浅谈水质自动监测系统在秦淮河水环境监测中的应用

张青吴琼沈乐

（江苏省水文水资源勘测局南京分局，江苏南京 210008）

1 秦淮河水环境监测的重要意义

秦淮河是长江下游的一条支流，是南京文明的摇篮，全长约110 km，流域面积2630 km2。秦淮河大部分在南京市境内，是南京最大的地区性河流，被视为南京的“母亲河”，在历史上也极富盛名，被称为“中国第一历史文化名河”。近些年，随着城市的建设和社会经济的发展，秦淮河的污染问题越来越受到人们的重视。在2002～2005年秦淮河水环境整治的3年时间里，主城段从武定门闸到三汊河口闸的沿河97家排污企业全部搬迁，4356户棚户区的生活污水全部截流进入污水管道，2011年开始的雨污分流工程也正在全市逐步有序的展开。世界第二届夏季青年奥林匹克运动会2014年即将在南京举行，秦淮河作为南京历史文化的一张名片，将展现在全世界青年的面前，所以，加大秦淮河水质的监测监控力度，提高监测监控能力，降低水体污染程度，改善秦淮河水环境，防止突发性水污染事件的发生已刻不容缓。

2 秦淮河近几年突发性水污染事件回顾

秦淮河作为南京地区的主要河道，其第一功能是为城市防洪排涝，在每年汛期遇到单位时间降水量较大时，秦淮河2630 km2的汇水面积虽然保证了城市的安全，但同时也有大量的污水混同雨水形成径流流入秦淮河。主城及上游已建的各项排污治理调水工程虽然在一定程度上发挥了积极的作用，但仍会有大量的污水短时间内集中进入秦淮河，加上秦淮河自身长期积累的污染本底值，结果难免会发生突发性的水污染事件。例如：2011年4月18日，外秦淮河沿线2 km多河面上出现大量死鱼，水西门、汉中门大桥一带以及石头城公园附近污染尤为严重，水体气味难闻；2011年5月11日，内秦淮河复成桥段和大中桥附近河面上出现大量死鱼，水体成淡粉红色；2012年4月2日，外秦淮河沿线出现大量鱼浮头现象，城南中华门外附近水体污染较为严重，水面漂浮物增多，感官甚差。

3 水质自动监测系统概述

3.1 水质自动监测系统简介

水质自动监测系统是一套以在线自动分析仪器为核心，运用自动测量技术、自动控制技术、计算机应用技术和相关的专用分析软件及通讯网络所组成的一个综合性的在线自动监测体系。它能够自动、连续、实时、准确地监测目标水域的水质，掌握其异常变化情况，对污染做出预报预警，及时追踪监测污染。监测数据可远程自动传输、在线查询和共享，自动生成图表等，为监控污染提供了第一手资料。同时，自动监测系统相对于人工常规监测，节约了人力和物力，提高了效率，实现了水质监测的信息化和现代化。

3.2 水质自动监测系统组成

水质自动监测系统一般由监测站房、水样采集单元、预处理单元、在线自动分析单元、系统控制单元和通信传输单元以及远程监控管理中心等组成。各组成部分都有其相应的建设要求和运行规范，各个单元间协同工作，既具独立功能同时又统一流程，任何环节出现问题都会影响整个系统的正常运行。见图1。

3.3 水质自动监测系统质量保证与控制

图1 水质自动监测系统的构成

在日常监测过程中会因为多种原因导致系统运行不稳定，出现不正常状况，从而影响监测数据的准确性。如何对监测质量进行有效控制，以达到国家规定的标准要求，除了要定期对系统各部分进行检查维护外，还必须按要求运行各仪器自身的校准程序，进行标准溶液的核查以及实验室比对分析。地表水自动监测技术规范中测定误差计算公式为：

式中：

xi―自动监测仪器测定值；

xj―国家标准方法测定值。

在系统各仪器状态良好，液路、电路正常情况下的标准溶液核查与实验室分析比对系统测量的相对误差结果可达到≤±5%，实验室分析比对试验结果误差可达到≤±10%，满足国家地表水自动监测技术规范±10%和±15%的误差要求。表1和表2为自动分析单元高锰酸盐指数指标的水质监控统计数据。

4 秦淮河水质自动监测系统应用与思考

秦淮河水质自动监测系统为地表水自动监测技术应用的一个典型范例，为秦淮河调水及秦淮河水环境监测提供及时、科学、有效的数据。其监测站点布设在武定门闸站、河口闸站以及溧水天生桥闸站；监测项目包括：五参数（电导率、浊度、pH、溶解氧、水温）、氨氮和高锰酸盐指数；监测频率多则3～6次/d，少则2次/d。从开始建设运行至今，整个系统包括其核心分析设备已从最初的工艺流程粗放、可靠性不高、精密度较低的状态逐步更新升级为流程精细科学、系统设备稳定性好、监测精密度高的标准。目前，武定门闸站及河口闸站为改造升级监测站点，以德国WTW和法国SERES设备为主要分析仪器，完全满足监测系统的技术要求。该设备可提供 4～20 mA、RS232C和MODBUS总线接口，满足双向数据及信号传输功能的要求，同时采用了单量程或双量程配置，既满足突发性水污染事故水质变化较大时的监测要求，也能保证正常水质状况下数据监测的准确性，各监测分析单元的性能指标均参照 HJ/T96、HJ/T97、HJ/T98、HJ/T99、HJ/T100、HJ/T101标准。如今，两站点每天不间断的监测提供着大量秦淮河主城段的水质数据和资料。根据近些年的监测数据，秦淮河水质主要特点为：氨氮常年为Ⅴ类或劣Ⅴ类，高锰酸盐指数主要维持在Ⅲ～Ⅳ类之间，溶解氧则根据排污状况及受气温影响主要在Ⅲ～劣Ⅴ类之间波动。

表1 Seres2000高锰酸盐指数在线分析仪标准溶液核查结果

表2 Seres2000测定与实验室国标方法测定高锰酸盐指数比对结果

为了更好更快改善秦淮河的水环境，充分发挥自动监测系统的作用，针对本系统目前的现状有如下一些思考：首先，要完善优化本系统站点的布设，或在上游增加站点，严密监控上游污染河段，或在主要排污口处建设本系统，监测污染来源，减轻下游受污染压力。其次，在本系统中植入流量信息，以达到量、质同步监测的效果。第三，加强和提高本系统的远程监控能力，实时了解系统的运行状况，更有利于系统的管理和维护。

5 结语

2012年11月召开的党的十八大报告中明确指出，要把生态文明建设放在突出地位，融入经济建设、政治建设、文化建设、社会建设各方面和全过程，努力建设美丽中国。这对水利工作提出了更高的要求，而水环境监测工作作为基础工作，应得到加强和提高，所以，必须在重点地区、重点水域和饮用水源地建设完善水质自动监测系统，才能获得及时准确的水环境信息，才能强化水资源的管理和保护，实施最严格的水资源管理制度。