水質自動監測技術在水環境保護中的實踐芻議

嚴楊

甘肅省金昌生態環境監測中心 甘肅金昌 737100

在對水環境的現狀及變化規律進行分析，進而進行保護時，需要水質監測的數據作為主要依據。但要想運用人工的方法，實時地監控水環境的質量變化，可以說是非常困難的。進行全時段對水環境質量變化監測是能夠控制水污染的基礎，也是保護水資源的一個必要手段，僅靠人力的方式不但消耗了大量的資源，對水質監測的工作人員也是一種挑戰。所以，水質自動監測技術的出現極大地減少人力物力的消耗，為找出水質變化規律，實現數據連續傳輸做出了巨大的貢獻。

一、水質自動監測技術的概述及應用價值分析

(一)水質自動監測技術的概述

水質自動監測系統是一套以自動分析儀器為核心，跨越多種專業學科，運用現代傳感、自動控制、自動測量技術、計算機技術、相關的分析軟件以及通信網絡所組成的一個綜合性的在線自動監測技術。水質自動監測系統的歷史極為悠久，最早可追溯到20世紀80年代，但我國的水質自動監測系統的起步是較晚的，主要的監測項目為常規五參數、氨氮、有機碳數等，在飲用水源地水質監測系統增加了對磷、氮、葉綠素等的監測，不但減少了水質監測人員的勞動強度，還加強了水質監測數據的精密度。自動化的方式，能夠對水面流體進行實時監測并預測，對水源的污染情況進行預測，水質監測人員便可以根據系統數據決定是否加強改善的力度，進而降低跨區域污染的發生。還可以將水質自動監測技術測量出的數據與手工監測的數據進行比對，以此來調節自動化檢測系統的精準度，使自動監測系統的數據能更加精準。水質自動監測技術還可以監測手工無法監測到的位點，通過實時聯網，搭建起一個水質自動監測網絡，實現數據的傳輸與共享。近年來，我國的水質自動監測站也逐步建立起來，遍布我國的各個角落。

(二)自動監測技術的應用價值

首先，采用自動監測技術能夠解決設備龐大，無法帶出戶外，需要采樣后，將樣品運送到專門的檢測實驗室進行檢測，從采集水到監測的過程往往需要很長時間，且檢測的結果由于人為因素的存在，也可能會出現這樣那樣不可避免的誤差。自動監測技術就可以有效地解決這些問題，因為自動監測儀器設備相對簡單、便于攜帶與使用，可以在現場進行，通過網絡技術以及自動化測量的技術來監測，既提高了效率，也避免了樣品運輸途中造成的誤差。在測量后能夠將測量的實時數據傳輸給監測的工作人員，檢測人員便可以通過這些數據，開展相關的水環境保護工作以及水污染防治工作，對水環境質量的監測工作提供了極大的便利。

其次，水環境自動監測技術在發展中吸納了眾多的新型技術，能測量水樣當中更多的指標，例如，水流的流速、水位的高低、水樣的溫度、水樣的酸堿度、水樣的濁度等，并能夠對各項指標含量進行數據的整合與分析，比對各個月份同一流域的水質，進而能夠及時發現水資源的污染問題，避免較大的水資源短缺問題。

最后，水質的監測工作是長期的，也是全面的。水質監測的結果會出現大量數據的積累，這些水質監測數據就可以通過自動監測技術實時傳輸給相關的負責人以及環境保護中心，這樣就能夠達到對水質全時段的監控。而且，像一些偏僻的支路河流，就可以通過建立無人的水質自動監測站點，自動進行檢測并數據實時傳輸，這樣不但減少了資源的浪費，還能夠實現對各個地區的水資源進行檢測，做到全面覆蓋。

二、自動監測技術的特點

自動監測技術與傳統的手工監測水質的特點不同，水質自動監測技術可以實現對水質的連續、自動監測，以及數據的遠程自動傳輸，環境保護中心可以隨時查詢到所有自動監測站點的水質數據。解決了手工監測周期長，勞動強度大，數據傳輸速度慢等問題。

水質自動監測也轉變了我國環境治理的被動局面，能夠對水環境污染做出預判，在水資源污染情況到達一個臨界值時，便會向水質檢測人員發出信號進行警告，檢測人員便可以查找水質污染的源頭，并對排放污水廢水的人實行一定的措施，禁止其在排放具有污染性的水資源，從而防患于未然，充分體現出了水質自動監測技術的優越性，以及水利部門水量水質綜合管理的可行性。水質自動監測系統還能夠加強全國水環境監測技術一體化的發展，實現全國水質監測系統的大聯合，在線查詢、分析、計算等，實現了各個單位之間水質信息的共享，尋找到各個地區之間水質監測的差距，實現對全流域水環境的綜合評價，為未來的水質監測技術提供科學依據。

三、水質自動監測技術在水環境保護中的具體運用

(一)地表水水質監測

“十三五”時期，我國已經初步建立了國控地表水斷面的水質自動監測站，其重點工作就是監測地表水、地面流域的水質情況。從目前的情況來看，我國的水質監測工作已經大量應用了水質自動監測技術，步入“十四五”時期后，我國將新增設將近兩千個國控地表水監測斷面，重要的河流、湖泊等位置都要建立水質的自動監測站。優先采用自動監測數據，可見我國對水質自動監測領域的重視。

(二)排污口污水監測

水資源污染情況的主要原因就是我們向河流中排放了大量的污水，導致水資源本身的凈化能力減弱。所以對于污水排放的監測是刻不容緩的。在人工監測污水排放的過程當中，工作人員往往不能實時地監控河流附近的污水排放情況，而且相關的工作人員較少，無法在監測時間不足的狀態下掌控企業污水排放的信息等。針對這些問題，我們應用自動監測技術就可以解決，因為自動監測技術可以實時地對污水流量進行監測，尋找到污染源，做到對企業排放污水的狀況實時監控，還可以遠程控制污水排放的閥門，當企業拖欠污水費或不繳納排污費時，我們就可以利用自動監測系統，將閥門關閉。

(三)飲用水水質監測

飲用水的水質是人們關注的重點，因為飲用水的水質關系到人們的健康以及社會的和諧發展。水是人類的生命之源，是人類賴以生存的必需物質。人類所需水的含量僅次于氧氣，但不是所有的水都能夠叫做飲用水。我國目前對于飲用水的監測也應用了自動監測技術。水質自動監測系統能夠對水中的生物毒性、色素渾濁度等進行實時監測，水質中的各種相關參數都能夠被較好地管理與掌握，各項指標都能夠實現全程精準把控。并且，水質監測技術還可以借助視頻及數字等的信息傳輸技術，不但能夠保證水質監測工作的完整性，同時也能夠大大提升相關環保部門的監管能力。

四、水質自動監測技術在水環境保護當中存在的問題

近年來，我國的水質自動監測系統不斷地發展進步，但一些相關技術仍然不夠成熟。技術的更新不是一蹴而就的，需要根據我國的國情做出與我國水資源相符合的水質監測技術，不能急于求成。目前，國內的水質監測技術存在的問題有：

(一)運行維護成本較高，資金投入不足

我國對水資源的保護是極為重視的，為了能夠獲取更加準確的水質監測信息，就需要設立較多的水質自動監測站，放置若干個水質監測設備。

我國投入在水環境保護當中的資金，在前期水質自動監測系統建設的過程中，主要用于采購這些儀器設備，花費了較高的成本。導致后面的發展資金不足，以生活污水為例，由于資金的不足，導致目前的水利配套設備極不完善，設備建設的標準也極低，一些基礎的設施已經用了許多年，普遍存在老化現象，導致生活污水無法合理凈化排放，一些地區存在重建輕管等問題。提到管理問題，我們在建立自動監測站的后期，必須要安排一些專門的技術人員負責這些儀器的定期維護，這對于水資源的保護也是一筆不小的預算支出。

(二)技術水平要求高，人員專業素養有待提高

水質自動監測的設備投入資金都很大，只有經過專業培訓的管理人員才能夠保證設備的安全，存在一些工作人員理論知識掌握不到位就上崗的問題。因此各類人員都應該按照要求參加有關專業知識和資格的培訓，具有能夠獨立操控水質檢測設備能力才能上崗工作，工作后也必須要對水質監測人員進行定期的專業培訓，嚴格要求他們進行定期的維護、校正以及清理。當設備出現故障或異樣的情況時，水質監測人員能夠及時發現，并判斷出問題原因，嚴重時報告給有關維修部門進行維修，減少損失。水質監測人員對于數據也要有敏銳的感覺，因為監管人員需要比對監測數據的準確性及可靠性。

由于水質監測系統對管理人員的要求很高，工作地點也較為偏遠，離市區較遠。因此各地區的環保總局也應給予管理人員相關福利，使管理人員能夠盡職盡責。對水質自動監測系統也應實行分級管理的方式，省界斷面的站點可以由總站點管理，位于市界斷面的站點可以由省站管理，以此類推。雖然水質自動監測系統與人工監測相比有著許多的優勢，但是由于目前我國的技術條件的限制，該檢測系統的實際應用在一些方面仍然會受到限制。對于水質監測結果的分析、數據的處理等，也需要相關的技術監測人員具備較強的技術水平。

(三)系統本身運行不穩定，環境要素影響嚴重

水質自動監測技術對環境的要求極高，因為監測系統需要利用分光光度法，這種方法對水質的要求高，惡劣天氣、水流的沖擊、水中的雜質以及水中的生物都會對水質自動監測系統的穩定運行造成一定的干擾，導致數據的偏移，并且會導致最終的自動監測結果存在較大誤差，監測結果變得毫無價值，其不能保證準確性與科學性，很難為水環境的保護工作開展提供參考。因此，在地表水水質自動監測儀器安裝時，可以針對當地的環境，以及監測斷面情況，修改儀器的設定，增強儀器對惡劣環境的適應性，避免因為環境影響，導致數據產生的巨大誤差。

五、對水質自動監測技術的建議

(一)完善監測網絡系統

我國獨特的地理環境，導致每一個河流水域的敏感區域以及監測的重點都有所不同。所以，對于不同的水域，我們就要建立起對應水域的監控網絡系統，尤其是對各個地區飲用水水資源的監管，是重中之重。同時，要合理安排各個自動監測站的站點分布，加強監測的靈敏度，避免對同一水源出現重復監測或該水源無人監測的問題，進而避免資源的浪費，以及不必要的經濟支出，為后期水質自動監測的維修與保護奠定了良好的基礎，為更加全面掌握水質信息提供技術支持。

(二)建設水質信息系統

如今，“互聯網+”技術的普及，讓我們的生活更加便利，也為我國的水質檢測技術提供了幫助，利用“大數據”的技術，建立起一個統一的水質信息數據庫，讓生態環境局能夠對全國的水資源保護情況進行了解，統計出一段時間以來該區域水質的波動變化情況，提出與該地區水質相符合的保護水資源制度，進而提高工作效率，為下一步水環境保護的相關政策進行合理規劃。

(三)加強質控工作

水環境的保護是一項長期的工作，不可松懈怠慢，為了提高水環境的保護效果，國家應建立規范的質量檢測控制方案，對水質進行維護與巡查，統一規范水質標準管理，建立起完善的水質監測規程。對于各個崗位的工作人員也要明確自己的責任，分工明確，派遣專業人員定期對儀器設備進行維護，儀器應清晰表明維護時間，所需要的化學試劑應妥善管理保存，謹防污染試劑，配置及使用也應有明確標識，防止因試劑問題而影響數據的質量及精確度。

(四)監控日常運行質量

水質自動監測設備的造價都是極高的，因為諸多因素的分解及降解，部分自動監測的儀器需要定期更換內部的溶液，待使用的標準溶液也要妥善保管，避免強光照射而氧化，最終失去溶液的利用率。

結語

近年來，我國建立的水質自動監測站已經為我們提供了許多精密的數據，為水環境保護做出了巨大的貢獻，為人們生活飲用水的安全發揮了極其重要的作用。將信息技術應用于水質監測工作中，是我國水環境保護的大趨勢。在相關規定的引導下，各地都加強了對水環境治理的重視，也加強了對水資源的保護，國家經濟上的支持也讓各種新設備、新技術逐漸投入使用，相信在未來一段時間內，還會有更多的新型設備投入使用，水質自動監測技術也會為水環境保護提供更多的保障。