水环境监测中水质自动监测系统的运用

张康 方芳 金雅薇

摘 要： 在我国进入21世纪以来，我国的经济在迅猛发展，社会在不断进步，让众多行业都因此得到转型发展机会。但是，在发展中过于重视经济效益，没有对资源进行有效保护，出现了严重的水资源浪费现象，这对于国家未来发展十分不利。水是万物之源，若没有水人们的生活必然无法进行，若水资源在开发过程中受到污染，必然会对人们的生活产生严重影响。因此，水质监测极为重要，在水质监测过程中数据的准确性极为重要，对水环境改善具有积极意义。时代不断发展，水质监测自动化技术在水环境监测中至关重要，必须要合理运用，提升水环境监测质量，为预防水质污染打下良好基础。

关键词： 水环境监测;水质;自动监测;运用

【中图分类号】X832     【文献标识码】A     【文章编号】1674-3733（2020）07-0243-01

1 水质在线监测系统

水质在线监测系统是以水质在线分析技术为核心的，通过运用现代监测技术、自动控制技术、计算机技术和通信网络，构成一个连续、自动化的监测系统，其具有全天候、高频率和实时监测的特点。水质在线监测系统主要由取水单元、预处理单元、辅助单元、分析监测单元、系统控制单元、通信单元、运行环境单元组成。其中，取水单元、预处理单元和辅助分析单元主要用于完成对水样的采样和预处理工作。分析单元用于开展对水样的在线检测分析。系统控制单元主要用于完成对整个水质监测系统的运行控制。通信单元用于对水质监测数据的传输，还可以通过数据传输单元对子系统下达各种工作命令。箱体式水质自动站是在站房式水质自动站基础上发展出来的，进行了小型化和模块化的设计，将庞大的预处理单元、监测分析单元、控制单元和运行环境支持单元等压缩在了整体机柜当中，系统的运行比较平稳，系统的体积也比较小，对空间需要不是很大，但由于采用的是电极测量原理，在测量精度上还有一定的欠缺，多用在湖泊监测过程当中。

2 水质自动化监测在水环境监测中的应用

2.1 监测区域内水源污染总量

水域污染总量的计算工作，必须有相应的数据作为参考，为保证水环境质量，所需计算数据要求极高，传统水质监测技术获取信息的准确性有待考量。若因信息不准确导致计算结果出现错误，必然无法制定针对性的污染改善计划。若是使用水质自动监测技术变能够够对水环境的污染物总量进行有效管理，实现水环境监测的现代化发展。

2.2 预警监测实际应用分析

在水质自动监测技术实际的应用过程中，要想在水环境监测的过程中充分发挥水质自动监测技术的作用，首先就要对其进行进一步深入的研究与探析。根据分析某一水站近一面的电导率El均值变化可知，若水体电导率数据已经超过特定的数值时，水站的相关技术人员就要進行实地采样，并对所采集的样品进行分析与研究，在这一过程中，发现了重金属污染的现象。在实际操作过程中，在一定的幅度范围内，水站监测参数每Et的数据都会发生不同的变化，如果水质浊度变化范围在5～120NTI之间，电导率的变化范围就应该在30～380之间，DO的变化范围在6～9之间。共性表现在峰值出现的时间上在正常的情况下可以达到一致状态，并且会形成一定的规律，经常出现在2：00—8：00这一时间段内。通过实地考察可知，断面上游有水电站排水发电。因此在这一时间段内得到的监测数据主要是其自身汇入到水站中的支流水质。

2.3 做好对水源地的水质监测工作

通过在水源地建设自动监测站，能够更加及时开展对水源地水质的监测工作，实现对各种水质检测数据的远程传输，更加及时进行水质预警，为保障水源地的水质安全，打下一个良好的基础。

2.4 对重大水质污染问题进行预警

水质自动监测系统可对突发水质污染问题进行控制，提前做出应急预案，确保下游水源安全的同时对水污染源展开及时了解，帮助相关部门进行水质污染的排查工作。水质自动监测系统中含有预警功能，能够及时发现污染问题，掌握水质变化趋势，判断水质污染情况，这对于提升水环境质量具有良好的帮助。

3 水质自动监测参数的相关性分析

在进行水质自动监测参数相关性分析时，可以选择常年使用水质自动监测技术的水站，对该水站数据进行分析，借此提升相关性分析结果的科学性。在进行相关性分析时，可以采用Pearson相关系数法进行监测数据的统计和具体分析，以明确水体参数与其他参数之间的关联性。例如，新疆乌鲁木齐某水站在2012年开始使用水质自动监测技术，对此可以采用Pearson相关系数法进行参数分析。根据采集数据分析结果可以看出，水体的五种参数与其他参数之间均存在一定的关联性。如水体电导率和水体温度呈负相关，水体温度越低，导电率越高，根据两者相关性构建线性方程，求解可得两种类型数据的相关系数为r=-0.38;水资源中氨氮含量和化学需氧量与水资源中磷元素含量呈正相关关系。因为磷元素属于水体微生物必不可少的生长元素，磷元素含量的增加会加快水资源中微生物的代谢效率，从而提高水体资源中的化学需氧量和氨氮含量。经过数据计算可以得出氨氮含量与磷元素含量的相关系数为0.46，化学需氧量和磷元素含量的相关系数为0.49;水体资源中溶解氧含量和水体温度呈负相关关系。在水体温度上升时，水体内部分子的运动速率加快，促使水体中的溶解氧分子从水体中剥离，转换为气态氧，导致水体中溶解氧含量下降。根据数学模型计算可得溶解氧与水温的相关系数为-0.88;水质的综合毒性与水体的pH值成负相关关系，即水体pH值越高，水质的综合毒性越低。容易对人体造成危害的离子为重金属离子，如铅离子、汞离子、亚铁离子等。此类离子在pH值较高的水体中容易发生沉淀现象，使水资源中离子含量降低，进而降低水质的综合毒性。经过计算可得，水质综合毒性与水体pH值的关联系数为-0.55。除此之外，水温的不断升高会加快水体环境离子的运动速度，使水体呈现较高电导率。以铜离子为例，该离子与水体温度之间的关联系数为0.48。综上所述，将水体五参数与其他指标进行关联性分析，能够有效提升数据采集的有效性。

结语：时代在不断的发展，水环境治理监测要求也越来越高，相关检测部门必须要合理地应用水质自动监测技术，并对监测过程中的各种问题加以重视，对待问题需要认真分析，以问题为中心展开相应的工作，提升水质自动监测技术的实际应用效果。

参考文献

[1] 皇甫铮，吴旻妍.水质自动监测系统的建设及应用研究[J].智能城市，2018（23）：11-12.