物聯網在水質監測中的應用

胡琪悅

一、緒論

隨著我國經濟的快速發展，人民生活水平的提高，綜合生活用水量逐年增加，生活污水排放量不斷增大。與此同時，隨著工業化進程的加快，工業廢水的排放量日益增多，亂倒生活廢水、偷排工業廢水，這些問題時刻影響著水質安全，現如今水質安全逐漸引起社會和政府的重視。

物聯網是新一代信息技術的重要組成，是在互聯網基礎上的延伸，其將用戶端擴展到物與物之間，實現了物與物、物與人、人與環境之間的信息傳遞交換。物聯網系統通過各種傳感設備獲取信息，與互聯網結合，形成巨大的網絡進行傳遞，實現各信息的智能識別、定位、跟蹤、監控和管理。將物聯網應用于水質監測系統能實現水質數據的實時采集，還可以對水質進行智能分析，及時對水質做出評價，并將監測結果及時反饋到用戶端，從而提高水質管理水平。物聯網應用于水質監測領域，可推動環境信息化建設。

水質監測是管理供水安全與排水情況的基礎。國外在城市污染源及江河流域的水質監測方面起步較早，美國在20世紀中葉就已建立自動水質監測系統，用以代替人工監測網絡的工作。到了20世紀70年代，英國、日本、荷蘭、德國等國都先后建立了水質污染連續監測系統。我國對水污染自動監測系統的研究始于20世紀80年代。我國從最初由人工對水質進行檢測分析，發展到用水質監測的專業儀器進行水質監測，到如今實現了水質自動監測，做到及時反饋分析和預警。如今的在線監測不僅有物理、化學在線監測技術，還有生物監測技術，水質監測技術的不斷發展，可保證水質監測的全面性和可靠性。相比傳統檢測手段存在監測周期長、監測點局限、數據采集速度慢等問題，采用物聯網監測水質更能高效地反映水質結果。

二、 物聯網在水質監測中的應用

通過水質監測物聯網，監管部門可以從客戶端清楚地看到各個監測點的水質情況。監測系統中還存在警報系統，一旦出現水質污染，系統將會將相關數據反饋給監管部門客戶端，監管就能及時做出控制管理，因此水質監測物聯網的應用在水質監管方面發揮了很大的作用。如今我國多個院校、科研機構、企業在水質監測方面采用物聯網技術成效突出，已在多個地區實施應用。

1.無錫太湖運用物聯網對太湖水環境質量進行監測

無錫太湖充分利用物聯網等新一代信息技術，對太湖水環境質量進行監測，感知節點的傳感器裝有360度攝像頭、6個精密探頭、集成光學感知芯片，對應6種水質指標，可以立體呈現水體情況，結合陸上屏控及環境衛星遙感，形成太湖水域“三位一體”監測體系。以感知為先，傳輸為基，計算為要，管理為本，構建環境與社會全向互聯的智慧型環保感知網絡，率先實現環境監測監控的現代化和智能化，率先實現環保物聯網技術的標準化和產業化。

2. 浙江富陽物聯網管控平臺在線監測水質

浙江富陽是浙江省率先建立農村生活污水智能管理監測的地區，將物聯網技術應用于污水管理方面，一旦水質不達標，系統將會自動將信息傳遞給技術人員的用戶端。富陽環保部門也能通過用戶端查看各個監測點的視頻和水質、水量等數據，一方面從視覺上觀察水質，另一方面從實時傳回的COD、BOD、氨氮、濁度、pH、總氮、總磷、金屬離子等監測項目的數據對水質做出評價。如今富春江富陽段水質穩定保持在Ⅱ類水標準以上，富陽12個地表水監測斷面及6個集中飲用水源地達標率為100%，全區境無劣Ⅴ類水。

3.浙大海濱研究院開展智慧水務

浙大研究院的“天津泰達智慧水務建設”在水環境的實時數據采集與可視化、大數據分析與優化決策、集群控制與智能調度等方面取得了豐碩成果，形成了世界領先的智慧水務技術產業模式。在管網模型和數據監控的地圖上，只需點擊管網上的任意一點，就能直觀地看到這個點的材質、管徑、壓力、流量等信息，實現快捷管理。

三、物聯網在水質監測應用方面存在的問題

1. 水質監測設備的局限性

物聯網水質監測的檢測設備主要依賴于國外進口的設備儀器，由于國內水質監測設備存在技術不成熟、性能穩定性不好、容易發生故障、檢測的準確性和靈敏度都不高等問題，致使外國檢測水質的儀器在國內更受歡迎。雖然國外監測設備質量存在優越性，但由于不同地區水質特點不同，一些設備在國內水質的監測方面也會存在誤差，不能因地制宜地應用到監測中。

2.監測規范不統一

物聯網檢測手段與傳統檢測手段存在差異。例如，采用傳統方法檢測水中COD時應先將取得的水搖勻，再進行檢測分析；但采用自動在線監測系統的檢測儀檢測的是將懸浮顆粒物過濾掉的水樣，兩組數據對應的水體性質存在本質上的差異，且在線監測技術發展更新得快，因此應對采用自動檢測手段監測出的水質標準規范及時更新。

3. 信息透明度不高

物聯網在水質監測的客戶端一般只是監管部門，而不熟悉該事物的群眾只能從新聞等渠道間接獲取信息，監管不能很好地展開，致使一些企業存在偷排污水的僥幸行為。因此，讓用戶獲取水質信息，開放大多數部分監測結果是有必要的，這有利于強化公眾的參與和社會監督意識，提高群眾對水質的信任度。

四、對策

為應對上述提出的幾點問題，提出以下幾點對策：第一，提高國內科研發展水平，加大研發力度，重點培養引進研究環境監測方面的高技術人才，開發出符合國內水質特點的技術設備；第二，相關部門要建立自動在線監測各檢測項目的標準，并隨著技術儀器的更新及時做出調整；第三，政府應將實時監測數據直接向社會公布，出現水質問題時，政府應及時對污染企業進行現場監督檢查并作出處罰，公布相應的處罰結果和處理后的水質信息，有助于全社會的監督管理，做到公開透明，也有助于政府各部門信息的共享和相應措施的實施。

將物聯網技術應用于水質監測為水環境監測提供了很好的發展方向，我國在利用物聯網技術監測水質方面的應用已經產生較好效應，但仍存在一些問題。物聯網在水質監測的應用是一個長期投入的過程，其對水質的改善也是潛移默化的，但效果也將是有目共睹的，加大物聯網在水環境方面的應用對優化水環境有極其深遠的意義。

參考文獻：

[1]張 玨.基于無線傳感器網絡的水質在線監測系統研究[D].重慶：重慶大學，2010.

[2]楊宏偉，吳挺峰，張維易，等.基于物聯網技術的太湖藍藻水華預警平臺[J].計算機應用，2011，31（10）：2841-2843.

[3]蒙海濤，張 驥，易曉娟，等. 物聯網技術在環境監測中的應用[J].2013，38（1）：10-12.

[4]王玉萍.水質監測技術現有問題分析及物聯網應用框架[J].2016（3）：103.