水質(zhì)自動監(jiān)測系統(tǒng)在水環(huán)境中的技術應用

張樹山

（浦江縣環(huán)境監(jiān)測站，浙江 浦江 322200）

1 水質(zhì)自動監(jiān)測系統(tǒng)的發(fā)展概述

水質(zhì)在線自動監(jiān)測系統(tǒng)是一套以在線自動分析儀器為核心，運用現(xiàn)代傳感技術、自動測量技術、自動控制技術、計算機應用技術以及相關的專業(yè)分析軟件和通信網(wǎng)絡所組成的一個綜合性的在線自動監(jiān)測體系。

國內(nèi)水質(zhì)自動監(jiān)測系統(tǒng)建設起步較晚。20世紀90年代末，水利、環(huán)保部門相繼在部分重要水系建立了水質(zhì)自動監(jiān)測系統(tǒng)。主要監(jiān)測項目為常規(guī)五參數(shù)、高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、總有機碳等，在飲用水源地水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)增加了總磷、總氮、葉綠素、生物毒性等項目。近年來，水質(zhì)自動監(jiān)測技術在許多國家地表水監(jiān)測中得到了廣泛的應用，我國的水質(zhì)自動監(jiān)測站（以下簡稱水站）的建設也取得了較大的進展，環(huán)境保護部已在我國重要河流的干支流、重要支流匯入口及河流入?？?、重要湖庫湖體及環(huán)湖河流、國界河流及出入境河流、重大水利工程項目等斷面上建設了100個水質(zhì)自動監(jiān)測站，監(jiān)控包括七大水系在內(nèi)的63條河流，13座湖庫的水質(zhì)狀況。

2 自動監(jiān)測系統(tǒng)的特點

與傳統(tǒng)的手工監(jiān)測相比：

（1）水質(zhì)自動監(jiān)測儀具有最佳現(xiàn)場使用效果，可以對水質(zhì)進行自動、連續(xù)監(jiān)測，數(shù)據(jù)遠程自動傳輸，隨時可以查詢到所設站點的水質(zhì)數(shù)據(jù)。這對于解決現(xiàn)行的水質(zhì)監(jiān)測周期長，勞動強度大，數(shù)據(jù)采集、傳輸速度慢等問題，具有深遠的社會效益和經(jīng)濟效益。

（2）水質(zhì)自動監(jiān)測工作的開展，一改過去總在事后才能向有關部門提供水質(zhì)信息的被動局面，實現(xiàn)了在水質(zhì)發(fā)生惡化時，儀器自動報警或響應，對流域下游發(fā)出水質(zhì)污染的預警預報，防患于未然，充分體現(xiàn)了水利部門水量水質(zhì)綜合管理的優(yōu)越性。

（3）水質(zhì)自動監(jiān)測系統(tǒng)促進水環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)計算機聯(lián)網(wǎng)，改革環(huán)境質(zhì)量和污染源報告的編報，加速全國水環(huán)境監(jiān)測技術向統(tǒng)一化、標準化發(fā)展，實現(xiàn)水質(zhì)信息的在線查詢、分析、計算、圖表顯示、打印等，隨時實現(xiàn)各單位之間水質(zhì)信息的互訪共享，實現(xiàn)全流域水環(huán)境綜合評價，可迅速為領導決策提供科學依據(jù)。

3 水質(zhì)自動監(jiān)測技術的應用領域

3.1 水功能區(qū)污染物總量監(jiān)控

計算污染物總量需要大量水質(zhì)、水量數(shù)據(jù)。水質(zhì)自動監(jiān)測頻次高，產(chǎn)生的信息量大，在重要的控制斷面實現(xiàn)水質(zhì)的自動監(jiān)測，有利于實施水功能區(qū)管理、污染物排放總量控制，促進水資源管理工作的現(xiàn)代化。

3.2 供水水源地水質(zhì)監(jiān)測

在水源地建設自動監(jiān)測站，可對水源地的水質(zhì)進行24小時不間斷監(jiān)測，實現(xiàn)對自動監(jiān)測站的遠程監(jiān)控，一點發(fā)生異常，及時預警，為保障水源地供水安全提供有效的技術監(jiān)督手段。

3.3 預警預報重大水質(zhì)污染事故

自動監(jiān)測系統(tǒng)實時連續(xù)監(jiān)測對突發(fā)水污染事故預防和應急監(jiān)測具有明顯的優(yōu)勢。通過自動監(jiān)測系統(tǒng)的預警功能，可及時發(fā)現(xiàn)污染事故，分析自動監(jiān)測數(shù)值變化趨勢，可判斷污染程度，對下游水質(zhì)污染做出預警預報，防止污染事件的進一步擴大，減輕其危害有著重要意義。

3.4 跨界河流的水質(zhì)監(jiān)測

在跨界河流敏感點建設自動監(jiān)測站，實時監(jiān)控水質(zhì)變化狀況，與實驗室人工監(jiān)測相結合提供客觀、準確、中立的水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)。

4 水質(zhì)自動監(jiān)測技術存在的問題與技術應用成果

4.1 存在的問題

4.1.1 投資規(guī)模較大，運行費用較高；監(jiān)測儀器以進口為主，價格昂貴。運行維護成本高，儀器配件耗品價格昂貴。

4.1.2 對操作、運行、維護人員的技術水平要求較高；

4.1.3 系統(tǒng)本身運行不穩(wěn)定；儀器的基線漂移、試劑的變化、供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性等多種因素，都會影響到水質(zhì)自動監(jiān)測系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

4.1.4 系統(tǒng)監(jiān)測數(shù)據(jù)與實驗室人工使用標準分析方法監(jiān)測的成果有一定的差別。由于水質(zhì)自動監(jiān)測儀器設備受現(xiàn)場環(huán)境條件和自動化控制要求的影響，其監(jiān)測數(shù)據(jù)的準確性不如實驗室經(jīng)典化學分析方法，因此在使用之前，必須通過國家校準檢測方法的比對使用，驗證自動監(jiān)測的準確性及可比性。

4.2 建議

為了是水質(zhì)自動監(jiān)測系統(tǒng)能準確及時的監(jiān)測數(shù)據(jù)，應做好以下幾個方面：

（1）專業(yè)技術人員的保證

要有能隨時解決發(fā)現(xiàn)的問題的專業(yè)技術人員，能保證自動監(jiān)測系統(tǒng)的正常運行。

（2）質(zhì)量保證與質(zhì)量控制：日常采取的質(zhì)量控制措施包括定期校準、質(zhì)控樣檢查、比對實驗驗證、試劑有效性檢查及數(shù)據(jù)審核等方法，應嚴格按照《水質(zhì)自動分析儀技術要求》（HJ/T96-104-2003）進行校準，保證數(shù)據(jù)的有效性。

4.3 技術應用成果

隨著國家水質(zhì)自動監(jiān)測系統(tǒng)的運行，充分發(fā)揮了實時監(jiān)視和預警功能。在跨界污染糾紛、污染事故預警、重點工程項目環(huán)境影響評估及保障公眾用水安全方面已經(jīng)發(fā)揮了重要作用。

（1）2002年在浙江-江蘇的跨省污染糾紛處理過程中，自動站的連續(xù)監(jiān)測數(shù)據(jù)在監(jiān)督企業(yè)污染治理和防止超標排放方面發(fā)揮了重要作用。

長江干流重慶朱沱和宜昌南津關水質(zhì)自動監(jiān)測站在2003年5～6月三峽庫區(qū)蓄水期間，共取得庫區(qū)上下游2520個水質(zhì)實時數(shù)據(jù)，為管理部門的決策提供了有力的依據(jù)。

（2）淮河干流淮南、蚌埠及盱眙站成功地全程監(jiān)視了2001～2006年淮河干流大型污染團的遷移過程，為沿淮自來水廠及時調(diào)整處理工藝，保證飲水安全提供了依據(jù)，為環(huán)境管理及時提供了技術支持。

漢江武漢宗關自動監(jiān)測站自建立以來，每年對漢江水華的預警監(jiān)測都發(fā)揮了重要作用，及時通知武漢市主要飲用水處理廠提前做好處理，保障水廠出水達標。

（3）2007、2008、2009年太湖藍藻預警監(jiān)測期間，太湖沙渚、西山和蘭山嘴水質(zhì)自動監(jiān)測站開展了加密監(jiān)測，通過水質(zhì)pH、溶解氧等藻類生長的水質(zhì)特異性指標預測判斷水體的藻類生長狀況，為飲用水水質(zhì)預警提供了大量實時數(shù)據(jù)，發(fā)揮了重要作用。

（4）2008年四川汶川特大地震發(fā)生后，中國環(huán)境監(jiān)測總站立即通過水質(zhì)自動監(jiān)測系統(tǒng)遠程查看災區(qū)水質(zhì)狀況，將災區(qū)7個水質(zhì)自動監(jiān)測站的監(jiān)測頻次由原來的4小時一次調(diào)整為2小時一次，在第一時間分析了地震災區(qū)地震前后水質(zhì)狀況，并將災區(qū)水質(zhì)無明顯變化的情況及時向國務院抗震救災總指揮部上報，并編制《汶川大地震后相關國家水質(zhì)自動監(jiān)測站水質(zhì)監(jiān)測結果》，每天在互聯(lián)網(wǎng)上發(fā)布自動監(jiān)測結果，為保障災區(qū)飲用水安全，穩(wěn)定災區(qū)群眾發(fā)揮了重要作用。

（5）2008年北京奧運會期間，利用北京密云古北口自動站（密云水庫入口）、門頭溝沿河城自動站（官廳水庫出口）、天津果河橋自動站（于橋水庫入口）、沈陽大伙房水庫及上海青浦急水港自動站等國家水質(zhì)自動監(jiān)測站對城市的飲用水源實施嚴密監(jiān)控，每日以《奧運城市地表水自動監(jiān)測專報》形式上報環(huán)境保護部，為奧運期間飲水安全提供了技術保障。

結語

實施水質(zhì)的自動監(jiān)測，可以實現(xiàn)水質(zhì)的實時連續(xù)監(jiān)測和遠程監(jiān)控，及時掌握主要流域重點斷面水體的水質(zhì)狀況，預警預報重大或流域性水質(zhì)污染事故，解決跨行政區(qū)域的水污染事故糾紛，監(jiān)督總量控制制度落實情況，保障飲用水源地的取水安全，為水資源保護監(jiān)督管理和決策提供了有力的支持手段。

[1]趙寶吉.我國水質(zhì)自動監(jiān)測的發(fā)展與應用[J].黑龍江環(huán)境通報.2000（.3）

[2]孫南.水質(zhì)自動監(jiān)測系統(tǒng)運行過程中的質(zhì)量保證和質(zhì)量控制[J].環(huán)境監(jiān)測管理與技術.2009（.1）