張興鈺

之江實(shí)驗(yàn)室

1 引言

水環(huán)境作為人類賴以生存的重要環(huán)境資源，其質(zhì)量動(dòng)態(tài)變化事關(guān)重大。當(dāng)前，在信息技術(shù)的助推作用下，水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。相較于人工監(jiān)測(cè)而言，自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)全天候24h不間斷監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)也更加精準(zhǔn)。同時(shí)，在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的作用下，水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信能夠更強(qiáng)，系統(tǒng)運(yùn)維能力也得到了大幅度的提升。

2 我國(guó)水環(huán)境質(zhì)量影響因素分析

2.1 自然環(huán)境因素

全球氣候變暖，極端天氣增多，均會(huì)對(duì)區(qū)域內(nèi)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生較大的影響，進(jìn)而導(dǎo)致水生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生變化。最為直接的例子，當(dāng)氣候變暖，水資源蒸發(fā)速度加快，大量的水資源被浪費(fèi)掉，導(dǎo)致區(qū)域內(nèi)水生態(tài)環(huán)境發(fā)生較大變化。通常來(lái)說，判斷同一流域內(nèi)水環(huán)境質(zhì)量，主要以水文狀況來(lái)作為評(píng)價(jià)。當(dāng)氣溫升高，水量減少，河流無(wú)法得到有效補(bǔ)充，進(jìn)而干擾了周邊植物以及動(dòng)物的正常生長(zhǎng)。若流域內(nèi)存在大量的礦物質(zhì)，則會(huì)導(dǎo)致水環(huán)境產(chǎn)生礦化現(xiàn)象，也會(huì)影響到水環(huán)境的整體質(zhì)量水平。

2.2 人為因素的影響

人類對(duì)于自然生態(tài)環(huán)境的破壞一直都是備受關(guān)注的問題。人們的亂砍濫伐，毫無(wú)節(jié)制的開采，致使地表水快速流失，地下水位快速下降，引起井水干枯和地面沉降等現(xiàn)象。加之地表水土流失，植被覆蓋減少，導(dǎo)致了水環(huán)境出現(xiàn)惡性循環(huán)。工業(yè)廢水處理不當(dāng)，直接排放到河流中，重金屬等污染合理，進(jìn)而導(dǎo)致河流水生物的大面積死亡，水質(zhì)明顯惡化。這些人為因素，都會(huì)導(dǎo)致水體污染問題日趨嚴(yán)峻。

3 水生態(tài)環(huán)境保護(hù)的主要措施

3.1 優(yōu)化水資源配置

一方面，強(qiáng)化水資源保護(hù)力度，嚴(yán)格管控水資源相關(guān)數(shù)據(jù)參數(shù)，優(yōu)化配置水資源?？梢越柚鶪IS等先進(jìn)技術(shù)以及自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)等，對(duì)水資源的分布情況、水質(zhì)情況進(jìn)行定期的監(jiān)測(cè)，明確水資源保護(hù)區(qū)，降低人為因素的干擾。另一方面，借助法律行政規(guī)范等手段，強(qiáng)化水資源的優(yōu)化配置，提升水資源循環(huán)利用效率。強(qiáng)化城市生產(chǎn)和生活污水治理力度，全方位處理廢水，降低對(duì)生態(tài)環(huán)境的污染。所有的污水達(dá)標(biāo)之后還要進(jìn)行檢驗(yàn)，確保排放的污水達(dá)標(biāo)，不對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生不利影響。

3.2 重視水質(zhì)分析

一方面，積極做好水質(zhì)保護(hù)工作。強(qiáng)化水文參數(shù)環(huán)境保護(hù)。對(duì)區(qū)域內(nèi)荒漠化水平進(jìn)行嚴(yán)格的控制，劃分責(zé)任片區(qū)，安排專人負(fù)責(zé)，切實(shí)提升水循環(huán)的整體效果。另一方面，強(qiáng)化低碳環(huán)保宣傳理念，降低低溫室氣體排放量。首先要將一部分不符合環(huán)境保護(hù)要求的企業(yè)進(jìn)行關(guān)停處理，特別是農(nóng)村地區(qū)的中小企業(yè)，務(wù)必要提高重視力度，避免污染水環(huán)境質(zhì)量。其次，強(qiáng)化水環(huán)境檢測(cè)人員技能培訓(xùn)，規(guī)范化進(jìn)行水質(zhì)檢測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，盡早處理。

3.3 科學(xué)治理污水

依據(jù)目前水生態(tài)環(huán)境的實(shí)際情況，積極開展污水治理力度，對(duì)水資源污染情況進(jìn)行合理解決，提升污水過濾效果。從農(nóng)業(yè)角度，盡可能采取滴灌技術(shù)，降低水資源的蒸發(fā)，降低水資源的浪費(fèi)，提升水資源的利用效率，強(qiáng)化化肥農(nóng)藥的使用量，降低對(duì)地下水的影響。從工業(yè)角度，強(qiáng)化水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)力度，嚴(yán)禁不達(dá)標(biāo)的污水排入河流之中，降低重金屬等有毒有害物質(zhì)對(duì)水環(huán)境的破壞力度。

4 水質(zhì)監(jiān)測(cè)工作在水環(huán)境保護(hù)工作中的重要性

人們賴以生存的重要資源之一的水資源，在整個(gè)世界范圍內(nèi)都是非常稀薄的。節(jié)約用水，人人有責(zé)，不僅僅是一句口號(hào)，而是應(yīng)該內(nèi)化為每個(gè)人自覺的行為習(xí)慣。當(dāng)前在工業(yè)化進(jìn)程的快步推動(dòng)下，水資源污染問題成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。尤其是一些未達(dá)標(biāo)的工業(yè)污水的隨意排放，嚴(yán)重危害到水資源的安全。針對(duì)這種現(xiàn)象，水質(zhì)監(jiān)測(cè)就顯得尤為重要。通過水質(zhì)監(jiān)測(cè)工作，能夠?qū)Ξ?dāng)前水資源的分布狀況以及污染情況有一個(gè)清晰的認(rèn)知，通過水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)于污水排放管理也更加有據(jù)可依。通過水樣檢測(cè)，能夠?yàn)楫?dāng)前環(huán)保部門各種環(huán)保政策的制定提供主要依據(jù)，從而更好地干預(yù)工農(nóng)業(yè)等污水排放工作，為水環(huán)境保護(hù)貢獻(xiàn)一份力量。

5 水環(huán)境保護(hù)工作中水質(zhì)監(jiān)測(cè)環(huán)節(jié)的監(jiān)測(cè)措施

5.1 水源取樣任務(wù)

水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為環(huán)保部門提供了重要依據(jù)，然水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性還受到水源取樣點(diǎn)的影響。若選取的水源取樣點(diǎn)不具備代表性或者選擇不當(dāng)，則所監(jiān)測(cè)出來(lái)的水質(zhì)數(shù)據(jù)也不具備代表性。因此在實(shí)際監(jiān)測(cè)工作中，務(wù)必要對(duì)全流域的水源情況進(jìn)行實(shí)地考察，然后確定最為合理的水源取樣點(diǎn)。同時(shí)，在進(jìn)行采樣的時(shí)候，還應(yīng)該嚴(yán)格按照程序開展采樣作業(yè)，避免采樣不科學(xué)不合理影響后續(xù)監(jiān)測(cè)結(jié)果。

5.2 選擇合適設(shè)備

伴隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，各種先進(jìn)的儀器設(shè)備開始投入到水質(zhì)監(jiān)測(cè)工作中來(lái)。這就為水質(zhì)監(jiān)測(cè)工作提供了更大的助力，監(jiān)測(cè)效率更高，監(jiān)測(cè)結(jié)果更為準(zhǔn)確。不過由于儀器設(shè)備眾多，在具體選用時(shí)，需要結(jié)合監(jiān)測(cè)要求合理選擇，且一定要弄懂弄透儀器設(shè)備的使用操作方法，避免誤操作帶來(lái)的監(jiān)測(cè)失誤。此外還需要定期對(duì)儀器設(shè)備進(jìn)行維護(hù)、保養(yǎng)、清洗，確保儀器設(shè)備能夠發(fā)揮作用。

5.3 水質(zhì)監(jiān)測(cè)技術(shù)

在水環(huán)境保護(hù)工作中，當(dāng)設(shè)定好水樣取樣點(diǎn)之后，在完成水質(zhì)取樣之后，就需要選擇適宜的水質(zhì)檢測(cè)技術(shù)來(lái)對(duì)水質(zhì)進(jìn)行分析，以此來(lái)獲取該取樣點(diǎn)的水質(zhì)情況。目前，就水質(zhì)檢測(cè)技術(shù)而言，主要可以分為化學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)和物理檢驗(yàn)技術(shù)兩種。第一種，化學(xué)檢測(cè)技術(shù)。該技術(shù)主要是利用相關(guān)的監(jiān)測(cè)設(shè)備，對(duì)抽取的樣本進(jìn)行初步的監(jiān)測(cè)。諸如，借助光譜儀、離子色譜儀等專業(yè)設(shè)備，來(lái)化驗(yàn)水質(zhì)樣本，從而提取出樣本中的污染物質(zhì)情況以及污染物質(zhì)占比等，以此來(lái)對(duì)水源地的實(shí)際污染情況進(jìn)行全面的把控。第二，物理檢測(cè)技術(shù)。利用該技術(shù)進(jìn)行水質(zhì)檢測(cè)時(shí)，需要首先對(duì)水質(zhì)進(jìn)行透析或者過濾，過濾掉一些大顆粒的懸浮物之后，再進(jìn)行水質(zhì)的檢測(cè)工作，進(jìn)而獲取水質(zhì)中不同污染物的含量情況，為水質(zhì)監(jiān)測(cè)工作提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

6 水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)簡(jiǎn)述

所謂水質(zhì)監(jiān)測(cè)主要指的是采集以及監(jiān)測(cè)某一個(gè)區(qū)域內(nèi)的水質(zhì)情況，同時(shí)記錄好采集到數(shù)據(jù)信息，通過分析、比較，從而得出該區(qū)域內(nèi)部的水質(zhì)情況的一種方法。通常來(lái)說，水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)需要利用專門的數(shù)據(jù)采集設(shè)備，以便于能夠?qū)⒉杉降臄?shù)據(jù)信息及時(shí)地反饋給監(jiān)測(cè)人員。傳統(tǒng)的水質(zhì)監(jiān)測(cè)以人工采集為主，這種采集方法效率較低，需要花費(fèi)較多的時(shí)間，且人為失誤可能導(dǎo)致監(jiān)測(cè)結(jié)果存在誤差，無(wú)法真實(shí)反映出水質(zhì)的具體情況。隨著科技技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)誕生了，其通過設(shè)置專門的監(jiān)測(cè)點(diǎn)，利用物聯(lián)網(wǎng)以及信息技術(shù)等實(shí)現(xiàn)對(duì)水質(zhì)信息的自主采集、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)傳遞和數(shù)據(jù)解析，最終可以獲取水質(zhì)的真實(shí)情況，結(jié)果更加可靠準(zhǔn)確，避免了人為因素干擾。

7 實(shí)例分析

7.1 基本概況

某工廠在進(jìn)行排污設(shè)計(jì)的時(shí)候，總共設(shè)計(jì)了6個(gè)排污口，其中3個(gè)為雨水排污口，另外3個(gè)為工業(yè)污水排污口。在廠區(qū)附近分布的是3個(gè)雨水排污口和一個(gè)催化劑污水排污口。經(jīng)過處理后，所有的污水最終匯入到市政油污干管中。為了更加準(zhǔn)確地進(jìn)行排污口水質(zhì)監(jiān)測(cè)，專門引進(jìn)了水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。在污水處理終端布置在線監(jiān)測(cè)設(shè)備，科學(xué)監(jiān)測(cè)水質(zhì)變化情況。連續(xù)監(jiān)測(cè)3天，每天采樣監(jiān)測(cè)1次。

7.2 自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)功能模塊的需求分析

水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)的功能在于實(shí)現(xiàn)對(duì)水質(zhì)的實(shí)施監(jiān)測(cè)功能，借助下層數(shù)據(jù)采集儀的采集功能，實(shí)現(xiàn)科學(xué)合理控制污染物排放的目的；在網(wǎng)絡(luò)傳輸作用下，將布置在排污口的監(jiān)測(cè)設(shè)備收集到的信息傳輸?shù)较到y(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中；企業(yè)信息的查看，能夠通過監(jiān)測(cè)點(diǎn)的情況，來(lái)查看企業(yè)排污口的基本信息和企業(yè)基本信息；數(shù)據(jù)處理能力。系統(tǒng)能夠?qū)⒉杉瘍x收集到的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，然后繪制成不同形式的表格，供管理人員查看；自動(dòng)報(bào)警功能。一旦排污口排污指標(biāo)超標(biāo)，系統(tǒng)將發(fā)揮警報(bào)，以便于提醒管理人員進(jìn)行處置。經(jīng)過綜合分析水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的功能后，確定了該系統(tǒng)的主要功能模塊：自動(dòng)監(jiān)控、自動(dòng)報(bào)警、數(shù)據(jù)管理以及綜合信息管理模塊等4大模塊，具體如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)功能模塊劃分圖

7.3 效果評(píng)價(jià)

該工廠自采用了水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)之后，實(shí)時(shí)地對(duì)6個(gè)排污口信息數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。在發(fā)現(xiàn)排污口污染源超標(biāo)的時(shí)候，通過報(bào)警作用，及時(shí)的查明原因，并予以調(diào)整，確保了污染源排放符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

綜上所述，生態(tài)環(huán)保理念的不斷深入，水環(huán)境保護(hù)工作任重而道遠(yuǎn)。傳統(tǒng)的人工水質(zhì)監(jiān)測(cè)方法，耗時(shí)耗力，誤差大，影響最終的監(jiān)測(cè)結(jié)果。隨著物聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)的快速發(fā)展，水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。文章以某工廠排污口污染源監(jiān)測(cè)為例，分析了水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)用。該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要包括自動(dòng)監(jiān)控、自動(dòng)報(bào)警、數(shù)據(jù)處理和綜合信息處理等幾大模塊，在這些模塊的共同作用下，較好地實(shí)現(xiàn)了對(duì)排污口污染源的監(jiān)測(cè)，確保了工程排污符合規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，兼顧了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和水環(huán)境保護(hù)的雙重目標(biāo)。