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

修海霞

（臨沂市生態(tài)環(huán)境局蒙陰縣分局，山東 臨沂 276200）

為了更好地做好水環(huán)境的保護工作，需要對水環(huán)境進行長期、科學(xué)地監(jiān)測，及時掌握動態(tài)化數(shù)據(jù)，對當前水質(zhì)情況進行詳細準確地分析，以這些數(shù)據(jù)信息為基礎(chǔ)，開展各項水資源保護工作。在以往的水環(huán)境監(jiān)測過程中，一般采用手工監(jiān)測的方式，這種監(jiān)測方式耗費大量的人力和資源，并且監(jiān)測效率較低，監(jiān)測準確性不足，從而影響到后續(xù)工作的開展。在科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展過程中，水環(huán)境自動監(jiān)測技術(shù)得到了空前的發(fā)展，技術(shù)不斷成熟。當前在水質(zhì)監(jiān)測領(lǐng)域中自動化監(jiān)測技術(shù)得到了推廣，可以幫助監(jiān)測部門完成日常的監(jiān)測任務(wù)，及時掌握動態(tài)數(shù)據(jù)，并對存在的問題進行預(yù)警，有利于水資源保護工作的開展。

1 水質(zhì)自動監(jiān)測技術(shù)概述

1.1 水質(zhì)自動監(jiān)測系統(tǒng)

水質(zhì)監(jiān)測主要是在某區(qū)域?qū)λ|(zhì)進行持續(xù)性、長期性的采樣監(jiān)測，獲取相關(guān)數(shù)據(jù)參數(shù)，并對其進行記錄分析，形成水質(zhì)監(jiān)測報告的過程。在進行水質(zhì)監(jiān)測中，以往都采用人工采樣的方式，這樣會耗費大量的人力資源和物力資源，并且監(jiān)測時間長，不利于及時獲得動態(tài)的數(shù)據(jù)，無法滿足人們對于水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)的要求。在水質(zhì)自動監(jiān)測技術(shù)出現(xiàn)之后，可以對水質(zhì)及時進行取樣、反饋，生成實時動態(tài)的水質(zhì)分析報告，可以對幾十種水質(zhì)進行監(jiān)測[1]。通過自動監(jiān)測技術(shù)可以提升監(jiān)測效率，豐富了水質(zhì)的監(jiān)測工作，獲取更加全面的數(shù)據(jù)信息。水文水質(zhì)數(shù)據(jù)是進行水資源保護，實現(xiàn)科學(xué)管理的重要依據(jù)。通過水質(zhì)自動監(jiān)測技術(shù)可以實現(xiàn)無人化監(jiān)測，提升獲取數(shù)據(jù)的效率和準確性，并對這些數(shù)據(jù)信息進行整理與分析，再將這些數(shù)據(jù)信息上傳到環(huán)保信息中心，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的遠程監(jiān)控，使工作人員可以全方位地了解和掌握這些水環(huán)境信息，對水質(zhì)有一個精確的把握，并對未來的走向有一定的預(yù)測，從而對水環(huán)境的保護和污染治理工作有非常大的幫助。在自動監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用過程中，可以采用分析儀器以及遙測系統(tǒng)自動記錄數(shù)據(jù)信息，實現(xiàn)自動監(jiān)測。

1.2 水質(zhì)監(jiān)測環(huán)節(jié)采取的措施

首先，要進行水樣的采集，在水質(zhì)監(jiān)測過程中，水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)可以為環(huán)保部門提供重要的數(shù)據(jù)支持，水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)的準確性與水源的采樣點有非常密切的關(guān)系，如果選取的水源取樣點不同，不具有代表性，那么所監(jiān)測出來的數(shù)據(jù)也不夠準確。因此在水樣采集的過程中應(yīng)嚴格按照程序進行，防止出現(xiàn)采樣不科學(xué)的情況出現(xiàn)，影響最終的監(jiān)測結(jié)果。其次，選擇合適的設(shè)備。在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的過程中，在水樣采集過程中，更多先進的設(shè)備儀器被投入到水質(zhì)監(jiān)測工作中，從而為水質(zhì)監(jiān)測工作助力，促進監(jiān)測效率的提升，使得水質(zhì)監(jiān)測的結(jié)果更加準確。實際上可以選擇的儀器非常多，應(yīng)合理選擇儀器設(shè)備，還要正確使用設(shè)備，防止操作不當造成監(jiān)測失誤。還應(yīng)重視對儀器的清洗、保養(yǎng)與維護，使其可以發(fā)揮應(yīng)有的作用[2]。最后，水質(zhì)檢測技術(shù)在水質(zhì)監(jiān)測工作中是非常關(guān)鍵的，首先確定水樣取樣點，在完成水質(zhì)采集后利用科學(xué)的檢測技術(shù)對水質(zhì)進行分析，從而得到有效的數(shù)據(jù)參數(shù)。一般采取化學(xué)檢測技術(shù)和物理檢測技術(shù)?；瘜W(xué)檢測技術(shù)是利用相關(guān)設(shè)備對抽取的樣本進行初步檢測，比如可以利用離子色譜儀、光譜儀等專業(yè)設(shè)備化驗水質(zhì)樣本，從而確定樣本中的污染物情況與污染占比，進而掌握水環(huán)境的污染情況。物理檢測技術(shù)可以先對水質(zhì)進行過濾或者透析，將懸浮物和顆粒物過濾后再進行檢測，對水質(zhì)中的含量進行確認，為水質(zhì)監(jiān)測工作提供有效的數(shù)據(jù)。

2 水質(zhì)自動監(jiān)測系統(tǒng)及其設(shè)計

2.1 水質(zhì)自動監(jiān)測系統(tǒng)

為了更好地對水質(zhì)進行監(jiān)測，可以利用各種監(jiān)測技術(shù)，并形成一個完善的監(jiān)測系統(tǒng)。在我國，水質(zhì)自動監(jiān)測系統(tǒng)的發(fā)展對水資源的開發(fā)以及水土資源的保護，發(fā)揮著非常重要的優(yōu)勢作用，為實現(xiàn)水資源的保護和可持續(xù)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，因此應(yīng)提升水環(huán)境監(jiān)測的準確性和科學(xué)性。水質(zhì)自動監(jiān)測系統(tǒng)在投入使用的過程中，利用遠程技術(shù)與傳感技術(shù)進行控制[3]，實現(xiàn)了無人化監(jiān)測，提升了監(jiān)測的效率和準確性。另外，通過水質(zhì)動態(tài)監(jiān)測可以實現(xiàn)在線分析、預(yù)警反饋等，還可以獲得各種水體的參數(shù)指標，掌握水質(zhì)變化的動態(tài)和趨勢，并對水質(zhì)未來的發(fā)展進行預(yù)測，及時發(fā)出警報，使得相關(guān)部門可以及時做好防范和應(yīng)對措施。

2.2 水質(zhì)自動監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計

水質(zhì)自動監(jiān)測系統(tǒng)具有多項功能，具有很多子系統(tǒng)，其構(gòu)成至少應(yīng)具備數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、儀表分析單元以及配水單元等。在進行水裝置采集之后，配水單元會對水樣進行預(yù)處理，從而為后續(xù)的水樣監(jiān)測與分析奠定基礎(chǔ)。在儀表分析過程中，對水樣中的各項參數(shù)進行監(jiān)測與分析，通過數(shù)據(jù)采集、傳輸進行匯總，使得數(shù)據(jù)可以整合成有效信息。

3 水質(zhì)自動監(jiān)測技術(shù)對于水環(huán)境保護的意義

水質(zhì)自動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用，在水環(huán)境保護工作中可以提升對水質(zhì)的分析效率，對于水污染治理以及水環(huán)境保護工作的開展奠定了基礎(chǔ)，加強了對水環(huán)境的監(jiān)測力度，降低了水資源的浪費。

3.1 保障水質(zhì)監(jiān)測效率

水質(zhì)監(jiān)測是一項非常系統(tǒng)、非常復(fù)雜的過程，在水質(zhì)監(jiān)測工作中要考慮到各種可能影響到結(jié)果的因素，通過水樣采集、檢測獲得數(shù)據(jù)后需要進行大量的數(shù)據(jù)分析。如果只依靠人工，將會耗時耗力，成本高效率低，而通過水質(zhì)自動監(jiān)測技術(shù)可以提升工作效率，保證準確性，還可以通過預(yù)警系統(tǒng)提醒工作人員進行水環(huán)境保護。

3.2 保證水質(zhì)采樣的安全性

水質(zhì)監(jiān)測工作中最重要的是水樣的采集與分析，這是基礎(chǔ)性的工作，是水質(zhì)分析的關(guān)鍵。在水質(zhì)監(jiān)測工作中一般環(huán)境較為復(fù)雜，如果采用人工方式進行采樣，難度會比較大，還會存在一定的危險。因此利用自動監(jiān)測技術(shù)可以保證采樣的安全性，降低安全事故的發(fā)生[4]。

3.3 降低水質(zhì)監(jiān)測管理成本

水質(zhì)監(jiān)測在水環(huán)境保護中是非常重要的環(huán)節(jié)，需要投入大量的成本，采用水質(zhì)自動監(jiān)測技術(shù)，雖然會在設(shè)備等方面增加一定的投入，但是可以有效地節(jié)約人工成本和管理成本，還可以節(jié)約監(jiān)測時間。

4 水質(zhì)自動監(jiān)測技術(shù)的主要功能與監(jiān)測常規(guī)項目

4.1 水質(zhì)自動監(jiān)測主要功能

水環(huán)境監(jiān)測過程中采用自動監(jiān)測技術(shù)，可以對水中的pH值、水文、溶氧含量、電導(dǎo)率重金屬、藍綠藻、氨氮等進行實時監(jiān)測，并通過無線傳輸手段將各項數(shù)據(jù)和指標上傳到控制中心。還可以直接讀取實時數(shù)據(jù)，通過自動監(jiān)測可以實現(xiàn)連續(xù)性、實時性遠程監(jiān)控，將這些數(shù)據(jù)傳輸?shù)较到y(tǒng)中進行詳細地分析。自動監(jiān)測技術(shù)還可以進行水環(huán)境監(jiān)測的預(yù)警預(yù)報，對水質(zhì)監(jiān)測技術(shù)中較為關(guān)鍵的部分可以設(shè)置臨界值，從而在超出臨界值的時候可以通過聲音、顏色的變化以及數(shù)值進行報警信息傳遞，從而實現(xiàn)報警功能。在水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)中，存在的水質(zhì)分析設(shè)備故障、數(shù)據(jù)超標等情況，還有可能會出現(xiàn)供電異常，造成設(shè)備不能正常運行，這些都可以進行自動報警，提醒工作人員進行管理與維護，促進水環(huán)境監(jiān)控工作效率的提升，保證數(shù)據(jù)的準確性。在信息發(fā)布以及數(shù)據(jù)查詢過程中，可以利用應(yīng)用系統(tǒng)以及相關(guān)軟件，實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的發(fā)布或者查詢，還可以對圖表進行生成、制作，并實現(xiàn)計算、打印。水環(huán)境自動監(jiān)測系統(tǒng)中可以實現(xiàn)信息共享，將各項資源長期存儲，從而為水資源的保護提供可靠的數(shù)據(jù)支持[5]。

4.2 水質(zhì)監(jiān)測常規(guī)項目

在水質(zhì)監(jiān)測過程中，最常見的是以下項目的監(jiān)測。

4.2.1 水溫監(jiān)測

在水環(huán)境中水溫是最重要的指標，水溫是水環(huán)境中物理性質(zhì)的直觀反映，水溫的變化對水域的生存環(huán)境有著非常重要的影響。因此，在進行水溫監(jiān)測過程中，可以利用溫度傳感器和其他設(shè)備，采集水域中的水溫數(shù)據(jù)。

4.2.2 pH值監(jiān)測

一般情況下，水質(zhì)的酸堿性的監(jiān)測也是非常重要的，反映了水環(huán)境的污染情況，各項化學(xué)成分等，pH值的變化也直接影響到水環(huán)境中生物的生存，可以利用電極法來對pH值進行監(jiān)測。

4.2.3 對溶解氧進行監(jiān)測

可以利用紫外可見吸收光譜對分子態(tài)氧進行監(jiān)測，從而掌握水環(huán)境中的溶解氧的含量。

4.2.4 對水質(zhì)濁度進行監(jiān)測

可以利用光學(xué)電子方法，對水環(huán)境中的濁度進行監(jiān)測，如果光線通過懸浮物的時候會受到不同程度的阻礙，而光線的受阻情況則反映出水環(huán)境的濁度。

4.2.5 監(jiān)測污染物的總量

通過對污染物的總量及水質(zhì)參數(shù)的監(jiān)測可以對水環(huán)境有一定的了解。在水域中，污染物的總量可以直接反映當前水質(zhì)的情況以及受污染情況，不僅可以監(jiān)測出是否受到污染，還可以監(jiān)測出受污染的程度，對于后續(xù)的環(huán)境治理有非常重要的幫助。對污染物總量的監(jiān)測體現(xiàn)出自動監(jiān)測系統(tǒng)的優(yōu)勢，這種監(jiān)測遍布整個水域，可以提高采樣的多樣性和豐富性，是人工抽樣監(jiān)測無法實現(xiàn)的。

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

5.1 地表水水質(zhì)監(jiān)測

水質(zhì)自動監(jiān)測在進行地表水監(jiān)測的過程中，可以通過自動化監(jiān)測儀器，不受時空束縛，實現(xiàn)對水質(zhì)的遠程監(jiān)測與控制。地表水在進行自動監(jiān)測過程中，可以幫助人們了解斷面水體的水質(zhì)情況，對流域性或者重大水質(zhì)污染情況進行預(yù)測與報警，從而防止跨區(qū)域的水污染事故糾紛。我國在水質(zhì)自動監(jiān)測工作中已經(jīng)取得了一定的成就，可以準確地實現(xiàn)自動監(jiān)測，對于水環(huán)境的保護以及污染的治理有非常重要的作用。水質(zhì)自動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用可以使地表水水質(zhì)監(jiān)測更加方便，對我國湖泊以及其他地表水進行自動監(jiān)測，還可以有效地掌握地表水信息。

5.2 水庫水質(zhì)監(jiān)測

水質(zhì)自動化監(jiān)測在水庫中有非常重要的應(yīng)用，可以對水庫中水質(zhì)的常規(guī)參數(shù)進行監(jiān)測，還可以對藍綠藻、氨氮、重金屬、磷、生物毒性、亞硝酸鹽等進行有效的監(jiān)測，保證人們的用水安全，從這些監(jiān)測數(shù)據(jù)中，可以遠程調(diào)控或者利用數(shù)字信息視頻的方式進行傳輸，使得水環(huán)境監(jiān)測能力得到提升。在對水庫監(jiān)測中，可以對水源地出現(xiàn)水質(zhì)超標情況的原因進行分析和查明，保證人們的飲用水源的安全。水質(zhì)自動監(jiān)測技術(shù)可以隨時對水質(zhì)數(shù)據(jù)進行查詢，如果水源地的水質(zhì)項目超標，可以通過報警、數(shù)據(jù)傳輸?shù)仁侄螁泳o急預(yù)案，實現(xiàn)對水質(zhì)的全程監(jiān)管，解決水污染和水質(zhì)超標的問題，保證供水安全。

5.3 排污口污水水質(zhì)監(jiān)測

在環(huán)保部門進行污水排放管理過程中也可以采用水質(zhì)自動監(jiān)測技術(shù)。由于排污口污水管理工作量比較大，工作人員較少，對很多企業(yè)的污水排放情況不能得到有效地掌握，還有很多單位不積極繳納排污費，存在拖欠的問題，從而影響污水排放管理的效果。通過水質(zhì)自動監(jiān)測系統(tǒng)可以實現(xiàn)排污口水質(zhì)的自動監(jiān)測。首先，可以通過遠程操作，結(jié)合被監(jiān)測單位的污水排放情況制定合理的措施。其次，改革傳統(tǒng)的排污收費模式，采用預(yù)交費再進行排污的方式進行管理，通過遠程控制電動閥門，對企業(yè)的排污口的污染物、流量、水質(zhì)等進行動態(tài)監(jiān)測，在預(yù)交費用后才可以進行排污，如果欠繳費用則自動停止排污?？梢酝ㄟ^設(shè)定上線指標，在排污達到一定上限之后，閥門自動關(guān)閉，停止繼續(xù)排污。通過遠程控制的方法，可以獲取實時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)，掌握排污情況，還可以利用網(wǎng)絡(luò)查詢歷史數(shù)據(jù)，使得數(shù)據(jù)的完整性得到保障。

6 結(jié)語

總之，水質(zhì)監(jiān)測對于水環(huán)境的保護有著非常重要的意義，但是傳統(tǒng)的水質(zhì)監(jiān)測方法效率低，成本高，無法適應(yīng)當前的需求。水質(zhì)自動監(jiān)測技術(shù)的使用，可以有效地降低成本，提升水質(zhì)監(jiān)測工作的效率，為水環(huán)境保護工作提供更加完整、可靠的數(shù)據(jù)。在水環(huán)境保護過程中，應(yīng)用自動監(jiān)測技術(shù)，采用先進的設(shè)備，對自動化監(jiān)測技術(shù)不斷完善，促進水環(huán)境保護工作的長遠發(fā)展。