水質自動監測系統在水環境中的技術應用

張樹山

（浦江縣環境監測站，浙江 浦江 322200）

1 水質自動監測系統的發展概述

水質在線自動監測系統是一套以在線自動分析儀器為核心，運用現代傳感技術、自動測量技術、自動控制技術、計算機應用技術以及相關的專業分析軟件和通信網絡所組成的一個綜合性的在線自動監測體系。

國內水質自動監測系統建設起步較晚。20世紀90年代末，水利、環保部門相繼在部分重要水系建立了水質自動監測系統。主要監測項目為常規五參數、高錳酸鹽指數、氨氮、總有機碳等，在飲用水源地水質監測系統增加了總磷、總氮、葉綠素、生物毒性等項目。近年來，水質自動監測技術在許多國家地表水監測中得到了廣泛的應用，我國的水質自動監測站（以下簡稱水站）的建設也取得了較大的進展，環境保護部已在我國重要河流的干支流、重要支流匯入口及河流入海口、重要湖庫湖體及環湖河流、國界河流及出入境河流、重大水利工程項目等斷面上建設了100個水質自動監測站，監控包括七大水系在內的63條河流，13座湖庫的水質狀況。

2 自動監測系統的特點

與傳統的手工監測相比：

（1）水質自動監測儀具有最佳現場使用效果，可以對水質進行自動、連續監測，數據遠程自動傳輸，隨時可以查詢到所設站點的水質數據。這對于解決現行的水質監測周期長，勞動強度大，數據采集、傳輸速度慢等問題，具有深遠的社會效益和經濟效益。

（2）水質自動監測工作的開展，一改過去總在事后才能向有關部門提供水質信息的被動局面，實現了在水質發生惡化時，儀器自動報警或響應，對流域下游發出水質污染的預警預報，防患于未然，充分體現了水利部門水量水質綜合管理的優越性。

（3）水質自動監測系統促進水環境監測系統計算機聯網，改革環境質量和污染源報告的編報，加速全國水環境監測技術向統一化、標準化發展，實現水質信息的在線查詢、分析、計算、圖表顯示、打印等，隨時實現各單位之間水質信息的互訪共享，實現全流域水環境綜合評價，可迅速為領導決策提供科學依據。

3 水質自動監測技術的應用領域

3.1 水功能區污染物總量監控

計算污染物總量需要大量水質、水量數據。水質自動監測頻次高，產生的信息量大，在重要的控制斷面實現水質的自動監測，有利于實施水功能區管理、污染物排放總量控制，促進水資源管理工作的現代化。

3.2 供水水源地水質監測

在水源地建設自動監測站，可對水源地的水質進行24小時不間斷監測，實現對自動監測站的遠程監控，一點發生異常，及時預警，為保障水源地供水安全提供有效的技術監督手段。

3.3 預警預報重大水質污染事故

自動監測系統實時連續監測對突發水污染事故預防和應急監測具有明顯的優勢。通過自動監測系統的預警功能，可及時發現污染事故，分析自動監測數值變化趨勢，可判斷污染程度，對下游水質污染做出預警預報，防止污染事件的進一步擴大，減輕其危害有著重要意義。

3.4 跨界河流的水質監測

在跨界河流敏感點建設自動監測站，實時監控水質變化狀況，與實驗室人工監測相結合提供客觀、準確、中立的水質監測數據。

4 水質自動監測技術存在的問題與技術應用成果

4.1 存在的問題

4.1.1 投資規模較大，運行費用較高；監測儀器以進口為主，價格昂貴。運行維護成本高，儀器配件耗品價格昂貴。

4.1.2 對操作、運行、維護人員的技術水平要求較高；

4.1.3 系統本身運行不穩定；儀器的基線漂移、試劑的變化、供電系統的穩定性等多種因素，都會影響到水質自動監測系統的穩定性。

4.1.4 系統監測數據與實驗室人工使用標準分析方法監測的成果有一定的差別。由于水質自動監測儀器設備受現場環境條件和自動化控制要求的影響，其監測數據的準確性不如實驗室經典化學分析方法，因此在使用之前，必須通過國家校準檢測方法的比對使用，驗證自動監測的準確性及可比性。

4.2 建議

為了是水質自動監測系統能準確及時的監測數據，應做好以下幾個方面：

（1）專業技術人員的保證

要有能隨時解決發現的問題的專業技術人員，能保證自動監測系統的正常運行。

（2）質量保證與質量控制：日常采取的質量控制措施包括定期校準、質控樣檢查、比對實驗驗證、試劑有效性檢查及數據審核等方法，應嚴格按照《水質自動分析儀技術要求》（HJ/T96-104-2003）進行校準，保證數據的有效性。

4.3 技術應用成果

隨著國家水質自動監測系統的運行，充分發揮了實時監視和預警功能。在跨界污染糾紛、污染事故預警、重點工程項目環境影響評估及保障公眾用水安全方面已經發揮了重要作用。

（1）2002年在浙江-江蘇的跨省污染糾紛處理過程中，自動站的連續監測數據在監督企業污染治理和防止超標排放方面發揮了重要作用。

長江干流重慶朱沱和宜昌南津關水質自動監測站在2003年5～6月三峽庫區蓄水期間，共取得庫區上下游2520個水質實時數據，為管理部門的決策提供了有力的依據。

（2）淮河干流淮南、蚌埠及盱眙站成功地全程監視了2001～2006年淮河干流大型污染團的遷移過程，為沿淮自來水廠及時調整處理工藝，保證飲水安全提供了依據，為環境管理及時提供了技術支持。

漢江武漢宗關自動監測站自建立以來，每年對漢江水華的預警監測都發揮了重要作用，及時通知武漢市主要飲用水處理廠提前做好處理，保障水廠出水達標。

（3）2007、2008、2009年太湖藍藻預警監測期間，太湖沙渚、西山和蘭山嘴水質自動監測站開展了加密監測，通過水質pH、溶解氧等藻類生長的水質特異性指標預測判斷水體的藻類生長狀況，為飲用水水質預警提供了大量實時數據，發揮了重要作用。

（4）2008年四川汶川特大地震發生后，中國環境監測總站立即通過水質自動監測系統遠程查看災區水質狀況，將災區7個水質自動監測站的監測頻次由原來的4小時一次調整為2小時一次，在第一時間分析了地震災區地震前后水質狀況，并將災區水質無明顯變化的情況及時向國務院抗震救災總指揮部上報，并編制《汶川大地震后相關國家水質自動監測站水質監測結果》，每天在互聯網上發布自動監測結果，為保障災區飲用水安全，穩定災區群眾發揮了重要作用。

（5）2008年北京奧運會期間，利用北京密云古北口自動站（密云水庫入口）、門頭溝沿河城自動站（官廳水庫出口）、天津果河橋自動站（于橋水庫入口）、沈陽大伙房水庫及上海青浦急水港自動站等國家水質自動監測站對城市的飲用水源實施嚴密監控，每日以《奧運城市地表水自動監測專報》形式上報環境保護部，為奧運期間飲水安全提供了技術保障。

結語

實施水質的自動監測，可以實現水質的實時連續監測和遠程監控，及時掌握主要流域重點斷面水體的水質狀況，預警預報重大或流域性水質污染事故，解決跨行政區域的水污染事故糾紛，監督總量控制制度落實情況，保障飲用水源地的取水安全，為水資源保護監督管理和決策提供了有力的支持手段。

[1]趙寶吉.我國水質自動監測的發展與應用[J].黑龍江環境通報.2000（.3）

[2]孫南.水質自動監測系統運行過程中的質量保證和質量控制[J].環境監測管理與技術.2009（.1）