岸邊站技術(shù)在水質(zhì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)中應(yīng)用環(huán)境的研究

王磊 陳濤 楊環(huán)

摘要：本文綜合岸邊型水質(zhì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警站（以下簡(jiǎn)稱“岸邊站”）近年來的應(yīng)用案例，深入探討岸邊站在各種環(huán)境中應(yīng)用的可行性及顯著優(yōu)勢(shì)。結(jié)果表明：岸邊站可應(yīng)用在湖泊、河道、管網(wǎng)等多種水體環(huán)境中，具有良好的穩(wěn)定性和可靠性，利用其分鐘級(jí)出數(shù)特點(diǎn)，可以充分發(fā)揮實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和預(yù)警的作用。

關(guān)鍵詞：岸邊型水質(zhì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警站;岸邊站;水質(zhì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè);應(yīng)用環(huán)境

當(dāng)前水質(zhì)監(jiān)測(cè)技術(shù)取得了較快發(fā)展，監(jiān)測(cè)方法以理化國(guó)標(biāo)法為主，傳感器法為輔。監(jiān)測(cè)形式以國(guó)家水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站為主，另有多種形式共存，形成“百花齊放”的態(tài)勢(shì)。與此同時(shí)，環(huán)境監(jiān)管的思路也應(yīng)與時(shí)俱進(jìn)，岸邊站應(yīng)用環(huán)境多樣，還可以實(shí)現(xiàn)從“事后補(bǔ)救”到“事前預(yù)警”，避免污染物的擴(kuò)散，最終實(shí)現(xiàn)水質(zhì)環(huán)境質(zhì)量改善。

1???? 岸邊站產(chǎn)生背景

當(dāng)前我國(guó)已經(jīng)在地表水（包括湖泊、水庫(kù)）監(jiān)測(cè)中建設(shè)了數(shù)以千計(jì)的自動(dòng)監(jiān)測(cè)站，用于地表水的污染物監(jiān)測(cè)，界定污染來源，劃分區(qū)域治理責(zé)任。自動(dòng)監(jiān)測(cè)站應(yīng)用初期，確實(shí)對(duì)水質(zhì)監(jiān)測(cè)起到了不可小覷的作用。隨著河長(zhǎng)制在全國(guó)范圍的全面推行，需要各級(jí)政府領(lǐng)導(dǎo)擔(dān)任各級(jí)河長(zhǎng)來負(fù)責(zé)組織領(lǐng)導(dǎo)、組織管轄內(nèi)河湖的管理和保護(hù)工作，并接受上一級(jí)的督導(dǎo)、考核、問責(zé)，在此形勢(shì)下僅規(guī)劃到市級(jí)行政單位的地表水自動(dòng)監(jiān)測(cè)站便不能滿足市級(jí)以下基層監(jiān)管的需要。

在實(shí)際工作中，自動(dòng)監(jiān)測(cè)站監(jiān)測(cè)水質(zhì)測(cè)試周期為4 小時(shí)一次，4小時(shí)間期內(nèi)的水質(zhì)變化無法捕捉。一旦4 小時(shí)的測(cè)試時(shí)間點(diǎn)被違法排污者掌握，很可能利用間期進(jìn)行排污而不被發(fā)現(xiàn)。且自動(dòng)站監(jiān)測(cè)到的高濃度污水也存在因?yàn)閿?shù)據(jù)變化劇烈而被系統(tǒng)自動(dòng)屏蔽的風(fēng)險(xiǎn)。一旦監(jiān)測(cè)到水質(zhì)超標(biāo)，有可能已經(jīng)是幾個(gè)小時(shí)后的事情，對(duì)溯源和界定責(zé)任造成困擾。另自動(dòng)站建設(shè)成本高，分布距離遠(yuǎn)，多數(shù)存在設(shè)備落后、老化的現(xiàn)象，無法真正發(fā)揮作用。中小企業(yè)偷排偷放監(jiān)測(cè)難、查處難已經(jīng)成為不可忽視的問題，急需一種快速監(jiān)測(cè)能鎖定污染源的技術(shù)來對(duì)現(xiàn)有的自動(dòng)監(jiān)測(cè)站進(jìn)行補(bǔ)充。

在這種情況下，以分鐘級(jí)監(jiān)測(cè)為特征的水質(zhì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警站應(yīng)運(yùn)而生。自動(dòng)站傳統(tǒng)測(cè)試方法限制了自動(dòng)站的測(cè)試頻率。岸邊站采用傳感器法測(cè)試水質(zhì)，基于光譜分析和電化學(xué)原理，測(cè)試時(shí)長(zhǎng)可控，頻率可調(diào)，為保證測(cè)試數(shù)據(jù)穩(wěn)定性，一般采用3～6分鐘測(cè)試一次，可以彌補(bǔ)自動(dòng)站的缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了精確捕捉水質(zhì)變化趨勢(shì)。水質(zhì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警站的形式可以是浮標(biāo)式和岸邊式。本文重點(diǎn)介紹岸邊式實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警站，即岸邊站。

2???? 岸邊站應(yīng)用環(huán)境現(xiàn)狀

當(dāng)前岸邊站的應(yīng)用環(huán)境有主要為河道、湖泊等，偶爾也用在地下管網(wǎng)的水質(zhì)監(jiān)測(cè)中。

2.1? 岸邊站在河道中的應(yīng)用

2017年 11月某市的某地表徑流出境斷面數(shù)次監(jiān)測(cè)到超高污染數(shù)據(jù)，懷疑在該市境內(nèi)存在私自排放高濃度污水的行為，經(jīng)查閱境內(nèi)該地表徑流的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，的確在出境斷面之前發(fā)現(xiàn)有較高監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，但是并不持續(xù)，自動(dòng)監(jiān)測(cè)站只捕捉到單點(diǎn)污染數(shù)據(jù)，無法判斷污染的持續(xù)時(shí)間和濃度范圍。經(jīng)過市場(chǎng)調(diào)研，該市主管部門在該市出境斷面之前建立了3 個(gè)岸邊站監(jiān)測(cè)點(diǎn)，C站位于該市出境斷面的監(jiān)測(cè)河道內(nèi);B站逆流而上距離C站約9 公里，在縣道下游約200米的村建橋下;A站逆流而上距離B站約6公里，為縣縣交界位置。

岸邊站正式運(yùn)行2 周后，根據(jù)持續(xù)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)上有了驚人的發(fā)現(xiàn)。河道上下游之間存在明顯的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)性，利用岸邊站可以很好的監(jiān)測(cè)到水質(zhì)變化的源頭。如圖集1 所示，B、C站點(diǎn)為上下游關(guān)系，B站點(diǎn)各參數(shù)同一時(shí)間監(jiān)測(cè)到水質(zhì)周期性變化，下游C站點(diǎn)各參數(shù)每個(gè)周期隔相同時(shí)間也會(huì)出現(xiàn)相同峰形。這種情況下，B站點(diǎn)一旦出現(xiàn)峰形變化，可以根據(jù)流速、水位等水文條件，構(gòu)建污染物擴(kuò)散模型，進(jìn)而推算C站點(diǎn)水質(zhì)變化的時(shí)間、峰值等信息。同時(shí)也可根據(jù)模型反推上游出現(xiàn)污染的源頭，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)溯源。

依據(jù)這些監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和當(dāng)?shù)刂伟膊块T的協(xié)助，該市環(huán)境主管部門確定了污染的原因：7日凌晨3 時(shí)，有一輛罐車載有化工廢水，沿縣道行駛至B站上游200米的橋上，排放廢水至該河道，然后返回廠區(qū)再次灌裝，再次行駛至此排放，固定的地點(diǎn)，固定的路程，共發(fā)生了4 次排放，排放產(chǎn)生的峰值之間的間隔分別為102分鐘、91分鐘、85分鐘，推測(cè)出廠區(qū)距離排放位置為30～40分鐘車程，為跨縣排放。至此，這個(gè)違法排放的全過程基本明晰，后續(xù)治理措施這里不再贅述。

2.2? 岸邊站在湖泊中的應(yīng)用

湖泊相對(duì)河道，可利用地面面積較少，對(duì)于自動(dòng)站的建設(shè)有很大限制。岸邊站就可以很好的發(fā)揮作用。如圖2 所示，6月 19日當(dāng)天，該湖泊共計(jì)監(jiān)測(cè)到3次COD有較大幅度上升，同時(shí)伴隨濁度、總磷參數(shù)的上升，水質(zhì)有明顯變化。對(duì)于水質(zhì)變化持續(xù)時(shí)長(zhǎng)不足4 小時(shí)的污染事件，自動(dòng)水站很可能無法捕捉到。通過合理的點(diǎn)位設(shè)置，重點(diǎn)布控，能夠在污染發(fā)生時(shí)在空間上對(duì)排污主體進(jìn)行定位。最終能夠?qū)崿F(xiàn)嚴(yán)密的入湖監(jiān)測(cè)布局，從空間、時(shí)間上進(jìn)行及時(shí)預(yù)警。

3???? 總結(jié)

岸邊站采用市政供電、采水泵采水、站房結(jié)構(gòu)、不受水質(zhì)限制，成本低、周期短，能夠減小運(yùn)維工作，增加檢測(cè)精準(zhǔn)度，檢測(cè)參數(shù)可擴(kuò)展至10余項(xiàng)，適用于密集布點(diǎn)岸邊站類產(chǎn)品的網(wǎng)格化布局。

岸邊站類產(chǎn)品與地表水自動(dòng)監(jiān)測(cè)站一起，覆蓋轄區(qū)內(nèi)主要河流，實(shí)現(xiàn)“快速+ 精確”監(jiān)測(cè)，“快速+ 合理”治理，有助于應(yīng)對(duì)私自排污行為的瞬發(fā)性，準(zhǔn)確定位污染物的排放源。這無疑是給河流戴上了智能手環(huán)，為河長(zhǎng)制提供了放大鏡，較為全面的反映整體水環(huán)境狀況，為污染治理決策提供極大的便利性，為改變當(dāng)前水環(huán)境評(píng)估能力、預(yù)警能力不足提供幫助，為推進(jìn)水污染防治工作提供新的技術(shù)手段。積極響應(yīng)中央辦公廳和國(guó)務(wù)院辦公廳《關(guān)于全面推行河長(zhǎng)制的意見》。

參考文獻(xiàn)：

[1《]關(guān)于全面推行河長(zhǎng)制的意見》

[2《]關(guān)于深化環(huán)境監(jiān)測(cè)改革提高環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量的意見》