水质自动监测技术在水环境保护中的应用

罗建军

（梅州市丰顺县环境监测站 广东梅州 514300）

引言

生态危机不断为人类生存敲响安全警钟，面对日益严重的生态形势，我们必须拿出生态整治的积极态度与强有力举措。其中水污染作为生态污染的常见污染类型，其严峻的污染形势客观上推动我们做好水域治理和水资源保护工作。而水资源保护工作的开展需要我们掌握先进的水质自动监测技术，而技术的不断创新也使得水质自动监测技术的创新研发具有现实可行性，因此系统分析水质自动监测技术，指导其在水环境保护中发挥实效，才能真正实现水污染的治理，保护生态系统的稳定性。

1 水质自动监测技术

作为水质监测的关键技术，其以互联网技术与现代信息技术的融合为基础技术支撑，实现了水环境温度、浑浊度、污染位置、水生生物毒性、重金属含量、氨氮含量、COD 数值等参数的自动化获取与分析，接着计算机辅助系统将监测结果、分析报告反馈给环保中心，让工作人员准确了解水环境中各类成分含量，并把握水质的动态变化，进一步探明污染源，分析污染原因等，指导水环境污染防治工作的开展。水质自动监测技术应用于水环境保护，提升保护实效，在一定程度上规避了跨流域污染风险。

水质自动监测技术于上世纪七十年代被应用于水环境保护中，主要负责水质监测与分析。近几年水环境污染问题越来越突出，水质自动监测技术在其他技术的加持下也趋于完善，实现了功能扩展，对应的监测项目参数也从几个增加到几十个，可以快速地进行水的溶氧量、温度、电导率、pH 值的获取与分析，且全程自动化操作，运行稳定、维护简单，监测准确度和时效性都有了明显提升，使得我国水环境保护工作稳步推进。

2 水质监测技术的系统构成及功能模块

水质监测系统可以对特定水域及其周边水域进行实时动态监测，类似于“侦查员”的角色，将获得的监测数据及时反馈给自动监测站，监测站进行监测数据的汇总整理，在卫星通信或有线通信等通信方式的支持下，传输到监控中心[1]。监控中心将获取到的水质监测数据转化为形象化的可视化图表，传输到监测人员的移动终端设备上，在获取关键数据后，监测人员进行水质分析，有针对性地制定水环境保护方案，采取防治措施。见图1。

图1 水质自动监测技术的系统构成

其对应四大功能模块。自动监测模块，水质监测设备持续将实时监测数据经过自动监测站传输至监控中心，监测水域的实时水温、酸碱值、重金属离子含量等一目了然。预警功能，监测人员在水质监测系统中输入各项参数标准和监测流程准则，系统自动监测，当监测到异常水质信息时及时预警，其根据监测人员设置的参数标准进行分级预警，既引起监测人员的注意，也指导监测人员根据预警提示迅速分析，制定解决策略。数据在线查询功能，主要是构建系统配套的信息数据库，监测人员基于自身工作权限于数据库中查询以往水质监测记录，进行数据对比，发现问题，把握好水质变化。信息发布功能，水质自动监测系统与自动监测站进行远程连接，将获取到的关键信息反馈到监测人员的移动终端设备上，实现了关键信息的稳定传输。

3 水质监测技术在水环境保护中的应用

3.1 应用于地面水质监测

水质监测在地面水质监测中的应用效果明显，对水质进行远程监测，及时获取水质的动态变化情况，针对重点水域进行重点集中关注，捕捉获取关键性的水质信息，能快速地发现水环境问题，在一定程度上规避了跨流域水质污染的风险[2]。随着水质自动监测技术的功能扩展，其在地面水质监测中的实效更强，带动水环境资源保护研究与实践的深化。例如以水质自动监测技术进行河流污染监测与分析，先根据河流大小布置合理的水质自动监测点，必须囊括监测范围内对照部分、主要污染部分、净化处理部分等几个部分，对应的水质监测点监测断面必须合理避开污染源排放点，这样设置对应的监测数据才能反映流域段的水质平均情况，对应的水质反馈信息更具参考价值。一旦发现地面水质存在污染的问题，加快处理，防止污染扩大。

3.2 应用于排污口水质监测

水质自动监测技术应用于水环境保护中，也体现在排污口水质的监测中。当前环保工作压力大，基层环保人员有限，企业污水排放有隐蔽性[3]，导致污水排放检查难度大，很难及时发现排污问题，人工监测也无法充分了解排污口的具体排污情况。而水质自动化监测技术应用于排污口监测，实现了不间断的监测，自动化获取企业排污口污水排放量和水质情况，对于排污的关键性控制指标——COD 排放数据进行限定，一旦系统监测到企业排污口污水的COD 超排放限值，及时预警，督促环保部门查处处理。水质自动监测系统的多样化图形展示，问题反映直观形象，且支持当前数据与历史数据对比分析，污水排放变化一目了然。水质自动监测技术以信息反馈为水环境保护、污染源控制提供可靠支持，使水环境污染治理更具针对性、更富实效性。

3.3 应用于水库或饮用水质监测

“水是生命之源”，饮水安全是居于用水管理首位的。而当前饮水水质污染的情况并不鲜见，保障群众用水安全，必须从规范准确的水质监测入手，而水质自动监测技术在饮用水监测中发挥实效，也常应用于水库水质的监测，确保群众用水安全。在水质自动监测过程中，一旦发现水质参数异常的情况，系统自动报警[4]，指导做好用水安全关注与管理。基于水质自动监测系统，水质参数及各项指标获取更及时、更准确，指导工作人员进行饮用水或水库水质的生物毒性分析、总磷、总氮、氨氮、亚硝酸盐等含量的分析，并分析水质的硬度、色度等，实现了远程监测与指导下的用水安全管理。这些指标数据也反馈给环保部门，督促其深入水源地，分析污染源，从源头上控制污染。

4 水质监测技术在水环境保护中的效益分析

4.1 提高水质监测效率

水环境保护作为综合性的项目，涉及主体多、项目多，影响因素，水质监测处理难度大。且目前环保人员基层配置不足，水质监测低效。而水质自动监测技术在水环境保护中的应用切实提高水质监测效率。完成诸如水体水文、气候、地质、地貌资料、水域沿线工业分布、水域污染源、排污情况等基础资料的收集[5]，且水样采集自动化、信息数据整理自动化、试验化验自动化等，简化监测流程，规避风险因素，使得水质监测数据反馈更及时。

4.2 明确水质趋势数据

传统的水质监测是间断的，无法获得连续性的水质参数，更无法获知水质变化趋势。而水质自动监测技术在水质监测中的应用，支持水质的连续性监测，属于典型的动态监测系统，有利于绘制水质趋势图，整体性地分析水环境资源保护情况，获知水域的阶段性水质变化，使得水环境资源保护实现了大局统控、细节兼顾，水环境保护工作开展更顺利。

4.3 大大降低监测成本

对比传统的水质监测方式，省去了人工成本和高昂的机械设备采购成本，水质监测的整体成本明显降低，性价比高。在水质自动监测技术的支持下只需要配置少量的技术性人才即可进行水质的高效保质监测，减少了实地监测人员的配置，对应的监测成本、人力成本、时间成本控制更理想。

5 水质自动监测技术应用的两点思考

水质监测技术应用效果明显，应用前景光明，而其在应用与发展中也应认识到目前技术的缺陷性。在今后的研究中，克服技术限制，减少水质监测数据与实际水质数据的偏差，也增强水质监测复杂环境的适应性。而重点是完善技术总体体系，使得水质自动化监测技术朝着多元化方向发展，实现不同水域环境中水质的精准监测。在关注技术创新的同时，也要关注技术人才的培养，积极建设现代化的、专业化的监测队伍，使得监测人员掌握水质自动化监测系统操作技术，具备专业的信息分析能力，能及时发现问题及时处理，以适应水质监测工作模式传统人工到自动化的过渡，熟悉水质自动化监测内容、技术要求、操作流程等，规范操作，科学分析，以较高的信息化素养做好水质监测工作。

结语

作为一种实时监测技术，水质自动监测技术以系统集成设备为核心构成，实现了水质监测数据的实时、动态与自动化获取，且支持自动化的数据分析。在实际的水质监测应用中，配合现代信息采集传感技术，实现了水环境水质情况的远程实时监测，更准确高效地掌握水质的变化情况，做好水质污染情况的判断与分析，水质监测更有准确性与时效性的保证。着眼于未来，随着水质自动化监测技术将功能的扩展，其将实现更多领域的创新应用，更好地推动水环境保护工作的开展。