水質自動監測系統在保障城鎮供水安全中的應用

吳長宏

水質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、計算機應用技術以及相關專業分析軟件和通訊網絡所組成的綜合性在線自動監測系統。

人工采樣送至化驗室化驗的監測手段已經不能滿足實時監測的需要，為實現對水質的實時在線自動監測和遠程監控，及時掌握水源地水質狀況，預警預報重大水質污染事故，保障城鎮供水水質安全，水質自動監測系統這一環境監測新技術受到國家的高度重視，并得以迅速發展。

一、撫順市水質自動監測系統概況

遼寧省撫順市是水利部第一批全國城市水資源實時監控與管理系統建設試點城市。2008年建設了水質自動監測系統，屬于撫順市水資源實時監控與管理系統的子系統。水質自動監測系統由水源地水質監測和入河排污口監測兩部分組成，水源地水質監測系統包括：關山水庫水質監測站、小孤家水庫水質監測站、紅升水庫水質監測站，這3座中型水庫分別擔負著撫順市東部石化新城的工業和部分居民生活、清原縣城、新賓縣城供水任務。入河排污口監測系統包括：榆林明溝監測站、清原市政排污口監測站、新賓市政排污口監測站。

水質自動監測站由采水單元、配水和預處理單元、監測儀器單元、數據采集和控制單元、數據傳輸單元及輔助單元6個部分構成。水源地水質監測指標包括水溫、pH、溶解氧、電導率、濁度、高錳酸鹽指數、總磷、總氮、氨氮、揮發酚共10項。采用的分析方法見表1。

系統主要有以下功能：

（1）自動在線監測。根據用戶的設定，定時自動采集水樣、分析數據等功能，可以獲得連續的在線監測水質數據。

（2）遠程控制。市、縣中心站皆可遠程控制監測系統，完成管路采水、配水、反吹清洗等功能。

（3）數據自動傳輸。監測站信息處理系統具有信息提取掃描功能，并把提取收集來的數據傳輸到控制中心，以固定的格式自動存入數據庫。

（4）自動處理和分析數據。系統能夠自動進行分析、統計計算（如：月均值、年均值及日、月、年、最大/小值統計），并能按規定標準進行水質評價。

（5）自動報警和留樣。當監測數據發生較大變化或異常時自動向中心站報警，并啟動自動采樣器進行自動留樣。同時中心站以短信的形式通知有關人員。

二、系統應用

1.對城鎮供水水源地水質實時監測

撫順市水質自動監測系統可以對城鎮供水水源地水質進行連續在線監測，系統設定每8小時監測一次，監測數據更具有代表性。為相關管理部門及時掌握水源地水質狀況及水源地保護措施提供了有力的科學依據。

以2011年小孤家水庫水源地總磷、總氮這兩項監測指標為例，圖1是小孤家水庫2011年各月份總磷的變化趨勢，小孤家水庫總磷最高值出現在6月份，圖2是總氮的變化趨勢，最高值也出現在6月份，并且比往年值要高。水利部門聯合環保部門進行分析調查，調查總磷、總氮超標的原因，向政府遞交了調查報告，并提出了相關的防治措施。

2.對重大水污染事件預警

小孤家水庫是清原縣城供水主要水源，而紅升水庫不僅是新賓縣城的主要水源，也是富爾江引水工程的重要水源，每年為下游城市沈陽、撫順引水12000萬m3，所以一旦出現重大的水污染事故，將會嚴重威脅縣城和沈陽、撫順兩市的供水安全。自動在線監測實現了水質出現異常時自動報警，相關部門第一時間采取有效措施，將水污染事件扼殺在萌芽狀態，改變過去總是在事故發生后才能向有關部門提供水質信息狀況的被動局面。2011年7月份，小孤家水庫監測站出現揮發酚超標報警，管理部門立即將自動采樣器里水樣送到實驗室進行化驗，化驗結果揮發酚的確嚴重超標，政府立即責令相關部門對上游所有排污口進行排查，結果發現是一重金屬礦業企業排污口揮發酚超標，立即對該排污口進行了關停，并及時采取相關的治理措施，從而及時有效地遏制了一起重大水污染事故的發生，為水源水質安全防護提供有力支持。

3.系統管理

撫順市水質自動監測站均建在野外，加之東北氣候條件惡劣，運行管理比較復雜，系統中的電路、水路、分析儀器等在無人值守的情況下長期運行，均隨時可能出現故障，造成分析數據異常或者管路凍裂等。因此，撫順市水務局建立一套較為完備的管理制度，選擇了合理的管理方式，定期對水質自動監測站集成系統和分析儀器進行維護管理，保障了系統的正常運行。

（1）建立合理的運行管理制度

市、縣兩級水利部門都設定專人負責系統的運行維護工作，每天進入系統遠程查看監測設備運行情況，并做好運行記錄，定期整理監測數據，并形成監測報告遞交相關部門；由水庫管理單位安排人員負責看護監測站，防止意外事件發生；委托具有環保設備運行資質單位對監測站進行日常運行維護，負責試劑更換、設備儀表保養和維修。管理人員發現系統、儀表故障，第一時間告知運營單位，由運營單位委派專業人員赴現場進行維護和排除故障，保證水質自動監測系統的正常運行。

表1 各項監測指標采用的分析方法

（2）運營經費得到保障

市水利部門每年在本級財政預算中列支專項資金用于水質自動監測系統地運行維護，由于目前撫順的水質監測站監測設備選用的基本都是國外進口的，一些相關的耗品備件及試劑供貨周期比較長，必須提前訂購，所以每年年初都對所有監測站的耗品備件及試劑進行采購，確保系統連續不間斷運行。

（3）實行“日監控、周檢查、月比對”質量管理制度

系統管理員每天對系統進行監控，發現問題及時解決；運營單位每周派人到監測站進行巡檢，檢查主要包括管路是否通暢，站房環境是否符合監測要求；根據監測規范要求，每月進行采樣交送遼寧省水環境監測中心撫順分中心進行化驗，進行監測數據比對，比對誤差超過10%需要對該監測設備進行校準。防止了因為儀表的原因造成偽數據的產生。

四、存在的問題及建議

1.存在的問題

（1）儀表故障率偏高。常規五參數、高錳酸鹽指數、氨氮監測儀器故障率較低，運行比較穩定，總磷、總氮等監測儀器故障率較高，維修難度大。

（2）氣候條件惡劣，全年運行成本較高。撫順冬天最低溫度在零下30多攝氏度，夏天最高問題高達36攝氏度，所以要想監測站全面不間斷連續運行，就必須保障站房溫度滿足儀器正常運行的需求，只能依靠空調和電取暖來滿足要求，每年所需電費一項就高達5萬元，大大增加了監測站運行成本。

（3）未能對水源地水質的理化、生物指標實現實時在線監測。目前，國家加大了對水源地有機物及重金屬等有毒污染物的監測力度，但現有的水質自動監測監測指標不能滿足對水源地水質監測更深層次的要求。

2.建議

（1）水務與環保部門應實現資源信息共享。實現資源信息共享，一方面是避免重復建設，節省建設資金，另外供水企業可隨時通過系統軟件對各水源地水質動態信息進行在線查詢、分析，用于自來水的加工生產，為保障城鎮供水安全提供技術支持。

（2）圍繞實行最嚴格水資源管理制度的“三條紅線”，一方面加大入河排污口的污染物排放在線監測力度，嚴格控制污染物的排放，確保飲用水水源地水質安全達標；另外加大全市各水功能區，特別是飲用水水源地保護區的水質自動監測力度，這樣會更加有效對水源地污染事故起到預警作用■