水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)在水環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用

柳 維，楊 維

（長沙市雨花生態(tài)環(huán)境監(jiān)測站，長沙 410014）

水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測技術(shù)是水環(huán)境管理的有效手段，近年來，我國積極研發(fā)水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)，其應(yīng)用日益廣泛，水環(huán)境監(jiān)測部門大都采用水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)來開展監(jiān)測。水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)能夠有效幫助水環(huán)境監(jiān)測部門發(fā)現(xiàn)水污染問題，分析水污染情況，追溯水污染源頭[1-4]，進(jìn)而提高水環(huán)境治理效率，因此該系統(tǒng)有著非常廣闊的發(fā)展前景。

1 水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)概述

1.1 發(fā)展歷程

水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)配備專業(yè)儀器，融合自動(dòng)測量、智能監(jiān)測、傳感器等技術(shù)[5-7]，以滿足水質(zhì)實(shí)時(shí)監(jiān)測需求，獲取的數(shù)據(jù)整理后發(fā)送到接收中心展開分析，如果發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常，第一時(shí)間進(jìn)行處理。我國水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測起步較晚，初期只能對(duì)重點(diǎn)水域展開專項(xiàng)監(jiān)測，監(jiān)測內(nèi)容以常規(guī)指標(biāo)為主。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，目前，水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于河流、湖泊等地表水體監(jiān)測中[8-10]，監(jiān)測精度不斷提高。

1.2 特點(diǎn)

水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)能夠?qū)δ繕?biāo)區(qū)域的水質(zhì)進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測，精度非常好，它能夠傳輸實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，使人及時(shí)了解水質(zhì)情況[11-12]。水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)讓水質(zhì)信息收集變得更加高效，它可以第一時(shí)間監(jiān)測水質(zhì)變化，確保水質(zhì)信息的及時(shí)性，使人有效處理異常情況，將水污染控制在最小范圍。隨著信息化和智能化的發(fā)展，水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)功能變得更強(qiáng)，它能夠準(zhǔn)確獲取目標(biāo)區(qū)域水質(zhì)數(shù)據(jù)，及時(shí)更新水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果，并以圖表方式展現(xiàn)出來，為水污染治理打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

2 水環(huán)境監(jiān)測中水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)的作用

2.1 監(jiān)測目標(biāo)水域污染物總量

在對(duì)目標(biāo)水域進(jìn)行監(jiān)測時(shí)，要確保監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、時(shí)效性和全面性[13-15]。傳統(tǒng)水質(zhì)監(jiān)測技術(shù)獲取的信息準(zhǔn)確性和時(shí)效性相對(duì)不足，因此人們很難對(duì)水污染展開針對(duì)性治理。水環(huán)境監(jiān)測部門采用水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)，能夠全面、準(zhǔn)確地獲取目標(biāo)水域污染物總量數(shù)據(jù)，為水環(huán)境治理提供有效支持。

2.2 加強(qiáng)水源水質(zhì)監(jiān)測

為了對(duì)水源水質(zhì)展開實(shí)時(shí)監(jiān)測，飲用水水源地要建立水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測站。水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)獲取水質(zhì)變化數(shù)據(jù)，使人第一時(shí)間管控水環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)，快速采取預(yù)警措施，避免水污染向下游擴(kuò)散，充分保障水源水質(zhì)安全。

2.3 發(fā)布重大水污染風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警

水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)具有預(yù)警功能[16-18]，在發(fā)現(xiàn)重大水污染風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，它可以自動(dòng)發(fā)出預(yù)警，確保監(jiān)測區(qū)域水環(huán)境得到有效保護(hù)。水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)出預(yù)警信息后，可根據(jù)提前制定的應(yīng)急方案，對(duì)突發(fā)性水污染進(jìn)行有效控制，以保障水源安全。

2.4 監(jiān)測跨界河流水質(zhì)變化

跨界河流是水環(huán)境治理的薄弱環(huán)節(jié)，各地需要加強(qiáng)交流、同步治理、共同管護(hù)、聯(lián)合執(zhí)法，組織開展跨界河流水污染防治，不斷提升水環(huán)境質(zhì)量。水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)能實(shí)時(shí)跟蹤跨界河流水質(zhì)變化，第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)污染風(fēng)險(xiǎn)，以便及時(shí)采取防治措施，保障跨界河流的水環(huán)境安全。

3 水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)組成和管理體系

3.1 系統(tǒng)組成

水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)組成如圖1所示，主要分為三部分，即站房和基礎(chǔ)建設(shè)單元、控制單元、輔助分析系統(tǒng)。其中，控制單元包括采水單元、配水和預(yù)處理單元、檢測分析單元、視頻監(jiān)控單元、動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控單元、遠(yuǎn)程標(biāo)校質(zhì)控單元。該系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測水質(zhì)變化，監(jiān)測指標(biāo)不僅有五參數(shù)（pH、溶解氧、電導(dǎo)率、濁度、溫度），還有氨氮、化學(xué)需氧量、高錳酸鹽指數(shù)、總磷和總氮等[19-22]。

圖1 水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)組成

3.2 管理體系

水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)需要應(yīng)用化學(xué)分析、水電、儀表、自動(dòng)控制、網(wǎng)絡(luò)傳輸和大數(shù)據(jù)等現(xiàn)代技術(shù)，任一部分出現(xiàn)問題，便會(huì)影響系統(tǒng)正常運(yùn)行，所以必須建立完善的水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)管理體系。這就需要制定水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測站調(diào)度、考核、檢查和獎(jiǎng)懲制度[23-24]，確保水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行。管理人員要做好站點(diǎn)管理，加強(qiáng)設(shè)備日常維護(hù)，定期保養(yǎng)設(shè)備，以確保設(shè)備正常工作。

4 水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)的發(fā)展瓶頸與應(yīng)對(duì)策略

4.1 發(fā)展瓶頸

水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)能夠有效對(duì)目標(biāo)區(qū)域水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測，但目前依然存在發(fā)展瓶頸[25]。水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)成本較高，儀器購置和后期維護(hù)都需要大量資金。同時(shí)，水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)的安裝、運(yùn)行和維護(hù)都需要專業(yè)技術(shù)人員，部分地區(qū)缺乏專業(yè)培訓(xùn)，專業(yè)技術(shù)人員不足，系統(tǒng)出現(xiàn)問題時(shí)很難解決。水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，如果問題無法及時(shí)處理，則很容易影響整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行，監(jiān)測準(zhǔn)確度也會(huì)大打折扣。

4.2 應(yīng)對(duì)策略

為了減少設(shè)備購置和維護(hù)成本，可以建立長期合作來盡量控制價(jià)格，同時(shí)加大自主研發(fā)力度，培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的專業(yè)技術(shù)人員。只有配置專業(yè)技術(shù)人員，水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)才能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定運(yùn)行。為了確保監(jiān)測數(shù)據(jù)精確，必須定期開展數(shù)據(jù)校正，排查水質(zhì)監(jiān)測的影響因素。同時(shí)，要注重設(shè)備定期保養(yǎng)，第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)設(shè)備潛在問題，對(duì)系統(tǒng)展開預(yù)防性維護(hù)。隨著信息化和智能化的發(fā)展，水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)越來越完善，系統(tǒng)穩(wěn)定性得到有效增強(qiáng)，監(jiān)測結(jié)果不容易受到干擾。水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)可選用先進(jìn)設(shè)備和技術(shù)，建立水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)，利用大數(shù)據(jù)分析監(jiān)測信息，加強(qiáng)水質(zhì)變化趨勢研究，提高水質(zhì)監(jiān)測的準(zhǔn)確度。

5 結(jié)語

隨著大眾環(huán)境保護(hù)意識(shí)的覺醒和生態(tài)文明建設(shè)的推進(jìn)，我國水環(huán)境治理要求越來越高。未來，要不斷優(yōu)化水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)，加強(qiáng)設(shè)備管理，確保水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)更好地應(yīng)用于水環(huán)境監(jiān)測中，為水環(huán)境保護(hù)提供數(shù)據(jù)支撐。