飲用水水源水質監測和預警分析

王陶芬，曹 衛

（南充市高坪生態環境監測站，四川 南充 637100）

引言

水與人們的生活關系緊密，飲用水水源水質會影響人們的身體健康。現代社會水環境容易被污染，原有水質監測與預警方法不再適用。因此，相關人員要重視飲用水水源保護，創新水質監測與預警的策略，及時發現被污染的飲用水，并采取治理措施，確保飲用水水源水質符合飲用標準，與人們的生活用水需求相符，不會威脅人們的身體健康，維持社會秩序的穩定。

1 飲用水水源水質監測與預警的作用

水為生態系統的重要組成部分，也是人們生活中不可缺少的資源，加強水質監測與預警，可避免存在有毒物質、病菌或其他污染物的水被人們飲用，保證人們的用水安全，防止飲用水水源水質不達標威脅人們的身體健康[1]。高質量的水質監測與預警功能，能夠使飲用水水源水質達到標準，具有較高的利用價值，支持人們生產生活活動的順利開展，提高人們的生活質量，降低人們飲水后患病的可能性，使地區擁有的水資源被合理利用。除此之外，功能完善的水質監測與預警系統，可推動地區污水處理系統優化，幫助工作人員制定更為科學的污水處理方案，引進先進的污水處理設備與技術，降低處理污水的難度，避免生活污水污染飲用水水源，以實現保護地區水環境的目標。

2 飲用水水源水質監測與預警系統建設

2.1 明確水質監測內容

為建設水質監測與預警系統，相關人員要明確水質監測內容，分析該系統應具有的功能，確保建成的監測與預警系統功能齊全，可用于水質監測與預警。根據水質監測與預警需要，分析水質監測應包含的項目，通常情況下，水質監測包括監測水源的物理指標、化學指標、生物指標等，這些指標可反映飲用水水源的真實情況，以便工作人員判斷水質是否達到標準。相關人員要了解行業規定，明確不同等級飲用水水源水質需達到的標準，如表1所述，嚴格按照該標準監測水質，得出準確的監測結果。

表1 地表水型飲用水水源水質監測標準

考慮到有害物質在水中的存在形態以離子形式為主，應采用相應的監測技術手段判斷有害物質濃度。要注重對飲用水水源中糞大腸菌群含量的監測，如飲用水水源中糞大腸菌群含量超過每升1 000個，則會引起胃腸炎，影響身體健康，監測到糞大腸菌群超標的飲用水水源不可被飲用。還要注意其他有益微量元素的含量，各類微量元素超標也會影響水源水質。監測與預警工作的開展旨在及時發現影響水質的因素，針對飲用水水源實際情況，制定切實可行的水源保護方案，使飲用水水源水質始終良好，滿足人們的用水需求，不會危害人們的身體健康[2]。

2.2 篩選監測指標

篩選用于展現飲用水水源水質的監測指標至關重要。科學設置監測指標是優化系統功能的關鍵，相關人員結合飲用水水源水質監測標準，確定水質監測指標，提高水質監測結果的參考價值。第一，飲用水水源中微生物濃度，按照我國飲用水水質標準，微生物監測以糞大腸菌監測為主，要求用于飲用的水源中糞大腸菌群不得超過地表水環境質量標準（GB3838-2002）Ⅲ類標準限制，超過該標準即表明水源被污染，水質未達到飲用標準。第二，溶解氧監測是飲用水水源水質監測的重要指標，通常情況下要求飲用水的溶解氧不小于5。第三，總硬度監測，依據國家規定的標準，地下型飲用水水源中總硬度含量應低于每升450毫克，總硬度過高的水不可直接飲用。

各指標的監測方法不同。規范各指標的監測方式與監測流程，可保證監測結果的準確性，形成健全的水質監測與預警機制，以促進水質監測與預警工作順利完成。如大腸菌常用監測方法為發酵法，采用發酵法時要從水源中取樣，將其置于不同的發酵管中，并維持監測環境溫度為37攝氏度，發酵時間不少于24小時，統計陽性發酵管數量用于計算菌群數量；濁度監測需借助監測儀與比色皿，設置多個監測組，分析各監測結果的誤差，相對偏差過大的監測結果不具有參考價值。監測氟化物濃度可使用離子色譜法，將采集的水樣放置于4攝氏度環境中，并對待監測的水樣做預處理，以保證監測結果的精度。基于各監測方法的原理設計監測與預警功能，更符合相關工作的開展需要，凸顯該系統的利用價值[3]。

2.3 引進先進技術

工作人員可將先進技術引入水質監測與預警中，推動監測與預警系統智能化轉型，替代人力完成數據分析與處理工作，提高監測與預警效率，保證監測與預警結果的準確性。為提升監測結果的利用率，實現預測水質變化趨勢的目標，應增加水質監測與預警系統建設可用資金，加強基礎設施建設，為先進技術的引入創造基礎條件，優化技術應用效果。物聯網技術可用于水質監測與預警系統的建設，該技術將水質監測和預警使用的設備與互聯網相連，利用互聯網控制監測與預警設備的運行狀態，實現對相關設備的智能控制，降低設備出現故障的可能性，保證水質監測和預警結果的準確，具有較高的參考價值。該技術的運用涉及大量傳感器的使用，因此要注重無線網絡的建設，使傳感器采集的數據可被傳輸至系統，作為判斷飲用水水源水質的參考資料。

工作人員要基于物聯網技術的應用原理，構建用于水質監測的參數模型，有助于深入分析傳感器采集的數據，深入開發數據信息的利用價值，適用水質監測與預警的模型為Logistic回歸模型，模型形式為：

該公式中，P為事件發生概率，T、U分別為回歸截距與回歸系數，k是自變量，借助該模型分析反映水質情況的信息，并將分析結果與水質監測標準進行比較，得出準確的水質監測結果。該系統應具有數據存儲功能，實時記錄采集的數據信息，擴充系統存儲的數據量，根據采集的數據信息，分析飲用水水源水質的變化規律，預測飲用水水源水質是否存在下降的可能，并在其被污染前及時采取措施保護飲用水水源水質。

2.4 優化系統功能結構

監測與預警系統的功能結構，決定該系統的實際應用價值。為保證水質監測與預警工作質量，相關人員要優化系統的功能結構，使其滿足工作開展需要，能夠通過分析數據得出準確的監測與預警結果，為治理方案的制定提供參考資料。在設計水質監測與預警系統功能之前，要明確系統建設目標，設計系統應具備的各功能模塊，深入分析各數據信息之間的關系，開發采集數據信息的潛在利用價值。設計系統功能要與一線工作人員保持聯系，了解水質監測與環境保護工作的實際開展需要，設計系統的功能結構，根據水質監測與預警工作需要，設計系統功能結構，如圖1所示，并將該系統與地理信息系統相結合，以便確定飲用水水源所處位置。

圖1 監測與預警系統結構

為保證該系統的安全性，要審查進入系統人員的身份信息，已完成注冊并身份審核通過的用戶才可進入系統，未注冊用戶需提交相關信息并等待審核，審核通過后才能獲取使用該系統的資格，同時要根據用戶的身份設置系統訪問權限。優化設備列表功能，當用戶調用該功能時，為用戶展現系統使用各傳感器的情況，借助該功能實現對各傳感器的有效管理，使各傳感器處于良好的運行狀態，能夠準確采集反映飲用水水源水質的信息。適應該系統的運行需要，該系統使用TCP通信協議，TCP連接與斷開過程如圖2所示，能夠為系統內數據信息的傳輸創造更為安全的環境，避免反映水質情況的信息在傳輸過程中出現失真問題，保證水質監測與預警結果真實準確，避免飲用水水源被破壞[4]。

圖2 TCP連接斷開過程

2.5 引進先進設備

水質監測與預警工作中，要使用到多種類型的水質監測設備，設備的性能會影響工作效率，將先進監測設備用于水質監測與預警工作，有助于降低水質監測與預警工作的開展難度，縮短工作人員得出監測結果的時間，充分發揮水質監測與運行工作的作用。優化水質監測與預警工作可用資金的分配方案，確保工作人員可用于采購設備的資金充足，能夠依據水質監測與預警工作實際需要，采購性能良好的水質監測設備，作為相關人員完成工作的輔助工具。引進先進設備前，要了解設備的性能參數，判斷其是否符合水質監測與預警需要。某地區在飲用水水源水質監測中使用如表2所示的水質監測儀，相較于原有設備，該水質監測儀使用方式更為靈活，能夠適應不同環境下水質監測工作的開展需要。

表2 水質監測儀性能參數

為使先進設備在水質監測與預警工作中體現應用價值，應明確引進先進設備的使用方式，以合適的方式將引進設備接入網絡，將水質監測儀采集的數據存儲至監測與預警系統中，提升系統內數據信息的精度。同時編制設備運行手冊，組織參與水質監測與預警工作人員學習先進設備的使用方式，在工作中正確操作設備，采集數據信息，為正常運行奠定數據基礎。使用設備前，要檢驗水質監測儀的運行狀態，及時發現存在故障的水質監測儀，及時維修或更換存在故障的設備，并校正水質監測儀的參數，確保水質監測儀讀數準確，可用于水質分析工作的開展，準確預判飲用水水源水質未來的發展趨勢，實現水質預警功能，避免不符合標準的水資源被引用[5]。

2.6 重視人員培訓

水質監測與預警系統的建設，要求工作人員具有較高的能力水平，為此有關部門應重視人員培訓工作的開展，使參與水源水質監測工作人員能夠熟練掌握水質監測方法，按照要求完成水質監測工作。提高人才選拔標準，豐富檢驗人才的方式，實施持證上崗制度，并增加崗前培訓環節，幫助相關工作人員提升自身能力水平，適應水質監測與預警工作的開展需要，熟練掌握先進的水質監測設備，針對待監測飲用水水源水質特點，靈活調整設備的運行方式，得出準確的監測結果。從科研機構選拔能力水平較高的專家，參與到水質監測與預警工作開展過程中，指導工作人員科學完成水質監測與預警任務，有助于提高采集數據的科學性，得出能夠真實展現飲用水水源水質的監測結果，借此保證居民用水安全。

完善培訓機制，組織面向工作人員的培訓活動，基于水質監測與預警工作開展目標，確定培訓的形式與內容，使所有工作人員能夠從培訓活動中有所收獲，熟練運用水質監測儀，按照要求完成工作。建立與培訓機制相匹配的考核機制，檢驗工作人員的學習情況，判斷培訓制度落實效果是否達到預期，隨時調整培訓形式與培訓內容，并幫助工作人員發現自身工作能力的不足之處，針對性制定學習計劃，全面提升參與水質監測與預警工作人員的綜合素質。加強思想教育，使所有工作人員正確認知水質監測與預警工作的重要性，強化工作人員的責任意識，自覺參與水質監測與預警技術研究，不斷創新水質監測與預警方式，逐漸完善監測與預警系統功能。

3 結語

綜上所述，飲用水水源水質監測與預警、優化水質監測與預警策略至關重要，應作為相關人員的研究重點。相關人員要關注行業發展趨勢，適應飲用水水源水質監測與預警需要，研究更科學的水質監測與預警工作的開展方式，保證監測與預警結果的準確性，保證飲用水水源水質達到標準，為人們創造良好的生活條件。