水質自動監測技術在水環境保護中的應用策略

修海霞

（臨沂市生態環境局蒙陰縣分局，山東 臨沂 276200）

為了更好地做好水環境的保護工作，需要對水環境進行長期、科學地監測，及時掌握動態化數據，對當前水質情況進行詳細準確地分析，以這些數據信息為基礎，開展各項水資源保護工作。在以往的水環境監測過程中，一般采用手工監測的方式，這種監測方式耗費大量的人力和資源，并且監測效率較低，監測準確性不足，從而影響到后續工作的開展。在科學技術的不斷發展過程中，水環境自動監測技術得到了空前的發展，技術不斷成熟。當前在水質監測領域中自動化監測技術得到了推廣，可以幫助監測部門完成日常的監測任務，及時掌握動態數據，并對存在的問題進行預警，有利于水資源保護工作的開展。

1 水質自動監測技術概述

1.1 水質自動監測系統

水質監測主要是在某區域對水質進行持續性、長期性的采樣監測，獲取相關數據參數，并對其進行記錄分析，形成水質監測報告的過程。在進行水質監測中，以往都采用人工采樣的方式，這樣會耗費大量的人力資源和物力資源，并且監測時間長，不利于及時獲得動態的數據，無法滿足人們對于水質監測數據的要求。在水質自動監測技術出現之后，可以對水質及時進行取樣、反饋，生成實時動態的水質分析報告，可以對幾十種水質進行監測[1]。通過自動監測技術可以提升監測效率，豐富了水質的監測工作，獲取更加全面的數據信息。水文水質數據是進行水資源保護，實現科學管理的重要依據。通過水質自動監測技術可以實現無人化監測，提升獲取數據的效率和準確性，并對這些數據信息進行整理與分析，再將這些數據信息上傳到環保信息中心，實現對數據的遠程監控，使工作人員可以全方位地了解和掌握這些水環境信息，對水質有一個精確的把握，并對未來的走向有一定的預測，從而對水環境的保護和污染治理工作有非常大的幫助。在自動監測系統應用過程中，可以采用分析儀器以及遙測系統自動記錄數據信息，實現自動監測。

1.2 水質監測環節采取的措施

首先，要進行水樣的采集，在水質監測過程中，水質監測數據可以為環保部門提供重要的數據支持，水質監測數據的準確性與水源的采樣點有非常密切的關系，如果選取的水源取樣點不同，不具有代表性，那么所監測出來的數據也不夠準確。因此在水樣采集的過程中應嚴格按照程序進行，防止出現采樣不科學的情況出現，影響最終的監測結果。其次，選擇合適的設備。在科學技術不斷發展的過程中，在水樣采集過程中，更多先進的設備儀器被投入到水質監測工作中，從而為水質監測工作助力，促進監測效率的提升，使得水質監測的結果更加準確。實際上可以選擇的儀器非常多，應合理選擇儀器設備，還要正確使用設備，防止操作不當造成監測失誤。還應重視對儀器的清洗、保養與維護，使其可以發揮應有的作用[2]。最后，水質檢測技術在水質監測工作中是非常關鍵的，首先確定水樣取樣點，在完成水質采集后利用科學的檢測技術對水質進行分析，從而得到有效的數據參數。一般采取化學檢測技術和物理檢測技術。化學檢測技術是利用相關設備對抽取的樣本進行初步檢測，比如可以利用離子色譜儀、光譜儀等專業設備化驗水質樣本，從而確定樣本中的污染物情況與污染占比，進而掌握水環境的污染情況。物理檢測技術可以先對水質進行過濾或者透析，將懸浮物和顆粒物過濾后再進行檢測，對水質中的含量進行確認，為水質監測工作提供有效的數據。

2 水質自動監測系統及其設計

2.1 水質自動監測系統

為了更好地對水質進行監測，可以利用各種監測技術，并形成一個完善的監測系統。在我國，水質自動監測系統的發展對水資源的開發以及水土資源的保護，發揮著非常重要的優勢作用，為實現水資源的保護和可持續發展奠定了基礎，因此應提升水環境監測的準確性和科學性。水質自動監測系統在投入使用的過程中，利用遠程技術與傳感技術進行控制[3]，實現了無人化監測，提升了監測的效率和準確性。另外，通過水質動態監測可以實現在線分析、預警反饋等，還可以獲得各種水體的參數指標，掌握水質變化的動態和趨勢，并對水質未來的發展進行預測，及時發出警報，使得相關部門可以及時做好防范和應對措施。

2.2 水質自動監測系統設計

水質自動監測系統具有多項功能，具有很多子系統，其構成至少應具備數據采集系統、控制系統、數據傳輸系統、儀表分析單元以及配水單元等。在進行水裝置采集之后，配水單元會對水樣進行預處理，從而為后續的水樣監測與分析奠定基礎。在儀表分析過程中，對水樣中的各項參數進行監測與分析，通過數據采集、傳輸進行匯總，使得數據可以整合成有效信息。

3 水質自動監測技術對于水環境保護的意義

水質自動監測技術的應用，在水環境保護工作中可以提升對水質的分析效率，對于水污染治理以及水環境保護工作的開展奠定了基礎，加強了對水環境的監測力度，降低了水資源的浪費。

3.1 保障水質監測效率

水質監測是一項非常系統、非常復雜的過程，在水質監測工作中要考慮到各種可能影響到結果的因素，通過水樣采集、檢測獲得數據后需要進行大量的數據分析。如果只依靠人工，將會耗時耗力，成本高效率低，而通過水質自動監測技術可以提升工作效率，保證準確性，還可以通過預警系統提醒工作人員進行水環境保護。

3.2 保證水質采樣的安全性

水質監測工作中最重要的是水樣的采集與分析，這是基礎性的工作，是水質分析的關鍵。在水質監測工作中一般環境較為復雜，如果采用人工方式進行采樣，難度會比較大，還會存在一定的危險。因此利用自動監測技術可以保證采樣的安全性，降低安全事故的發生[4]。

3.3 降低水質監測管理成本

水質監測在水環境保護中是非常重要的環節，需要投入大量的成本，采用水質自動監測技術，雖然會在設備等方面增加一定的投入，但是可以有效地節約人工成本和管理成本，還可以節約監測時間。

4 水質自動監測技術的主要功能與監測常規項目

4.1 水質自動監測主要功能

水環境監測過程中采用自動監測技術，可以對水中的pH值、水文、溶氧含量、電導率重金屬、藍綠藻、氨氮等進行實時監測，并通過無線傳輸手段將各項數據和指標上傳到控制中心。還可以直接讀取實時數據，通過自動監測可以實現連續性、實時性遠程監控，將這些數據傳輸到系統中進行詳細地分析。自動監測技術還可以進行水環境監測的預警預報，對水質監測技術中較為關鍵的部分可以設置臨界值，從而在超出臨界值的時候可以通過聲音、顏色的變化以及數值進行報警信息傳遞，從而實現報警功能。在水質監測數據中，存在的水質分析設備故障、數據超標等情況，還有可能會出現供電異常，造成設備不能正常運行，這些都可以進行自動報警，提醒工作人員進行管理與維護，促進水環境監控工作效率的提升，保證數據的準確性。在信息發布以及數據查詢過程中，可以利用應用系統以及相關軟件，實現數據信息的發布或者查詢，還可以對圖表進行生成、制作，并實現計算、打印。水環境自動監測系統中可以實現信息共享，將各項資源長期存儲，從而為水資源的保護提供可靠的數據支持[5]。

4.2 水質監測常規項目

在水質監測過程中，最常見的是以下項目的監測。

4.2.1 水溫監測

在水環境中水溫是最重要的指標，水溫是水環境中物理性質的直觀反映，水溫的變化對水域的生存環境有著非常重要的影響。因此，在進行水溫監測過程中，可以利用溫度傳感器和其他設備，采集水域中的水溫數據。

4.2.2 pH值監測

一般情況下，水質的酸堿性的監測也是非常重要的，反映了水環境的污染情況，各項化學成分等，pH值的變化也直接影響到水環境中生物的生存，可以利用電極法來對pH值進行監測。

4.2.3 對溶解氧進行監測

可以利用紫外可見吸收光譜對分子態氧進行監測，從而掌握水環境中的溶解氧的含量。

4.2.4 對水質濁度進行監測

可以利用光學電子方法，對水環境中的濁度進行監測，如果光線通過懸浮物的時候會受到不同程度的阻礙，而光線的受阻情況則反映出水環境的濁度。

4.2.5 監測污染物的總量

通過對污染物的總量及水質參數的監測可以對水環境有一定的了解。在水域中，污染物的總量可以直接反映當前水質的情況以及受污染情況，不僅可以監測出是否受到污染，還可以監測出受污染的程度，對于后續的環境治理有非常重要的幫助。對污染物總量的監測體現出自動監測系統的優勢，這種監測遍布整個水域，可以提高采樣的多樣性和豐富性，是人工抽樣監測無法實現的。

5 水質自動監測技術在水環境保護中的應用

5.1 地表水水質監測

水質自動監測在進行地表水監測的過程中，可以通過自動化監測儀器，不受時空束縛，實現對水質的遠程監測與控制。地表水在進行自動監測過程中，可以幫助人們了解斷面水體的水質情況，對流域性或者重大水質污染情況進行預測與報警，從而防止跨區域的水污染事故糾紛。我國在水質自動監測工作中已經取得了一定的成就，可以準確地實現自動監測，對于水環境的保護以及污染的治理有非常重要的作用。水質自動監測技術的應用可以使地表水水質監測更加方便，對我國湖泊以及其他地表水進行自動監測，還可以有效地掌握地表水信息。

5.2 水庫水質監測

水質自動化監測在水庫中有非常重要的應用，可以對水庫中水質的常規參數進行監測，還可以對藍綠藻、氨氮、重金屬、磷、生物毒性、亞硝酸鹽等進行有效的監測，保證人們的用水安全，從這些監測數據中，可以遠程調控或者利用數字信息視頻的方式進行傳輸，使得水環境監測能力得到提升。在對水庫監測中，可以對水源地出現水質超標情況的原因進行分析和查明，保證人們的飲用水源的安全。水質自動監測技術可以隨時對水質數據進行查詢，如果水源地的水質項目超標，可以通過報警、數據傳輸等手段啟動緊急預案，實現對水質的全程監管，解決水污染和水質超標的問題，保證供水安全。

5.3 排污口污水水質監測

在環保部門進行污水排放管理過程中也可以采用水質自動監測技術。由于排污口污水管理工作量比較大，工作人員較少，對很多企業的污水排放情況不能得到有效地掌握，還有很多單位不積極繳納排污費，存在拖欠的問題，從而影響污水排放管理的效果。通過水質自動監測系統可以實現排污口水質的自動監測。首先，可以通過遠程操作，結合被監測單位的污水排放情況制定合理的措施。其次，改革傳統的排污收費模式，采用預交費再進行排污的方式進行管理，通過遠程控制電動閥門，對企業的排污口的污染物、流量、水質等進行動態監測，在預交費用后才可以進行排污，如果欠繳費用則自動停止排污。可以通過設定上線指標，在排污達到一定上限之后，閥門自動關閉，停止繼續排污。通過遠程控制的方法，可以獲取實時數據和歷史數據，掌握排污情況，還可以利用網絡查詢歷史數據，使得數據的完整性得到保障。

6 結語

總之，水質監測對于水環境的保護有著非常重要的意義，但是傳統的水質監測方法效率低，成本高，無法適應當前的需求。水質自動監測技術的使用，可以有效地降低成本，提升水質監測工作的效率，為水環境保護工作提供更加完整、可靠的數據。在水環境保護過程中，應用自動監測技術，采用先進的設備，對自動化監測技術不斷完善，促進水環境保護工作的長遠發展。