水質監測數據在水環境管理中的應用分析

摘 要：水質監測數據為水環境管理提供支撐，但在實際應用過程中仍存在較多問題。對此，以水質監測應用為研究對象，在分析我國水質監測發展現狀的基礎上，探究了水質監測數據在水環境管理中的應用場景及存在的問題，并提出了水質監測數據在水環境管理中應用的優化措施。

關鍵詞：水質監測；水環境管理；數據信息；化學指標；生物指標

中圖分類號：X832 文獻標志碼：B 文章編號：2095–3305（2024）12–0-03

水環境管理作為環境保護的重要組成部分，對維護生態平衡、保障人類身體健康具有重要作用。而水質監測數據作為水環境管理的基礎和支撐，其準確性和及時性直接影響管理決策的科學性和有效性。近年來，隨著監測技術的進步和監測網絡的逐步完善，水質監測數據在水環境管理中的應用更為廣泛。因此，對水質監測數據在水環境管理中的應用進行深入分析，探討其在水環境管理中的重要作用，以期為提升水環境管理水平提供科學參考和依據。

1 我國水質監測發展現狀

當前，水質監測已成為環保部門對轄區水體進行實時監測的主要手段，我國在水質管理方面已取得了一定進步。但在實際操作中，常規實驗室水質檢測分析仍面臨諸多挑戰，主要包括分析速度慢、操作復雜等問題，尤其是在應對突發性水污染事件時，環保部門往往無法第一時間獲取準確的水污染狀況信息，這無疑影響了水質監測的時效性和有效性[1]。同時，水體中污染物成分復雜、水質監測指標增多，這對水質分析儀器的性能提出了更高要求。為滿足監測需求，水質監測儀器必須向更高水平發展，才能提升監測的準確性、時效性和全面性。例如，近年來，高光譜分辨率水質監測儀的研發與應用，顯著提高了對水體中微量有害物質的檢測能力。但是由于受到布點數量與布點區域的限制，我國發布的多項水環境實驗室質量檢測報告在反映國內水污染現狀時存在不足，無法充分、真實地揭示水污染的全貌，尤其是在一些偏遠或監測點覆蓋不足的地區，水污染狀況可能被低估或

忽視。

鑒于上述情況，水質在線監測系統的開發與應用顯得尤為迫切。水質在線監測系統能夠實現實時、連續的水質監測，及時捕捉水質變化，為環保部門提供準確、全面的水質數據。

2 水質監測數據在水環境管理中的應用場景

2.1 水質量情況監測

水質監測作為評估水環境狀況的關鍵手段，其核心在于系統、科學地觀測與測量水體中各類物理、化學、生物指標的狀態與變化，以此為基礎數據支撐水環境管理的決策與實施。具體而言，監測水的質量涉及對水體中的溶解氧、pH值、溫度、濁度、營養鹽（如氮、磷）、重金屬、有機污染物及微生物等參數的定期或實時測定。在水資源保護領域，監測數據用于識別水體污染源頭，追蹤污染物擴散趨勢，評估污染程度及其對水生生態系統的潛在影響，為制定有效的污染防治措施提供依據[2]。

例如，通過長期監測特定區域的水質變化，可以揭示人類活動（如工業排放、農業施肥）與自然過程（如季節性變化、水文循環）對水質的綜合作用機制。在水環境規劃與管理中，水質監測數據是制定水質標準、劃分水體功能區劃、實施總量控制制度的基礎，有助于管理者了解水質現狀，評估水環境承載力，指導水資源保護策略的制定。

此外，水質監測還在飲用水安全保障、水生態修復效果評估、水環境應急響應等方面發揮重要作用。通過對水源地水質的持續監測，及時發現并預警潛在的水質污染事件，保障公眾健康；在水生態修復項目中，監測數據用于評估修復措施的實施效果，指導調整優化方案；面對突發的水污染事件，及時、準確的水質監測數據是制定應急處理方案、減輕污染影響的基礎。

2.2 水利用情況監測

監測水資源的利用情況主要關注對水資源分配、消耗及可持續利用狀態的評估。其涵蓋對地表水和地下水資源的系統觀測與測量，旨在收集關于水資源開發利用量、用水效率、水資源循環與再生利用等方面的數據。

首先，在水資源分配方面，監測數據可提供關于不同用水場景（如農業、工業、居民生活等）水資源消耗量的詳細信息，有助于識別水資源利用的結構性特點與潛在的不均衡問題[3]。這些數據是制定公平、合理水資源分配政策、實施水資源使用權管理的重要依據。

其次，監測水資源的利用情況還包括對用水效率的評估。通過對不同用水環節的監測，揭示水資源利用過程中的浪費現象與節水潛力，進而指導節水技術的研發與推廣，以及促進水資源的高效利用。

最后，水資源監測關注水資源的循環與再生利用。通過監測廢水排放與處理情況，可以評估廢水資源化的可行性與效果，推動廢水處理技術的創新與升級，實現廢水的減量化、資源化與無害化處理。

整體來看，監測水資源的利用情況是水質監測數據在水環境管理中的一項核心任務。它不僅為水資源的合理配置與高效利用提供科學依據，且促進水資源循環利用與可持續發展的實現。通過持續、系統的監測工作，不斷優化水資源管理策略，確保水資源的長期穩定供給與生態環境的持續改善。

3 水質監測數據在水環境管理中應用存在的問題

3.1 評價標準不盡合理

水質監測數據在水環境管理中的應用過程需要遵循一定標準，從現實情況來看，在標準方面存在評價標準不盡合理的問題。其中，在指標設置方面，當前的水質評價標準存在針對性不強的問題。針對不同使用功能的水體采用了相同的評價指標，未能充分考慮到不同水體在使用功能上的差異性和特殊性[4]。例如，針對表征水生生物和人體健康的指標，未能進行分類設置，導致評價結果的針對性和準確性不足。同時，部分指標之間存在重復設置的情況，如化學需氧量、高錳酸鹽指數和五日生化需氧量三項指標均是反映耗氧有機物的指標，這種重復設置不僅增加了監測成本，還可能影響評價結果的準確性和可靠性[5]。此外，部分指標并不完全適用于天然水的監測，比如，當前評價標準中的化學需氧量，該指標在進行廢水監測時可以發揮出應有作用，但對于天然水而言，該指標存在一定局限性。

在標準限值方面，同樣存在不盡合理的情況，比如，當前低功能的相關要求往往被高功能所覆蓋，盡管這種方式可以提高管理效率，但會導致最終結果與真實情況存在偏差。

3.2 評價指標尚不全面

評價指標尚不全面是水質監測數據在水環境管理中應用存在的一個重要問題。當前水質監測指標體系主要集中在理化指標上，這些指標雖然在一定程度上反映了水環境的質量狀況，但水環境作為一個復雜的生態系統，其健康狀況不能僅通過理化指標進行全面評估。水環境是由多種生物和非生物因素相互作用而形成的整體，其中，水生生物指標對評估水生態系統的完整性和穩定性具有重要意義[6]。尤其是在水體理化指標濃度較低的情況下，水生生物指標往往能更加準確地反映出水生態系統的實際狀況和復雜水環境健康的變化趨勢。因為即使理化指標處于較低水平，水生態系統中的生物群落結構和功能也可能受到潛在污染或環境壓力的影響而發生變化。因此，僅依賴理化指標評估水環境質量是遠遠不夠的。

此外，在實際水質監測工作中，經常會遇到一些理化指標無法解釋的現象。比如，夏季部分水體可能會出現除了溶解氧其余指標均不超標的情況，而溶解氧作為水生生物生存的關鍵因素，其超標往往意味著水生態系統中的生物呼吸作用可能受到抑制，這進一步凸顯了理化指標在評估水環境質量方面的局限性。

3.3 評價方法不完善

當前水質監測數據的評價主要依據相關標準進行，盡管相關標準在一定程度上統一了評價方法，使得不同時段、不同地區的水環境質量具有可比性，為水環境管理提供了一定的科學依據，但在實際運用中，該評價辦法也暴露了一些問題[7]。

首先，評價結果有時不能準確反映某些地區實際污染情況，可能導致對水環境質量的誤判。其次，水質狀況的定性評價在某些情況下存在矛盾，從而影響了評價結果的準確性和可靠性。再次，水質狀況變化趨勢的評價也存在矛盾，這使得對水環境質量長期變化的判斷變得困難。最后，該評價方法缺少對特殊污染指標的表述方法，在某些特定情況下，評價結果的全面性和準確性受到影響。更為嚴重的是，雖然相關標準統一了評價方法，但部分地區的評價報告并未以此方法為基準，導致評價結果的混亂和不一致。

4 水質監測數據在水環境管理中應用的優化措施

4.1 實現評價方法標準化

實現評價方法標準化是優化水質監測數據在水環境管理中應用的重要環節。具體而言，應從以下4個方面著手推進。

第一，建立統一的水質評價指標體系。該體系應涵蓋全面、具有代表性的水質參數，能夠準確反映水質狀況及其變化趨勢。同時，指標的選擇和設定應基于科學研究和實地調研，確保其科學性和適用性。

第二，制定規范的評價方法和技術標準。針對不同水質參數和評價目標，相關部門應明確評價方法的原理、步驟和計算方式，保障評價過程的透明度和可重復性。同時，需建立統一的數據處理和分析方法，消除因數據處理差異導致的評價結果偏差。此外，還需明確均值計算數據的修約方式，將特殊污染指標作為超標指標的表述方法，從而進一步規范評價流程，提升評價結果的可靠性和可比性[8]。

第三，加強評價方法的驗證和應用示范。新制定的評價方法需經過實際水質數據的驗證，確保其準確性和可靠性。同時，要通過應用示范以及推廣標準化評價方法，提高其在水環境管理中的應用率和影響力。

第四，建立評價方法的更新和完善機制。隨著水質狀況變化和監測技術的發展，評價方法也要不斷更新和完善。相關部門應建立定期評估和修訂機制，確保評價方法的時效性和適用性。

4.2 生物監測指標業務化

當前，生物指標監測主要停留于科研層面，尚未達到業務化運行狀態。這限制了其在水生態環境狀態評價和趨勢評估中的應用潛力。為了實現生物監測指標的業務化，需要從以下4個方面予以推進。

第一，構建生物監測網絡。相關部門應在全國范圍內根據水生態系統的特點和分布，科學規劃并設立生物監測站點，形成覆蓋廣泛、布局合理的生物監測網絡。這能夠為生物監測指標的業務化提供堅實的數據支撐。

第二，統一監測分析方法。針對生物監測指標，相關部門需要研發并推廣標準化、規范化的監測分析方法，保障不同站點、不同時間獲取的監測數據具有可比性和一致性。這樣能夠有效提高生物監測數據的準確性和可靠性。

第三，規范評價評估方法。相關部門應結合水生態環境的實際情況，制定一套科學、合理的生物監測評價指標體系，并明確評價方法和評估標準，從而為生物監測指標在水環境管理中的應用提供明確的指導和依據。

第四，強化數據應用。生物監測指標業務化的最終目的是將水生態環境管理的實際需求與生物監測數據緊密結合，發揮生物監測數據在水質評價、污染預警、生態修復等方面的作用。因此，相關部門需要加強生物監測數據與水質監測數據、環境管理數據的融合分析，提高水環境管理的科學化和精細化水平。

4.3 提高監測技術水平

提高監測技術水平應從引入先進監測設備和優化監測網絡布局2個方面著手進行改進。

在引入先進監測設備方面，相關部門應著重推廣自動化、智能化監測技術，例如，利用無人機搭載多參數水質檢測儀進行高空監測，在水體中部署在線傳感器實現實時數據采集等[9]。這些先進設備能夠顯著提升水質監測的實時性和準確性，連續監測多種關鍵水質參數，包括但不限于pH值、電導率、溶解氧、氨氮、硝酸鹽氮等，從而為水環境管理提供及時、準確的數據支持。同時，這些設備通常具備遠程數據傳輸功能，能夠實時將監測數據發送至管理中心，便于及時分析和響應水質變化。

在優化監測網絡布局方面，相關部門需根據水功能區的劃分和污染源的分布情況，科學合理布局水質監測站點。這一措施旨在保障所收集監測數據的代表性和全面性，能夠準確反映不同水功能區的水質狀況。同時，應適當增加自動監測站點的數量，提高監測頻率并擴大覆蓋范圍，從而能夠及時發現并響應水質問題。整體上通過構建一個布局合理、覆蓋廣泛的監測網絡，可以實現對水質的持續、全面監測，為水環境管理提供更為可靠的數據支撐。

5 結束語

水質監測數據在水環境管理中扮演著重要角色。通過對水質監測數據的深入分析和應用，能夠更準確地評估水質狀況，及時發現和解決水環境問題，為制定科學有效的水環境管理策略提供依據。隨著水質監測技術的發展和數據分析方法的創新，水質監測數據在水環境管理中的應用將更加廣泛和深入，為水資源保護、水生態安全等工作提供高質量的數據支撐。

參考文獻

[1] 嚴志榜.水質在線質控儀在地表水水質自動監測中的應用探討[J].黑龍江環境通報，2023，36（7）：157-159.

[2] 夏永嬌.地表水水質自動監測技術應用及發展初探[J].皮革制作與環?？萍?，2023，4（18）：129-131.

[3] 任祥.基于環境監測質量控制中水質標準物質應用問題研究[J].清洗世界，2021，37（4）：42-43.

[4] 魯雅清.水質重金屬在線監測的發展及其在水源地的應用研究[J].當代化工研究，2022（10）：89-91.

[5] 樊衛國，敖亮，牟瑛，等.水質自動監測大數據在黃金河流域主要污染源識別中的應用研究[J].環境科學與管理， 2022，47（2）：130-134.

[6] 門強.地表水環境自動監測技術應用與發展：以內江市為例[J].資源節約與環保，2021（1）：53-54.

[7] 畢艷茹，王麒森.基于大數據的地表水質分析關鍵技術研究[J].數碼世界，2018（10）：131.

[8] 李璐.地表水水質自動監測技術應用及發展[J].綠色科技， 2020（16）：76-77，79.

[9] 秦渤.水質在線監測中的大數據應用探討[J].低碳世界， 2019，9（6）：30-31.

收稿日期：2024-08-15

作者簡介：高海燕（1971—），女，山東陽谷人，高級工程師，研究方向為水文水資源、水環境。