水質自動監測技術在水環境保護中的作用研究

陳偉忠

（廣東省東莞生態環境監測站 廣東東莞 523000）

引言

社會經濟的進步推動各行業轉型與發展的同時，也使得水污染現象日益凸顯，這一情況得到社會各界廣泛關注。而水質監測數據始終是國家開發與保護水土資源的重要參考資料，對水環境保護、水生態發展、科學管理有著積極的促進作用。水質自動監測技術能夠自動、跟蹤監測水質情況，還可在無人值守的情況下實現水質監測數據的自動獲取，極大程度地節省人力、物理成本，提高水質監測質量與效率，保證監測數據的真實性、可靠性，為水環境保護方案制定提供技術與數據保障。

1 水環境保護中水質自動監測技術應用作用的研究

1.1 提高水質監測效率

水質自動監測技術的運用可實現監測工作的自動化執行，極大程度地節約人力成本，還可提高監測效率。以人工為主導的作業方式，無法保證監測數據完整性，這是因為監測條件、氣候環境、現場工況等都會阻礙監測作業的進行，且數據采集頻率有限，若待監測水域污染情況較嚴重，便會使監測總效果受到影響。同時，這種監測方法需作業人員將現場采集到的水樣帶回實驗室進行跟蹤監測，既增加監測時間與計算量，還造成不必要人資成本的浪費。但自動化監測技術的應用，可實現對當地人為因素、自然因素的集中分析，還可依托于監測系統獲取到的數據信息實時了解、掌握水環境整體狀況，并將采集到的參數自動匯總、上傳于數據庫中，為后期水環境管理、保護工作的執行提供數據參考。

1.2 實現污水快速治理

當前，我國水環境污染問題產生的主要原因有兩點，即污水排放量過大、不達標排放，導致水質質量持續性降低，基于這一現狀，可利用水質自動監測技術，幫助環保部門全方位、實時獲取水質情況并實現對污水排放作業的全程監督，為水環境保護與快速治理創造有利條件。與此同時，還能夠嚴格管控企業污染物違規排放行為，促使其逐漸形成生態環境理念，實現經濟效益與生態效益的協同發展。此外，該技術的使用還可提升水質量。監測系統穩定運作能夠遠程、實時獲取水環境水位情況、雜質污染等級、水中各類礦物質含量等數據信息，通過對數據的深層次分析可了解當地水環境實際情況，并在第一時間反饋給信息管理系統，由監管人員開展當地水質凈化管理工作，增強水質安全性[1]。

1.3 確保水質采樣可靠

水樣采集與分析是水質監測過程中最為重要的工作內容，亦是基礎性工作。通常來說，被監測的水質所處位置的環境較為復雜，若采取人工方式開展此項工作，無法保證水質采樣的可靠性，還存在較大的風險性。而水質自動監測技術的應用可實現遠程監測，只需將監測設備放置于現場，便可實時采集水質樣本，既提高水質采樣效率，還可增強樣本的參考、分析價值，并規避取樣時安全事故的發生。

1.4 減少水質監測成本

以往開展的水質監測活動對于人力以及物力的依賴程度較高，需安排專業采樣、監測數據分析、數據匯總等作業人員，增多人力成本。同時，監測過程中還需運行大量工具，造成資源以及資金的不必要需消耗。而水質自動檢測技術操作期間，雖然也涉及到機械設備的使用，但這類設備表現出智能化、年限長等優勢，只需定期維護便可，極大程度地節約了人力與管理成本，還能夠縮短監測時間。

1.5 了解水質變化趨勢數據

以往采用的水質監測手段缺乏連續性，無法保證水質參數完整性、真實性，不利于水質變化趨勢的預測與分析。通過引進水質自動監測技術，可增強水質監測工作的連續性、動態性，再依托于先進技術打造穩定運行的監測系統，實現監測數據的自動匯總與整理，并生成健全的水質趨勢圖，實現對水環境資源保護情況的完整性分析，做到對各區域、各時段水質變化的實時把控，達到細節兼顧、大局統控的管理目的，推動水環境保護工作有效、秩序開展[2]。

2 水環境保護中水質自動監測技術的使用

2.1 水庫水質監測

監測水庫水質期間，可借助該技術了解水質的電導率、溶解氧等參數，且還可獲取到20 項指標，如氨氮、錳、鉛等。依托于技術打造的監測系統可達到遠程調控數據的目的，并增強采集內容的共享性，以此賦予環保部門更強的水環境監測能力。此外，監測時，能夠結合各參數結果判斷導致水質不達標的原因，并制定有效且針對性的處理措施，實現水環境全面保護的同時增強飲用水源水質安全性。水質自動監測技術還可實時查詢由監測點采集到的所有水質數據，若發現水源地水質監測項目不在標準區間內，便會通過無線傳輸的方式自動報警，并啟動應急預案。這種自動化、智能化的技術手段可保證水質監測作業的全過程執行，為水庫水質污染問題方案的制定與實施提供充足時間，確保供水、飲水、用水安全。

2.2 污水水質監測

水質自動監測技術可應用于排污口水質監測中。現如今，綠色環保理念的大力推行要求所有行業重視起環境保護工作，但一些工業企業仍未嚴格按照相關標準對污水進行處理便排放至河流中，且排放作業表現出極強的隱蔽性，再加之基層環保人員數量有限，無法實現對污水排放行為的全范圍、全過程檢查，導致排污問題日益嚴重。與此同時，人工監測方式受監測條件與技術的限制，不能保證排污口實際排污情況的及時把控，致使水質監測作業價值得不到充分發揮。因此，需加強該技術的運用，以此增強檢測作業的連續性執行，并增強污水排放情況與水質信息獲取的及時性，再依據現有數據，合理設定COD 排放規定值。當所采集的排污口污水水樣中的COD 遠超出規定值，監測系統會自動發出告警信號，督促環保部門加大該區域的整治力度。此外，水質自動監測系統具有圖形展示功能，可增強監測數據與現場實際情況的直觀性，并自動對比、分析歷史數據與實時采集數據，實現對污水排放變化情況的可視化了解與掌握。由此可見，監測技術可依托于信息瞬時反饋充實數據，有助于污染源控制工作的可靠執行，并獲得顯著的水環境保護效果，提高水環境污染治理效率的同時增強治理工作實效性、針對性[3]。

2.3 地表水水質監測

地表水水質監測期間，應用該技術可獲得理想中的監測效果，并實現遠程監測，而工作人員只需根據控制中心接收到的采集數據便可了解水質動態變化情況。將監測設備設置在重點水域，以此采集關鍵性且具有分析價值的水質信息，可在第一時間明確地表水中隱藏的水環境問題，防范跨流域水質污染現象的發生。現如今，科技的發展促使水質自動監測技術功能越發完善，在地面水監測中表現出更強的實用性，為水環境資源保護的深入研究與實踐提供可靠技術支持。比如，利用該技術監測、分析河流污染情況，先根據流域面積以及監測范圍科學布設水質自動監測點，合理劃分監測區域，分別為凈化處理區域、主要污染區域、對照區域。同時，對應的水質監測點斷面應遠離污染源排放點，確保所采集的水質數據信息能夠將該流域水質平均情況進行直觀反映，凸顯出對應水質反饋信息的參考價值。對采集數據進行分析時，如果發現地表水污染問題嚴重，則需依托現場實際以及凈化標準，對該流域進行處理，防范污染面積的再一次擴大[4]。

3 水環境保護策略研究

3.1 優化創新水質監測技術

對水環境進行保護時，如果已完成水質監測點布設與取樣工作，便需注重現代化水質監測技術的使用，以此細致、全面探究采集到的水質，從而實現對水質實際情況的把握。當前，應用效益較為突出的監測技術有兩種即物理和化學檢驗技術。其中，前者監測作業流程如下：將采集到的水質樣品進行過濾或透析，其目的是去除水中含有的大顆粒懸浮物，以保證監測數據的精準性。此時，便可在技術的幫助下獲取到水質中不同污染物含量，為水環境凈化、保護工作的執行提供數據參考。化學檢驗技術需應用到先進的監測設備，如離子色譜儀、光譜儀等，監測、化驗抽取的水質樣本，從而了解水樣中污染物情況和污染物質占比，實現對水源地實際污染情況的全面把控。為充分發揮水質監測技術應用價值，做到水資源的有效保護，緩解水資源污染現狀，就需打造水資源保護體系，在技術指導下，跟蹤、動態監管污水排放情況，了解水環境質量，再根據各流域水庫表現出的水質降解能力，細致、全面統計已被降解的臟污水總量，以此為基準，對水環境整體情況進行評價，并制定科學且有效的整治措施，實現對水環境污染的治理。此外，還需借助現代自動化、智能化設備嚴格監測、實時監督水環境狀況，適當增加水環境巡查次數，掌握不同地區水環境具體變化，并找出引起水環境質量波動的原因，確保水環境始終維持健康狀態，推動地區生態多樣性、水環境良性發展。

3.2 打造水質自動監測系統

水質自動監測技術可實現水質取樣合理性、數據反饋及時性，并在短時間內自動生成監測數據分析與水質分析報告。與此同時，該技術能夠監測數十種水質指標，賦予水質監測多元化功能，增強水質監測信息獲取、反饋的全面性。運用該技術打造的水質自動監測系統具備以下功能：

其一，在線自動監測。依托于先進技術可實時監測水源地余氯、重金屬、溶氧含量等參數，再借助有線或無線傳輸方式，將監測數據及時傳輸于監控中心，也可在現場實現監測數據的讀取。一般來說，在線自動監測可達到遠程監控的效果，并保證監測作業連續性執行。

其二，預警預報。系統中的報警功能模塊設置作用是實時、動態接收現場設備傳回的報警信息，再以聲音顏色變化或數據顏色變化實現報警信息的可視化顯示。監測過程中，若水質污染指數遠超出標準，或在水質分析時工作設備停止運作、供電異常導致設備停止運行等問題，均會立即發出報警，促使水環境監控效率與質量大幅提升。

其三，信息發布與在線查詢。利用現代化應用系統與軟件，建立起同水質自動監測系統的實時交互，可達到信息及時發布的目的，充分發揮系統在線查詢功能，分析由系統自動生成的圖表，若有特殊需要，也可進行打印，為監測人員、水環境治理人員工作計劃的制定提供數據參考。此外，系統設置有共享交互模塊，能夠對有分析價值的參數進行收集，并自動存儲、備份于系統數據庫中，在多元數據的支撐下，強化水環境管理成效[5]。

3.3 污水盡數回收與再利用

污水處理時，很多污水具備再利用價值，因此，需注重這類污水的回收工作。當前，應用頻率較高的污水回收手段有三種：

（1）全程回收。借助城市回收管網，面向全市搭建污水回收系統，做好污水集中處理后進行循環使用。這種回收方式適用于新建城區。

（2）分區回收。針對不同行業企業加工生產污水進行收集與處理，當污水排放單位距離污水處理廠較遠時，可采取該種回收手段，以此來提高污水回收、處理效率。

（3）選擇性回收。在污水處理廠周邊鋪設專用管道，并與附近住戶生活用水排放管道相連接，實現對無污染廢水的盡數收集。

被回收的工業廢水、生活污水經處理后可用于不同領域，比如，工業制造、城市綠化等工程中，據統計，我國每年會有超30%的回收水被用于工程綠化。污水處理時，工作人員可依據處理后污水中污染物含量對水資源等級進行劃分，再對有利用價值的水資源進行二次處理，并直接應用于工業加工生產中，也可作為工業冷卻水使用。此外，生活污水中的有毒物質含量較少，處理難度小，具有極強的再生利用價值。經處理、凈化后的生活污水可應用于洗車、城市綠化等項目中。與此同時，利用污水處理技術凈化城市污水，可作為灌溉水用于農業生產中，既能夠強化水資源再利用效果，實現水資源的有效保護，還可為作物生長提供充足水分，維持良好發育狀態，促使農作物品質與產量的大幅提高。但需注意的是，回收與處理的再生水資源水質以及再生水體應達到國家有關標準后才可應用于農田灌溉中，避免對土壤造成不良影響。

3.4 加大水環境保護宣傳力度

受傳統經濟發展水平的限制以及發展模式落后的影響，導致大多數工業企業以及社會群眾在水環境保護方面的意識較弱，增大水環境污染面積。與此同時，部分農村的發展進程無法緊跟城市化推進腳步，對于信息化手段運用水平不高，不能及時獲取農業發展信息，并沿用著農藥使用處理病蟲害的農田管理模式，亦是水環境污染加重的原因。對此，環境監測部門應做好水環境保護的宣傳工作，將環保理念深刻在工廠職工、農戶心中，使其生成主觀意識自動控制廢水排放量，以此獲得理想中的水環境保護效果。此外，注重信息技術的使用，豐富、拓寬宣傳工作覆蓋范圍，既要實現城市的全覆蓋，還需延伸至農村。這就需要水環境保護單位充分發揮新媒體宣傳功能，利用微博宣傳水環境保護的重要性，并借助抖音、快手短視頻軟件告知給群眾水污染帶來的一系列危害以及污染現狀，或制作動畫短片增強信息的教育性。比如，宣傳期間，相關部門可將有較大廢水處理量的化工企業或采用傳統種植方法的農戶作為水環境保護宣傳推廣對象，幫助其認識到社會不斷轉型視域下，廢水回收利用、科學處理的現實意義，再加以扶持政策的支撐，實現對社會各行業的正向引導。同時，還應出臺處罰、懲治文件，以此警戒廢水違規排放企業。

3.5 創新生態保護發展新格局

為實現生態發展，需做好三項基本工作：

其一，堅持規劃先行。根據被監測水域的地理特點、周邊產業基礎、生態建設體系理論與實際，確定流域重要區段生態環境保護與整治重點工程計劃，以此推動水環境保護工作高質量、高效率執行，還可在生態環保視閾下，帶動當地經濟發展，加快城鄉建設步伐，實現土地資源利用率最大化的同時，達到生態、經濟共同進步、多規合一的效果。此外，還需環保部門了解當地優勢開發、限制開發、重點開發的范圍與分類，以此明確主體功能地位，實現對水資源開發的有效保護，并在水環境保護有關政策的支撐下，打造出資源全面開發利用、流域生態保護相統籌的空間發展新局面。

其二，健全優化體制機制。了解并加大對被監測流域生態保護問題的研究、分析力度，要求環保部門建立起與國家經濟發展重點工作彼此間的有效聯系，盡可能做到同檢查、同部署、同研究。在此基礎上，針對水環境保護工作打造穩定運行的政績考核評估體系，有機結合水環境保護工作、水質監測保護人員工作績效、評先創優三項內容，并大力推行科學的水環境保護獎罰制度、問責制度、一票否決制度。與此同時，科學劃分水環境保護部門、監管部門的具體工作內容，以此增強界限清晰性，規避職責交叉問題的發生。

其三，發揮項目帶動功能。細致研讀與水環境保護相關的政策精神，針對不同領域開展保護性、發展性項目，如河床清淤、污染治理、造林綠化等，做好所有項目的整合工作，篩選需重點關注的治理工程，打造項目庫，并做到各類項目工作的全面落實，以此帶動當地水環境保護工作的高效率、高質量執行[6]。

結語

水質自動監測技術能夠遠程、實時監測，將系統集成設備作為支撐而實現技術監測、分析等功能的發揮。為彰顯出技術運用價值，需要環保部門認識到水質自動監測技術在水環境保護工程中的重要作用，并做到技術在水庫水質監測、污水水質監測中的科學運用。依托于采集到的監測數據對水質污染情況進行分析，判斷、了解水環境污染問題的產生原因，在此基礎上，采取科學的水環境保護措施，強化保護效果，為水環境保護工作秩序、有效執行提供技術保障。