地表水污染的實時監測技術

◎羅鵬

隨著我國社會經濟的不斷向前發展，各種工業產業以及人類活動規模正在快速擴張，對生態環境所造成的影響越來越嚴重，其中地表水污染問題是其中比較常見也是比較嚴峻的環境破壞問題之一，不但對整個生態環境質量造成比較嚴重的影響，同時也直接影響到人們的身體健康。其次，本文針對地表水污染問題展開分析和研究，有效提出地表水污染實時性監測技術與方法，對產生比較嚴重的地表水污染區域進行綜合整治，避免出現更大的環境破壞和經濟損失問題，推動我國社會經濟不斷朝著更加綠色和健康的方向上發展。

水體資源是人們賴以生存和發展的必要資源，做好水環境保護工作是人們首要需要考慮的重點問題之一。但是在近幾年的發展過程中，我國工業產業的發展規模正在快速擴張，人們生活質量也在快速提升，但是所形成的負面性影響也非常明顯，由于很多地區地表水環境受到了比較嚴重的污染問題，比較常見的表現形式是地表河流水出現嚴重污染，對整個生態環境造成了嚴重的影響，同時地表水的污染間接影響到地下水環境質量，對人們的身體健康也形成了一定威脅。

一、地表水污染問題監測工作分析

在地表水污染問題當中，主要是以地表的河水污染為主，在傳統的地表水監測工作過程中，主要分為化學分析法和儀器分析法兩種形式，在一條河流某些特定的斷面進行河水取樣工作，然后通過使用化學分析工作方法，對所獲取的水體樣本進行檢測，對其中一些特定檢測物質的含量以及濃度大小進行了解，這種檢測工的方法也被稱之為化學分析檢測法。在實驗室內部通過使用一些先進的紅外色譜儀設備、分光光度計設備等，測定河水樣本當中的檢測物質含量方法，又稱之為儀器分析法。通過兩種不同的方法，對于水體檢測工作的共同優勢表現在水體檢測工作的精度相對較高，但是檢測速率相對偏低，在現階段地表水污染問題的監測工作當中，無法對河水實施必要的監測工作，如果水體當中的泥沙濃度過大或者懸浮物較多的情況下，光在水體當中的穿透能力有所不足，同時由于在具體樣本的獲取過程中選定在某個特定的點位進行采樣，這種水體檢測工作方法，實際上是測定河流選定斷面的特定點位，被測物質的含量和濃度在實際代表性方面還有所不足，針對地表水污染實時性監測工作，國內外通常采用的方法為傳感器監測法。

通過使用各種化學傳感器或者生物傳感器等形式，將被測物質的濃度含量信號轉化成電信號，這種方法的優點表現在檢測工作速率相對較快，適合于水體的實時性監測工作當中，但是由于檢測地表水污染專用的傳感器設備類型相對較少，同時這些傳感器對混合在一起的多種被測物質分辨能力相對較差，比如還原性反應傳感器只能檢測地表水體當中還原性物質的總含量，因此傳感器設備只能對地表水當中的少數幾個重要的指標進行監測，而監測工作精度也會受到環境因素變化所產生的干擾和影響。當前世界上對于地表水的污染實時性監測工作只能對學習當中的Cod、Bod、含氨氮總量以及一些個別特殊性指標進行實時性監測，我國在地表水污染監測工作當中，主要監測工作指標包含水體的溫度、pH 值高低、cod 值以及流量大小等。除此之外，由于一些監測傳感器需要在水下環境當中進行作業，傳感器設備在使用過程中經常會出現被水體當中的泥沙，或者是水體植物包裹和堵塞無法發揮出應有的功能和作用，不但會影響到實際監測工作精度和可靠性，同時設備的使用周期也大幅度縮短。通常情況下，化學和生物傳感器在水體當中的使用壽命大約為兩年左右，針對上述問題需要不斷引進一些更加先進的地表水污染監測技術方法，有效保證水體監測工作質量和效果。

二、地表水污染監測工作當中存在的主要問題

現階段，在我國地表水污染監測工作過程中，主要工作內容包含兩個方面：

第一，是監測設備的使用相對比較落后，要想全面提高監測設備的工作質量和效果，必須要不斷引進更加先進的監測技術和設備。當前我國國內相關工作單位，對于水污染問題的監測技術方法以及核心技術的掌握程度還有所欠缺，因此在水質監測工作過程中，所使用的各種設備和監測技術方法相對比較落后，造成地表水污染監測工作的精確度達不到標準要求。因此，現階段我國相關工作單位必須要進一步加強地表水監測設備的研發工作，通過多種不同的監測技術方法，有效保證地表水監測工作質量和效果。

第二，地表水監測工作項目不完善，由于我國在地表水污染問題表現形式方面相對比較復雜，地表水存在的污染物需要通過多種不同的檢測工作方法來進行檢測和分析，但是現階段由于人們生活質量的不斷提升，在日常生活和生產活動中所產生的污染物類型越來越復雜，水體當中出現一些新型的污染物質造成水體監測工作，無法對其進行有效確認和判斷，因此也直接加大了地表水污染監測工的難度。由此可以看出，地表水污染監測工作過程中仍然存在一些缺陷問題無法得到有效解決，需要引起相關監測工作單位的高度重視。如圖1：

圖1 水體污染問題

三、地表水污染實時性監測技術方法分析

（一）水質自動化監測技術

在地表水污染監測工作過程中，自動監測技術主要指的是使用現代化的信息技術，建立起水污染在線監測工作系統，可以對地表水的污染情況進行全面了解，通過這一監測工作方法，可以最大限度上控制人力物力成本的消耗量，同時還可以有效反映出水體質量情況以及水體污染的后續發展趨勢，為生態環境的保護、水資源的科學規劃管理使用等方面工作提供出必要的參考。地表水污染在線監測系統當中，主要包含水污染檢測系統數據傳輸以及數據信息處理等多種不同類型的功能，主要是通過水污染源到現場監控站點系統，數據傳輸系統，污染源監測中心，以及污染源在線遠程控制系統所構成。

1.水污染源監測中心。

在地表水污染監測系統當中，污染源監測中心主要是通過大量服務器系統所組成，在水污染監測數據傳輸工作當中，可以將所收集到的數據信息直接保存到服務器內部，并且通過數據庫對所收集到的數據信息進行儲存，可以對其中的關鍵性數據信息進行調用和分析。在監測中心內部可以實現對水體樣本參數進行實時性計算與使用，對水污染監測工作中的多項數據信息進行綜合處理，并且還可以進行數據錯誤報警功能。用戶方面可以設置出自身獨有的控制工作權限，比如可以使用指紋識別等多種功能，可以防止非法數據的訪問。不但如此，通過該項系統的應用可以為數據信息建立起特定的傳輸工作通道，可以保證水污染監測系統相互之間進行實時性信息傳輸，保證數據信息的快速共享，如圖2：

圖2 水污染源監測中心

2.數據傳輸系統。

在進行水污染實時性監測工作過程中，需要對數據傳輸系統內容進行有效控制，通過所獲取的大量數據信息，可以將地表水產生的污染問題進行實時性監測，數據通信系統在使用工作過程中，主要是基于以太網為基礎，這種類型的數據傳輸網絡需要基于網線連接來進行信息傳輸和通訊，同時在工作過程中可以有效實現遠程服務器訪問。基于無線數據傳輸網絡的有效應用，可以充分滿足一些基礎設施相對較差的區域工作，防止大面積有線網絡的鋪設造成經濟浪費情況，可以將其直接建立在一些面積相對較大的水域范圍當中，當水體資源出現污染問題時，可以保證第一時間進行信息內容的輸送，并且采取針對性的控制措施來加以解決。

3.污染源在線遠程監控工作系統。

該系統在工作當中主要是基于客戶端的功能為基礎，對監測工作當中的水體樣本數據進行采集和顯示，當收集到的數據信息存在嚴重錯誤的情況下，可以及時提供出相應的報警功能，同時有效調取歷史水體樣本作為其中的主要參考數據信息，然后展開智能化對比工作。不但如此，在針對遠程監測站監測工作當中，可以有效分析監控系統工作當中各個不同監測工作站點當中的數據信息內容，將監控系統所獲取的數據信息進行實時性返回和處理，整個系統運行工作不但更加方便快捷，同時還可以進一步拓展運行工作范圍，可以有效提高水體污染監測工作效率和質量。

（二）生物檢測技術方法

在水污染問題的監測工作當中，每種技術都具有自身獨有的優勢和特點，同時每一種檢測技術在水體檢測工作指標方面也存在一定的差異性，因此在進行單獨使用各種檢測基礎方法時，經常會存在一些缺陷問題和影響。傳統的理化檢測工作方法產生的主要問題，主要表現在無法對水體當中的一些有毒性污染物進行準確檢測，造成一些有毒性的水體在檢測工作完成之后被判定為水體不存在污染，因此相關工作人員可以通過使用綜合優勢突出的水體檢測工作方法來改善這一問題所產生的影響。相比于傳統的檢測工作方式，生物檢測技術在水體檢測工作質量和精確度上相對較高，這種檢測技術方法和手段優勢比較明顯，可以將水體檢測完成之后的各項數據指標信息清晰的呈現給檢測工作人員，并且從中還可以獲取一些重要的檢測參數指標，并且將其中一些無用的信息進行排除，相關工作人員可以全面了解所檢測的水體資源水質變化條件以及后續的發展趨勢等。

首先，在進行地表水污染問題監測工作過程中，必須要對微生物污染問題進行嚴格控制，首先由于微生物在水體當中大量存在，對水體環境要求標準相對較高，相關工作人員在針對水體當中生物類型進行檢測過程中，如果所獲取的檢測參數比相對較大，則意味著水體的污染程度相對較小，這種類型的地表水更加適宜生物的生存，工作人員需要基于具體的生物數量情況，有效判斷水體的實際污染程度。其次，不同的水質水體對于活體水生生物所產生的影響也各有不同，具體表現在水生物的生長速度、生產情況以及形狀變化等，相關檢測工作人員可以基于這一特性，通過使用水泵抽取一定量的地表水，作為水生生物的培養與生存環境，通過水生生物的生存情況有效反映出水體質量情況。

（三）遙感監測技術

在地表水污染問題監測工作過程中，遙感監測技術的使用非常普遍，傳統水污染問題控制工作當中，遙感監測技術的應用程度相對較低，但是隨著信息化時代的來臨，使得先進的遙感監測技術在水污染監測工作當中應用范圍越來越廣泛，將其直接使用在水質監測工作當中所獲取的最終監測工作結果相對比較精確。基于此該項技術在水質監測工作當中的應用前景會非常廣闊，水質污染監測工作水平也得到了進一步提升。現階段，這種水質監測技術方法盡管在其他方面的應用相對比較成熟，但是在水質勘察工作過程中的使用工作效果仍然不是非常理想，這一問題與水質監測技術的使用完善程度，以及目標數量過于單一等方面問題有著直接的關聯，在實際使用過程中需要對遙感監測技術進行不斷革新和優化，可以將遙感監測技術和光譜分析技術之間進行有效結合，主要是分析污染物的光譜特性，有效判斷水體污染物的具體類型，如圖3：

圖3 遙感監測技術

在正式監測工作當中，相關工作人員需要有效借助水質預測模型，使得水體污染參數數據可以得到最大化應用，模型規模沒有嚴重的限制，因此遙感監測技術所獲取的大量數據信息可以直接在模型當中進行使用，進行地表水污染問題的分析和研究，所獲取的參數數據越大水質污染問題范圍也會越大。與此同時，這種模型還可以實現對水質空間分布條件情況進行展示，在后續的發展過程中遙感監測技術需要和現代一些更加先進的監測技術方法之間進行有效結合，比如太空遙感和地面監測技術之間的銜接，可以保證地表水污染檢測工作更加科學準確。

四、結語

綜上，現階段相關環保工作單位針對地表水產生的污染問題重視程度不斷提升，并且在實際處理工作過程中，針對地表水污染問題進行了必要的監測和分析，對一些地表水污染比較嚴重的區域進行了重點整治，避免地表水污染問題進一步擴張造成更加嚴重的影響，在施工的過程中做好地表水污染問題的實施性監測非常關鍵，因此需要引進一些更加先進的水污染監測技術方法，結合實際環境條件保證地表水污染問題可以得到有效控制。