地表水水质自动监测系统的应用效果观察

李玉洁，费 扬

（1.保定市环境监控中心，河北 保定 071000；2.保定市优环环保科技有限公司，河北 保定 071000）

2018年，环保部首次印发《地表水自动监测技术规范（试行）》（HJ 915-2017），本标准主要包括地表水自动监测系统建设、验收、运行维护、质量保证与质量控制等四个方面内容[1]。目前，中国已有31个省（区、市）、338个地级以上城市开展地表水环境质量现状检测和评价工作，并取得了阶段性成果。但是，监测结果的时效性和准确性不尽如人意。根据最近国家生态环境部在《2021年全国生态环境保护工作会议上的工作报告》要求，未来，将贯彻落实十九届五中全会要求和2035年目标，明确“十四五”生态环境保护工作总体思路，坚持以水生态修复为核心，统筹水资源、水环境和水生态系统治理，加强深入开展集中式饮用水源地规范化建设[2]，这为地表水水质自动监测系统的持续深入应用指明了发展方向。借此契机，本文将对地表水水质自动监测系统应用中存在的问题及对策展开研究。

1 地表水水质自动监测系统的应用现状

水质自动监测系统是在某个水系或区域设置多个连续水质自动监测仪，完成水质污染综合指标和特定项目监测的一个综合性监测系统，具有实时性、自动性和连续性的特点。当前应用的主要监测技术包括自动测量技术、传感技术、计算机应用技术、自动控制技术和通信网络技术等。

自上世纪70年代起，水质自动监测系统就已在美国、英国、日本、荷兰等国家广泛应用，并被纳入网络化的“环境评价体系”和“自然灾害防御体系”。直至上世纪90年代末，水质自动监测系统才被我国的水利、环保部门引入，应用于重要水系的监测。随着近年来的发展，我国的水质自动监测系统快速发展，仅2018年，由生态环境部牵头建设的国家地表水考核断面水质自动监测站已有2050个。自此，我国的水环境质量自动监测网开始进入快速布局新阶段。

2 当前地表水水质自动监测系统应用中存在的问题分析

2.1 监测点位建设及运营能力有待提高

水质自动监测站的建设和运营维护，均需投入大量的人力和物力，但受资金投入不足和专业监测人员不足等问题的影响，致使我国水质自动监测点位建设和运营能力存在明显不足。当前，在不少地区，虽已建立市级以上规模的水质自动监测站，但因其主管部门为环境管理部门，加之其对水体监测的断面具有单一性，未在接近水体入口、稀释扩散断面和出口等位置同时建立，致使监测工作中无法获取某一段区域内水体的水质变化趋势，对水体的污染源和自净程度也了解不清。究其根源，主要在于这些监测站的点位建设大多与市区较远，分布分散，甚至有的站点，单次车程往返需耗时4 h；对市级单位而言，人员及配车又十分有限，因此，一旦发现监测设备故障问题，及时解决的可能性几乎为零。更严重的是，在设备故障期间，很可能会造成监测数据的丢失，将直接影响到自动监测系统中水质分析和预警预报功能的发挥。

2.2 监测项目设置不够丰富

目前，我国地表水水质自动监测系统的应用虽然非常广泛，但具有一定的限制性，也就是说，这种仪器不能适应所有地表水监测项目内容的精准分析。当前，我国的水质自动监测站主要的监测内容包括地表水常规五参数、化学需氧量、氨氮、高锰酸钾指数、总氮、总磷、叶绿素α、总砷、总铅、总镉等相关水指标。这些监测项目对于传统污染物的浓度监测效果突出，但随着我国各种污染物排放的多样化，应用该系统进行地表水水质监测难免具有一定的局限性，特别是在判断和衡量某个地区整体水环境质量现状和水质受污染情况时还相对困难，因此，急需丰富监测项目。

2.3 仪器“水土不服”问题突出

根据目前国内应用的水质监测系统来看，这些设备大多是从国外进口而来，国内在这方面的生产和研发能力还存在一定的局限性，因此，国产仪器的应用普遍偏少，这一情况不只存在与某一个地区，而是一种普遍现象。调查可知，当前监测站所应用的各种监测仪器设备中，五参数及氨氮检测仪、高锰酸钾指数检测仪、总氮、总磷分析仪、重金属自动监测仪、浮标站监测设备等大多来自国外，主要进口国有德国、法国、加拿大、日本、美国等，受其产地影响，这些仪器设备的操作界面都是全英文说明，这对国内的监测人员来说又是一项新的挑战，换言之，要想学会操作这些仪器，工作人员必须具备更高的专业水平和英语水平。此外，根据当前水站的常规七项配置，在建设自动监测站的成本约为185万元/（站·年）；从设备的使用寿命来看，一般的使用年限约8年，时间一到仪器设备就要更新，这些经费都要纳入到到期投入的资金项目中。加之进口仪器并非根据中国的实际情况进行设计，也难免会让仪器产生“水土不服”问题，这些都在一定程度上增加了监测难度，增加本土制造成为大势所趋。

2.4 监测数据平台化建设水平低

水质自动监测，具有监测频率快、监测结果传输快的使用要求，因此，在监测中会产生大量的数据，通过中国环境监测总站网站或各省市环境管理部门门户网站实时对外发布，并根据实际的需要，以不同形式呈现，如水质自动监测日报、周报、超标快报等。然而，在这些监测数据的多样化应用形式中，归根结底只是将数据的一种简单罗列，而缺少了对水质预测的分析研究，监测数据的呈现系统化不足。大数据时代，如何利用大数据加快信息化平台建设成为水质监测系统应用的一大短板。

3 有效解决地表水水质自动监测测系统应用问题的对策

3.1 投入专项资金，优选点位

国家在布设地表水水质自动监测网点的过程中，一般会基于宏观角度进行统筹规划，优选那些能够在全国范围内具有典型代表性的场所。作为地方省市，在网点选择中则更侧重于所选网点水质是否在当地具有代表性，其污染情况是否能反映出当地地表水质的整体情况，以实现对城市饮用水水源进行准确预报的监测目的，以期通过监测来充分发挥系统的警示作用，对当地水质变化和污染情况进行准确的预测。为达成这一目标，应加大对水质自动监测系统应用的专项资金投入，优选点位。

3.2 完善监测内容，提高监测数据的利用率

水质自动监测系统的监测项目选择和确定尤为重要。必须以环境管理工作的实际情况和总量控制为参照，为测量项目的顺利实施和圆满完成提供保障。据此，在水质自动监测系统建立之初，相关部门应加强对当地水质的综合分析，对其中所含有各类物质的含量有清晰的了解，并以此为据完善监测内容，为后续工作的顺利推进打好基础。近年来，环境污染问题日益加剧，常规的监测项目已经不适应当前现实环境的发展需求，监测站也应与时俱进，加快系统升级改造，增加关于重金属、生物毒性等的相关监测，使其成为科学预测、评价水质、实现系统化分析利用的科学依据，进一步提升水资源对人类生产生活的服务能力。

3.3 统一技术规范，提升数据的可靠性

为提升地表水质自动监测质量，所选用的监测仪器均应严格执行试运行考核办法和相关的技术规范组织试运行，确保其符合国家验收标准。为提升监测数据的可靠性，国家有关部门应尽快出台水质自动监测有关技术标准，作为各地水质监测的参照依据，在规范管理的同时，提升数据的可靠性。未来，如何将地方水质自动监测数据与环保部及环境监测总站进行互联，实现监测信息的共享、共通，将成为主要发展趋势之一。

3.4 加强专业技术人才的培养，提升监测效率

当前，因国内水质自动监测系统的装备主要通过进口而来，且具有较高的技术含量。因此，必须保证装备的正常运行，监测部门不能只将设备管理工作交给产品供应商和代理的售后服务，还应加强对专业技术人才的培养，在提升其英语水平的同时，还有对装备仪器的管护能力。笔者认为，虽然中国环境监测总站已将水质自动监测专业人纳入培训重点人群，但还可考虑将电化学、仪器仪表专业具有较高计算机水平和强烈责任感的人才纳入其储备力量，为设备的正常运行提供人力保障，进而提升监测效率。

4 结论

众所周知，环境保护已经成为全球关注的重点问题之一，它不是某一个人的责任，而是每个人的义务，重视对地表水监测，对有效控制环境污染、改善人们的生活质量和用水安全方面均有重大作用。此外，因地表水水质监测系统建设对技术性要求较高，面对当前地表水水质自动监测系统中存在的问题，必须认真分析、科学对待，有针对性的制定科学的方案措施，才能提升监测质量，为幸福美好生活的创建铺平道路。