程帥 于曉秋

（黃河水利委員會山東水文水資源局，山東 濟南 250000）

水質(zhì)總磷、總氮這兩個指標能夠比較直接地反映出水體的富營養(yǎng)化狀態(tài)，通過利用自動監(jiān)測技術(shù)獲取這兩項指標的實時數(shù)據(jù)，能夠?qū)崿F(xiàn)對水體富營養(yǎng)化污染情況的監(jiān)測，為治理工作提供依據(jù)，因此，應針對自動監(jiān)測技術(shù)進行深入分析，并尋求優(yōu)質(zhì)的技術(shù)方案，以保證該項技術(shù)效用的順利發(fā)展，提升治理工作水平。

一、聯(lián)合自動監(jiān)測技術(shù)

聯(lián)合自動監(jiān)測技術(shù)是指采用分光光度操作方法，結(jié)合臭氧、紫外線聯(lián)合試驗，來測定總磷總氮值的自動監(jiān)測技術(shù)。在該技術(shù)下，自動監(jiān)測的實現(xiàn)主要依靠由PLC控制器、GPRS 無線通信程序、LabVIEW 開發(fā)工具所形成的自動監(jiān)測裝置，該裝置支持遠程控制與遠程在線監(jiān)測，因此，該技術(shù)在實際應用中不僅能保持足夠的精度，而且具有操作便捷的優(yōu)勢。在此過程中，PLC 控制器負責下達不同器件的通斷指令，如臭氧發(fā)生器等，使工作者可以對這些器件進行遠程控制或現(xiàn)場控制調(diào)試。而遠程控制與現(xiàn)場控制這兩項功能主要承載于借助LabVIEW 開發(fā)工具構(gòu)建出的軟件程序，該軟件程序中包含了遠程監(jiān)控、現(xiàn)場控制這兩個模塊，工作者通過操作遠程界面上的總氮含量、總磷含量等選項，即可查閱實時、歷史的總磷總氮指標值。

二、多量程自動監(jiān)測技術(shù)

在多量程自動監(jiān)測技術(shù)下，實時監(jiān)測的實現(xiàn)主要依賴于多量程在線系統(tǒng)的運行。其中，多量程在線監(jiān)控系統(tǒng)是以微控、順序注射為基礎(chǔ)監(jiān)測原理，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)化自動控制系統(tǒng)，形成的聯(lián)合監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)的總磷量程為0-1.2μg.mL-1、1.2-2.5μg.mL-1、2.5-5μg.mL-1，總氮量程為0-10μg.mL-1、10-20μg.mL-1、20-40μg.mL-1。基于該技術(shù)的總磷總氮檢測機理為，首先，針對待測水體建立消解池，然后構(gòu)建出一個高溫環(huán)境。其次，在該環(huán)境下密閉消解水體中的磷、氮化合物。在此過程中，該消解方法為，使用經(jīng)過60℃以上水分解處理后的堿性過硫酸鉀，在120℃高壓蒸汽條件下，對磷、氮化合物進行消解，得到含有正磷酸鹽、硝酸鹽的消解液。最后，將消解液分別送至總磷、總氮檢測池中進行兩項指標的檢測，其中，總磷檢測需要消解液與鉬酸銨反應，總氮檢測需要分別采集消解液275nm、220nm 深度位置的吸光度值，再用該值計算出總氮指標值。

三、傳感器自動監(jiān)測技術(shù)

傳感器自動監(jiān)測技術(shù)屬于一種多參數(shù)水體總磷總氮檢測技術(shù)，該技術(shù)的實現(xiàn)原理為，借助水質(zhì)傳感器實現(xiàn)總磷、總氮指標的測定，利用光電轉(zhuǎn)換器、無線傳輸模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換器，實現(xiàn)測定結(jié)果傳輸以及上位機指令下達的自動監(jiān)測技術(shù)。其中，傳感器主要是由硅光電池、外殼體、石英玻璃等構(gòu)件組成，其測量指標值的方法為多通道多參數(shù)順序檢測法。在傳感器的實際應用中，系統(tǒng)或工作者可以通過改變脈寬來調(diào)整LED的亮度，以控制量程與光程。一般來說，利用該技術(shù)進行水體總磷總氮的檢測，能夠達到總磷值-5.6%～9.4%的準確度，總氮值-9%～9%的準確度。從整體上來看，該技術(shù)所得出的指標值精度符合國家現(xiàn)行標準，同時，在該技術(shù)下，人們通常會將數(shù)據(jù)存儲、遠程傳輸系統(tǒng)嵌入到自動監(jiān)測操作系統(tǒng)中，使該技術(shù)支持歷史指標監(jiān)測值的瀏覽以及遠程的監(jiān)測控制，因此，該技術(shù)在操作上更加便捷，有助于水體富營養(yǎng)化監(jiān)測工作水平的提升。

四、分光光度計自動監(jiān)測技術(shù)

在傳感器技術(shù)的基礎(chǔ)上，人們通過應用分光光度計可以構(gòu)建出一個精準度更高的多參數(shù)在線分析系統(tǒng)，提升總磷總氮自動監(jiān)測水平。其中，分光光度計主要是由光電探測器、聚焦鏡、光纖連接器等部分組成，能夠?qū)崿F(xiàn)多參數(shù)的水質(zhì)總磷總氮分析，以及光學測量，同時，針對總磷、總氮分析部分，還可以分別設(shè)置反應池，并結(jié)合自動控制裝置、系統(tǒng)，校準各個監(jiān)測環(huán)節(jié)，使總磷、總氮測量結(jié)果更加精準。就目前來看，該技術(shù)可以達到0.809%的重復率以及0.847%的準確度，有助于總磷總氮監(jiān)測水平的發(fā)展[1]。

五、水樣消解自動監(jiān)測技術(shù)

水樣消解自動監(jiān)測技術(shù)是指一種利用超聲波輔助水樣消解，達到更高監(jiān)測效率的自動監(jiān)測技術(shù)。該技術(shù)屬于自動監(jiān)測技術(shù)中的輔助技術(shù)，其主要作用是加速水樣消解，使后續(xù)的測量進度提前，但該技術(shù)的應用可能會對總磷總氮測量結(jié)果存在影響。通常情況下，基于該技術(shù)得出的測量結(jié)果，誤差在+10%以下，可以達到國家標準要求，因此，該技術(shù)具有足夠的實用性。就目前來看，該技術(shù)一般被應用在多量程自動監(jiān)測技術(shù)、分光光度計自動監(jiān)測技術(shù)等存在水樣消解環(huán)節(jié)的自動監(jiān)測技術(shù)中。在此過程中，當前水體自動監(jiān)測領(lǐng)域正在嘗試通過優(yōu)化化學反應器設(shè)計、檢測試劑等方式，來降低該技術(shù)對測量結(jié)果準確度的影響，以增強該技術(shù)的實際應用效果[2]。

結(jié)論：綜上所述，增強自動監(jiān)測技術(shù)的實施效果，有助于水體污染治理工作的發(fā)展。在水污染治理中，借助自動監(jiān)測技術(shù)獲取總氮總磷指標數(shù)據(jù)，可以提高監(jiān)測結(jié)果查閱便捷性、優(yōu)化指標值測量精度、弱化水體總磷總氮監(jiān)測工作的難度，從而幫助人們有效應對水富營養(yǎng)污染問題。