地表水水質自動監測系統應用中存在的問題及對策

黃兆林，馬艷瓊，徐 崗

（安寧市環境監測站，云南 安寧 650300）

1 水質自動監測系統簡介

水質自動監測系統是一個對地表水進行連續并且自動監測的完整系統，其監測對象為水質污染的綜合指標和一些水質污染的特定項目，其監測方式是在同一水系或者某一個片區設置配備自動監測儀器的監測站點對水質污染情況進行連續性監測。

在水質監測主要針對特定河流、湖泊，目前我國水站建設主要以此類型為主，根據水質特征可以增加特定監測因子，能及時準確反應水質狀況，為環保部門提供有效依據。

2 國內水質自動監測系統的建設與應用

最早的水質自動監測系統出現在20 世紀70年代，最先在美國、英國、荷蘭、日本等國家被廣泛應用。目前水質自動監測系統在發達國家已經被統一納入環境評價體系和自然災害防治體系，與各類環境監測系統形成了一個相互作用、多樣交叉的復雜體系。20 世紀90 年代末，水利部和環保部針對日益嚴重的環境問題建立了我國第一代水質自動監測系統，此系統主要監測的項目包括水系pH 值、水溫、溶解氧、電導率、濁度、高錳酸鹽指數、氨氮等參數。

3 當前地表水水質自動監測系統存在的問題

經過短時間的發展，我國地表水水質自動監測系統實現了跳躍式的發展，基本覆蓋了我國區域內的主要河流，并且實現了對主要污染源的有效監測以及對監測信息的快速傳遞[1]。然而，由于水質自動監測系統時間起步晚，再加上我國水域眾多，水環境復雜，與發達國家的水質自動監測系統相比我們還存在著不少問題，主要體現在以下方面：

1）監測點位建設及運營能力不足。

水質自動監測系統的建設和運維是一個非常消耗人力、物力和財力的過程。我國水質監測站主要由政府承建，但是比較缺乏專業監測人員，需進一步提高水質監測點位建設及運營能力。以昆明安寧市為例，2018 年以前安寧市所建設的水質自動監測站點共有1 座，這監測站點位于飲用水源地內，由政府對口部門直接管理，2019 年安寧市新增7 個水站，位于河流干道和區域交接斷面，能更加及時全面掌握轄區內水質變化情況。水污染具有全域性，如果只在水域的單一斷面布置監測點，則不能掌握區域內水資源的整體水質情況，一旦發生水污染，無法查清污染的來源位置。

2）監測項目設置不全面。

目前，我國在水質監測系統的設計研究方面已經取得了很多突破，可以實現了對傳統污染物指標的有效監測。但是，與日益提高的水質監測要求相比，我國的水質監測儀器還不能實現對地表水質的全面有效分析。我國現在大部分水質監測系統所監測的指標主要包括：水常規五參數、化學需氧量、氨氮、高錳酸鹽指數、總氮、總磷以及特征參數葉綠素a、氟化物、總砷、總鉛、總鎘等。這些指標目前只能滿足基本的水質監測要求，對于一些新型的和新發現的污染物還不能進行有效監測，因此，不能完全反映出水域的真實水質和水污染情況[2]。

3）水質數據相關性分析水平不高。

當水質監測到某一參數超標時，如何來準確分析解釋其原因，同時哪些因子數值也同時出現升高或降低現象，來判斷哪些污染源對此數據造成的影響，正確找出排污單位，這對現在環境監察能力提高是一項重要根據，為環境預警機制體系提供有利支撐。例如:當儀器分析水質溶解氧明顯降低時，總氮總磷參數會明顯升高，原因可能是采水點位附近水流過緩引起樹葉雜物沉降，或者周邊養殖廢水大量排入。其次雨季和旱季交替時間段也會影響水質的某些參數因子變化，此類問題需提高數據分析能力，準確快速找出根源。

4）監測數據系統化應用、平臺化建設不足。

通過水質自動監測系統所獲得的數據具有及時性高、信息量大、信息覆蓋范圍廣等特點。自我國改革傳統的水質監測方法以來，通過自動監測系統積累了大量的水系水質數據。我國環保部門針對這些數據也形成了信息及時發布機制，通過日報、周報、月報和快報等各種形式向政府和公眾進行信息公開。然而，由于這些數據的數據量十分巨大，很多有用的數據在篩選的過程中都剔除出了系統，數據之間的關聯性特征也沒有被很好的運用，這種問題產生的原因在于沒有利用最新的大數據和云計算技術建設專業的水質數據處理系統，沒有將水質情況的分析研究當做一個必須要解決攻關的課題，由此造成水質預測簡單化、數據利用不充分等問題[3-4]。

4 地表水水質自動監測改進策略

4.1 加大資金投入，改善點位選擇

點位選擇包含兩個層面，首先是在國家宏觀層面，需要從國家水域的整體布局出發，協調好整體與部分之間的關系，選擇具體流域進行重點監測。其次是各省市要根據所在地區的具體水質和污染狀況進行網點布局，重視對水源入口、水源稀釋分散面、和水源入口等水源位置的監測，實現對流域的全方位監測。同時，加強對城市飲用水預警系統和水質變預測系統的資金投入力度，確保公眾的飲用水安全。

4.2 合理選擇監測項目

水質監測系統的項目選擇是加強水質監測系統建設的中心環節，不能根據國家標準一桿子切，而需要結合所在地區的實際水質情況進行監測。這就需要我們在系統建設的初中后期做好規劃：首先，在建設初期要全面摸清該地區水質的主要情況，調查分析水中所含的各種物質的含量，并以此為基礎設定水質監測的具體項目。在建設中后期，要時刻觀測水污染的變化程度，特別是要注意周圍工業建設對水污染的影響，注意重金屬、生物毒性、總有機碳（TOC）等特征污染物的含量，并及時確定現有監測項目是否能夠滿足監測需要，對監測儀器進行改良升級，以滿足該地區對水質監測的需求。

5 結語

地表水水質自動監測是環境監測中的一個至關重要的環節，隨著工業發展，地表水的污染程度也越來越嚴重。地表水的污染一方面會影響空氣環境，另一方面會影響土壤環境，因此做好地表水水質的實時監測具有實際必要性。傳統的手動檢測方式已經不能滿足地表水監測時效性的需求，需要我們加強地表水水質自動監測系統的建設。目前，我國已經初步建立了覆蓋各大水系的相互聯動的地表水水質自動監測網絡體系，但是還面臨著監測點位建設及運營能力不足，監測項目設置不全面，監測數據系統化應用、平臺化建設不成熟等問題。針對此種情況，環境保護部門應該加大資金投入，改善點位選擇，合理選擇監測項目，提高監測數據利用率，提升水質預警機制能力，推進我國水環境不斷改善優化。