水處理中環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用策略研究

孫 玥，賈 美，趙加慶

（濟(jì)南市生態(tài)環(huán)境監(jiān)控中心歷城分中心，山東 濟(jì)南 250100）

引言

隨著社會(huì)的發(fā)展以及工業(yè)化進(jìn)程的加快，污染排放導(dǎo)致的水環(huán)境污染狀況越發(fā)嚴(yán)重，水環(huán)境關(guān)系到居民的健康以及社會(huì)的穩(wěn)定，相關(guān)人員需要加強(qiáng)對(duì)水處理的重視，并且結(jié)合水處理的實(shí)際需要，將環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)引入水處理環(huán)節(jié)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)水環(huán)境的充分研究。然而實(shí)際的水環(huán)境復(fù)雜多樣，檢測(cè)技術(shù)也需要專業(yè)設(shè)備以及專業(yè)人員的支撐，所以在實(shí)際作業(yè)環(huán)節(jié)，相關(guān)人員應(yīng)深入分析環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)及其應(yīng)用，強(qiáng)化污染防治意識(shí)，促使水處理更具科學(xué)性，并在技術(shù)層面為環(huán)境監(jiān)測(cè)提供保障。只有這樣，才能增加我國(guó)在水處理方面的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，進(jìn)而推動(dòng)生態(tài)文明建設(shè)。

1 水處理及環(huán)境監(jiān)測(cè)概述

1.1 水處理概述

水處理是指對(duì)水進(jìn)行物理、化學(xué)或生物學(xué)的處理，以去除其中的污染物和雜質(zhì)，使其達(dá)到特定的水質(zhì)要求。水處理的目的是保護(hù)和改善水資源，以滿足不同的用途，如飲用水、工業(yè)用水、農(nóng)田灌溉等?，F(xiàn)階段的水處理主要有凈化、混凝、沉淀、過(guò)濾以及消毒等步驟。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越多的先進(jìn)處理工藝開始應(yīng)用到水處理環(huán)節(jié)，如反滲透、電離子交換、臭氧氧化等，可以更徹底地去除水中的污染物和溶解物質(zhì)?？傊?，水處理是一項(xiàng)重要的環(huán)境工程技術(shù)，可以提供安全、清潔的水資源，保護(hù)人類健康和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。水處理流程如圖1所示。

圖1 水處理流程

1.2 環(huán)境監(jiān)測(cè)概述

環(huán)境監(jiān)測(cè)是指對(duì)環(huán)境中的各種物理、化學(xué)和生物因素進(jìn)行系統(tǒng)觀測(cè)和分析，以評(píng)估環(huán)境狀況、識(shí)別污染源、監(jiān)測(cè)環(huán)境變化并制定環(huán)境保護(hù)策略的過(guò)程。環(huán)境監(jiān)測(cè)通常涵蓋大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)、土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)、噪聲環(huán)境監(jiān)測(cè)以及生物多樣性監(jiān)測(cè)等諸多環(huán)節(jié)，對(duì)環(huán)境保護(hù)具有重要作用。現(xiàn)階段的環(huán)境監(jiān)測(cè)通常通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)、采樣和實(shí)驗(yàn)室分析等手段進(jìn)行。同時(shí)，還可以應(yīng)用遙感技術(shù)、地理信息系統(tǒng)（GIS）、數(shù)學(xué)模型等輔助工具進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析，以獲取更全面、更準(zhǔn)確的環(huán)境信息。通過(guò)環(huán)境監(jiān)測(cè)，我們可以及時(shí)掌握環(huán)境質(zhì)量狀況，發(fā)現(xiàn)和預(yù)警環(huán)境污染問(wèn)題，為環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。

1.3 水處理環(huán)節(jié)的環(huán)境監(jiān)測(cè)

在水處理過(guò)程中，環(huán)境監(jiān)測(cè)非常重要，它可以幫助評(píng)估水質(zhì)狀況、監(jiān)測(cè)水污染源、檢測(cè)水處理設(shè)施的效果及確保水資源的安全和可持續(xù)利用。水處理環(huán)境監(jiān)測(cè)主要包括：（1）水源水質(zhì)監(jiān)測(cè)：指對(duì)水源進(jìn)行監(jiān)測(cè)，包括河流、湖泊、地下水等，這有助于評(píng)估水源的質(zhì)量和適用性，以及檢測(cè)潛在的污染源。（2）進(jìn)水和出水監(jiān)測(cè)：對(duì)水處理廠的進(jìn)水和出水進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以評(píng)估水處理過(guò)程的效果和水質(zhì)的變化。監(jiān)測(cè)項(xiàng)目可能包括懸浮物、溶解氧、pH值、氯含量、重金屬、有機(jī)污染物等。（3）殘留物監(jiān)測(cè)：在水處理過(guò)程中使用的化學(xué)藥劑（如混凝劑、消毒劑）和過(guò)濾介質(zhì)（如活性炭）可能會(huì)留下殘留物，對(duì)這些殘留物進(jìn)行監(jiān)測(cè)可以評(píng)估其對(duì)水質(zhì)的潛在影響和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。（4）水處理設(shè)施監(jiān)測(cè)：對(duì)水處理設(shè)施的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，如流量、壓力、溫度等，這有助于確保設(shè)施正常運(yùn)行，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并采取解決措施。（5）水環(huán)境生物監(jiān)測(cè)：監(jiān)測(cè)水中的生物指標(biāo)，如浮游植物、浮游動(dòng)物、底棲生物等，這可以提供有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)健康狀況的信息，以評(píng)估水質(zhì)改善的效果[1]。（6）水處理副產(chǎn)物監(jiān)測(cè)：水處理過(guò)程中可能會(huì)產(chǎn)生一些副產(chǎn)物，如污泥、渣滓等，對(duì)這些副產(chǎn)物進(jìn)行監(jiān)測(cè)可以評(píng)估其處理和處置的需要，并確保其對(duì)環(huán)境的影響得到控制。環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的收集和分析對(duì)于評(píng)估水處理系統(tǒng)的性能、指導(dǎo)水質(zhì)改善和保護(hù)水資源都至關(guān)重要。同時(shí)，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)還可以用于制定水資源管理政策和法規(guī)，以確保水環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

2 水處理中環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

2.1 評(píng)估水質(zhì)狀況

環(huán)境監(jiān)測(cè)可以提供對(duì)水質(zhì)狀況的準(zhǔn)確評(píng)估。通過(guò)監(jiān)測(cè)水中的污染物含量、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)濃度、微生物數(shù)量等指標(biāo)，相關(guān)人員可以了解水體是否受到污染、污染程度以及可能的污染源。這有助于判斷水的適用性和安全性，以及制定相應(yīng)的水處理策略。

2.2 監(jiān)測(cè)水污染源，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題

環(huán)境監(jiān)測(cè)可以幫助監(jiān)測(cè)水污染源的存在和排放情況。通過(guò)監(jiān)測(cè)水源和進(jìn)水中的污染物，相關(guān)人員可以追蹤并識(shí)別可能的污染源，及時(shí)采取措施減少或消除污染物的排放，保護(hù)水資源的可持續(xù)利用。而且通過(guò)持續(xù)的環(huán)境監(jiān)測(cè)，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)水污染源的變化趨勢(shì)和異常情況，這使得水處理廠能夠及時(shí)采取措施解決問(wèn)題，確保水質(zhì)符合規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)和要求。

2.3 評(píng)估處理效果，確保水資源的合理利用

水是人類生活、工業(yè)和農(nóng)業(yè)等各個(gè)領(lǐng)域不可或缺的重要資源。環(huán)境監(jiān)測(cè)可以幫助我們保護(hù)水資源。通過(guò)監(jiān)測(cè)水體的質(zhì)量和生態(tài)系統(tǒng)的健康狀況，相關(guān)人員可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決潛在的水污染問(wèn)題，保障水資源的可持續(xù)供應(yīng)。而且通過(guò)環(huán)境監(jiān)測(cè)可以評(píng)估水處理效果。通過(guò)對(duì)進(jìn)水和出水的監(jiān)測(cè)，相關(guān)人員可以了解水處理設(shè)施的運(yùn)行情況，監(jiān)測(cè)水質(zhì)變化，并及時(shí)發(fā)現(xiàn)水處理過(guò)程中的問(wèn)題和潛在風(fēng)險(xiǎn)。這有助于優(yōu)化水處理工藝，確保水處理的有效性和穩(wěn)定性。

2.4 獲取精準(zhǔn)數(shù)據(jù)，輔助后續(xù)決策

環(huán)境監(jiān)測(cè)可以通過(guò)專業(yè)的儀器設(shè)備和標(biāo)準(zhǔn)的采樣方法，提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)和信息。這些數(shù)據(jù)可以反映水體中的污染物濃度、水質(zhì)指標(biāo)、微生物數(shù)量等，為水處理過(guò)程和水質(zhì)評(píng)估提供可靠依據(jù)。通過(guò)收集和分析監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，我們可以了解環(huán)境變化趨勢(shì)，評(píng)估環(huán)境保護(hù)措施的效果，并根據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)果制定相應(yīng)的環(huán)境管理和調(diào)控措施。環(huán)境監(jiān)測(cè)提供了科學(xué)依據(jù)，有助于相關(guān)部門制定環(huán)境保護(hù)政策和管理決策。此外，環(huán)境監(jiān)測(cè)可以提高公眾對(duì)水質(zhì)和環(huán)境問(wèn)題的關(guān)注度和參與度。公眾可以通過(guò)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)了解水質(zhì)狀況，對(duì)水處理過(guò)程和效果提出質(zhì)疑或建議。同時(shí)，透明的監(jiān)測(cè)結(jié)果也增加了公眾對(duì)水處理廠和政府的信任度。

綜上所述，水處理中的環(huán)境監(jiān)測(cè)是十分必要的，它可以提供關(guān)于水質(zhì)、污染源、水處理效果和環(huán)境狀況的準(zhǔn)確信息，為保護(hù)水資源、制定政策和管理決策提供科學(xué)依據(jù)，保障人類健康和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。水處理中的環(huán)境監(jiān)測(cè)如圖2所示。

3 水處理中環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)的難點(diǎn)

在水處理環(huán)節(jié)，環(huán)境監(jiān)測(cè)能對(duì)水環(huán)境進(jìn)行全面監(jiān)測(cè)，從而為后續(xù)的治理奠定基礎(chǔ)，但是在實(shí)際作業(yè)環(huán)節(jié)，依舊存在一些難點(diǎn)，需要相關(guān)人員加強(qiáng)研究。首先是復(fù)雜的水質(zhì)狀況，水質(zhì)受到多種因素的影響，包括自然因素、人為活動(dòng)和污染源的影響等，水質(zhì)參數(shù)的變化可能非常復(fù)雜，涉及多種污染物的相互作用和復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程，因此準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)和評(píng)估水質(zhì)變化的難度較大。其次是對(duì)多種污染物的監(jiān)測(cè)，水體中存在多種污染物，如懸浮物、溶解物、有機(jī)物、重金屬、微生物等，這些污染物具有不同的特性和濃度范圍，需要采用不同的監(jiān)測(cè)方法和處理技術(shù)。監(jiān)測(cè)多種污染物時(shí)，需要考慮它們之間的相互干擾和共存關(guān)系，及監(jiān)測(cè)設(shè)備和技術(shù)的選擇。水處理環(huán)境監(jiān)測(cè)需要使用各種設(shè)備和技術(shù)，如傳感器、分析儀器、采樣設(shè)備等，選擇合適的設(shè)備和技術(shù)需要考慮監(jiān)測(cè)項(xiàng)目、監(jiān)測(cè)精度、采樣頻率、成本等多種因素。同時(shí)，監(jiān)測(cè)設(shè)備和技術(shù)的維護(hù)和校準(zhǔn)也需要投入大量的人力和資源。水處理環(huán)境監(jiān)測(cè)需要在一定的時(shí)間范圍內(nèi)進(jìn)行，并涵蓋多個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，然而監(jiān)測(cè)頻率和范圍可能受到資源限制和成本限制的影響[2]，因此如何選擇合適的監(jiān)測(cè)頻率和監(jiān)測(cè)點(diǎn)，以及如何在有限的資源下實(shí)現(xiàn)全面監(jiān)測(cè)，是一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的問(wèn)題。另外，環(huán)境監(jiān)測(cè)會(huì)產(chǎn)生大量的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，如何對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，提取有用的信息，對(duì)水質(zhì)變化和污染源進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)估，是一項(xiàng)復(fù)雜的任務(wù)。數(shù)據(jù)處理和分析需要使用統(tǒng)計(jì)學(xué)、模型和計(jì)算機(jī)技術(shù)等工具，需要專業(yè)的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)。

4 水處理中環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用策略

4.1 監(jiān)測(cè)目標(biāo)的確定以及布局

相關(guān)人員首先需要確定監(jiān)測(cè)的目標(biāo)和重點(diǎn)，根據(jù)水處理系統(tǒng)的特點(diǎn)和需求，確定需要監(jiān)測(cè)的參數(shù)和指標(biāo)，如水質(zhì)指標(biāo)（pH值、溶解氧、濁度等）、污染物濃度（重金屬、有機(jī)物等）、微生物數(shù)量等。同時(shí)，還需考慮監(jiān)測(cè)的時(shí)空范圍和頻率，并根據(jù)水處理系統(tǒng)的特點(diǎn)和水質(zhì)變化的可能性，合理布置監(jiān)測(cè)點(diǎn)[3]。監(jiān)測(cè)點(diǎn)的選擇應(yīng)覆蓋整個(gè)水處理過(guò)程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，包括進(jìn)水源、進(jìn)水口、出水口、各個(gè)處理單元等，同時(shí)還需考慮水體流動(dòng)、混合程度和可能的污染源。

4.2 監(jiān)測(cè)技術(shù)的選擇

相關(guān)人員需要根據(jù)監(jiān)測(cè)目標(biāo)，選擇合適的監(jiān)測(cè)技術(shù)和方法，考慮監(jiān)測(cè)參數(shù)的特性、測(cè)量要求、準(zhǔn)確性和可靠性，選擇適合的傳感器、分析儀器、生物傳感器等。同時(shí)，還要考慮設(shè)備的成本和維護(hù)要求。

4.2.1 傳感器技術(shù)

傳感器是一種能夠感知和測(cè)量特定物理或化學(xué)參數(shù)的設(shè)備。在水處理中，常用的傳感器包括pH傳感器、溶解氧傳感器、濁度傳感器、電導(dǎo)率傳感器等。這些傳感器可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水質(zhì)參數(shù)，提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。

4.2.2 分析儀器

水處理中常用的分析儀器包括色譜儀、質(zhì)譜儀、光譜儀、電化學(xué)分析儀等，這些儀器可以對(duì)水樣進(jìn)行化學(xué)分析，檢測(cè)水中的有機(jī)物、無(wú)機(jī)物、重金屬等成分。分析儀器提供了高靈敏度和高準(zhǔn)確性的分析結(jié)果。

4.2.3 原子吸收光譜技術(shù)

原子吸收光譜技術(shù)基于原子與特定波長(zhǎng)的光相互作用的原理，可以分析水中的金屬元素含量，如銅、鉛、汞等。原子吸收光譜技術(shù)具有高靈敏度和選擇性，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)微量金屬元素的準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)。

4.2.4 生物傳感器技術(shù)

生物傳感器利用生物體或生物分子對(duì)特定物質(zhì)的識(shí)別和響應(yīng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)水中有害物質(zhì)的監(jiān)測(cè)。常見(jiàn)的生物傳感器有酶?jìng)鞲衅?、抗體傳感器、微生物傳感器等。生物傳感器具有高選擇性和靈敏度，可以用于監(jiān)測(cè)水中的細(xì)菌、病毒、有機(jī)污染物等。

4.2.5 遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)技術(shù)

遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)技術(shù)利用傳感器、網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)水質(zhì)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程采集、傳輸和分析。這種技術(shù)可以大大提高監(jiān)測(cè)的效率和實(shí)時(shí)性，減少人工干預(yù)。

4.2.6 地理信息系統(tǒng)（GIS）

地理信息系統(tǒng)是將空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行整合和分析的工具。在水處理中，GIS可以幫助整合和管理水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、水源地?cái)?shù)據(jù)、污染源數(shù)據(jù)等，并進(jìn)行空間分析和決策支持。

這些技術(shù)在水處理中的應(yīng)用可以提高監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性、實(shí)時(shí)性和效率，為水質(zhì)評(píng)估、污染源識(shí)別和環(huán)境保護(hù)提供有力支持。同時(shí)，不同的技術(shù)可以結(jié)合使用，以滿足不同水質(zhì)需求和環(huán)境監(jiān)測(cè)的要求。

4.3 數(shù)據(jù)收集及運(yùn)用

水處理環(huán)節(jié)的環(huán)境監(jiān)測(cè)還需要確保監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確采集和有效存儲(chǔ)。作業(yè)人員需要使用自動(dòng)化設(shè)備和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集和傳輸；同時(shí)建立合適的數(shù)據(jù)庫(kù)和數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、存儲(chǔ)和備份，方便后續(xù)的分析和報(bào)告。而在數(shù)據(jù)分析環(huán)節(jié)，作業(yè)人員需要對(duì)采集的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效地分析和解讀，使用統(tǒng)計(jì)分析和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，提取數(shù)據(jù)中的關(guān)鍵信息和趨勢(shì)，評(píng)估水質(zhì)狀況和變化趨勢(shì)；根據(jù)分析結(jié)果，及時(shí)制定相應(yīng)的改進(jìn)措施，優(yōu)化水處理過(guò)程和水質(zhì)控制；同時(shí)將監(jiān)測(cè)結(jié)果整理成報(bào)告，向相關(guān)部門、管理層和公眾進(jìn)行溝通和傳達(dá)。此外，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)應(yīng)與水處理管理和行動(dòng)緊密相連，確保監(jiān)測(cè)結(jié)果得到及時(shí)反饋，并與相關(guān)的管理措施和行動(dòng)相結(jié)合。例如，根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果調(diào)整水處理工藝參數(shù)、優(yōu)化操作控制、提醒維護(hù)保養(yǎng)等，以保證水質(zhì)的穩(wěn)定性和可靠性。

5 結(jié)語(yǔ)

環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)及污染防治措施的共同支持，有利于我們提高水處理效率及質(zhì)量，豐富處理工作中所需的技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)對(duì)水污染問(wèn)題的科學(xué)應(yīng)對(duì)。因此，未來(lái)在提升水處理水平、優(yōu)化處理方式的過(guò)程中，我們應(yīng)重視環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)的引入及其作用的發(fā)揮，提出適用性良好的污染防治措施并加以使用。對(duì)于水處理環(huán)節(jié)的環(huán)境監(jiān)測(cè)，我們則需要通過(guò)技術(shù)選擇、數(shù)據(jù)收集運(yùn)用以及監(jiān)測(cè)目標(biāo)確定等環(huán)節(jié)，保證環(huán)境監(jiān)測(cè)作業(yè)的順利落實(shí)。