水環境監測信息化新技術如何推廣

現階段，我國水環境監測事業雖取得了一定的發展，但隨著監測范圍的擴大，傳統監測技術很難滿足水環境監測工作需求，在實際工作中存在信息溝通不及時、信息傳輸滯后、監測手段單一等問題，無法全面反映監測區域內水環境情況，難以客觀評價污染程度。因此，對各項信息化新技術的應用，既是全面提高水環境監測質量的主要途徑，同時也是業界一項重要研究課題。

關鍵詞：水環境監測 3S技術 信息化應用

水環境監測技術發展現狀

1.常規監測技術

常規監測技術必須嚴格依據相關技術規范與操作標準，在現場采集若干具有代表性的水體樣品，將樣品送至實驗室檢測，根據檢測結果評價水質成分與水環境污染程度。常規監測技術體系已經較為成熟，積累了較為豐富的工作經驗，可以客觀、全面描述水環境污染情況，監測結果的準確性與真實性得到有力保障。但是，常規監測技術的工作繁重、監測數據的代表性和時效性較差、易受人為干擾、存在監管盲區，難以滿足當前水環境監測工作需求。

2.自動監測技術

水質自動監測站系統是一套以在線自動分析儀為核心，運用現代傳感器技術、自動測量技術、自動控制技術、計算機應用技術以及相關的專用分析軟件和通信網絡所組成的綜合性水質自動監測體系。環保部門通過水質自動監測管理平臺對監測指標實現數據共享和動態監控。同時，自動監測管理平臺還可以通過數據或圖形方式調取歷史監測數據，為后續水環境污染治理工作的開展提供信息支持。與常規監測技術相比，自動監測技術具有信息時效性好、監測效率高、可全天候監測等優勢。但在技術實際應用中，也面臨著傳感器測量精度受環境干擾、儀器設備性能不達標、工作人員綜合素質有待提升等問題。

3.應急監測技術

應急監測技術主要被用于監測突發水環境污染問題，工作人員攜帶各類便攜式測量設備前往水環境監測現場，在現場調試儀器設備，對現場參數進行抵近測量，可以在短時間內掌握水環境現場大體情況，并判斷污染程度，鎖定污染源位置。

水環境監測信息化新技術的應用

1.“3S”技術

“3S”技術泛指由遙感技術（RS）、全球定位系統（GPS）與地理信息系統（GIS）所組成的綜合技術體系，它將空間技術、傳感器技術、計算機技術、衛星定位導航技術、通信技術加以結合，構建起高度集成的環境監測系統，具備空間信息采集處理、表達傳播等使用功能，對水環境全方位監測網絡體系的構建有著重要意義。

以“3S”技術中的遙感技術為例，該技術具有可快速開展大范圍與立體化水環境監測、可開展動態環境監測、環境適應性強、監測信息采集效率高等優勢。在水質遙感監測項目中，遙感技術持續提供具有更高空間時間維度與光譜分辨率的新型衛星遙感數據。

不同類型的遙感數據的應用優勢存在差異。為充分發揮“3S”技術優勢，在水環境監測項目中，需要集成應用RS技術、GPS技術與GIS技術。

2.生物毒性監測技術

目前，突發性污染事故及水質突變現象時有發生，且呈現出明顯的增加趨勢，水質突發性污染事故直接危害生活飲水和城市集中供水的安全，并對水生態系統造成很大沖擊。常規的物理、化學監測能定量分析污染物中主要成分的含量，但不足以直接、全面地反映水污染狀況及各種有毒物質對環境的綜合影響。而生物監測可以綜合多種有毒物質的相互作用，判定有毒物質的質量濃度和生物效應之間的直接關系，為水質的監測和綜合評價提供科學依據，因而得到了迅速發展。

該技術利用活體生物在水質變化或污染時的行為生態學改變，對多種有毒物響應并能做出綜合評價，可作為先導進行預警，反映水質毒性變化。生物毒性檢測和化學檢測二者互為補充，不可相互替代。

（1）微生物電池燃料方法

微生物燃料電池是一種以微生物為陽極催化劑，將化學能直接轉化成電能的裝置，利用產電微生物將水中的有機物氧化分解，產生的電子沿著電極轉移而產生電流。當毒性物質流入時，產電微生物活性降低，從而導致產電量下降；營養型物質流入時，產電微生物活性增加，從而導致產電量上升。我們可以通過電流（電壓）急劇下降與增強，來判斷有毒物質或營養物型有機物流入，實現對水體毒性物以及負荷有機物的實時監測分析，從而達到預警。目前，水質綜合毒性在線監測技術微生物燃料電池法已在我國部分地區開始應用。

（2）發光細菌監測方法

該方法將特定品種細菌的發光特征作為主要判定依據，發光細菌在正常生理條件下發射可見熒光，在一定試驗條件下，其發光強度是恒定的。向所采集水體樣品中投入發光細菌，細菌在與外來受試物接觸后，若水體樣品存在有毒性，細胞活性下降，ATP（三磷酸腺苷）含量水平下降，就會導致發光細菌的發光強度降低。研究表明，毒性濃度與發光細菌的發光強度呈線性負相關關系。使用發光光度計對發光強度變化情況進行檢測，即可準確評估樣品、有毒物質濃度，費時較少，操作簡單。

水環境監測信息化技術應用中的幾點建議

為充分發揮信息化新技術優勢，推動水環境監測技術體系革新，各機構單位需要從多個層面著手，持續提升水環境監測信息化新技術的應用水平。

1.加大資金投入與扶持

水環境監測事業具有公益性屬性，監測質量與我國生態環境治理效果有著密切聯系，是有效處理各類水環境污染問題、保障人民群眾用水安全的關鍵所在。

一方面，政府有必要向各環境監測機構提供一定的資金補貼，對資金使用流向進行監督，將補貼資金用于研發信息化新技術或配置各類新型儀器設備。

另一方面，水環境監測相關的公司應該同時加大研發投入，加強信息化監測技術的研發力度，不斷完善和創新水環境監測技術。因此，應加強對水環境監測事業的資金投入和扶持力度，致力于構建起健全、完善的水環境監測網絡體系。

2.加強管理，保障運行

為充分發揮信息化新技術優勢，最大程度減小外部因素對水環境監測質量造成的影響，監測機構必須做好項目管理工作，保證水環境監測活動的順利開展，具體措施包括：

（1）綜合分析各項信息化新技術的應用原理與技術特征，結合國內外技術應用實例，對技術應用標準進行完善補充，如操作流程步驟、技術參數指標要求等；

（2）構建職責機制，對各部門人員的職責范圍、部門間從屬關系進行明確劃分。如此，既可以消除水環境監測與管理盲區，同時，還可以簡化組織結構、為各部門專業協作監測活動的開展提供基礎條件；

（3）完善設備維護保養管理機制，明確規定各類儀器設備的維護保養工作內容、間隔周期、流程步驟、故障設備檢修流程、設備調試運行要求。

3.加強信息化新技術團隊建設

信息化新技術對監測人員的綜合素養提出較高要求，需要監測人員具有良好的專業工作能力與信息化素養，這樣才可以靈活操作各類新型儀器設備與配套軟件產品。因此，環境監測機構應加強信息化專業人員隊伍建設力度，將各項信息化新技術原理特征、新型儀器設備操作步驟與注意事項、信息化軟件平臺操作流程等作為主要培訓內容。同時，轉變傳統用人機制，加快引進高新技術人才，建設起一支現代化、多元化與專業化的水環境監測團隊。

綜上所述，我國水環境監測工作涉及諸多領域，監測難度較大、面臨多項工作難題。因此，環境監測機構需要持續對水環境監測技術體系進行創新優化，靈活應用各項信息化新技術，落實上述技術應用建議，全面提高水環境監測質量與效率，為生態環境治理工作的開展提供信息支持。

（作者孟慶濤是河北省廊坊市生態環境監測中心工程師）