地表水水質自動監測系統質量控制研究

喬國棟 李青松 徐國棟

（山東省濟南生態環境監測中心，山東濟南 250102）

0.引言

隨著我國生活水平的不斷提高，人們對物質生活的要求也越來越高。作為人們日常生活的必需品，水質尤為重要，尤其是地表水。建立實時監測的水質自動監測系統已成為我國有關部門的一項特別重要的任務。通過對水質的實時監測，可以掌握整個氣候的水質狀況。更重要的是，它可以大大降低科研工作的勞動強度，提高科研工作的效率。水資源監測作為人類生存和發展的重要基礎資源，對保障人民生產生活用水安全具有重要意義。當前，水環境污染問題嚴重，全國水污染防治工作正在積極開展，這對水環境監測提出了更高的要求?；诖?，有必要加強地表水水質自動監測系統的質量控制。

1.地表水水質自動監測系統結構

水質自動監測系統的主要硬件設施主要是在線水質分析儀，其主要核心技術有現代傳感器技術以及計算機技術等，同時，系統聯網，且內部安裝有專業的軟件可以實現自動測量以及自動控制。實時監測斷面水質變化趨勢，對水污染事故起到預警作用，為流域污染治理決策、監督管理提供科學依據。

水質自動監測系統一般由幾個部分組成：分析測量單元、采水單元、預處理單元、輔助單元、數據采集與傳輸單元、過程邏輯控制（PLC）單元、遠程數據管理中心等。而各單元之間又是實時互聯和通信的，它們主要依靠水樣傳輸系統、信號傳輸系統、純水傳輸系統、壓縮空氣輸送系統等一系列處理系統相互通信。

該系統是一套基于在線自動分析儀的自動檢測系統，采用自動測量技術、計算機應用技術、現代傳感器技術及相關通信網絡和專用分析軟件。該系統集采樣、預處理與濾波、數據采集、儀器分析與存儲等綜合功能于一體，實現了水質的在線自動檢測。

2.水質自動監測系統的質量影響因素

2.1 外部環境因素

在建立監測站和監測系統的過程中，應考慮自然因素的影響。需要考慮的要點包括：粉塵和腐蝕性氣體的腐蝕程度；系統溫度是否需要空調等制冷設備調節；監測站區的濕度和降水對相關設備的影響。在選擇監測點的位置時，應考慮交通、通訊和自然環境的可能影響。一般情況下，我們會選擇污染源比較集中的上游或下游作為監測站的選址。在選址時，盡量不破壞周圍的自然環境，便于管理。另外，進水口與監測站的距離越短越好。這樣除了便于監管和維護，還有利于減少從進水口到監測站這一過程中的污染[1]。

2.2 水樣采集因素

在該自動化系統的運行中，采樣和濾波過程中存在著許多需要注意的問題。取樣時，應充分考慮在長時間采樣條件下，由于沉淀物和細菌的長期積聚會堵塞管道，不僅會造成取樣不良，而且會污染水樣。水樣采集系統一般采用雙泵取樣系統或雙過濾系統。在此基礎上，人們通常用流量傳感器來判斷管道是否堵塞或有無故障[2]。針對污染物或者細菌病毒等有機物，操作人員一般會啟動管道自動清洗系統，以及自動殺菌系統來消除這些污染，保證水樣的清潔。影響因素通常包括幾個方面：（1）當河流處于豐水期或枯水期時，水位的變化會嚴重影響進水取樣口的深度，從而產生嚴重的影響；（2）由于水質不同，即水質正?；蛩|異常都會嚴重影響取樣；（3）意外暴雨也會嚴重影響取水口；（4）取水口一旦堵塞，將嚴重影響取樣。因此，這些問題在系統采樣和濾波中應引起高度重視[3]。

3.水質自動監測系統的質量控制方法

系統自動運行過程中，對其進行質量控制，可以保證水質自動監測系統監測到數據的質量，因此，質量控制是系統運行管理的重要內容之一。水質檢測系統的工作具有連續監控的特點，其開放性強，安全性弱，容易受多種外界因素和自身因素的影響，穩定性弱。因此，只有建立嚴格的質量保證和質量控制模式和措施，才能真正將質量控制落到實處，水質自動監測系統才能可靠運行，監測數據才能準確可靠得反應實時的水質情況，為水質環境監測提供有力的數據支持[4]。

3.1 提高操作人員素質

操作人員是水質自動監測系統中十分重要的環節，操作人員的操作水平，會影響整個系統的運行。因此，操作人員的整體水平必須予以提高。建議定期舉辦培訓班，培訓內容要全面。要包括水質監測系統的技術操作與規程、環境水質監測相關的法律法規、地表水環境質量監測標準、水質監測技術等。特別是加強水質監測和自動監測業務學習。定期組織相關技術人員參加業務培訓班，學習自動監測儀的工作原理和操作技能，并進行技術維護。為提高技術人員的實際操作能力，應到運行良好的自動化站參觀學習，開展業務和技術交流。嚴格按照操作規程使用儀器設備，取得合格證后方可工作。

3.2 加強日常管理

技術人員每天必須通過系統軟件對系統運行和實時數據進行一到兩次遠程監控，對實時數據進行分析，根據儀表分析數據判斷儀表運行，根據管道壓力數據判斷水泵運行，并根據供電電壓、車站溫濕度數據判斷車站內部情況。如發現可疑數據，應及時處理。如情況嚴重，則必須采集水樣，帶到實驗室做全面詳細的分析。另外，中心監測站的計算機嚴禁混用，監測軟件必須保證正版，真對來歷不明的網絡信息或資源要堅決隔離。同時，殺毒軟件必須定期更新，安排專人定期檢測計算機的安全，對原始監測數據進行嚴格的定期備份。每個季度將該季度的監測數據拷貝出來單獨進行u盤備份。水質自動監測站的監測報告要嚴格執行三級審核制度。監測數據量十分龐大，在實際水質自動監測工作中，時不時會出現一些異常值，針對異常情況，不能輕視，需要立刻查找原因，追根溯源，根據實際情況立刻解決。

3.3 建立健全規章制度

建立健全規章制度，針對水質自動監測站的運行提出日常通用的管理辦法。針對水站的水質控制提出技術指標細則。針對技術人員，明確崗位職責，制定嚴格的考核制度，實行持證上崗。在制度的約束下，員工的責任心得到了提高，有了規則可循。

3.4 加強系統和設備維護

要想監測數據可靠，必須要保證水質自動監測系統的正常運行。因此，必須定期對水質自動監測系統的各部分進行維護。（1）每周檢查內容。檢查儀器是否清潔，內部管路是否暢通，是否有泄漏，管路中是否有氣泡，溫控是否正常，攪拌電機工作是否正常，試劑標準溶液和去離子水是否有效，載氣壓力、存量是否滿足儀表運行要求，各種閥門、通訊線路、防雷設施工作是否正常，檢查取水系統、配水系統運行是否正常；（2）月度檢查內容。按要求清洗過濾器、反應罐、管道、電極等，檢查濾料、分析儀器、泵管等易耗件，更換過期或明顯質量變化的備品備件，對各工程的儀器進行標準校準，系統全面清淤，除藻、抗壓、防凍，在雨季和冬季，保養周期應適當增加。檢查和維護防雷和安全系統。記錄并保存所有維護工作，以備將來參考和總結。

3.5 加強對監測站的外部監督

黨的十九大報告明確指出，要改革生態環境監管體制，對生態監管提出了更高的要求，而水源與人們的生活息息相關，對水質的監督管理是重中之重。生態環境部門要切實加強對水站的監管，對水站運維質量開展監督檢查，可到水站后再通知運維單位，也可與運維單位人員一起赴水站開展檢查。檢查頻次可定期與不定期抽查相結合，檢查方式可采用盲樣考核、實際水樣比對、遠程抽測、飛行檢查等。通過外部監管，可以提高水站對質控的重視程度，確保水站運行穩定，儀器數據檢測準確有效。

4.結語

隨著人們環保意識的增強，水污染問題越來越受到人們的重視。建立和完善地表水水質自動監測系統的質量控制體系是保證地表水自動監測數據準確性、穩定性的重要環節。只有這樣才能保證系統的長期穩定運行。