn)生氧氣，會(huì)造成表層溶解氧異常升高而超過(guò)飽和值。

高錳酸鹽指數(shù)（CODMn）：以高錳酸鉀為氧化劑，處理地表水樣時(shí)所消耗的量，以氧的mg/L來(lái)表示。在此條件下，水中的還原性無(wú)機(jī)物（亞鐵鹽、硫化物等）和有機(jī)污染物均可消耗高錳酸鉀，常被作為地表水受有機(jī)污染物污染程度的綜合指標(biāo)。也稱為化學(xué)需氧量的高錳酸鉀法，以別于常作為廢水排放監(jiān)測(cè)的重鉻酸鉀法的化學(xué)需氧量（COD）。

總有機(jī)碳（TOC）：代表水體中有機(jī)物質(zhì)含量的另一項(xiàng)綜合指標(biāo)。采用燃燒水樣中的有機(jī)物，通過(guò)測(cè)定生成的二氧化碳（CO2）含量，以C元素的量來(lái)表示總有機(jī)碳的含量。對(duì)于化學(xué)成分相同的水樣，總有機(jī)碳與高錳酸鹽指數(shù)存在一定的相關(guān)性。

氨氮（NH3-N）：氨氮以溶解狀態(tài)的分子氨（又稱游離氨，NH3）和以銨鹽（NH4+）形式存在于水體中，兩者的比例取決于水的pH值和水溫，以含N元素的量來(lái)表示氨氮的含量。水中氨氮的來(lái)源主要為生活污水和某些工業(yè)廢水（如焦化和合成氨工業(yè)）以及地表徑流（主要指使農(nóng)田使用的肥料通過(guò)地表徑流進(jìn)入河流、湖庫(kù)等）。

[1] 項(xiàng)光宏，聞路紅，王靜.水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)技術(shù)研究及應(yīng)用[C].中國(guó)自動(dòng)化大會(huì)暨兩化融合高峰會(huì)議，2009.

[2] 李雪瑩.哈爾濱市地表水環(huán)境污染在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)建研究[D].哈爾濱：東北林業(yè)大學(xué)，2014.

[3] 馬顥珺，孫海林，左航.水質(zhì)自動(dòng)采樣器在污染源在線監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用[J].環(huán)境研究與監(jiān)測(cè).2010，（3）：22-24.

[4] 張金海.淺析污染源在線水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用[J].科技致富向?qū)В?015，（2）：169.

Surface Water Pollution and Water Quality Automatic Online Monitoring

Zhao Dong

China’s rapid economic development is accompanied by a certain degree of pollution problems.A large number of industrial wastewater and domestic sewage discharge standards do not have led to serious pollution of rivers and groundwater，some unscrupulous companies to steal，abuse of drain water pollution intensified.Our recently launched a large-scale water environment governance，and achieved initial results，some rivers and lakes water quality has improved.Line water quality testing work more and more attention to environmental protection departments at all levels，are built around a large number of water quality on-line automatic monitoring system，the monitoring parameters include indicators of fi ve parameters，permanganate index，ammonia nitrogen and total organic carbon.

surface water；water pollution；on-line monitoring

X832

A

1003-6490（2016）01-0142-02

2015-12-22

趙東（1971—），男，廣東南雄人，助理工程師，研究方向?yàn)樗|(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)。