梁曉磊，馬爽爽，梁麗紅

1.煙臺云灃生態(tài)環(huán)境產業(yè)發(fā)展股份有限公司；2.煙臺市環(huán)保工程咨詢設計院有限公司

眾所周知，水質安全與人民群眾的生命健康息息相關，同樣是社會可持續(xù)發(fā)展的關鍵性因素。結合目前形勢分析，國內水環(huán)境污染問題愈發(fā)嚴重，尤其是工業(yè)廢水排放與生活污水排放，加劇了水污染。精準掌握水質情況是科學開展水環(huán)境治理工作的重要措施。在水質環(huán)境保護中科學應用自動監(jiān)測技術，可以顯著減少人力、物力資源消耗，提升監(jiān)測結果的精準性，為各項水環(huán)境保護工作提供參考。

一、水質自動監(jiān)測技術

作為監(jiān)測水質的一項關鍵技術，它依靠因特網技術和現代信息技術的結合，自動獲取和分析諸如水溫、濁度、污染位置、水生毒性、重金屬含量和氮含量等參數，然后，計算機輔助系統將監(jiān)測結果和分析報告轉交給環(huán)境保護中心，使工作人員能夠準確了解水環(huán)境組成部分的含量，了解水質量的動態(tài)變化，更好地查明污染來源。1970年代，水質自動監(jiān)測技術被應用于保護水生環(huán)境，主要負責水質監(jiān)測和分析。近年來，水環(huán)境污染問題越來越嚴重，自動水質監(jiān)測技術隨著其他技術的發(fā)展而得到改進，從而將監(jiān)測項目的范圍從幾個擴大到幾十個，并實現了整個操作的自動化，確保操作穩(wěn)定性、易維護性、監(jiān)控準確性和及時性，從而逐步加強了對環(huán)境的保護

二、水環(huán)境保護中水質自動監(jiān)測技術的應用價值

在水質檢測的傳統技術應用中，無法對水環(huán)境的質量狀況實時反映，這使工作人員不能對水環(huán)境的質量及時進行判斷和提出建議，進而導致管理以及治理方針不能有效落實。通過對水質自動監(jiān)測技術的應用，能夠對水環(huán)境的質量實現實時、連續(xù)反映，與傳統技術相比，該系統準確性和效率更高，和多項先進技術結合，能夠實現對各種水質指標進行全面監(jiān)測，同時各類數據能夠自動歸類且以有線、無線等方式上傳至數據庫。此監(jiān)測過程中，能夠有效提高監(jiān)測的頻率和效率，并減輕了工作人員的工作壓力。在對水環(huán)境的監(jiān)測中，涉及的工作內容往往十分復雜和煩瑣，如水樣的采集、數據的整理、水樣的檢驗等，各種資源都在不斷產生和積累，而這勢必需要大量的人力和物力來實現。應用水質自動監(jiān)測技術后，能借助計算機手段實現自動化的數據采樣、匯總、分類和整理，有效避免此類工作中的人為誤差出現，確保工作質量與效率的同步提升[5]。盡管水質自動監(jiān)測技術需要使用到很多先進設備和儀器，初期的成本投入比較大，但和傳統的監(jiān)測技術相比，它具有較好的長期經濟效益，整體的經濟成本是比較低的。通過此技術的應用，能夠有效實現人工成本的節(jié)省，相關管理人員工作壓力得到緩解，能夠將更多精力投入到別的方面實現價值的創(chuàng)造，且此技術的先進性能夠促進工作水平和質量的提升，避免很多無用或者返工情況出現，這也間接實現了工作成本的控制。

三、水質自動監(jiān)測技術的功能

第一個是自動監(jiān)控。水質監(jiān)測必須確保效率和連續(xù)性。在監(jiān)測地點安裝自動水質監(jiān)測設備，實時收集和分析水質監(jiān)測項目，并首先向環(huán)境保護中心報告數據，可有效確保水質監(jiān)測數據的連續(xù)性。水質監(jiān)測項目也有不同的目標，取決于監(jiān)測的水源。例如，監(jiān)測水源水質和飲用水質量的重點是鹽度、水溫、濁度和氯；廢水處理站或廢水處理點的水質監(jiān)測，重點是pH值、重金屬和濁度，也可根據監(jiān)測點的具體情況加以適當補充，以確保完整性和有效性。第二，信息發(fā)布和查詢功能。水質自動監(jiān)測技術改進了信息發(fā)布和查詢功能，使有關水環(huán)境信息能夠滿足網上查詢的需要。自動水質監(jiān)測技術能夠迅速準確地分析有關的計算數據，并能大大提高水質監(jiān)測的質量，提高水環(huán)境管理的效率，使水環(huán)境保護更加合理和科學。第三，預警功能。水質自動監(jiān)測系統在全面收集和分析監(jiān)測數據的基礎上提供預警。在有關人員接收監(jiān)測數據信息的同時，可以從設備中獲取報警信息，并及時進入現場進行檢查，這可以很好地防止水污染。報警功能主要依靠圖標、顏色和聲音等提示，當監(jiān)控數據超出正常范圍或設備出現故障時，系統會自動發(fā)出報警信息。除了這些職能之外，還應用了更有效的水質監(jiān)測技術，這有助于提高數據的準確性。

四、水質監(jiān)測技術發(fā)展進程

近年來，盡管國家為保護水環(huán)境作出了巨大努力，但水環(huán)境退化的總體趨勢仍未得到有效控制，造成水環(huán)境退化的主要因素是重金屬和病原體的侵入，因此，監(jiān)測水質對環(huán)境至關重要，這也是保護水環(huán)境的基礎和先決條件。目前，水質監(jiān)測有兩種主要形式：人工監(jiān)測和自動監(jiān)測。，人工監(jiān)測通常包括定期在固定區(qū)域取樣，然后在室內或現場進行試驗。由于這種方法極易受到人為因素的影響，而且測量過程很復雜，因此很少采用這種方法，數據的連續(xù)性很差，而且通常無法有效地分享用于測量和記錄結果的信息。自動監(jiān)測可以使用儀器自動收集和計算數據，操作便利，效率高。此外，自動監(jiān)測收集到的數據可確保良好的連續(xù)性，及時發(fā)現水源中的過量危險物質，并確保有效的污染管理。自動監(jiān)測技術出現在1970年代，最初的監(jiān)測項目只涉及五個方面:水溫、ph值、溶解氧、電導率和溫度。隨著無害環(huán)境技術的不斷發(fā)展，水質監(jiān)測項目的數量持續(xù)增加。一些國家應用3S技術（遙感或RS）、地理信息系統、全球定位系統（GPS），以建立一個具有高度計算機化特性的監(jiān)測系統。1980年代，我們開始對一些優(yōu)先流域的水質進行自動和持續(xù)監(jiān)測。與保護水環(huán)境有關的監(jiān)測項目主要涉及化學需氧量、氨氮和ph值。

五、我國水環(huán)境質量影響因素分析

（一）自然環(huán)境因素

全球氣候變暖，極端天氣增多，均會對區(qū)域內生態(tài)環(huán)境產生較大的影響，進而導致水生態(tài)環(huán)境產生變化。最為直接的例子，當氣候變暖，水資源蒸發(fā)速度加快，大量的水資源被浪費掉，導致區(qū)域內水生態(tài)環(huán)境發(fā)生較大變化。通常來說，判斷同一流域內水環(huán)境質量，主要以水文狀況來作為評價。當氣溫升高，水量減少，河流無法得到有效補充，進而干擾了周邊植物以及動物的正常生長。若流域內存在大量的礦物質，則會導致水環(huán)境產生礦化現象，也會影響到水環(huán)境的整體質量水平。

（二）水質自動監(jiān)測系統應用的范圍相對較小

雖然我國近年來不斷加強水質監(jiān)測工作，對水質自動監(jiān)測技術的應用不斷加強，建設的自動監(jiān)測站也逐漸增多，水質自動監(jiān)測系統的實際應用范圍仍將進一步擴大，但部分水庫和水系的監(jiān)測仍然采取傳統的人工模式。針對這一情況，要結合水質自動監(jiān)測技術的實際應用情況，不斷擴大其覆蓋范圍，加強水質監(jiān)測力度，以重要河流、水系為主建設自動監(jiān)測站，應用水質自動監(jiān)測技術。

（三）人為因素的影響

人類對于自然生態(tài)環(huán)境的破壞一直都是備受關注的問題。人們的亂砍濫伐，毫無節(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象。加之地表水土流失，植被覆蓋減少，導致了水環(huán)境出現惡性循環(huán)。工業(yè)廢水處理不當，直接排放到河流中，重金屬等污染，導致河流水生物的大面積死亡，水質明顯惡化。這些人為因素，都會導致水體污染問題日趨嚴重。

六、水質自動監(jiān)測技術在水環(huán)境保護中的應用

某地區(qū)是我國第一批城市的水資源監(jiān)控和管理系統的建設試點，在早期就進行水質自動監(jiān)測系統建設。文章就以其水質自動監(jiān)測技術為例，對其在水環(huán)境保護中的應用進行分析。

（一）系統組成和功能

某地區(qū)水質自動監(jiān)測系統中，主要包括水源地的水質監(jiān)測、入河的排污口位置監(jiān)測兩個部分。在水源地的水質監(jiān)測中，其系統包括了3個水庫水質的監(jiān)測站，且這3個中型水庫主要負責城鎮(zhèn)新城工業(yè)與部分居民的生活用水、東部縣城用水、西部縣城用水供水。在入河的排污口位置監(jiān)測中，其系統包括了東部市政的排污口位置監(jiān)測站、明溝的監(jiān)測站和西部市政的排污口位置監(jiān)測站。水質自動監(jiān)測站主要包括配水與預處理的單元模塊、采水的單元模塊、監(jiān)測的儀器單元模塊、數據的采集與控制單元模塊、數據的傳輸單元模塊、輔助單元模塊6個部分。在對水源地的水質監(jiān)測主要指標有電導率、水溫、濁度、pH、揮發(fā)酚、總氮、總磷、氨氮、溶解氧和高錳酸鹽的指數等[8-10]。該系統主要具備自動在線的監(jiān)測、遠程控制、數據自動傳輸、數據自動處理與分析、自動報警與留樣等功能。在自動在線監(jiān)測方面，按照用戶的要求，對水樣定時、自動采集，從而獲取連續(xù)性在線監(jiān)測的水質數據信息；在遠程控制方面，市和縣的中心站都能夠借助遠程控制系統，實現管路的配水、采水和反吹洗等工作；在數據自動傳輸方面，此監(jiān)測站具備信息的提取和掃描能力，且將所提取和收集的數據向控制中心傳輸，通過固定格式向數據庫自動存入；在數據的自動處理與分析中，系統可以對諸多內容自動分析、整理、統計和計算，如日、月、年的最大和最小值、月均值以及年均值等，且能夠按照所規(guī)定的標準對水質實施評價；在自動報警與留樣方面，在監(jiān)測的數據出現較大的變化或者存在異常時，會自動向中心站報警，且自動采樣器啟動實現自動留樣，而中心站通過短信等形式向有關人員發(fā)出通知。

（二）應用于地表水監(jiān)測環(huán)節(jié)

在地表水監(jiān)測環(huán)節(jié)，水質自動化技術的科學引入可以實現實時監(jiān)測以及遠程操控，尤其可以針對流域水質以及地表水體展開精細化監(jiān)測，若是出現區(qū)域性污染問題，設備會自動發(fā)出預警信號，避免區(qū)域性水污染問題發(fā)生，減少由于水污染問題引發(fā)的后續(xù)一系列糾紛，并且對地表水污染情況以及污染總量展開有效監(jiān)測。目前現代監(jiān)測技術已經在地表水監(jiān)測工作環(huán)節(jié)廣泛應用，并且在水質監(jiān)測站建設環(huán)節(jié)也取得重大突破與顯著成效。不僅如此，生態(tài)環(huán)境保護部門也在多個領域構建了水質監(jiān)測站，為水質監(jiān)測工作以及水質處理工作提供重要助力。

（三）應用于排污口水質監(jiān)測

自動水質監(jiān)測技術用于保護水環(huán)境和監(jiān)測廢水排放點的水質。當前，環(huán)保工作壓力較大，地方環(huán)保人員有限，企業(yè)污水排放隱蔽[3]。因此，很難控制污水排放，很難及時發(fā)現污水排放問題，自動化水質監(jiān)測技術適用于噴口監(jiān)測，自動獲取企業(yè)排污口廢水排放和水質狀況，限制COD排放數據，是污水排放的關鍵控制指標，系統監(jiān)測到cod對l型排污口廢水的過量排放限值，迅速發(fā)出警報，采用多樣化的圖形表示，反映出視覺形象，并支持對當前數據和歷史數據進行比較分析，廢水排放的變化顯而易見。自動水質監(jiān)測技術通過提供反饋信息，為保護水環(huán)境和控制污染源提供了可靠的支持，從而使水環(huán)境污染管理更有針對性和更有效。

（四）對供水的水源地實現水質的實時監(jiān)測

水質自動監(jiān)測系統，能夠對其城鎮(zhèn)供水的水源地進行水質連續(xù)在線監(jiān)測，對系統每8h進行一次監(jiān)測的設定，使監(jiān)測的數據更具代表性和科學性，因此這對相關的管理部門有效掌握和了解水源地的水質狀況以及對水源地采取保護措施提供了科學的依據。以對其中一座水庫的水源地內總磷、總氮的兩項指標監(jiān)測情況為例進行分析，通過對其各月份的總磷變化趨勢觀察，此水庫總磷的最高值在6月份的時候出現；通過對總氮變化的趨勢觀察，其最高值同樣在6月份出現。相關部門和環(huán)保部門聯合對總磷與總氮的超標原因調查，后向政府部門遞交了調查報告并提出了防治建議。

（五）在排污口水質監(jiān)測中的應用

廢水處理點的水質監(jiān)測和管理是保護水環(huán)境的重要方面。污水池中的廢水是由專業(yè)技術處理的水源，通過污水池進入管網或河流和湖泊， 并利用水質自動監(jiān)測技術進行實時水質監(jiān)測，以確保廢水處理的效率達到有關標準，并提高監(jiān)測和管理廢水排放的效率和便利性， 在污水處理廠或工業(yè)排放口安裝水質自動監(jiān)測設備，實時監(jiān)測重金屬含量和水pH值等。為了實時監(jiān)測廢水生產量較大的地方，采取遠程監(jiān)測措施，控制有關企業(yè)的廢水排放，及早發(fā)現異常情況和迅速處理水污染問題。第二，企業(yè)必須定期支付污水處理費用，以提高廢水處理的效率。利用水質自動監(jiān)測技術實現廢水排放的智能化管理，具體取決于污水處理成本，重金屬含量、化學需氧量和pH值等相關指標是否合理，科學控制污水排放。最后，由于各區(qū)域環(huán)境保護部門工作人員相對較少，無法進行及時監(jiān)測，環(huán)境保護部門的水環(huán)境管理變得更加困難，合理應用水質自動監(jiān)測技術可有效減少水環(huán)境保護和水質監(jiān)測方面的人力資源消耗，并可提前收取污水處理費用。企業(yè)逾期付款或者排污質量不達標的，可以關閉遙控排污閥，實現水環(huán)境智能化管理，提高管理質量和效率。

七、水質監(jiān)測技術在水環(huán)境保護中的效益分析

（一）提高水質監(jiān)測效率

保護水環(huán)境作為一個綜合項目涉及許多主題和項目、影響因素，而且很難監(jiān)測和處理水質。目前，基層一級的環(huán)境保護人員不足，水質監(jiān)測不力。將水質自動監(jiān)測技術應用于水環(huán)境保護，大大提高了水質監(jiān)測的效率。收集水文、氣候、地質地貌數據、工業(yè)用水分布、水污染來源、廢水處理、水樣品收集自動化、信息收集自動化、實驗室測試自動化等基本信息，簡化監(jiān)測過程，避免風險因素，提高質量監(jiān)測數據反饋的及時性。

（二）大幅降低監(jiān)測成本

與傳統的水質監(jiān)測方法相比，人工、機械和設備采購成本大幅降低，成本效益高。在自動水質監(jiān)測技術的支持下，有效監(jiān)測水質只需要少數技術人員，從而減少了實地觀察員的人數，并使監(jiān)測費用、人工費用和時間費用得到更好的控制。

八、結束語

綜上所述，水質自動監(jiān)測技術是一種現代化技術，其在水環(huán)境保護中具有良好的應用價值，為了充分發(fā)揮其技術對水環(huán)境的保護作用，就需要相關部門做好對其技術的積極引進和應用，這對水環(huán)境的保護以及環(huán)保工作現代化發(fā)展具有重要的意義。