水质自动监测参数分析及其在水环境监测中的应用

张 茜

（新疆生产建设兵团第十三师环境监测站，新疆 哈密 839000）

当前，我国经济处于迅猛发展阶段，对资源的需求越来越大。人们的正常生活离不开水资源，但水资源短缺已经成为我国甚至全世界需要解决的问题之一。在这种背景下，要想提升水资源利用率，合理利用水资源，人们就需要对水质展开监测，将各种水资源应用在日常生活中，这样才能保证人们使用干净、卫生的饮用水。我国水质自动化监测技术发展日趋完善，在大江、大河均得到有效应用，可以如实地反映水资源状况。此外，该技术在水环境生态补偿等方面也发挥重要的作用，体现较强的针对性管理理念。水质自动监测技术应用在水环境监测工作中，旨在对水质进行监控，从大量监测数据中分析水质变化规律，这是目前水资源监测部门及其监测人员迫切需要解决的问题。

1 对比水质自动监测结果和常规监测结果

在自动监测中，主要监测项目有pH值、CODMn、总磷、总氮、浊度、DO、电导率、NH3-N、流量和砷等。经过对比，自动监测和常规监测两种方法对于水质的监测存在一致性特点，主要表现为总磷监测值、NH3-N监测值、DO监测值、CODMn监测值的改变情况基本相同。以NH3-N、DO的监测值为例，自动监测的NH3-N监测值在1月5日-12月5日共计12个月中（每月5日为准），分别是0.8 mg/L，0.4 mg/L、0.4 mg/L、0.5 mg/L、0.9 mg/L、1.0 mg/L、0.6 mg/L、0.5 mg/L、0.2 mg/L、0.4 mg/L。而常规监测的NH3-N的监测值在同一时间为分别为0.9 mg/L，0.4 mg/L、0.5 mg/L、0.4 mg/L、1.0 mg/L、1.0 mg/L、0.6 mg/L、0.5 mg/L、0.2 mg/L、0.4 mg/L。由此可见，两种监测方法对NH3-N的监测结果基本相同。自动监测情况下的DO监测值在1月5日至12月5日分别为8.3 mg/L、8.0 mg/L、7.8 mg/L、7.4 mg/L、6.6 mg/L、5.6 mg/L、8.4 mg/L、5.5 mg/L、6.7 mg/L、7.2 mg/L、7.7 mg/L； 常规监测下的DO监测值在1月5日至12月5日分别为7.0 mg/L、6.3 mg/L、8.2 mg/L、7.6 mg/L、6.8 mg/L、5.5 mg/L、8.8 mg/L、5.3 mg/L、6.4 mg/L、7.1 mg/L、7.4 mg/L。由此可见，水质自动监测下的DO监测值与常规监测下数值基本吻合。在水资源监测实践过程中，应用水质自动监测技术，将之监测结果与常规监测结果作对比发现，因为自动监测频次较高，获取的水质相关数据更加全面而细致，对水质变化的敏感度比较高，反映的水质情况更加真实，可以在短时间内反映问题。从试验结果可以看出，仅仅根据常规监测数据对水质实施监控，对水质变化趋势的判断不会有很大的影响，但在监测过程中，可能会丢失一部分有效数据，未能及时发现使之污染的问题，更不用说提出对应措施。而自动监测技术的应用，可以弥补这一缺陷，自动监测质量不断得到完善和优化，自动监测技术体现出良好的可靠性和有效性。可见，应用自动水质监测技术，是完善环境管理的技术保障[1]。

2 分析自动监测参数之间的相关性

笔者对水质自动监测参数相关性展开分析，对乌鲁木齐水站实际运行情况进行分析，运用Pearson相关系数法对自动监测数据间的关联进行统计和分析，详细了解水体参数和参数之间的关联性。通过对数据的分析明显可知，水体五参数与其他参数存在关联，其中电导率和水温呈负性相关，两者之间的相关性系数r=-0.44；NH3-N、CODMn分别与总磷存在正性相关（其中相关系数r=0.49、0.42，P＜0.05）。另外，水体DO浓度和水温也呈高度的关联性（系数r=-0.93，P＜0.01），水质的综合毒性与pH值呈负性关联，相关系数r=-0.53，P＜0.05。当P值小于0.01时，水站中的r指数有对应数值，证明水温在不断增高的趋势下，DO本身的饱和度会有所减低。该情况下，铜、铅、电导率与铅、锌间表现出很高的关联性，其中铜与电导率、铅与电导率之间、锌与电导率之间的相关系数r值分别是0.45、-0.52、0.63，均有P＜0.05。因此，对五参数与其他指标的关联性进行分析，体现这些数据的有效性。

3 分析水文水质间的响应

自动监测技术在水资源监测实际应用中，要对水文、水质数据相关性做分析，浊度与流量存在关联，两者之间的相关系数r=0.806，P＜0.01。另外，水的流量还与电导率存在负性关联，系数r=-0.75，P＜0.01，水位与pH值、综合毒性均存在关联，r=0.51、-0.40，P＜0.05。根据部分研究结果可知，处于同一断面环境下，浊度的高度对河流流量有一定的影响，影响河流流量的大小，而流量是影响水质的一个重要因素。可见，在水环境监测工作中，工作人员可以根据水质的浊度、流量、综合毒性等相关参数进行分析，结合各参数之间存在的关联性，分析水质污染情况，包括污染风险源、风险物，这有助于及时发现问题，启动人工排查监测工作，提高水环境监测工作的效率[2-3]。

4 分析预测监测实际应用

在实际监测操作中，为了保证水质自动监测技术在监测水质过程中发挥实际作用，人们要对该项技术有充分的了解。对乌鲁木齐水站电导率的日均值变化进行研究，人们发现，一般情况下，当电导率数据大于一定数值时，水站负责人就通过采样的方式对其进行分析，发现有重金属污染的现象。而在实际监测操作中，水站监测参数每日都会变化，浊度变化一般在5～120 NTI范围内，电导率变化则在30～380范围中，而DO变化在6～9范围内。观察其共性发现，共性和峰值出现的时间基本吻合，在2～8点出现，体现出一定的规律性。针对该情况，笔者通过实地考察，发现断面上游有水电站排水发电，水电站与水站间有支流出入[4]。在2～8点阶段，发电站没有发电、排水的情况，因此该段时间监测到的数据是自身流入水站的支流水质。此外，对下游水站做相应分析发现，下游水站可及时反映水质变化，其自身规律也是可以判断得出的。

对完成建设的水站展开分析，笔者将五参数数据和其他污染参数间的关联作为研究重点，重点排除环境污染物等对水质有害的物质。环境污染物和五参数的关联性分析对水质监测具有关键作用，五参数数据变化幅度大，则需要更多的人力去排除原因，尽早得知变化原因，这体现了水质自动监测技术的优势。此外，借助人工力量去排查，体现水站预警监测作用，这有助于维护水站的安全运行[5]。五参数自动分析仪设备价格在可接受范围内，且技术操作成熟，维护方式简单，无需太多的维护成本，不会给水站运行成本带来太多的负担。无论用于何种水环境的监测，其作用与优势均有体现。所以，在水环境监测中，水质自动监测技术可以得到有效应用。

5 结语

对水质自动监测结果和常规监测结果进行比较后可知，两种结果均可将水质变化展示出来，但前者在人力成本方面占有明显优势。此外，水质预警监测还可以发挥良好的提示作用，对水质实际情况进行实质性监督和管理。因此，水质自动监测技术具有价格实惠、维护量小等优点，人们应将其应用于水环境监测中，充分发挥其价值，保护水资源不受到污染。

1 张 苒，刘 京，周 伟，等.水质自动监测参数的相关性分析及在水环境监测中的应用[J].中国环境监测，2015，31（4）：125-129.

2 李燕燕.水质自动监测参数的相关性分析及在水环境监测中的应用[J].中国资源综合利用，2017，35（3）：75-77.

3 梁 艳，俞旭东，谢 凯.基于物联网的水环境监测及分析系统[J].环境科技，2014，27（5）：62-65.

4 魏文龙，奚采亭，刘 京，等.地表水高锰酸盐指数自动监测仪差异性研究[J].中国环境监测，2016，32（4）：130-136.

5 夏 京，李春玉，吴礼裕，等.小型移动式水站在环境监测中的应用及后续展望[J].环保科技，2016，22（4）：37-42.