淺談水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)成及日常維護(hù)

康濤

（滁州市環(huán)境監(jiān)測(cè)站 安徽滁州 239000）

淺談水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)成及日常維護(hù)

康濤

（滁州市環(huán)境監(jiān)測(cè)站 安徽滁州 239000）

水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是利用現(xiàn)代儀器分析技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)和通訊傳輸網(wǎng)絡(luò)所組成的在線水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)。該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建成和運(yùn)用可盡早發(fā)現(xiàn)水質(zhì)的異常變化，為防止下游的水質(zhì)污染迅速做出預(yù)警預(yù)報(bào)，及時(shí)追蹤污染源，從而為環(huán)境管理決策服務(wù)。本文重點(diǎn)介紹了水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)成及日常維護(hù)，提出做好日常維護(hù)管理的基本要求。

水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；維護(hù)；管理

隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展和人口的急劇增加，水環(huán)境污染日趨嚴(yán)重，客觀上對(duì)水環(huán)境管理和環(huán)境保護(hù)工作提出了更為嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用，為我們提供了比常規(guī)監(jiān)測(cè)更具代表性的科學(xué)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，該系統(tǒng)可實(shí)時(shí)、連續(xù)、準(zhǔn)確地掌握和評(píng)價(jià)水質(zhì)狀況及動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì)，實(shí)現(xiàn)水質(zhì)預(yù)測(cè)、預(yù)警及趨勢(shì)分析，從而達(dá)到水環(huán)境的控制目標(biāo)。

1 水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)成

1.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由1個(gè)遠(yuǎn)程控制中心（簡(jiǎn)稱中心站、設(shè)在中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站）和水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)子站（簡(jiǎn)稱子站）組成，各個(gè)子站由當(dāng)?shù)丨h(huán)境監(jiān)測(cè)站（托管站）負(fù)責(zé)日常維護(hù)（見圖1）。

圖1 國(guó)家自動(dòng)監(jiān)測(cè)網(wǎng)水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)架構(gòu)圖

中心站通過(guò)VPN和電話撥號(hào)兩種通訊方式實(shí)現(xiàn)對(duì)各子站的實(shí)時(shí)監(jiān)視和遠(yuǎn)程控制，托管站和其他經(jīng)授權(quán)的相關(guān)部門也可通過(guò)電話撥號(hào)的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)所托管子站的實(shí)時(shí)監(jiān)視、遠(yuǎn)程控制及數(shù)據(jù)傳輸功能。子站是一個(gè)完整的獨(dú)立的水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)，每個(gè)子站系統(tǒng)是一套以多項(xiàng)指標(biāo)、自動(dòng)分析儀器為核心的從樣品的采集、過(guò)濾、分析至數(shù)據(jù)的記錄、處理、傳輸、存儲(chǔ)等全自動(dòng)化的綜合系統(tǒng)。這一系統(tǒng)在環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域中已得到廣泛的應(yīng)用。

1.2 子站系統(tǒng)

子站系統(tǒng)由下列基本單元構(gòu)成：采水單元、配水單元、分析單元、控制單元、通訊設(shè)備、站房及輔助設(shè)施。子站系統(tǒng)內(nèi)各單元之間實(shí)現(xiàn)合理連接，形成一個(gè)獨(dú)立、自動(dòng)、穩(wěn)定運(yùn)行的完整系統(tǒng)，并對(duì)斷電、斷水等意外事件具有智能診斷、自動(dòng)保護(hù)及自動(dòng)恢復(fù)的功能。中心站可通過(guò)子站控制單元實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)視、數(shù)據(jù)傳輸及遠(yuǎn)程控制功能。

水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由常規(guī)五參數(shù)分析儀、高猛酸鹽指數(shù)分析儀、總有機(jī)碳（TOC）分析儀、氨氮分析儀等組成，可對(duì)水溫、pH、溶解氧、電導(dǎo)率、濁度、氨氮、高錳酸鹽指數(shù)、總有機(jī)碳等參數(shù)進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)。隨著地表水富營(yíng)養(yǎng)化的日趨嚴(yán)重和執(zhí)法的嚴(yán)格化以及總量控制制度的實(shí)施，又增加了總磷和總氮等自動(dòng)在線檢測(cè)項(xiàng)目。該系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)頻次可以根據(jù)情況連續(xù)監(jiān)測(cè)或每幾小時(shí)監(jiān)測(cè)一次，管理人員可以通過(guò)控制軟件自行設(shè)定。目前，采用4h采樣分析一次的頻次，即每天可調(diào)出6組監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。托管站通過(guò)VPN或電話線調(diào)取這些數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)及時(shí)傳送到中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站，以便使自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的維護(hù)管理人員及時(shí)了解其運(yùn)行狀況，使國(guó)家環(huán)保管理部門及時(shí)了解各重點(diǎn)監(jiān)測(cè)斷面的水質(zhì)變化狀況。

2 日常維護(hù)管理

從1999年9月～2006年11月，國(guó)家環(huán)保總局在松花江、遼河、海河、黃河、淮河、長(zhǎng)江、珠江、太湖、巢湖、滇池等流域建設(shè)了近100個(gè)水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。目前，在滁州市轄區(qū)內(nèi)有2個(gè)水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站，分別由安徽省環(huán)境保護(hù)局于2005年7月在鳳陽(yáng)縣顧臺(tái)子村以及國(guó)家環(huán)?？偩钟?006年9月在明光市小柳巷鄉(xiāng)建設(shè)。水站的運(yùn)行及運(yùn)行中出現(xiàn)的各種問(wèn)題，給我們的日常維護(hù)與管理帶來(lái)了諸多不便。因此，如何保證自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，發(fā)揮它的作用，日常的維護(hù)和管理是非常重要的，從實(shí)際運(yùn)行情況看，必須做好以下幾方面的工作：

2.1 加強(qiáng)水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)隊(duì)伍建設(shè)

水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)含量高，資金投入大，在日常的維護(hù)和管理中，對(duì)人員提出更高的要求。因此實(shí)際監(jiān)測(cè)人員必需具備較高的思想素質(zhì)、理論水平和實(shí)際操作能力。只有在熟悉掌握儀器的原理、操作維護(hù)、維修等方面的知識(shí)，才能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題，保證水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。首先，應(yīng)配備專人負(fù)責(zé)水站點(diǎn)的維護(hù)和管理，這要根據(jù)站（點(diǎn)）的位置所設(shè)監(jiān)測(cè)的參數(shù)和項(xiàng)目而定，一般應(yīng)為2～3人，必需時(shí)還要配備相應(yīng)的交通工具，以便工作，所配備的技術(shù)人員應(yīng)相對(duì)固定且必須要求做到持證上崗，并進(jìn)行不定期的考核。

水站運(yùn)行的自動(dòng)化程度高，所有操作都是通過(guò)微機(jī)控制完成的，這就要求工作人員必須具備一定的英文水平和計(jì)算機(jī)操作知識(shí)。水質(zhì)自動(dòng)站由于本身濕法儀器特點(diǎn)決定了故障率相對(duì)較高，加上采水、配水等機(jī)械部件壽命以及水中泥沙、藻類的影響，其運(yùn)行、維護(hù)工作量較大。分析儀器都是進(jìn)口設(shè)備，零配件價(jià)格高，儀器供應(yīng)商服務(wù)費(fèi)高。因此工作人員要有高度的事業(yè)心和責(zé)任感，充分認(rèn)識(shí)到所從事工作的重要性，認(rèn)真學(xué)習(xí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)各儀器的原理和操作規(guī)程，掌握一般的維護(hù)和維修技術(shù)。通過(guò)學(xué)習(xí)和交流，不斷積累經(jīng)驗(yàn)，力求全面掌握各零部件、易損、易耗件的更換方法，能夠解決一般性的問(wèn)題，盡量能自己在現(xiàn)場(chǎng)排除所遇到的一般性故障。

2.2 建立完善的管理制度

（1）制定管理制度。根據(jù)質(zhì)量技術(shù)要求制定《水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站運(yùn)行管理規(guī)定》，使水站的各項(xiàng)工作在質(zhì)量體系下正常運(yùn)行。組織技術(shù)人員學(xué)習(xí)水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站運(yùn)行管理辦法、質(zhì)控要求、數(shù)據(jù)傳輸?shù)确矫娴奈募?/p>

（2）建立水站的技術(shù)檔案。為了保證水站所有技術(shù)資料的完整性、規(guī)范性和連續(xù)性，水站自建站開始就制定了嚴(yán)格的檔案管理制度，將反映水站信息的技術(shù)報(bào)告、數(shù)據(jù)圖片、儀器說(shuō)明書、培訓(xùn)教材、光盤等資料全部存檔，手工分析的原始記錄和周報(bào)等在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)存檔。

（3）制定應(yīng)急措施，保證各類報(bào)告按時(shí)發(fā)布。當(dāng)儀器出現(xiàn)故障或其他緊急情況時(shí)，立即啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案。技術(shù)人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)及時(shí)采取措施，如問(wèn)題不能馬上解決，立即采用人工采樣分析，保證周報(bào)的正常發(fā)布。

（4）定期維護(hù)和質(zhì)量控制是水站運(yùn)行的重要條件。實(shí)施“日監(jiān)視、周巡檢”日常管理制度，即每日上、下午至少各一次遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)視并存取數(shù)據(jù)，每周至少一次到現(xiàn)場(chǎng)檢查維護(hù)。在儀器維護(hù)方面，要求技術(shù)人員按作業(yè)指導(dǎo)書和說(shuō)明書所規(guī)定的操作進(jìn)行，掌握儀器的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況。儀器出廠說(shuō)明書上一般都標(biāo)有儀器的正常維護(hù)，如給定清洗標(biāo)定周期、電極、泵管更換周期等，但這只是泛泛而言，不同地區(qū)不同工作環(huán)境條件下儀器的各項(xiàng)質(zhì)控措施各不相同，我們必須根據(jù)自身的特點(diǎn)制定詳細(xì)的儀器運(yùn)行質(zhì)量保證，以維持儀器的最佳工作狀態(tài)。定期檢查采配水系統(tǒng)的管路是否堵塞，采樣泵是否正常運(yùn)轉(zhuǎn)；定期清洗儀器內(nèi)部采樣管路；定期檢查電線連接、避雷裝置、通訊設(shè)施。為保證數(shù)據(jù)的可靠，還要加強(qiáng)質(zhì)量保證工作，做到“周檢查、月比對(duì)”質(zhì)量管理制度。即每周一次標(biāo)準(zhǔn)溶液檢查測(cè)試，每月一次實(shí)際水樣的實(shí)驗(yàn)室比對(duì)測(cè)試，結(jié)果按規(guī)定上報(bào)。按儀器的正常維護(hù)程序進(jìn)行維護(hù)，定期清洗電極、泵管、管路；檢查系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)和技術(shù)參數(shù)；定期更換試劑和清洗液；定期對(duì)傳感器和電極進(jìn)行標(biāo)定。

2.3 為系統(tǒng)提供適于其運(yùn)行的必要條件

水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站由采樣系統(tǒng)、配水系統(tǒng)、測(cè)試系統(tǒng)、數(shù)據(jù)通信等環(huán)節(jié)構(gòu)成，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題都會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行。因此，需要為系統(tǒng)提供各方面適合運(yùn)行的條件。

（1）領(lǐng)導(dǎo)的重視程度。目前監(jiān)測(cè)工作在很大程度上以創(chuàng)收為目標(biāo)，對(duì)于只有耗費(fèi)，沒(méi)有收益的自動(dòng)監(jiān)測(cè)，領(lǐng)導(dǎo)往往重視不夠。由于水站多建在偏遠(yuǎn)地區(qū)，人員交通費(fèi)用、電費(fèi)、試劑消耗費(fèi)、日常維護(hù)費(fèi)等均要得到有效地保障，雖然領(lǐng)導(dǎo)們能意識(shí)到自動(dòng)監(jiān)測(cè)的重要性，但同整個(gè)監(jiān)測(cè)站的各項(xiàng)工作相比，自動(dòng)監(jiān)測(cè)所占比例非常小，這樣就容易造成自動(dòng)監(jiān)測(cè)的運(yùn)行經(jīng)費(fèi)不能及時(shí)到位，配件耗材得不到及時(shí)采購(gòu)與更換；自動(dòng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位要巡查或維修調(diào)校時(shí)車輛無(wú)法保證；人員不固定或使用兼職人員等等。所有這些都阻礙了自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，使得監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、可靠性大打折扣。

（2）基礎(chǔ)設(shè)備設(shè)施要牢固。水站運(yùn)行需要一個(gè)連續(xù)穩(wěn)定的電源供給，可靠、連續(xù)、穩(wěn)定的采水和配水系統(tǒng)，有效的防雷系統(tǒng)，通暢的通訊和控制系統(tǒng)等；盡量避免因電網(wǎng)不穩(wěn)定停電、外界施工影響抽水泵和采水管路等原因而使系統(tǒng)停止工作，并保證電話線路和遠(yuǎn)程通訊線路的暢通。

3 結(jié)語(yǔ)

水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站是一個(gè)系統(tǒng)，工作復(fù)雜，涉及領(lǐng)域廣，要搞好這項(xiàng)工作，需要各方面的一致協(xié)調(diào)和努力，以保證其長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建成標(biāo)志著我國(guó)水環(huán)境監(jiān)測(cè)能力的進(jìn)一步提高。同時(shí)，計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的廣泛應(yīng)用將使水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的快速反應(yīng)能力、自動(dòng)測(cè)報(bào)能力大大提高，這將有利于各級(jí)環(huán)境主管部門及社會(huì)公眾更快的了解水質(zhì)、水環(huán)境信息，充分發(fā)揮其在環(huán)境管理中的有效作用。因此，建設(shè)好、管理好、運(yùn)行好水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站是各級(jí)環(huán)保部門義不容辭的責(zé)任。

[1]中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站編.中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)路線.長(zhǎng)沙：湖南科技出版社，2003.

[2]吳邦燦，等.現(xiàn)代環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù).北京：中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，1999.

[3]向運(yùn)榮.地表水水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及其建設(shè)中的若干問(wèn)題.中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)，2001.

[4]司鏘.水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀器運(yùn)行的質(zhì)量控制[J].城市環(huán)境與城市生態(tài)，2003.

[5]城市環(huán)境與城市生態(tài)，2002.

[6]中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站.水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)通訊[R].北京：中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站，2002.

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