季彥楨

(昌吉州地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)站,新疆 昌吉 831100)

伴隨著廣大人民群眾環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng),自然環(huán)境保護(hù)成為了當(dāng)下不可忽視的內(nèi)容。但是,在中國(guó)不斷推進(jìn)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的過程中,存在著一些企業(yè)事業(yè)單位只考慮自身經(jīng)濟(jì)效益,將各類污染物不經(jīng)過相應(yīng)的處理就排放的情況,由此導(dǎo)致水源被污染,嚴(yán)重影響社會(huì)發(fā)展和當(dāng)?shù)鼐用竦慕】怠ｈb于此,先進(jìn)的水污染源在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)得以應(yīng)用,該系統(tǒng)應(yīng)用了現(xiàn)代化的先進(jìn)信息技術(shù)手段,對(duì)于了解和掌握水污染源狀況有著十分重要的幫助,不僅能夠使水污染源檢測(cè)成本降低,還能夠精準(zhǔn)的掌握水質(zhì)的情況和水污染的發(fā)展趨勢(shì),在政府環(huán)境評(píng)價(jià)、管理和規(guī)劃方面也能夠提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)支撐。

1 水污染源在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的基本概述

以分光光度法為測(cè)量原理的水質(zhì)在線分析儀,能夠?qū)OD、氮、磷、總氮、濁度、重金屬、高錳酸鹽等參數(shù)進(jìn)行測(cè)量。水污染源在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)有著高自動(dòng)化程度、低試劑消耗等特點(diǎn),在水環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)站、水質(zhì)分析室和各級(jí)環(huán)境監(jiān)管機(jī)構(gòu)方面的應(yīng)用十分廣泛。主要的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在4個(gè)方面:

1)試劑用量少,并且能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化的加藥。時(shí)間間隔(1～9999h任意可調(diào)) ,維護(hù)周期>720h/次。在試劑配方上也有著獨(dú)特性,對(duì)于抗離子/濁度/色度等干擾能力強(qiáng)。

2)使用國(guó)標(biāo)法水質(zhì)在線分析儀,能夠很好的進(jìn)行參數(shù)設(shè)置、標(biāo)定設(shè)置、儀器調(diào)試等。具有7寸觸摸液晶顯示屏,具備操作簡(jiǎn)答和多彩化的特點(diǎn)。

3)借助國(guó)標(biāo)法水質(zhì)在線分析儀能夠自動(dòng)清洗采樣單位、計(jì)量單位、消解反應(yīng)單位、測(cè)量單元的管線,能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)自動(dòng)清洗。

4)有著較少的可移動(dòng)部件,在設(shè)計(jì)上采取的是模塊化的方式,容易進(jìn)行安裝和維護(hù)。

5)此外,還能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)平衡破壞的自動(dòng)保護(hù)。如果溫控器陷入了失靈的狀況,那么溫度失控能夠自動(dòng)切斷電源,從而為安全提供充足的保障。

2 水污染源在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的組成

水污染源在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中流量監(jiān)測(cè)單元、水質(zhì)自動(dòng)采樣單元和水污染源在線監(jiān)測(cè)儀器、數(shù)據(jù)控制單位和相應(yīng)的建筑設(shè)施是主要的組成部分。

2.1 流量監(jiān)測(cè)單元

流量監(jiān)測(cè)單元使用的是超聲波明渠流量計(jì),作為一種高精度應(yīng)用超聲波進(jìn)行測(cè)量的一種流量?jī)x表,通過測(cè)量聲波在接觸到渠道水面后發(fā)射回來(lái)的時(shí)間,借助相應(yīng)的公式,將渠道的流量精準(zhǔn)的計(jì)算出來(lái)。同時(shí),在流量輸出方面能夠提供相應(yīng)的信息,比如顯示流速和總流量等。在使用的時(shí)候,尤其適用于水庫(kù)、河流、水利工程和水政水資源等流量測(cè)量方面,超聲波明渠流量計(jì)的主要參數(shù),如表1所示。

2.2 水質(zhì)自動(dòng)采樣單元

水質(zhì)自動(dòng)采樣單元使用的是水質(zhì)自動(dòng)采樣器,能夠和COD、氨氮、重金屬等在線監(jiān)測(cè)儀聯(lián)機(jī)使用,具備雙瓶混合采樣的功能,能夠?yàn)樵诰€監(jiān)測(cè)儀器提供不間斷的混合水樣,對(duì)于測(cè)量周期內(nèi)的采樣盲區(qū)有規(guī)避作用。對(duì)該采樣器的流量跟蹤采樣模式進(jìn)行運(yùn)用,能夠借助瞬時(shí)流量對(duì)采樣流量進(jìn)行自動(dòng)的調(diào)整,使連續(xù)的采樣工作得以實(shí)現(xiàn),從而使水樣采集的代表性更強(qiáng)。該儀器和最新的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)相符合,并且還具備很多功能,比如自動(dòng)清洗、排空混勻桶和保護(hù)樣品等。在線監(jiān)控系統(tǒng)和總量減排整體解決方案的配套是十分理想的。

2.3 數(shù)據(jù)控制單位

數(shù)據(jù)控制單位使用的是環(huán)保數(shù)據(jù)采集儀,將其安裝在污染源排放口,能夠發(fā)揮出數(shù)據(jù)采集通信的作用。該儀器主要具備以下幾個(gè)方面的特點(diǎn):①即配備可以保存1a以上歷史數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器,掉電不丟失;②支持《HJ/T212-2005 污染源在線自動(dòng)監(jiān)控(監(jiān)測(cè))系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)》通信協(xié)議;③在技術(shù)和功能方面都十分強(qiáng)大,安裝的難度也不大;④對(duì)第三方的上位機(jī)通信協(xié)議有支持作用;⑤具備反控的功能。環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集器的主要參數(shù),見表2。

2.4 水污染源在線監(jiān)測(cè)儀器

根據(jù)對(duì)水污染源在線監(jiān)測(cè)儀器的了解,主要包含以下3種,即COD在線檢測(cè)儀、氨氮在線監(jiān)測(cè)儀和PH在線檢測(cè)儀。在水污染源在下監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中應(yīng)用的是COD在線監(jiān)測(cè)儀,這一個(gè)儀器是和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法(重鉻酸鉀氧化法)相符合的全自動(dòng)COD在線分析儀,利用的是恒溫光纖、消解比色一體化等技術(shù),具備高精度、低檢出限、高穩(wěn)定性和低維護(hù)量的特點(diǎn)。其在應(yīng)用的時(shí)候完全滿足了這些領(lǐng)域的需求,比如污染源、工業(yè)生產(chǎn)過程、市政污水等,并且還通過了CPA和CCEP認(rèn)證。ATM-COD化學(xué)需氧量在線分析儀的主要參數(shù),如表3所示。

表3 ATM-COD化學(xué)需氧量在線分析儀的主要參數(shù)

3 在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在水污染源檢測(cè)中的應(yīng)用關(guān)鍵點(diǎn)

3.1 在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在水污染源檢測(cè)應(yīng)用中關(guān)鍵問題的分析

從水源采樣的角度來(lái)講,工作人員應(yīng)當(dāng)對(duì)水源的采樣位置、水樣量等進(jìn)行深入的分析,對(duì)于采樣現(xiàn)場(chǎng)和水源采樣資料等進(jìn)行相應(yīng)的核查,保證水源排污口的規(guī)范性。工作人員還應(yīng)當(dāng)將清污分流的方法落實(shí)下去,在水流的出口位置設(shè)置相應(yīng)的水源采樣點(diǎn),以此來(lái)保障水源流量的快慢不會(huì)被水源監(jiān)測(cè)結(jié)果產(chǎn)生影響。與此同時(shí),嚴(yán)格檢查過度水箱也是不可缺少的內(nèi)容,工作人員對(duì)采樣水源進(jìn)行實(shí)際檢測(cè)的時(shí)候,要盡可能確保監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)不會(huì)產(chǎn)生很大的誤差。

從數(shù)據(jù)上報(bào)的角度來(lái)講,為了保證數(shù)據(jù)上報(bào)的準(zhǔn)確性、真實(shí)性和有效性,保持?jǐn)?shù)據(jù)采集傳輸儀,在線監(jiān)測(cè)儀器與監(jiān)控中心平臺(tái)時(shí)間三者的一致是十分重要的;在實(shí)際進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)候,要和HJ212 的規(guī)定契合。如果在上報(bào)過程中出現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸不通的問題,那么數(shù)據(jù)采集傳輸儀必須要記錄未傳輸成功的數(shù)據(jù),保證在下次傳輸時(shí)能夠?qū)ξ磦鬏敵晒Φ臄?shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)傳。

從水源污染參數(shù)設(shè)置的角度來(lái)講,工作人員應(yīng)檢查水源數(shù)據(jù)的誤差狀況,考慮儀表參數(shù)設(shè)置的正確性和合理性對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性有很大影響。一般參數(shù)設(shè)置存在的問題有3點(diǎn):①即設(shè)置的過高的儀器量程設(shè)置;②過長(zhǎng)的自動(dòng)調(diào)零和自動(dòng)校準(zhǔn)周期;③監(jiān)控周期固定或過長(zhǎng)。為此,需要特別注意這一點(diǎn),并采取切實(shí)可行的解決辦法。

1)做好現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證工作,觀察儀器范圍是否適用于實(shí)際水質(zhì),最佳的范圍一般設(shè)置為水樣濃度在滿量程的20%～90%之間。觀察自動(dòng)調(diào)零和自動(dòng)校準(zhǔn)周期。通常情況下,設(shè)置為每次測(cè)量自動(dòng)校準(zhǔn)一次。觀察儀器的監(jiān)測(cè)周期設(shè)置。國(guó)家控制重點(diǎn)污染源采樣周期一般≥2h。非國(guó)家控制重點(diǎn)污染源沒有強(qiáng)制性要求,但最好以高于2h為準(zhǔn)。

2)做好數(shù)據(jù)驗(yàn)證工作,檢查操作和維護(hù)記錄以及最近的比較測(cè)試,以查看當(dāng)前顯示的參數(shù)值是否與數(shù)據(jù)中設(shè)置的參數(shù)值一致。

3)做好相應(yīng)的試驗(yàn),并且對(duì)實(shí)際的水樣進(jìn)行對(duì)比和分析。

3.2 在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在水污染源監(jiān)測(cè)中應(yīng)用的案例分析

以某河道水質(zhì)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目為例,在排口、匯入口、重點(diǎn)區(qū)域等沿河排布水質(zhì)物聯(lián)網(wǎng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng),結(jié)合實(shí)際的需求狀況,對(duì)PH、溫度、濁度、流速和液位等指標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè),不僅實(shí)現(xiàn)了水質(zhì)數(shù)據(jù)資源的繼承與共享、水務(wù)信息與水質(zhì)資源的整合,還提供了堅(jiān)實(shí)有效的數(shù)據(jù)支撐,有助于對(duì)河道的水質(zhì)變化進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)。為了進(jìn)一步推進(jìn)水污染的防治工作,將系列智能測(cè)量?jī)x和經(jīng)驗(yàn)豐富的工程師咨詢服務(wù)在一起,出現(xiàn)了很多具體的應(yīng)用案例。以城鎮(zhèn)污水處理相關(guān)的水質(zhì)監(jiān)測(cè)為例,寧陵縣第三污水廠項(xiàng)目使用了在線柜式水質(zhì)檢測(cè)儀,將COD-氨氮-總磷-總氮當(dāng)作是主要的監(jiān)測(cè)參數(shù);以工業(yè)污水或者廢水在線監(jiān)測(cè)為例,安徽某乳膠制品公司安裝了在線總氮監(jiān)測(cè)儀,使用的是總氮這一監(jiān)測(cè)參數(shù);以企業(yè)排污監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)室為例,杭州安及星環(huán)保科技有限公司使用的儀器是LH-T725型臺(tái)式高精度水質(zhì)分析儀和LH-TX6型16孔多功能消解儀,并且以COD-氨氮-總磷-總氮設(shè)定為主要的監(jiān)測(cè)參數(shù)等。此外,在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在醫(yī)源性水污染實(shí)驗(yàn)室和水產(chǎn)養(yǎng)殖排放污水檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室當(dāng)中的應(yīng)用也十分廣泛。

4 安裝和驗(yàn)收水污染源在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

4.1 安裝水污染源在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

相比較而言,水污染在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的安裝是比較簡(jiǎn)單的,保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行是規(guī)范化安裝實(shí)現(xiàn)的主要條件。水泵、取水管道和分析儀器是安裝的主要部件,在實(shí)際進(jìn)行安裝的時(shí)候還要格外注意安裝的關(guān)鍵內(nèi)容。從采水泵的安裝角度來(lái)講,工作人員必須將采水泵安裝在水體采樣點(diǎn);從取水管道的安裝為例,工作人員應(yīng)注意盡可能的將管路彎頭降低,為此可以采取逐級(jí)下降的方式,這主要指的是監(jiān)測(cè)站分析儀進(jìn)出口至采樣點(diǎn)取水管道的路段。此外,如果該地區(qū)冬季最低氣溫<0℃,那么工作人員還應(yīng)注意管道安裝的保溫,此時(shí)將管道埋在凍土層以下的土壤或使用伴熱帶等的方法進(jìn)行保溫都是可行的,這樣能夠最大限度內(nèi)避免出現(xiàn)伴熱帶短路問題。從分析儀器安裝的角度來(lái)看,科學(xué)合理的安排和布局監(jiān)測(cè)站是工作人員需要把握的重點(diǎn)。因此,檢測(cè)設(shè)備的安裝應(yīng)盡可能將其安裝在黑暗區(qū)域,避免陽(yáng)光直射。

4.2 驗(yàn)收水污染源在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

考慮到水污染監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的驗(yàn)收工作具有一定的復(fù)雜性,因此在實(shí)際進(jìn)行驗(yàn)收的時(shí)候,工作人員應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照相應(yīng)的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。在驗(yàn)收工作開始之前,工作人員要負(fù)責(zé)對(duì)所有的在線監(jiān)測(cè)設(shè)備進(jìn)行校準(zhǔn),以此維持儀器的正常使用。對(duì)于系統(tǒng)的驗(yàn)收,要對(duì)水樣進(jìn)行妥善的保管,將水樣的待分析時(shí)長(zhǎng)盡可能的減少。對(duì)于水樣檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室,檢測(cè)人員的分析要依照規(guī)范進(jìn)行操作,為了盡可能減少水污染源檢驗(yàn)過程中人為因素造成的檢測(cè)誤差,檢測(cè)人員的專業(yè)能力和工作態(tài)度都應(yīng)當(dāng)處于較高的水平,以此來(lái)確保水源檢測(cè)系統(tǒng)驗(yàn)收數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)程度。

5 結(jié) 語(yǔ)

綜上所述,面對(duì)當(dāng)下對(duì)水資源保護(hù)工作的重視,水資源大面積受到了污染的狀況得到了一定程度的改善,但是并沒有從根本上解決這一問題。針對(duì)這種狀況,依托現(xiàn)代化的信息技術(shù),水源污染在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)形成,能夠?qū)崿F(xiàn)水源的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),為工作人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)水資源污染問題提供了良好的保障。但是,這一系統(tǒng)的應(yīng)用還存在一些需要解決的問題,為此需要對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步的完善,從而為水資源的可持續(xù)發(fā)展做努力。