淺析水質自動監測技術在水環境保護中的應用

張興鈺

之江實驗室

1 引言

水環境作為人類賴以生存的重要環境資源，其質量動態變化事關重大。當前，在信息技術的助推作用下，水環境質量監測系統應運而生。相較于人工監測而言，自動監測技術能夠實現全天候24h不間斷監測，監測數據也更加精準。同時，在物聯網技術的作用下，水質自動監測系統的數據通信能夠更強，系統運維能力也得到了大幅度的提升。

2 我國水環境質量影響因素分析

2.1 自然環境因素

全球氣候變暖，極端天氣增多，均會對區域內生態環境產生較大的影響，進而導致水生態環境產生變化。最為直接的例子，當氣候變暖，水資源蒸發速度加快，大量的水資源被浪費掉，導致區域內水生態環境發生較大變化。通常來說，判斷同一流域內水環境質量，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，則會導致水環境產生礦化現象，也會影響到水環境的整體質量水平。

2.2 人為因素的影響

人類對于自然生態環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，導致了水環境出現惡性循環。工業廢水處理不當，直接排放到河流中，重金屬等污染合理，進而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峻。

3 水生態環境保護的主要措施

3.1 優化水資源配置

一方面，強化水資源保護力度，嚴格管控水資源相關數據參數，優化配置水資源。可以借助GIS等先進技術以及自動監測技術等，對水資源的分布情況、水質情況進行定期的監測，明確水資源保護區，降低人為因素的干擾。另一方面，借助法律行政規范等手段，強化水資源的優化配置，提升水資源循環利用效率。強化城市生產和生活污水治理力度，全方位處理廢水，降低對生態環境的污染。所有的污水達標之后還要進行檢驗，確保排放的污水達標，不對生態環境產生不利影響。

3.2 重視水質分析

一方面，積極做好水質保護工作。強化水文參數環境保護。對區域內荒漠化水平進行嚴格的控制，劃分責任片區，安排專人負責，切實提升水循環的整體效果。另一方面，強化低碳環保宣傳理念，降低低溫室氣體排放量。首先要將一部分不符合環境保護要求的企業進行關停處理，特別是農村地區的中小企業，務必要提高重視力度，避免污染水環境質量。其次，強化水環境檢測人員技能培訓，規范化進行水質檢測，及時發現問題，盡早處理。

3.3 科學治理污水

依據目前水生態環境的實際情況，積極開展污水治理力度，對水資源污染情況進行合理解決，提升污水過濾效果。從農業角度，盡可能采取滴灌技術，降低水資源的蒸發，降低水資源的浪費，提升水資源的利用效率，強化化肥農藥的使用量，降低對地下水的影響。從工業角度，強化水環境質量監測力度，嚴禁不達標的污水排入河流之中，降低重金屬等有毒有害物質對水環境的破壞力度。

4 水質監測工作在水環境保護工作中的重要性

人們賴以生存的重要資源之一的水資源，在整個世界范圍內都是非常稀薄的。節約用水，人人有責，不僅僅是一句口號，而是應該內化為每個人自覺的行為習慣。當前在工業化進程的快步推動下，水資源污染問題成為人們關注的焦點。尤其是一些未達標的工業污水的隨意排放，嚴重危害到水資源的安全。針對這種現象，水質監測就顯得尤為重要。通過水質監測工作，能夠對當前水資源的分布狀況以及污染情況有一個清晰的認知，通過水質監測數據，對于污水排放管理也更加有據可依。通過水樣檢測，能夠為當前環保部門各種環保政策的制定提供主要依據，從而更好地干預工農業等污水排放工作，為水環境保護貢獻一份力量。

5 水環境保護工作中水質監測環節的監測措施

5.1 水源取樣任務

水質監測數據為環保部門提供了重要依據，然水質監測數據的準確性還受到水源取樣點的影響。若選取的水源取樣點不具備代表性或者選擇不當，則所監測出來的水質數據也不具備代表性。因此在實際監測工作中，務必要對全流域的水源情況進行實地考察，然后確定最為合理的水源取樣點。同時，在進行采樣的時候，還應該嚴格按照程序開展采樣作業，避免采樣不科學不合理影響后續監測結果。

5.2 選擇合適設備

伴隨著科學技術的快速發展，各種先進的儀器設備開始投入到水質監測工作中來。這就為水質監測工作提供了更大的助力，監測效率更高，監測結果更為準確。不過由于儀器設備眾多，在具體選用時，需要結合監測要求合理選擇，且一定要弄懂弄透儀器設備的使用操作方法，避免誤操作帶來的監測失誤。此外還需要定期對儀器設備進行維護、保養、清洗，確保儀器設備能夠發揮作用。

5.3 水質監測技術

在水環境保護工作中，當設定好水樣取樣點之后，在完成水質取樣之后，就需要選擇適宜的水質檢測技術來對水質進行分析，以此來獲取該取樣點的水質情況。目前，就水質檢測技術而言，主要可以分為化學檢驗技術和物理檢驗技術兩種。第一種，化學檢測技術。該技術主要是利用相關的監測設備，對抽取的樣本進行初步的監測。諸如，借助光譜儀、離子色譜儀等專業設備，來化驗水質樣本，從而提取出樣本中的污染物質情況以及污染物質占比等，以此來對水源地的實際污染情況進行全面的把控。第二，物理檢測技術。利用該技術進行水質檢測時，需要首先對水質進行透析或者過濾，過濾掉一些大顆粒的懸浮物之后，再進行水質的檢測工作，進而獲取水質中不同污染物的含量情況，為水質監測工作提供數據依據。

6 水質自動監測技術簡述

所謂水質監測主要指的是采集以及監測某一個區域內的水質情況，同時記錄好采集到數據信息，通過分析、比較，從而得出該區域內部的水質情況的一種方法。通常來說，水質自動監測需要利用專門的數據采集設備，以便于能夠將采集到的數據信息及時地反饋給監測人員。傳統的水質監測以人工采集為主，這種采集方法效率較低，需要花費較多的時間，且人為失誤可能導致監測結果存在誤差，無法真實反映出水質的具體情況。隨著科技技術的發展，自動監測技術誕生了，其通過設置專門的監測點，利用物聯網以及信息技術等實現對水質信息的自主采集、數據分析、數據傳遞和數據解析，最終可以獲取水質的真實情況，結果更加可靠準確，避免了人為因素干擾。

7 實例分析

7.1 基本概況

某工廠在進行排污設計的時候，總共設計了6個排污口，其中3個為雨水排污口，另外3個為工業污水排污口。在廠區附近分布的是3個雨水排污口和一個催化劑污水排污口。經過處理后，所有的污水最終匯入到市政油污干管中。為了更加準確地進行排污口水質監測，專門引進了水質自動監測系統。在污水處理終端布置在線監測設備，科學監測水質變化情況。連續監測3天，每天采樣監測1次。

7.2 自動監測系統功能模塊的需求分析

水質自動監控系統的功能在于實現對水質的實施監測功能，借助下層數據采集儀的采集功能，實現科學合理控制污染物排放的目的；在網絡傳輸作用下，將布置在排污口的監測設備收集到的信息傳輸到系統數據庫中；企業信息的查看，能夠通過監測點的情況，來查看企業排污口的基本信息和企業基本信息；數據處理能力。系統能夠將采集儀收集到的信息數據進行分析，然后繪制成不同形式的表格，供管理人員查看；自動報警功能。一旦排污口排污指標超標，系統將發揮警報，以便于提醒管理人員進行處置。經過綜合分析水質自動監測系統的功能后，確定了該系統的主要功能模塊：自動監控、自動報警、數據管理以及綜合信息管理模塊等4大模塊，具體如圖1所示。

圖1 系統功能模塊劃分圖

7.3 效果評價

該工廠自采用了水質自動監測系統之后，實時地對6個排污口信息數據進行采集。在發現排污口污染源超標的時候，通過報警作用，及時的查明原因，并予以調整，確保了污染源排放符合標準要求。

綜上所述，生態環保理念的不斷深入，水環境保護工作任重而道遠。傳統的人工水質監測方法，耗時耗力，誤差大，影響最終的監測結果。隨著物聯網等信息技術的快速發展，水質自動監測技術應運而生。文章以某工廠排污口污染源監測為例，分析了水質自動監測系統的運用。該監測系統主要包括自動監控、自動報警、數據處理和綜合信息處理等幾大模塊，在這些模塊的共同作用下，較好地實現了對排污口污染源的監測，確保了工程排污符合規范標準，兼顧了企業的經濟效益和水環境保護的雙重目標。