地表水环境自动监测技术应用与发展——以内江市为例

门 强

（四川省内江生态环境监测中心站 四川内江 641000）

引言

随着科技的进步，自动化技术在各个领域应用的越来越广泛，我国地表水环境质量监测工作已经开展了近四十年，进入21世纪，中国地表水环境质量监测引入了自动监测技术[1]，自1999年9 月环保部分别在长江、黄河等重点断面开展水质自动监测站的试点工作，共建有10 个水质自动监测站，从此水质在线监测技术开始在我国广泛推广及应用。水质自动监测在连续性、覆盖面、时效性上比传统的手工监测有了明显的优势；同时在及时掌握主要流域重点断面水质状况、预警流域性水污染事故、解决跨行政区域的水污染纠纷等方面发挥着不容忽视的作用。

四川省“十四五”已确定了203 个国家地表水环境质量监测断面，下一步将实施以健全自动监测体系为主，手工监测为辅的地表水环境质量监测体系；四川省水质自动监测系统主要由样品采集、自动分析、动态校准、数据采集、数据传输、信息发布及条件保障等组成，其中，水质自动监测系统由系统中心站和水站组成，各水站由采水系统、水样预处理及配水系统、控制系统、辅助系统、检测系统、数据采集及通信系统以及水站站房等组成。

1 内江市地表水水质自动监测应用

1.1 水质自动监测系统建设情况

内江市辖区类主要河流为沱江河、球溪河、濛溪河、威远河、小清龙河、大清流河，水系分布如图1；目前内江市管辖的建成水站有11 个，如表1；为进一步完善辖区流域自动监测网络，2020年内江市将完成7 个长江经济带以及6 个重点流域自动站的新建工作，极大的提高监测数据的代表性和完整性。

图1 内江市水系分布

表1 内江市水质自动站建设情况

1.2 水质自动站监测项目及方法

内江市已建成的11 个自动水站包括9 个地表水自动监测系统和2 个饮用水源自动监测系统，地表水自动监测系统监测项目包括常规五参数：水温、溶解氧、pH 值、电导率、浊度，以及高锰酸盐指数、氨氮、总磷、总氮；饮用水源自动监测系统监测项目除了常规五参数还包括水质生物毒性的监测，监测项目的方法及标准见表2。

1.3 水质自动监测系统运行管理

全国生态环境系统机构随着垂直管理、监测事权上收等一系列改革后，水站的运行管理模式也发生了变化[2]。

国控水站由国家总站进行招标委托第三方社会化运维机构负责水站的日常运行维护及质控保障，并对国控数据进行初审，当地环保部门负责水站运行的后勤保障；四川省内江生态环境监测中心站负责国控数据的二审，待国家最终复核后将审核的数据同步审核到四川省水环境污染负荷自动监测监控预报预警系统。

表2 水质自动监测仪器的测定方法与国家有关技术要求

省控水站由四川省环境监测总站委托第三方社会化运维机构负责水站的日常运行、故障处理、质控核查；四川省内江生态环境监测中心站负责水站的管理、后勤保障、水站的监管，每月开展监测项目的质控考核和比对工作；省控水站的数据审核流程如图2。

图2 省控水质自动站监测数据审核流程

2 水质自动监测系统的优点与缺点

（1）水质自动监测系统的优点。具有设备的成套性、完整性，能避免很多人为的操作误差；监测数据的连续性、实时性，能连续24 小时不间断的对水质进行水质监测，能提前的对水质进行预警预防；能实时的将监测数据传输平台，并形成多用途的图表和报告，为行政部门的决策提供了技术支撑。

（2）水质自动监测系统的缺点。水质自动监测与手工监测存在原理上的差异，同时自动监测存在监测项目单一，覆盖面窄；建设经费昂贵、运行成本高，受外部条件的影响大，如外部电力、网络等因素；维护技术要求严格，对运维人员技术水平要求高，既要持证上岗又要能独立操作仪器[3]。

3 水质自动监测系统发展的趋势

（1）完善相应规章制度与标准的制定。虽然水质自动监测发展了几十年，但是与手工监测相比还是存在发展不完善，体系不健全，导致水质自动监测目前处于边缘化的地步，无法真正发挥它的高效作用；相关标准的滞后是一个重要的因素，不仅阻碍了自动监测技术的发展，同时也导致监测数据的可信度、溯源性受到质疑。健全标准法规体系、完善方法标准、提升制度深度、加强管理建设，是推进水质自动监测发展的重要举措。

（2）提高监测精度加强预警机制。水质自动监测具有实时高效的优点，但在准确性方面有待提高。提高监测的精度是自动监测普及和使监测数据能真正发挥作用的关键，在不久的将来能实现以自动监测为主手工监测为辅的局面；自动监测数据的量化水平能对流域起到一定的预警防控的作用，通过专业的数据平台模块、把数据整合加入完善的预警机制，能实时的发现突发水质污染情况，充分体现水站对地表水环境的监督预警作用[4]。

（3）强化人员素质明确监管责任。水质自动站的运维事项目前都是以三方社会化运维机构为主，也是自动监测发展的趋势，存在一人管辖区域广、工作强度大，有时无法及时到现场处理突发问题的情况；监管部门的人员年龄普遍过于年轻、经验不足，对仪器设备的操作和原理理解不够透彻；加强人员运行管理、质量控制、运行监督等方面的业务及技术培训是推进自动监测发展的保障[5]；为了保障监测数据的真实性监督管理是地方站人员必须严格执行的措施，将自动站的正常运行作为工作的集中体现。

结语

水质自动监测系统通过发展的几十年取得了一定的进步，也发现了不少的问题，这些问题需要在水质自动监测发展的道路上继续探索；在内江市水质自动监测的应用中凸显的问题也是目前自动监测发展的一个缩影。因此，注重监测技术的提高、精度的加强、制度的完善、标准的更新，促进地表水自动监测能实现重大的突破，将使地表水自动监测在以后的环境质量监督体系中占有不可取代的地位。