水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)在水環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用分析

曹霞

摘要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展、城市化的進(jìn)一步增強(qiáng)，城市的人口越來(lái)越集中，對(duì)于水資源的需求變得更加緊張和重要。但伴隨著水環(huán)境的現(xiàn)狀是水資源的過(guò)度開發(fā)、浪費(fèi)和污染，我國(guó)江河湖海的水質(zhì)和生態(tài)環(huán)境都存在嚴(yán)重的問(wèn)題。因此，建立一種高效、快捷、穩(wěn)定的水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，是提升水資源保護(hù)和管理的重要保障。本文從水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)系統(tǒng)的發(fā)展出發(fā)，分析水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)的功能和技術(shù)，并提出針對(duì)環(huán)境保護(hù)的關(guān)注點(diǎn)，以便共同討論。

關(guān)鍵詞：水質(zhì)生態(tài)環(huán)境水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)系統(tǒng);高效、快捷、穩(wěn)定;城市化

1水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)的系統(tǒng)發(fā)展概述

水質(zhì)在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是一套以在線自動(dòng)分析儀器為核心，運(yùn)用現(xiàn)代化的傳感器技術(shù)、自動(dòng)測(cè)量技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)以及相關(guān)的專業(yè)分析軟件和通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)結(jié)合組成的一個(gè)綜合性的水質(zhì)在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。通過(guò)針對(duì)某個(gè)位置、某個(gè)時(shí)段的水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)水質(zhì)的實(shí)時(shí)、連續(xù)的監(jiān)測(cè)，并能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控、遠(yuǎn)程查詢等，以便能夠及時(shí)掌握到測(cè)量流域的重點(diǎn)斷面水體狀況，實(shí)現(xiàn)情況預(yù)警、重大污染事故提示。并且能夠解決跨行政區(qū)域的水污染事故糾紛、監(jiān)控整體水質(zhì)的情況，為水環(huán)境的保護(hù)、管理以及及時(shí)定位污染的廣度和寬度提供重要的監(jiān)測(cè)信息。

隨著我國(guó)地表水的自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)不斷完善，網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的擴(kuò)大，物聯(lián)網(wǎng)的已經(jīng)呈現(xiàn)出了規(guī)范化、制度化的發(fā)展趨勢(shì)。自動(dòng)檢測(cè)的工作已經(jīng)從無(wú)到有，從有到豐富的發(fā)展趨勢(shì)。根據(jù)現(xiàn)有資料，我國(guó)水利、環(huán)保部門已經(jīng)在各大重要河流、河干支流重要匯入口、匯出口、人?？?、湖庫(kù)、湖體等將100多個(gè)水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站。監(jiān)控著我國(guó)重要的63條河流以及13座大型湖庫(kù)的水質(zhì)流入、流出情況。當(dāng)然，在各個(gè)水利工程、大型水運(yùn)輸工程等，我國(guó)也逐步完善整個(gè)水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。通過(guò)水質(zhì)的日常監(jiān)測(cè)（除了對(duì)水質(zhì)進(jìn)行常規(guī)五參數(shù)、高錳酸鹽指數(shù)、總有機(jī)碳、氨氮含量之外，還針對(duì)一些常見的水污染液體、有毒水質(zhì)進(jìn)行定時(shí)的監(jiān)測(cè)。例如：磷、氮、葉綠素等）。

2自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的特點(diǎn)

當(dāng)前主流的自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)有以下幾個(gè)方面的功能：自動(dòng)取水系統(tǒng)、預(yù)處理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)、集成輔助系統(tǒng)等。這些輔助系統(tǒng)的功能分別如下：

2.1取水系統(tǒng)

取水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要針對(duì)滿足水樣的代表性、可靠性和連續(xù)性來(lái)設(shè)計(jì)的，該系統(tǒng)的主要組成部分有：取水頭、取水泵、水樣輸送管道和流速流量調(diào)節(jié)幾個(gè)部分組成。按照取水方式的劃分主要分為直取式和浮筒式兩種，直取式主要針對(duì)水位變化小的環(huán)境使用，如污水廠、污染源、自來(lái)水涵管取水等，而浮筒式主要針對(duì)水位變化較大的環(huán)境使用，如地表水等。

2.2預(yù)處理系統(tǒng)

水樣預(yù)處理的設(shè)計(jì)主要是為了既要消除干擾儀表分析和影響儀表使用的因素，又不能失去水樣的代表性。預(yù)處理的手段通常有自然沉降、物理過(guò)濾及滲透等。通常是根據(jù)水樣的純度來(lái)決定預(yù)處理的級(jí)別。有些分析儀器在設(shè)計(jì)時(shí)已經(jīng)考慮了進(jìn)樣的預(yù)處理，需在系統(tǒng)集成時(shí)考慮與之配合使用。

2.3數(shù)據(jù)采集控制

數(shù)據(jù)采集控制裝置主要是通過(guò)PLC、現(xiàn)場(chǎng)的控制設(shè)備、數(shù)據(jù)傳輸、網(wǎng)絡(luò)控制、變送器等相互配合組成。其主要的功能有：

控制在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行。通過(guò)寫入PLC之后，遠(yuǎn)程可以發(fā)出指令來(lái)控制整個(gè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)作。

存儲(chǔ)和采集、傳輸儀器等數(shù)據(jù)。是通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的控制設(shè)備、數(shù)據(jù)傳輸儀器等傳輸模塊協(xié)助完成。

2.4集成輔助系統(tǒng)

集成輔助系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要是可以通過(guò)保護(hù)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的持續(xù)運(yùn)行，其主要是通過(guò)針對(duì)設(shè)備的現(xiàn)狀進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整和分析，具體而言有以下幾個(gè)方面：

自動(dòng)管路的清洗裝置。在自動(dòng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)過(guò)程中，管道中殘留的污垢很容易對(duì)藻類造成污染，因此對(duì)管理進(jìn)行定時(shí)、定量的清洗，并針對(duì)水質(zhì)的特點(diǎn)及時(shí)更換清洗物質(zhì)是必要的。

電力保障裝置。電力是整個(gè)儀器分析的關(guān)鍵，也是整個(gè)自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)的重要保障，因此通過(guò)接入穩(wěn)定的交流電網(wǎng)，來(lái)保證網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定，并配備專用備用電源來(lái)保證在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠不間斷的運(yùn)行。

預(yù)防雷擊裝置。在雷雨多發(fā)地區(qū)進(jìn)行水質(zhì)監(jiān)測(cè)，很容易導(dǎo)致雷擊的發(fā)生。雷擊時(shí)，電流首先會(huì)擊穿整個(gè)防雷器進(jìn)而保證儀表的重要部件不損壞。而且在發(fā)現(xiàn)雷擊裝置出現(xiàn)故障時(shí)，相關(guān)人員需要及時(shí)更換設(shè)備，防止設(shè)備的再次遭受雷擊導(dǎo)致?lián)p壞。

3水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用發(fā)展

水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)當(dāng)前已經(jīng)在社會(huì)當(dāng)中各個(gè)角落應(yīng)用起來(lái)，其不僅限于河流和湖泊，而且還在各地大型的市政水處理場(chǎng)、水電站、農(nóng)村自來(lái)水監(jiān)控、游泳池水運(yùn)行管理、工業(yè)水源循環(huán)利用、工廠化水產(chǎn)養(yǎng)殖等領(lǐng)域應(yīng)用起來(lái)。

水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在我國(guó)開展并不長(zhǎng)久，在水質(zhì)管理上還存在一定的不完善。因此在水質(zhì)監(jiān)測(cè)管理上還存在對(duì)數(shù)據(jù)分析不夠透徹，監(jiān)測(cè)結(jié)果不夠重視等情況的發(fā)生。因此在管理模式的實(shí)踐中，需要不斷探索符合我國(guó)具體的實(shí)情的管理現(xiàn)狀，并通過(guò)提升水質(zhì)的監(jiān)測(cè)儀器、分析方法、大數(shù)據(jù)管理等多種模式和措施，建立起嚴(yán)格水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)管理的控制與制度才能真正保證水資源的良好。讓水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以更穩(wěn)定、可靠的運(yùn)行，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)更加有效。

4結(jié)束語(yǔ)

在當(dāng)前水質(zhì)自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)發(fā)展的過(guò)程中，已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)水質(zhì)的連續(xù)檢測(cè)、遠(yuǎn)程控制、實(shí)施監(jiān)控畫面捕捉等操作方式，還可以針對(duì)一些主要的流域重點(diǎn)水面的斷面進(jìn)行自動(dòng)化水質(zhì)的控制及甄別。在發(fā)現(xiàn)有水質(zhì)不合格、污染等情況下，水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還可以實(shí)現(xiàn)污染報(bào)警、污染情況分析提醒等，這對(duì)于整個(gè)防治污染事件可起到重要的提示作用。同時(shí)水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還可以實(shí)現(xiàn)水質(zhì)信息的在線查詢和共享，可快速為領(lǐng)導(dǎo)決策提供科學(xué)依據(jù)。