飲用水水質監測預警技術研究進展

艾珊珊

摘 要 環境問題日益突出，水污染問題也需要受到重視，甚至會對飲用水水質造成影響，因此，需要加強飲用水水質監測預警技術的應用，以便及早發現問題，確保居民飲用水的安全。本文首先重點分析當前的四種飲用水水質監測預警技術，最后則如何提高飲用水水質監測中預警技術的應用效果，以減少水污染問題的出現，提高飲用水水質。

關鍵詞 飲用水 水質監測 預警技術 研究進展

中圖分類號：X832 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0745（2021）04-0059-02

隨著生活水平的提高，人民群眾對飲用水水質的關注度也不斷提高，一般情況下地區出臺的應急響應具有一定的滯后性，而水質監測預警技術則能夠及時對飲用水的水質進行檢測，以便第一時間發出警告，在一定程度上起到了預防的作用，提高水污染的處理效率和水平，為民居提高符合要求的飲用水。

1 飲用水水質監測預警技術

飲用水水質監測預警技術的應用關系到水質的預防以及居民的用水安全，要對基于理論分析的常規監測技術、基于生物學原理的水質綜合毒性檢測技術以及基于多維矢量指紋原理的綜合預警技術三個方面進行具體開展，內容如下。

1.1 基于理論分析的常規監測技術

這一技術主要是指通過定性或者定量的方式測定水中的有毒有害物質，其發展有賴于自動化技術、電化學以及光學等技術和理論的發展，正是由于科學技術的不斷進步使得這一技術的相關儀器設備、測量精確度不斷提高。而且這種技術的針對性比較強，能夠對污染物的種類以及含量進行檢測，甚至可以實現量化監測，這些為飲用水水質監測提供了更多的可能性。

一般而言，基于理論分析的常規監測技術主要監測的指標濁度、總氮等。這些常規指標的監測技術已經發展得比較成熟，能夠為飲用水水質監測提供技術支持。第一，對飲用水濁度的監測，渾濁度是水體物理性狀指標之一。它表征水中懸浮物質等阻礙光線透過的程度。一般來說，水中的不溶解物質越多，渾濁度也越高。渾濁度是由于水中存在顆粒物質如黏土、污泥、膠體顆粒浮游生物及其他微生物而形成，用以表示水的清澈或渾濁程度，是衡量水質良好程度的重要指標之一[1];第二，對飲用水進行日檢、周檢以及月檢，通過完善的檢查制度加強對飲用水水質的常規監測。不同檢查狀態下檢查的指標也會有所差異，一般情況下日檢指標少于周檢指標，周檢指標少于月檢指標，但都是為了加強飲用水水質的日常監測;第三，對總氮的監測，總氮指標體現了水樣中的可溶性以及懸浮顆粒中的含氮量，如果總氮含量比較高，那就意味著水質遭到了破壞，其是衡量水質的重要指標之一。其中又以堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法為主進行總氮指標的監測。

雖然常規監測技術有著一定的應用以及不可替代的地位，但是卻不適用于所有污染物的鑒別和監測，有一部分污染物的參數并不能夠進行實時監測，也不能進行預警，甚至在一定條件的影響下一些污染物的監測結果會出現“失真”的情況。但是這種技術也有一定的局限性，一方面是對突發性水質變化監測出的概率比較低，另一方面則是這種監測技術耗時，對人員的專業素質要求比較高，而且相關設備的維護費用也比較高。

1.2 基于生物學原理的水質綜合毒性檢測技術

生物學方法實現了環境科學與生物監測技術的有效結合，其打破了以往對單一化學物質進行測定和評價的局限性，這種技術能夠直接測定聯合毒性，能夠起到綜合預警的作用。這一技術涉及到四種具體的技術，內容如下：

第一，生物魚識別技術。該技術主要是利用魚類對水質環境變化的敏感反應，魚類會對有毒有害污染物進入水體產生反映，比如反應遲鈍等，以此判斷水質情況。而且目前國內外已經通過相關實驗對這一技術進行了應用，為水質監測提供了重要的依據和參考;第二，發光菌識別技術。這個主要是利用發射熒光的細菌發光強度判斷水質情況，一般情況下，如果水質不好，發光細菌的活性就會深受影響，導致發光降低，可以通過這種方式探究水質;第三，水蚤環境毒性檢測技術。這一技術是利用水蚤對環境毒素反應敏感的特性檢測水質，甚至基于這一技術形成了微型生物即時毒性測試儀用于水質檢測[2];第四，藻類水環境監測技術，這一技術則是利用環境變化對藻類的影響進行水質監測，而且藻類生物傳感器是重要發展方向之一，運用得當則可以實現對水質的長期監測[3]。

1.3 基于多維矢量指紋原理的綜合預警技術

在實際中，水質會受到多種物質的污染，這就會影響水質參數，而多維矢量指紋識別技術則可以對水質進行常規監測預警，甚至能夠綜合污染水質污染事件的類型。這一技術的應用要不斷本地化，與當地的水質特點等相適應，利用有限額設備監測水質的變化。與此同時，能夠基于大數據技術形成數據庫，對同類事件進行正確反映，以便能夠提高預判的效力。這一技術打破了傳統監測技術的缺陷，不僅可以對突發性水質污染事件進行快速預警，還能夠對污染事件進行綜合預判[4]。

2 切實提高飲用水水質監測預警技術的應用效果

在對水質監測預警技術有一定了解的基礎上，具體分析如何采取措施提高飲用水水質監測預警技術的應用效果，切實提高飲用水水質，為居民提供放心水源。

2.1 要建立完善的水源地水質監測體系

飲用水水源地的監測工作中主要的就是實現對水質的動態管理，這就需要利用水質監測預警系統在水源地建立全面的水質監測網，以便獲得飲用水水質的相關信息。監測地區監測指標的確定需要考慮到相關規范要求自己當地水污染的實際情況，基于此確定監測項目，確保更具有針對性，而且監測效率也會提高，此外，還需要關注水源地水質監測的頻次，一般情況下豐水期和枯水期要進行兩次監測，而且還需要對水質進行每個月的定期監測，以確保水質監測結果的準確性以及監測效率的提高[5]。

2.2 加快落實飲用水水質預警應急體系建設工作

飲用水水質是處于變化中的，其水質出現問題會造成嚴重的后果，這就需要加快落實飲用水水質預警應急體系建設工作。第一，要做好物質保障工作。這就需要明確各個部門的具體責任以及管理權限，形成科學全面的應急響應預案，確保居民用水的安全性和穩定性。與此同時，還需要確保發生問題時能夠第一時間解決居民用水問題;第二，技術保障。互聯網、信息技術、大數據等技術的發展和廣泛應用為飲用水水質監測預警技術的發展提供了技術支持和保障。而且還需要增加相應的經費投入，做好應急水源的處理工作[6];第三，提供人員保障。飲用水水質監測預警應急體系建設工作的落實也需要人才的支持，這就需要引進和培訓一批高素質的復合型人才從事相關工作[7]。而且有關人員的應變能力以及應急處理能力也要高，這些在出現突發事件時能夠妥善處理;第四，實現物資保障。政府應該按比例增加水源地突發污染事件相關的物資儲備工作，保障出現突發事件后物資充足供應;第五，做好信息保障工作。相關部門應該開通24小時的服務熱線，保證出現突發污染事故第一時間上報，有關部門可以快速解決。

2.3 積極建設備用水源地

要積極建設備用水源地以便飲用水出現水質污染時能夠及時解決，而且在建設時要考慮到各個地區的特點以及實際情況，要科學選擇充足水源，而且要對備用水源地的水質進行分析，確保水質合格。與此同時，要建立備用水源的相關配套管網，確保備用水源地的正常使用。

2.4 建立分級管理制度和監督制度

第一，要建立分級管理制度，明確各級的管理責任，避免出現互相推諉的情況，具體而言就是國家、省、市三級制，國家層面規范飲用水水質的標準和監測技術的應用，省級基于本省情況進一步明確飲用水水質監測，而市級則需要具體落實水質檢測，實地考察水質情況，確保準確及時反映水質[8];第二，要建立健全的監督制度，飲用水水質監測預警技術的應用還需要監督制度確保技術能夠有效落實，而且要對技術應用的效果以及預警應急體系的落實情況進行監督，確保能夠切實改善水質，為居民提供安全用水。

3 結論與展望

不同的水質監測預警技術各有優缺點，其中基于理論分析理論的常規監測技術能夠對某一單一參數進行精確監測，而且操作簡便，速度也比較快，但是大多數都不能進行在線監測，這就無意中增加了監測的難度，在未來需要進一步研發適用性強以及免維護的相關技術和設備。以生物監測為基礎的水質綜合毒性監測技術，這一技術應用還不夠廣泛，正處于應用研究階段，雖然生物對污染物有明顯的反映，但是監測的準確度卻不高，導致監測結果深受影響。在未來，這一技術研究的主要方向是毒性解析技術和智能化生物傳感器。基于多維矢量指紋原理的綜合預警技術，通過建立本地水質數據庫實現對污染物種類和濃度的準確識別，數據真實準確，特征矢量變化快速可靠，減少了誤報頻率，在城市供水系統將有較大的應用前景。

飲用水是居民生產生活的重要保障，水質問題的突出會給居民的用水安全帶來隱患，為此，需要建立一套完善的預警體系，通過預警技術的合理應用降低水質污染的危害程度，確保居民用水安全。

參考文獻：

[1] 尚慶國，王琳，李春俊.城市供水水源地水質監測與預警系統研究[J].治淮，2017（08）：44.

[2] 袁永欽，匡科，沈軍.廣州市西江引水工程水質預警系統研究與實踐[J].中國給水排水，2011（06）：1-5.

[3] 許玨，徐燕.飲用水水源地水質監測預警系統設計與實現[J].資源節約與環保，2016（10）：146，150.

[4] 武新，溫志渝，魏康林，高亮，余清華.新型多參數水質分析儀流路控制系統的設計[J].化工自動化及儀表，2011（04）： 439-442.

[5] 段青麗，郭茸茸.淺談水質監測預警系統在飲用水水源地的應用[J].農業與技術，2013，33（07）：47.

[6] 唐承佳，陳振樓，王東啟.太湖貢湖灣水源地水質青海弧菌Q67急性毒性測試[J].安徽農業科學，2011（27）：16739-16742.

[7] 馮兆敏，胡克武，劉國慶.水質綜合毒性在線監測技術探討[J].城鎮供水，2011（03）：51-54.

[8] 吳鍵，鐘道清，孫加龍，陳軍強.多參數水質在線監管系統在農村飲用水安全工程中的應用[J].中國防汛抗旱，2011 （02）：76-77.