水質自動監測技術在水環境保護中的應用

羅建軍

（梅州市豐順縣環境監測站 廣東梅州 514300）

引言

生態危機不斷為人類生存敲響安全警鐘，面對日益嚴重的生態形勢，我們必須拿出生態整治的積極態度與強有力舉措。其中水污染作為生態污染的常見污染類型，其嚴峻的污染形勢客觀上推動我們做好水域治理和水資源保護工作。而水資源保護工作的開展需要我們掌握先進的水質自動監測技術，而技術的不斷創新也使得水質自動監測技術的創新研發具有現實可行性，因此系統分析水質自動監測技術，指導其在水環境保護中發揮實效，才能真正實現水污染的治理，保護生態系統的穩定性。

1 水質自動監測技術

作為水質監測的關鍵技術，其以互聯網技術與現代信息技術的融合為基礎技術支撐，實現了水環境溫度、渾濁度、污染位置、水生生物毒性、重金屬含量、氨氮含量、COD 數值等參數的自動化獲取與分析，接著計算機輔助系統將監測結果、分析報告反饋給環保中心，讓工作人員準確了解水環境中各類成分含量，并把握水質的動態變化，進一步探明污染源，分析污染原因等，指導水環境污染防治工作的開展。水質自動監測技術應用于水環境保護，提升保護實效，在一定程度上規避了跨流域污染風險。

水質自動監測技術于上世紀七十年代被應用于水環境保護中，主要負責水質監測與分析。近幾年水環境污染問題越來越突出，水質自動監測技術在其他技術的加持下也趨于完善，實現了功能擴展，對應的監測項目參數也從幾個增加到幾十個，可以快速地進行水的溶氧量、溫度、電導率、pH 值的獲取與分析，且全程自動化操作，運行穩定、維護簡單，監測準確度和時效性都有了明顯提升，使得我國水環境保護工作穩步推進。

2 水質監測技術的系統構成及功能模塊

水質監測系統可以對特定水域及其周邊水域進行實時動態監測，類似于“偵查員”的角色，將獲得的監測數據及時反饋給自動監測站，監測站進行監測數據的匯總整理，在衛星通信或有線通信等通信方式的支持下，傳輸到監控中心[1]。監控中心將獲取到的水質監測數據轉化為形象化的可視化圖表，傳輸到監測人員的移動終端設備上，在獲取關鍵數據后，監測人員進行水質分析，有針對性地制定水環境保護方案，采取防治措施。見圖1。

圖1 水質自動監測技術的系統構成

其對應四大功能模塊。自動監測模塊，水質監測設備持續將實時監測數據經過自動監測站傳輸至監控中心，監測水域的實時水溫、酸堿值、重金屬離子含量等一目了然。預警功能，監測人員在水質監測系統中輸入各項參數標準和監測流程準則，系統自動監測，當監測到異常水質信息時及時預警，其根據監測人員設置的參數標準進行分級預警，既引起監測人員的注意，也指導監測人員根據預警提示迅速分析，制定解決策略。數據在線查詢功能，主要是構建系統配套的信息數據庫，監測人員基于自身工作權限于數據庫中查詢以往水質監測記錄，進行數據對比，發現問題，把握好水質變化。信息發布功能，水質自動監測系統與自動監測站進行遠程連接，將獲取到的關鍵信息反饋到監測人員的移動終端設備上，實現了關鍵信息的穩定傳輸。

3 水質監測技術在水環境保護中的應用

3.1 應用于地面水質監測

水質監測在地面水質監測中的應用效果明顯，對水質進行遠程監測，及時獲取水質的動態變化情況，針對重點水域進行重點集中關注，捕捉獲取關鍵性的水質信息，能快速地發現水環境問題，在一定程度上規避了跨流域水質污染的風險[2]。隨著水質自動監測技術的功能擴展，其在地面水質監測中的實效更強，帶動水環境資源保護研究與實踐的深化。例如以水質自動監測技術進行河流污染監測與分析，先根據河流大小布置合理的水質自動監測點，必須囊括監測范圍內對照部分、主要污染部分、凈化處理部分等幾個部分，對應的水質監測點監測斷面必須合理避開污染源排放點，這樣設置對應的監測數據才能反映流域段的水質平均情況，對應的水質反饋信息更具參考價值。一旦發現地面水質存在污染的問題，加快處理，防止污染擴大。

3.2 應用于排污口水質監測

水質自動監測技術應用于水環境保護中，也體現在排污口水質的監測中。當前環保工作壓力大，基層環保人員有限，企業污水排放有隱蔽性[3]，導致污水排放檢查難度大，很難及時發現排污問題，人工監測也無法充分了解排污口的具體排污情況。而水質自動化監測技術應用于排污口監測，實現了不間斷的監測，自動化獲取企業排污口污水排放量和水質情況，對于排污的關鍵性控制指標——COD 排放數據進行限定，一旦系統監測到企業排污口污水的COD 超排放限值，及時預警，督促環保部門查處處理。水質自動監測系統的多樣化圖形展示，問題反映直觀形象，且支持當前數據與歷史數據對比分析，污水排放變化一目了然。水質自動監測技術以信息反饋為水環境保護、污染源控制提供可靠支持，使水環境污染治理更具針對性、更富實效性。

3.3 應用于水庫或飲用水質監測

“水是生命之源”，飲水安全是居于用水管理首位的。而當前飲水水質污染的情況并不鮮見，保障群眾用水安全，必須從規范準確的水質監測入手，而水質自動監測技術在飲用水監測中發揮實效，也常應用于水庫水質的監測，確保群眾用水安全。在水質自動監測過程中，一旦發現水質參數異常的情況，系統自動報警[4]，指導做好用水安全關注與管理。基于水質自動監測系統，水質參數及各項指標獲取更及時、更準確，指導工作人員進行飲用水或水庫水質的生物毒性分析、總磷、總氮、氨氮、亞硝酸鹽等含量的分析，并分析水質的硬度、色度等，實現了遠程監測與指導下的用水安全管理。這些指標數據也反饋給環保部門，督促其深入水源地，分析污染源，從源頭上控制污染。

4 水質監測技術在水環境保護中的效益分析

4.1 提高水質監測效率

水環境保護作為綜合性的項目，涉及主體多、項目多，影響因素，水質監測處理難度大。且目前環保人員基層配置不足，水質監測低效。而水質自動監測技術在水環境保護中的應用切實提高水質監測效率。完成諸如水體水文、氣候、地質、地貌資料、水域沿線工業分布、水域污染源、排污情況等基礎資料的收集[5]，且水樣采集自動化、信息數據整理自動化、試驗化驗自動化等，簡化監測流程，規避風險因素，使得水質監測數據反饋更及時。

4.2 明確水質趨勢數據

傳統的水質監測是間斷的，無法獲得連續性的水質參數，更無法獲知水質變化趨勢。而水質自動監測技術在水質監測中的應用，支持水質的連續性監測，屬于典型的動態監測系統，有利于繪制水質趨勢圖，整體性地分析水環境資源保護情況，獲知水域的階段性水質變化，使得水環境資源保護實現了大局統控、細節兼顧，水環境保護工作開展更順利。

4.3 大大降低監測成本

對比傳統的水質監測方式，省去了人工成本和高昂的機械設備采購成本，水質監測的整體成本明顯降低，性價比高。在水質自動監測技術的支持下只需要配置少量的技術性人才即可進行水質的高效保質監測，減少了實地監測人員的配置，對應的監測成本、人力成本、時間成本控制更理想。

5 水質自動監測技術應用的兩點思考

水質監測技術應用效果明顯，應用前景光明，而其在應用與發展中也應認識到目前技術的缺陷性。在今后的研究中，克服技術限制，減少水質監測數據與實際水質數據的偏差，也增強水質監測復雜環境的適應性。而重點是完善技術總體體系，使得水質自動化監測技術朝著多元化方向發展，實現不同水域環境中水質的精準監測。在關注技術創新的同時，也要關注技術人才的培養，積極建設現代化的、專業化的監測隊伍，使得監測人員掌握水質自動化監測系統操作技術，具備專業的信息分析能力，能及時發現問題及時處理，以適應水質監測工作模式傳統人工到自動化的過渡，熟悉水質自動化監測內容、技術要求、操作流程等，規范操作，科學分析，以較高的信息化素養做好水質監測工作。

結語

作為一種實時監測技術，水質自動監測技術以系統集成設備為核心構成，實現了水質監測數據的實時、動態與自動化獲取，且支持自動化的數據分析。在實際的水質監測應用中，配合現代信息采集傳感技術，實現了水環境水質情況的遠程實時監測，更準確高效地掌握水質的變化情況，做好水質污染情況的判斷與分析，水質監測更有準確性與時效性的保證。著眼于未來，隨著水質自動化監測技術將功能的擴展，其將實現更多領域的創新應用，更好地推動水環境保護工作的開展。