地表水水质自动监测系统应用中存在的问题及对策

黄兆林，马艳琼，徐 岗

（安宁市环境监测站，云南 安宁 650300）

1 水质自动监测系统简介

水质自动监测系统是一个对地表水进行连续并且自动监测的完整系统，其监测对象为水质污染的综合指标和一些水质污染的特定项目，其监测方式是在同一水系或者某一个片区设置配备自动监测仪器的监测站点对水质污染情况进行连续性监测。

在水质监测主要针对特定河流、湖泊，目前我国水站建设主要以此类型为主，根据水质特征可以增加特定监测因子，能及时准确反应水质状况，为环保部门提供有效依据。

2 国内水质自动监测系统的建设与应用

最早的水质自动监测系统出现在20 世纪70年代，最先在美国、英国、荷兰、日本等国家被广泛应用。目前水质自动监测系统在发达国家已经被统一纳入环境评价体系和自然灾害防治体系，与各类环境监测系统形成了一个相互作用、多样交叉的复杂体系。20 世纪90 年代末，水利部和环保部针对日益严重的环境问题建立了我国第一代水质自动监测系统，此系统主要监测的项目包括水系pH 值、水温、溶解氧、电导率、浊度、高锰酸盐指数、氨氮等参数。

3 当前地表水水质自动监测系统存在的问题

经过短时间的发展，我国地表水水质自动监测系统实现了跳跃式的发展，基本覆盖了我国区域内的主要河流，并且实现了对主要污染源的有效监测以及对监测信息的快速传递[1]。然而，由于水质自动监测系统时间起步晚，再加上我国水域众多，水环境复杂，与发达国家的水质自动监测系统相比我们还存在着不少问题，主要体现在以下方面：

1）监测点位建设及运营能力不足。

水质自动监测系统的建设和运维是一个非常消耗人力、物力和财力的过程。我国水质监测站主要由政府承建，但是比较缺乏专业监测人员，需进一步提高水质监测点位建设及运营能力。以昆明安宁市为例，2018 年以前安宁市所建设的水质自动监测站点共有1 座，这监测站点位于饮用水源地内，由政府对口部门直接管理，2019 年安宁市新增7 个水站，位于河流干道和区域交接断面，能更加及时全面掌握辖区内水质变化情况。水污染具有全域性，如果只在水域的单一断面布置监测点，则不能掌握区域内水资源的整体水质情况，一旦发生水污染，无法查清污染的来源位置。

2）监测项目设置不全面。

目前，我国在水质监测系统的设计研究方面已经取得了很多突破，可以实现了对传统污染物指标的有效监测。但是，与日益提高的水质监测要求相比，我国的水质监测仪器还不能实现对地表水质的全面有效分析。我国现在大部分水质监测系统所监测的指标主要包括：水常规五参数、化学需氧量、氨氮、高锰酸盐指数、总氮、总磷以及特征参数叶绿素a、氟化物、总砷、总铅、总镉等。这些指标目前只能满足基本的水质监测要求，对于一些新型的和新发现的污染物还不能进行有效监测，因此，不能完全反映出水域的真实水质和水污染情况[2]。

3）水质数据相关性分析水平不高。

当水质监测到某一参数超标时，如何来准确分析解释其原因，同时哪些因子数值也同时出现升高或降低现象，来判断哪些污染源对此数据造成的影响，正确找出排污单位，这对现在环境监察能力提高是一项重要根据，为环境预警机制体系提供有利支撑。例如:当仪器分析水质溶解氧明显降低时，总氮总磷参数会明显升高，原因可能是采水点位附近水流过缓引起树叶杂物沉降，或者周边养殖废水大量排入。其次雨季和旱季交替时间段也会影响水质的某些参数因子变化，此类问题需提高数据分析能力，准确快速找出根源。

4）监测数据系统化应用、平台化建设不足。

通过水质自动监测系统所获得的数据具有及时性高、信息量大、信息覆盖范围广等特点。自我国改革传统的水质监测方法以来，通过自动监测系统积累了大量的水系水质数据。我国环保部门针对这些数据也形成了信息及时发布机制，通过日报、周报、月报和快报等各种形式向政府和公众进行信息公开。然而，由于这些数据的数据量十分巨大，很多有用的数据在筛选的过程中都剔除出了系统，数据之间的关联性特征也没有被很好的运用，这种问题产生的原因在于没有利用最新的大数据和云计算技术建设专业的水质数据处理系统，没有将水质情况的分析研究当做一个必须要解决攻关的课题，由此造成水质预测简单化、数据利用不充分等问题[3-4]。

4 地表水水质自动监测改进策略

4.1 加大资金投入，改善点位选择

点位选择包含两个层面，首先是在国家宏观层面，需要从国家水域的整体布局出发，协调好整体与部分之间的关系，选择具体流域进行重点监测。其次是各省市要根据所在地区的具体水质和污染状况进行网点布局，重视对水源入口、水源稀释分散面、和水源入口等水源位置的监测，实现对流域的全方位监测。同时，加强对城市饮用水预警系统和水质变预测系统的资金投入力度，确保公众的饮用水安全。

4.2 合理选择监测项目

水质监测系统的项目选择是加强水质监测系统建设的中心环节，不能根据国家标准一杆子切，而需要结合所在地区的实际水质情况进行监测。这就需要我们在系统建设的初中后期做好规划：首先，在建设初期要全面摸清该地区水质的主要情况，调查分析水中所含的各种物质的含量，并以此为基础设定水质监测的具体项目。在建设中后期，要时刻观测水污染的变化程度，特别是要注意周围工业建设对水污染的影响，注意重金属、生物毒性、总有机碳（TOC）等特征污染物的含量，并及时确定现有监测项目是否能够满足监测需要，对监测仪器进行改良升级，以满足该地区对水质监测的需求。

5 结语

地表水水质自动监测是环境监测中的一个至关重要的环节，随着工业发展，地表水的污染程度也越来越严重。地表水的污染一方面会影响空气环境，另一方面会影响土壤环境，因此做好地表水水质的实时监测具有实际必要性。传统的手动检测方式已经不能满足地表水监测时效性的需求，需要我们加强地表水水质自动监测系统的建设。目前，我国已经初步建立了覆盖各大水系的相互联动的地表水水质自动监测网络体系，但是还面临着监测点位建设及运营能力不足，监测项目设置不全面，监测数据系统化应用、平台化建设不成熟等问题。针对此种情况，环境保护部门应该加大资金投入，改善点位选择，合理选择监测项目，提高监测数据利用率，提升水质预警机制能力，推进我国水环境不断改善优化。