水質自動監測技術在水環境保護中的應用

張治忠，張青

（濰坊市生態環境監控中心，山東 濰坊 261000）

水環境作為人們生存所需的重要資源，掌握其質量的動態變化具有重要意義。水質監測技術是了解水體質量的重要手段，提高水質監測效果，是提高對水環境保護效果的重要措施。隨著科技的發展、社會的進步，智能化、自動化技術為人們的生活、生產提供了良好的便利性，在其影響下，水質監測技術也向著自動化的方向發展。水質自動監測技術因其高效性、安全性被廣泛地應用于水環境保護中，提高了水質監測的效果，但也存在一定的問題。因此，對水質自動監測技術在水環境保護中的應用進行研究，挖掘其潛在的問題并提出相應的策略，以期提高水質自動監測技術的應用效果，進而推動水環境保護的發展。

1 水環境保護工作分析

1.1 影響水環境質量的因素分析

水環境質量會在各種不合理的因素影響下發生變化，導致質量下降。通過影響因素分析可為水環境保護與治理奠定良好的基礎。經分析總結影響水環境質量的因素如下：

1.1.1 自然環境因素

隨著全球氣候變暖現象的加重，氣溫的升高大幅度提升了水資源的蒸發速度，造成區域大量的水資源被浪費，嚴重的情況下甚至會導致水生態環境發生較大的變化。一般來說，通常以水文狀況來評價區域流域水環境的質量，隨著氣溫的升高、水量的減少，導致河流、湖泊無法得到有效的水量補充，會對周邊動植物的正常生長產生一定的干擾與影響。若水資源流域范圍內存在大量的礦物質，在自然環境因素的影響下則會導致水環境發生礦化現象，致使水環境質量水平下降[1]。

1.1.2 人為因素的影響

人類的活動一直是生態環境遭到破壞的主要因素。對森林的亂砍濫伐，對礦物資源的無節制開采，會導致地表水在人為因素的影響下快速流失，地下水得不到有效補充，水位下降，進而出現水資源枯竭、地面沉降等現象。與此同時，地表水的流失進一步造成了植物覆蓋面積的減少，形成水環境資源的惡性循環。工廠的工業廢水未經處理或處理未達標而直接排放到水體中，會導致水體重金屬污染，水質惡化，水生生物死亡，最終影響水環境質量。

1.2 提高水環境保護的主要措施分析

1.2.1 優化水資源配置

優化水資源配置是展開對水環境有效保護的前期準備工作，可從兩方面出發：一方面，加大對于水環境的保護力度，借助先進的定位、監測技術，對水資源分布情況、水質質量等進行定期監測，并對水資源相關的數據參數進行嚴格的管控，降低人為因素對水資源優化配置的干擾；另一方面，借助法律法規、行政規范等手段對水資源的配置進行優化，提升水資源循環利用率。同時強化對生產廢水、生活污水的治理力度，提高污水處理效果，減少污水對于水環境的不利影響[2]。

1.2.2 重視水環境監測工作

對于水環境中水質的有效監測是開展水環境保護工作的基礎，應重視和提高水環境監測工作。首先在監測時采用高效、科學的監測技術，降低水質監測難度、提升水質監測效果，便于水質分析工作的全面、順利展開；其次在對水質進行自動監測時，需要及時且全面地對各項水質資料進行收集、整合、歸納，有助于有關部門開展相應的水質分析工作，最終通過分析結果制定相應的水環境保護方案及策略。還要逐步提高對于水環境監測工作的重視程度，提升水環境監測的作用，對水質監測技術進行升級優化，與信息化、智能化、自動化技術相結合，提高水質監測以及綜合分析的效率、效果[3]。

1.2.3 科學治理污水

應從當前水環境的實際情況出發，提高污水治理工作的力度，對現存的污染問題進行治理、控制，對不存在污染問題的水環境做好預防、保護工作，根據水質監測工作中獲得的有效信息，對不同區域、不同污染問題的水環境開展科學、有效的治水。從工業角度來說，要嚴把排水監測關，禁止不達標的污水進行排放，降低水資源中重金屬等有毒有害物質的含量；從農業角度來講，要提高對于高毒性、有害性農藥的把控，降低使用量，進而降低其對于地下水的影響。

2 水質自動監測技術

在水質監測工作中提升水質監測技術的質量與效果，對于水環境保護工作具有重要意義。而水質自動監測技術是水質監測技術領域新興的發展方向與目標，將水質自動監測技術與物聯網技術、信息化、智能化技術相結合，利用相應的功能模塊，在設置的專門監測點實現對水質信息的自主采集，并對采集信息進行分析與傳遞，為監測方提供詳實準確的水質情況，可降低傳統人工監測時人為因素的干擾。水質自動監測技術體現為由各功能模塊集成的水質自動監測系統[4]，其應用范圍較廣，包括地表水域的監測、排污水口的監測等。

2.1 水質自動監測技術的功能

2.1.1 水質在線自動監測

利用布置于監測點的高精度、多樣化傳感器自動獲取水質信息的多種參數，例如溫度、濁度、COD、電導率、總磷等等，并根據參數進行實時分析，還可以根據實際要求，添加能夠獲取所需參數的傳感器以獲得更多的信息，例如獲取重金屬離子監測信息和pH值等信息。除了自動監測外，通過網絡通信技術將獲取的參數進行實時傳遞，進而為工作人員能夠及時掌握水質的實際狀況提供助力。

2.1.2 預警預報功能

通過系統平臺，工作人員可對監測的水質參數設定安全值域，通過實時的自動監測，當系統前端的傳感器監測到水質的參數超過其設定的安全值域時，系統則向用戶發送報警信息進行預警，報警信息可通過圖像、表格、聲音等多樣化的方式進行呈現，可以幫助工作人員針對出現的異常情況做好準備和處理工作。除了對水質信息預警外，其還具有系統自身故障預警功能。通過對設備、設施的參數進行實時監測，當出現供電設備損壞、監測傳感器故障等異常情況時，也會告知工作人員，以便及時維修。

2.1.3 在線查詢和發布功能

通過水質自動監測系統的平臺，可對監測的水質過往情況以及實際情況進行查詢，并出具相應的監測報告、分析報告等，還可以通過網絡進行互聯，例如在工廠排污口進行檢測時，水質自動在線監測系統可與企業內部的管理系統進行聯網，起到一定的排放控制功能，還可與環境保護部門實現聯通，提高水質監測管理、水環境保護的效率，為水環境質量的管理提供支持與幫助。

2.2 水質自動監測技術在水環境保護中的應用特點

2.2.1 高效性

隨著科學技術的不斷發展，信息化、智能化的技術為人們的工作與生活提供了極強的便利性，其中水質自動監測技術的構建與應用就是其中重要的體現。現代化的水質自動監測技術可利用其高效、精準的特點，改善與彌補傳統水質監測工作模式的不足，推動水環境保護工作的開展。工作效率的提升是社會多行業的重點發展目標與方向，在水環境保護工作中同樣如此，提高水質監測的效率與效果對于水環境保護工作具有重要意義。以往傳統的水質監測工作多采用半自動化和人工結合的工作模式，需要進行的操作、實驗等項目較為繁瑣、復雜，因此會造成一定程度的時間成本的浪費，并且由于監測結果受人為因素的影響較大，更加加重了水質監測工作的壓力。通過在水環境保護中應用水質自動監測技術，可以充分發揮其高效性的特點，可在極短時間內完成水質監測工作，并保證監測結果的精準性，全面提升水質監測效率和質量，改善傳統水質監測模式效率低、壓力大等問題。高效性的特點對于水環境保護工作而言十分重要，因為只有迅速、有效地探究、分析出水環境中所存在的問題，并及時地解決和改善，才可以實現保護水環境的目的，避免出現更大的損失和不良影響。

2.2.2 安全性

在任何生產和生活的場景中，安全問題是人們首先且重點關注的目標，保證水質監測過程中的安全具有重要意義。傳統的半自動化、半人工的水質監測工作中，采樣一般由人工進行，由于存在采樣環境惡劣、危險等問題，導致監測工作效率較低的同時還存在一定的安全隱患。而水質自動監測技術采樣由系統自帶的設備進行，可以有效避免人工采樣的誤差，降低人工采樣的風險。并且在水環境保護的過程中，水質監測過程以及治理措施較為繁瑣，需要對水樣進行采集、檢測，對數據進行整理、分析，對治理效果進行對比、研究需投入一定的成本與資源，通過應用水質自動監測技術，利用計算機替代人工進行全自動監測，有利于降低成本以及人工誤差發生的風險，使監測效果達到最佳。在現階段，隨著自動監測技術的不斷優化發展和普及應用，可有效解決傳統人工采樣安全性較低等問題，進而滿足了水環境保護工作中對于安全性的要求。

3 應用水質自動監測技術存在的問題

水質自動監測技術能夠實現對水質的自動監測，被廣泛應用到水環境保護項目中。然而，在實際調查研究中發現，水質自動監測體系應用過程中依舊存在一定的問題，會影響到水質自動監測體系的應用效果，存在的問題如下：

3.1 水質監測項目繁雜

在水質監測工作前期，沒有充分地對項目進行具體的規劃，基礎項目過于混亂、繁雜，導致監測效果和最終監測結果的準確性下降，進而對水質自動監測技術的應用產生不利的影響。同時，沒有針對性地根據區域水環境的實際情況確定有效的水質監測項目，會使水質自動監測技術在水環境保護中的綜合調控效果下降，降低現存問題的處理水平，也提高了水質自動監測技術以及其他水環境保護技術在實際應用過程中出現各種問題的風險，最終導致水環境預防、保護和治理等工作難以順利開展。

3.2 水源取樣受到限制

一方面，在水質監測之前，沒有充分地對水環境的分布和實地環境進行考察、沒有對污染情況進行詳盡的分析，造成水源取樣受到限制，從而導致水樣缺乏代表性，水質檢測結果的可參考性隨之下降；另一方面，在對水環境取樣時，因受到氣候環境、地理位置等因素的限制，加之取樣時相關人員沒有按照有關標準與規范要求開展工作，不僅影響水樣質量，還會對水環境的水質監測效果、相關技術的應用產生影響，進而導致后續的水質檢測工作難以有效、連貫地展開，最終降低水質自動監測技術在水環境保護中的作用。

3.3 監測設備不夠合理

水質自動監測技術是基于設備而實現的。相關設備應用不合理則會導致設備實際運行的參數受到影響，從而減弱設備的作用和效果，設備與設備之間的配合程度下降，進而導致水質自動監測技術在水環境保護中的應用出現問題，綜合管控效果受到限制。并且，在水質自動監測系統的應用中，有關操作人員沒有按照水質檢測標準與規范的要求對系統設備的參數進行調整、設置，無形中提高了各種設備在使用過程中出現問題的風險，最終無法保證水質檢測結果的準確性[5]。

4 提高水質自動監測技術應用效果的策略

為解決水質自動監測技術在水環境保護中存在的問題，從水質監測項目、水源取樣、設備的選擇三方面提出水質自動監測技術的應用策略。

4.1 規劃并確認水質監測項目

在應用水質自動監測技術的前期，必須要對監測對象的水環境狀態進行充分的分析、研究，進而規劃、確認水質監測項目，并根據項目對自動監測技術進行調整，保證監測的水平及效果，充分體現水質自動監測技術在水環境保護中的作用。在進行水質檢測時，檢測的項目通常包括水體水溫檢測，pH值檢測、污染物總量檢測等，這些檢測項目相互之間存在一定的聯系，在實際檢測時，應根據項目的表現形式和檢測工作的開展要求，對水質自動監測技術以及自動監測系統的設備參數進行有效的調整，解決水質自動監測技術在水環境監測項目應用過程中面臨的問題和阻礙。在實際開展監測項目時，可能會存在項目流程與監測內容存在差異的情況，因此應根據差異的表現對項目應用的技術進行調整，使水質自動監測技術與其他技術協同作業，通過多重技術的協同與配合，可以有針對性且全面地開展水質監測工作，保證最終水質監測結果的準確性，從而為水環境保護與治理方案的制定提供有效的幫助，進一步提高在水環境保護中水質自動監測技術的地位，在改善傳統監測方式不足的基礎上，充分發揮水質自動監測技術的作用與效果。

4.2 做好區域水源取樣

在開展水質自動監測時，做好前期的調查準備工作，按照標準化的流程作業，可以提升水質自動監測技術的應用效果，提高監測結果的精準性。不僅如此，水源取樣點的設定也會影響監測效果的精準性，不具有代表性的樣品會導致水質檢測與水環境保護之間的關聯性減弱，無法得到具有代表性的結果。因此，在應用水質自動監測技術時，應對監測區域范圍內的全流域水源情況進行考察，然后根據相應的保護目的與要求對污染區域進行劃分，在劃定的區域按照相關標準、規范規定的流程完成取樣任務，獲取能夠代表區域特征的水樣，并存放于規定要求的容器內進行轉移和檢測，為水質自動監測技術的應用提供技術指導，避免因前期取樣不合理，導致水質自動監測技術的應用出現問題，進而保證水質自動監測在水環境保護中能夠順利、合理、連貫地展開。

4.3 選擇合理的監測設備

雖然水質自動監測技術可為水環境保護中水質的監測、污水的處理提供一定的幫助，但是當水質自動監測技術所用的設備出現故障、不合理運行等問題時也會產生不利的影響。因此，需要根據水環境保護工作要求、水質自動監測實施要求選擇合理的監測設備，并不斷地利用新技術對其進行優化，提高設備運行的穩定性。如此，不僅可以為水質自動監測提供便利性支持，還可為水環境污染問題綜合治理提供幫助。由于水環境不同，其水質檢測要求、污染表現形式、設備運行要求存在一定的差異，因此需要通過綜合考慮、對比，選擇最優的設備。并在基礎上，加大對操作人員的培養，使其掌握水質自動監測技術所涉及設備、儀器的操作方法，避免實際操作中出現失誤，并在日常使用中制定設備維修與養護方案，提高水質自動監測設備、儀器的使用壽命，減少發生故障的風險，進而使水質自動監測技術能夠在水環境保護中得到充分的運用。

5 結語

由于自然因素以及人為因素的影響會導致水環境質量下降，為提高水環境質量應從優化水資源配置、重視水環境監測工作和對污水進行科學治理三個角度出發，明確水質監測是水環境保護工作的基礎。通過應用水質自動監測技術，利用其高效性、安全性的特點，做好水質監測項目的規劃、區域水源取樣工作以及監測設備的合理選擇，可有效提升水質檢測的質量和效果，通過對檢測結果的分析制定相應的水環境保護方案，為水環境的保護提供支持與幫助。