水質(zhì)自動監(jiān)測技術(shù)在水環(huán)境保護中的應(yīng)用

肖凱(福建省三明市沙縣生態(tài)環(huán)境局環(huán)境監(jiān)測站，福建 三明 365050)

0 引言

近年來，水環(huán)境污染問題頻繁發(fā)生，對人們的生活環(huán)境以及社會發(fā)展造成了惡劣影響，因此水環(huán)境保護也越來越受到國家的重視，這也推動了我國水環(huán)境保護工作的有效開展與落實。在水環(huán)境的保護工作中，水質(zhì)自動監(jiān)測技術(shù)是重要的技術(shù)應(yīng)用手段，它具有諸多的技術(shù)優(yōu)勢，能夠?qū)崿F(xiàn)對水質(zhì)的高效、準(zhǔn)確和全面監(jiān)測效果。

1 技術(shù)概述

對于水質(zhì)自動監(jiān)測技術(shù)來說，它主要是借助水質(zhì)自動監(jiān)測的系統(tǒng)來實現(xiàn)對水質(zhì)的自動監(jiān)測，在此監(jiān)測系統(tǒng)中，核心是一套在線自動分析的儀器，并通過對自動化測量和自動化控制、現(xiàn)代化傳感、計算機信息應(yīng)用、軟件以及通訊網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)綜合使用，構(gòu)建出的在線、自動化監(jiān)測系統(tǒng)。此系統(tǒng)中，往往存在數(shù)十個或者數(shù)百個水質(zhì)自動的監(jiān)測站，來實現(xiàn)對局部的水域內(nèi)水質(zhì)環(huán)境的綜合化監(jiān)測目的[1]。此系統(tǒng)在對水環(huán)境實時監(jiān)測后，借助數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)把所監(jiān)測的數(shù)據(jù)向水質(zhì)監(jiān)測的數(shù)據(jù)中心及時傳輸，后通過對數(shù)據(jù)中心內(nèi)數(shù)據(jù)實施分析，就能及時發(fā)現(xiàn)水環(huán)境的異常情況。通過此系統(tǒng)的使用，能夠?qū)Ω鱾€監(jiān)測點范圍水質(zhì)的相關(guān)數(shù)據(jù)實現(xiàn)科學(xué)和準(zhǔn)確的反映，這對水質(zhì)實際情況的掌握、水質(zhì)情況的變化、水質(zhì)問題的解決等具有重要的價值。

此監(jiān)測系統(tǒng)能實現(xiàn)數(shù)據(jù)的有線、無線傳輸，能把各監(jiān)測的點位所監(jiān)測各類的指標(biāo)，如氨氮、常規(guī)參數(shù)和高錳酸鹽的指數(shù)等，通過數(shù)據(jù)形式向監(jiān)控中心傳輸，且還能夠在現(xiàn)場對監(jiān)測數(shù)據(jù)讀取。借助遠程監(jiān)控的系統(tǒng)能夠?qū)λ|(zhì)的指標(biāo)實時、連續(xù)性監(jiān)控，把握監(jiān)測水體內(nèi)水質(zhì)的狀況，對水質(zhì)的變化趨勢分析，對水質(zhì)污染的狀況發(fā)生提前預(yù)知，從而實現(xiàn)水環(huán)境污染的及早準(zhǔn)備和提前預(yù)防，防止水質(zhì)污染情況的發(fā)生[2-3]。

2 水環(huán)境保護中水質(zhì)自動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用價值

在水質(zhì)檢測的傳統(tǒng)技術(shù)使用中，無法對水環(huán)境的質(zhì)量狀況實時反映，這使工作人員不能對水環(huán)境的質(zhì)量及時進行判斷和提出建議，進而導(dǎo)致管理以及治理方針不能有效落實。通過對水質(zhì)自動的監(jiān)測技術(shù)使用，能夠?qū)λh(huán)境的質(zhì)量實現(xiàn)實時、連續(xù)反映，與傳統(tǒng)技術(shù)相比，該系統(tǒng)準(zhǔn)確性和效率更高，和多項的先進技術(shù)結(jié)合，能夠?qū)崿F(xiàn)對各種水質(zhì)指標(biāo)的全面監(jiān)測，同時各類的數(shù)據(jù)能夠自動歸類且以有線、無線等方式上傳至數(shù)據(jù)庫。此監(jiān)測過程中，能夠有效提高監(jiān)測的頻率和效率，并降低了工作人員的工作壓力[4]。

在對水環(huán)境的監(jiān)測中，涉及到的工作內(nèi)容往往十分復(fù)雜和繁瑣，如水樣的采集、數(shù)據(jù)的整理、水樣的檢驗等，各項的資源都在不斷的產(chǎn)生和積累，而這勢必需要使用大力的人力和物力來實現(xiàn)。水質(zhì)自動的監(jiān)測技術(shù)使用后，能借助計算機手段實現(xiàn)自動化的數(shù)據(jù)采樣、匯總、分類和整理，有效避免此類工作中的人為誤差出現(xiàn)，確保工作質(zhì)量與效率的同步提升[5]。

盡管水質(zhì)自動的監(jiān)測技術(shù)需要使用到很多的先進設(shè)備和儀器，初期的成本投入比較大，但和傳統(tǒng)的監(jiān)測技術(shù)相比，它具有較好的長期經(jīng)濟效益，整體的經(jīng)濟成本是比較低的。通過此技術(shù)的使用，能夠有效實現(xiàn)人工成本的節(jié)省，相關(guān)管理人員工作壓力得到緩解，能夠?qū)⒏嗑ν度氲絼e的方面實現(xiàn)價值的創(chuàng)造，且此技術(shù)的先進性能夠促進工作水平和質(zhì)量的提升，避免很多無用或者返工情況的出現(xiàn)，這也間接實現(xiàn)了工作成本的控制[6-7]。

3 水質(zhì)自動監(jiān)測技術(shù)在水環(huán)境保護中的應(yīng)用

某地區(qū)是我國第一批城市的水資源監(jiān)控和管理系統(tǒng)的建設(shè)試點，在早期就進行水質(zhì)自動的監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)。文章就以其水質(zhì)自動監(jiān)測技術(shù)為例，對其在水環(huán)境保護中的應(yīng)用進行分析。

3.1 系統(tǒng)組成和功能

在此水質(zhì)自動的監(jiān)測系統(tǒng)中，主要包括水源地的水質(zhì)監(jiān)測、入河的排污口位置監(jiān)測兩個部分。在水源地的水質(zhì)監(jiān)測中，其系統(tǒng)包括了3個水庫水質(zhì)的監(jiān)測站，且這3個中型水庫主要負責(zé)對其城鎮(zhèn)新城工業(yè)與部分居民的生活用水、東部縣城用水、西部縣城用水進行供水。在入河的排污口位置監(jiān)測中，其系統(tǒng)包括了東部市政的排污口位置監(jiān)測站、明溝的監(jiān)測站和西部市政的排污口位置監(jiān)測站。

對水質(zhì)自動的監(jiān)測站中，主要包括配水與預(yù)處理的單元模塊、采水的單元模塊、監(jiān)測的儀器單元模塊、數(shù)據(jù)的采集與控制單元模塊、數(shù)據(jù)的傳輸單元模塊、輔助單元模塊6個部分。在對水源地的水質(zhì)監(jiān)測中，主要指標(biāo)有電導(dǎo)率、水溫、濁度、pH、揮發(fā)酚、總氮、總磷、氨氮、溶解氧和高錳酸鹽的指數(shù)等[8-10]。

該系統(tǒng)主要具備自動在線的監(jiān)測、遠程控制、數(shù)據(jù)自動傳輸、數(shù)據(jù)自動處理與分析、自動報警與留樣等功能。在自動在線的監(jiān)測方面，按照用戶設(shè)定的要求，對水樣定時、自動采集，從而獲取連續(xù)性在線監(jiān)測的水質(zhì)數(shù)據(jù)信息；在遠程控制方面，市和縣的中心站都能夠借助遠程控制的系統(tǒng)，實現(xiàn)管路的配水、采水和反吹洗等工作[11-12]；在數(shù)據(jù)自動傳輸方面，此監(jiān)測站具備信息的提取和掃描能力，且將所提取和收集的數(shù)據(jù)向控制中心傳輸，通過固定格式向數(shù)據(jù)庫自動存入；在數(shù)據(jù)的自動處理與分析中，系統(tǒng)可以對諸多內(nèi)容自動分析、整理、統(tǒng)計和計算，如日月年的最大和最小值、月均值以及年均值等，且能夠按照所規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)對水質(zhì)實施評價；在自動報警與留樣方面，在監(jiān)測的數(shù)據(jù)出現(xiàn)較大的變化或者存在異常時，會自動對中心站進行報警，且對自動的采樣器啟動實現(xiàn)自動地留樣，而中心站通過短信等形式向有關(guān)人員發(fā)出通知[13-14]。

3.2 對供水的水源地實現(xiàn)水質(zhì)的實時化監(jiān)測

此水質(zhì)自動的監(jiān)測系統(tǒng)，能夠?qū)ζ涑擎?zhèn)供水的水源地進行水質(zhì)連續(xù)性在線的監(jiān)測，對系統(tǒng)進行每8 h進行一次監(jiān)測的設(shè)定，使監(jiān)測的數(shù)據(jù)更具代表性和科學(xué)性，因此這對相關(guān)的管理部門有效掌握和了解水源地的水質(zhì)狀況以及對水源地采取保護措施提供了科學(xué)的依據(jù)。以對其中之一水庫的水源地內(nèi)總磷、總氮的兩項指標(biāo)監(jiān)測情況為例進行分析，通過對其各月份的總磷變化趨勢觀察，此水庫總磷的最高值在6月份的時候出現(xiàn)；通過對總氮變化的趨勢觀察，其最高值同樣在6月份出現(xiàn)。相關(guān)部門可以和環(huán)保部門聯(lián)合對總磷與總氮的超標(biāo)原因調(diào)查，后向政府部門遞交了調(diào)查報告并提出了防治建議[15]。

3.3 對重大的水污染情況實現(xiàn)及時預(yù)警

在此地區(qū)的水庫中，不僅對縣城進行供水的水源，且還是引水工程重要的水源，在每年都會為下游的城市進行大量水量的引水，而一旦其發(fā)生重大的水環(huán)境污染情況，就會對其城鎮(zhèn)的安全用水產(chǎn)生嚴(yán)重的威脅。通過自動在線的監(jiān)測系統(tǒng)，當(dāng)水質(zhì)存在異常情況時能夠自動地報警，而相關(guān)部門就能夠第一時間進行有效措施的采取，讓水污染的事件在早期就實現(xiàn)有效防治，轉(zhuǎn)變了之前事故出現(xiàn)后進行上報、分析、方案制定、下發(fā)、落實的滯后性治理模式[16-17]。如在2012年6月，在此地區(qū)其中之一水庫的監(jiān)測站中出現(xiàn)揮發(fā)酚的超標(biāo)后報警，相關(guān)管理部門就立即把自動化采樣器內(nèi)的水樣送至實驗室實施化驗處理，化驗得到揮發(fā)酚確實出現(xiàn)嚴(yán)重的超標(biāo)情況，政府就立即要求相關(guān)部門排查上游所有的排污口，結(jié)果排查出是一家重金屬的礦業(yè)企業(yè)存在排污口的超標(biāo)揮發(fā)酚情況，進而立即對此排污口關(guān)停、整頓和治理，從而有效遏制了一起重大的水污染事件的發(fā)生，保證了水源水質(zhì)的安全防護[18-19]。

4 結(jié)語

綜上所述，水質(zhì)自動監(jiān)測技術(shù)是一種現(xiàn)代化技術(shù)，其在水環(huán)境保護中具有顯著的應(yīng)用價值，為了充分發(fā)揮其技術(shù)對水環(huán)境的保護作用，就需要相關(guān)部門做好對其技術(shù)的積極引進和應(yīng)用，這對水環(huán)境的保護以及環(huán)保工作現(xiàn)代化發(fā)展具有重要的意義。