岸邊站技術(shù)在水質(zhì)實時監(jiān)測中應(yīng)用環(huán)境的研究

王磊 陳濤 楊環(huán)

摘要：本文綜合岸邊型水質(zhì)實時監(jiān)測預(yù)警站（以下簡稱“岸邊站”）近年來的應(yīng)用案例，深入探討岸邊站在各種環(huán)境中應(yīng)用的可行性及顯著優(yōu)勢。結(jié)果表明：岸邊站可應(yīng)用在湖泊、河道、管網(wǎng)等多種水體環(huán)境中，具有良好的穩(wěn)定性和可靠性，利用其分鐘級出數(shù)特點，可以充分發(fā)揮實時監(jiān)測和預(yù)警的作用。

關(guān)鍵詞：岸邊型水質(zhì)實時監(jiān)測預(yù)警站;岸邊站;水質(zhì)實時監(jiān)測;應(yīng)用環(huán)境

當(dāng)前水質(zhì)監(jiān)測技術(shù)取得了較快發(fā)展，監(jiān)測方法以理化國標(biāo)法為主，傳感器法為輔。監(jiān)測形式以國家水質(zhì)自動監(jiān)測站為主，另有多種形式共存，形成“百花齊放”的態(tài)勢。與此同時，環(huán)境監(jiān)管的思路也應(yīng)與時俱進(jìn)，岸邊站應(yīng)用環(huán)境多樣，還可以實現(xiàn)從“事后補(bǔ)救”到“事前預(yù)警”，避免污染物的擴(kuò)散，最終實現(xiàn)水質(zhì)環(huán)境質(zhì)量改善。

1???? 岸邊站產(chǎn)生背景

當(dāng)前我國已經(jīng)在地表水（包括湖泊、水庫）監(jiān)測中建設(shè)了數(shù)以千計的自動監(jiān)測站，用于地表水的污染物監(jiān)測，界定污染來源，劃分區(qū)域治理責(zé)任。自動監(jiān)測站應(yīng)用初期，確實對水質(zhì)監(jiān)測起到了不可小覷的作用。隨著河長制在全國范圍的全面推行，需要各級政府領(lǐng)導(dǎo)擔(dān)任各級河長來負(fù)責(zé)組織領(lǐng)導(dǎo)、組織管轄內(nèi)河湖的管理和保護(hù)工作，并接受上一級的督導(dǎo)、考核、問責(zé)，在此形勢下僅規(guī)劃到市級行政單位的地表水自動監(jiān)測站便不能滿足市級以下基層監(jiān)管的需要。

在實際工作中，自動監(jiān)測站監(jiān)測水質(zhì)測試周期為4 小時一次，4小時間期內(nèi)的水質(zhì)變化無法捕捉。一旦4 小時的測試時間點被違法排污者掌握，很可能利用間期進(jìn)行排污而不被發(fā)現(xiàn)。且自動站監(jiān)測到的高濃度污水也存在因為數(shù)據(jù)變化劇烈而被系統(tǒng)自動屏蔽的風(fēng)險。一旦監(jiān)測到水質(zhì)超標(biāo)，有可能已經(jīng)是幾個小時后的事情，對溯源和界定責(zé)任造成困擾。另自動站建設(shè)成本高，分布距離遠(yuǎn)，多數(shù)存在設(shè)備落后、老化的現(xiàn)象，無法真正發(fā)揮作用。中小企業(yè)偷排偷放監(jiān)測難、查處難已經(jīng)成為不可忽視的問題，急需一種快速監(jiān)測能鎖定污染源的技術(shù)來對現(xiàn)有的自動監(jiān)測站進(jìn)行補(bǔ)充。

在這種情況下，以分鐘級監(jiān)測為特征的水質(zhì)實時監(jiān)測預(yù)警站應(yīng)運而生。自動站傳統(tǒng)測試方法限制了自動站的測試頻率。岸邊站采用傳感器法測試水質(zhì)，基于光譜分析和電化學(xué)原理，測試時長可控，頻率可調(diào)，為保證測試數(shù)據(jù)穩(wěn)定性，一般采用3～6分鐘測試一次，可以彌補(bǔ)自動站的缺點，實現(xiàn)了精確捕捉水質(zhì)變化趨勢。水質(zhì)實時監(jiān)測預(yù)警站的形式可以是浮標(biāo)式和岸邊式。本文重點介紹岸邊式實時監(jiān)測預(yù)警站，即岸邊站。

2???? 岸邊站應(yīng)用環(huán)境現(xiàn)狀

當(dāng)前岸邊站的應(yīng)用環(huán)境有主要為河道、湖泊等，偶爾也用在地下管網(wǎng)的水質(zhì)監(jiān)測中。

2.1? 岸邊站在河道中的應(yīng)用

2017年 11月某市的某地表徑流出境斷面數(shù)次監(jiān)測到超高污染數(shù)據(jù)，懷疑在該市境內(nèi)存在私自排放高濃度污水的行為，經(jīng)查閱境內(nèi)該地表徑流的監(jiān)測數(shù)據(jù)，的確在出境斷面之前發(fā)現(xiàn)有較高監(jiān)測數(shù)據(jù)，但是并不持續(xù)，自動監(jiān)測站只捕捉到單點污染數(shù)據(jù)，無法判斷污染的持續(xù)時間和濃度范圍。經(jīng)過市場調(diào)研，該市主管部門在該市出境斷面之前建立了3 個岸邊站監(jiān)測點，C站位于該市出境斷面的監(jiān)測河道內(nèi);B站逆流而上距離C站約9 公里，在縣道下游約200米的村建橋下;A站逆流而上距離B站約6公里，為縣縣交界位置。

岸邊站正式運行2 周后，根據(jù)持續(xù)的監(jiān)測數(shù)據(jù)上有了驚人的發(fā)現(xiàn)。河道上下游之間存在明顯的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)性，利用岸邊站可以很好的監(jiān)測到水質(zhì)變化的源頭。如圖集1 所示，B、C站點為上下游關(guān)系，B站點各參數(shù)同一時間監(jiān)測到水質(zhì)周期性變化，下游C站點各參數(shù)每個周期隔相同時間也會出現(xiàn)相同峰形。這種情況下，B站點一旦出現(xiàn)峰形變化，可以根據(jù)流速、水位等水文條件，構(gòu)建污染物擴(kuò)散模型，進(jìn)而推算C站點水質(zhì)變化的時間、峰值等信息。同時也可根據(jù)模型反推上游出現(xiàn)污染的源頭，實現(xiàn)精準(zhǔn)溯源。

依據(jù)這些監(jiān)測數(shù)據(jù)和當(dāng)?shù)刂伟膊块T的協(xié)助，該市環(huán)境主管部門確定了污染的原因：7日凌晨3 時，有一輛罐車載有化工廢水，沿縣道行駛至B站上游200米的橋上，排放廢水至該河道，然后返回廠區(qū)再次灌裝，再次行駛至此排放，固定的地點，固定的路程，共發(fā)生了4 次排放，排放產(chǎn)生的峰值之間的間隔分別為102分鐘、91分鐘、85分鐘，推測出廠區(qū)距離排放位置為30～40分鐘車程，為跨縣排放。至此，這個違法排放的全過程基本明晰，后續(xù)治理措施這里不再贅述。

2.2? 岸邊站在湖泊中的應(yīng)用

湖泊相對河道，可利用地面面積較少，對于自動站的建設(shè)有很大限制。岸邊站就可以很好的發(fā)揮作用。如圖2 所示，6月 19日當(dāng)天，該湖泊共計監(jiān)測到3次COD有較大幅度上升，同時伴隨濁度、總磷參數(shù)的上升，水質(zhì)有明顯變化。對于水質(zhì)變化持續(xù)時長不足4 小時的污染事件，自動水站很可能無法捕捉到。通過合理的點位設(shè)置，重點布控，能夠在污染發(fā)生時在空間上對排污主體進(jìn)行定位。最終能夠?qū)崿F(xiàn)嚴(yán)密的入湖監(jiān)測布局，從空間、時間上進(jìn)行及時預(yù)警。

3???? 總結(jié)

岸邊站采用市政供電、采水泵采水、站房結(jié)構(gòu)、不受水質(zhì)限制，成本低、周期短，能夠減小運維工作，增加檢測精準(zhǔn)度，檢測參數(shù)可擴(kuò)展至10余項，適用于密集布點岸邊站類產(chǎn)品的網(wǎng)格化布局。

岸邊站類產(chǎn)品與地表水自動監(jiān)測站一起，覆蓋轄區(qū)內(nèi)主要河流，實現(xiàn)“快速+ 精確”監(jiān)測，“快速+ 合理”治理，有助于應(yīng)對私自排污行為的瞬發(fā)性，準(zhǔn)確定位污染物的排放源。這無疑是給河流戴上了智能手環(huán)，為河長制提供了放大鏡，較為全面的反映整體水環(huán)境狀況，為污染治理決策提供極大的便利性，為改變當(dāng)前水環(huán)境評估能力、預(yù)警能力不足提供幫助，為推進(jìn)水污染防治工作提供新的技術(shù)手段。積極響應(yīng)中央辦公廳和國務(wù)院辦公廳《關(guān)于全面推行河長制的意見》。

參考文獻(xiàn)：

[1《]關(guān)于全面推行河長制的意見》

[2《]關(guān)于深化環(huán)境監(jiān)測改革提高環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)質(zhì)量的意見》