水质自动监测技术在水环境保护中的实践刍议

严杨

甘肃省金昌生态环境监测中心 甘肃金昌 737100

在对水环境的现状及变化规律进行分析，进而进行保护时，需要水质监测的数据作为主要依据。但要想运用人工的方法，实时地监控水环境的质量变化，可以说是非常困难的。进行全时段对水环境质量变化监测是能够控制水污染的基础，也是保护水资源的一个必要手段，仅靠人力的方式不但消耗了大量的资源，对水质监测的工作人员也是一种挑战。所以，水质自动监测技术的出现极大地减少人力物力的消耗，为找出水质变化规律，实现数据连续传输做出了巨大的贡献。

一、水质自动监测技术的概述及应用价值分析

(一)水质自动监测技术的概述

水质自动监测系统是一套以自动分析仪器为核心，跨越多种专业学科，运用现代传感、自动控制、自动测量技术、计算机技术、相关的分析软件以及通信网络所组成的一个综合性的在线自动监测技术。水质自动监测系统的历史极为悠久，最早可追溯到20世纪80年代，但我国的水质自动监测系统的起步是较晚的，主要的监测项目为常规五参数、氨氮、有机碳数等，在饮用水源地水质监测系统增加了对磷、氮、叶绿素等的监测，不但减少了水质监测人员的劳动强度，还加强了水质监测数据的精密度。自动化的方式，能够对水面流体进行实时监测并预测，对水源的污染情况进行预测，水质监测人员便可以根据系统数据决定是否加强改善的力度，进而降低跨区域污染的发生。还可以将水质自动监测技术测量出的数据与手工监测的数据进行比对，以此来调节自动化检测系统的精准度，使自动监测系统的数据能更加精准。水质自动监测技术还可以监测手工无法监测到的位点，通过实时联网，搭建起一个水质自动监测网络，实现数据的传输与共享。近年来，我国的水质自动监测站也逐步建立起来，遍布我国的各个角落。

(二)自动监测技术的应用价值

首先，采用自动监测技术能够解决设备庞大，无法带出户外，需要采样后，将样品运送到专门的检测实验室进行检测，从采集水到监测的过程往往需要很长时间，且检测的结果由于人为因素的存在，也可能会出现这样那样不可避免的误差。自动监测技术就可以有效地解决这些问题，因为自动监测仪器设备相对简单、便于携带与使用，可以在现场进行，通过网络技术以及自动化测量的技术来监测，既提高了效率，也避免了样品运输途中造成的误差。在测量后能够将测量的实时数据传输给监测的工作人员，检测人员便可以通过这些数据，开展相关的水环境保护工作以及水污染防治工作，对水环境质量的监测工作提供了极大的便利。

其次，水环境自动监测技术在发展中吸纳了众多的新型技术，能测量水样当中更多的指标，例如，水流的流速、水位的高低、水样的温度、水样的酸碱度、水样的浊度等，并能够对各项指标含量进行数据的整合与分析，比对各个月份同一流域的水质，进而能够及时发现水资源的污染问题，避免较大的水资源短缺问题。

最后，水质的监测工作是长期的，也是全面的。水质监测的结果会出现大量数据的积累，这些水质监测数据就可以通过自动监测技术实时传输给相关的负责人以及环境保护中心，这样就能够达到对水质全时段的监控。而且，像一些偏僻的支路河流，就可以通过建立无人的水质自动监测站点，自动进行检测并数据实时传输，这样不但减少了资源的浪费，还能够实现对各个地区的水资源进行检测，做到全面覆盖。

二、自动监测技术的特点

自动监测技术与传统的手工监测水质的特点不同，水质自动监测技术可以实现对水质的连续、自动监测，以及数据的远程自动传输，环境保护中心可以随时查询到所有自动监测站点的水质数据。解决了手工监测周期长，劳动强度大，数据传输速度慢等问题。

水质自动监测也转变了我国环境治理的被动局面，能够对水环境污染做出预判，在水资源污染情况到达一个临界值时，便会向水质检测人员发出信号进行警告，检测人员便可以查找水质污染的源头，并对排放污水废水的人实行一定的措施，禁止其在排放具有污染性的水资源，从而防患于未然，充分体现出了水质自动监测技术的优越性，以及水利部门水量水质综合管理的可行性。水质自动监测系统还能够加强全国水环境监测技术一体化的发展，实现全国水质监测系统的大联合，在线查询、分析、计算等，实现了各个单位之间水质信息的共享，寻找到各个地区之间水质监测的差距，实现对全流域水环境的综合评价，为未来的水质监测技术提供科学依据。

三、水质自动监测技术在水环境保护中的具体运用

(一)地表水水质监测

“十三五”时期，我国已经初步建立了国控地表水断面的水质自动监测站，其重点工作就是监测地表水、地面流域的水质情况。从目前的情况来看，我国的水质监测工作已经大量应用了水质自动监测技术，步入“十四五”时期后，我国将新增设将近两千个国控地表水监测断面，重要的河流、湖泊等位置都要建立水质的自动监测站。优先采用自动监测数据，可见我国对水质自动监测领域的重视。

(二)排污口污水监测

水资源污染情况的主要原因就是我们向河流中排放了大量的污水，导致水资源本身的净化能力减弱。所以对于污水排放的监测是刻不容缓的。在人工监测污水排放的过程当中，工作人员往往不能实时地监控河流附近的污水排放情况，而且相关的工作人员较少，无法在监测时间不足的状态下掌控企业污水排放的信息等。针对这些问题，我们应用自动监测技术就可以解决，因为自动监测技术可以实时地对污水流量进行监测，寻找到污染源，做到对企业排放污水的状况实时监控，还可以远程控制污水排放的阀门，当企业拖欠污水费或不缴纳排污费时，我们就可以利用自动监测系统，将阀门关闭。

(三)饮用水水质监测

饮用水的水质是人们关注的重点，因为饮用水的水质关系到人们的健康以及社会的和谐发展。水是人类的生命之源，是人类赖以生存的必需物质。人类所需水的含量仅次于氧气，但不是所有的水都能够叫做饮用水。我国目前对于饮用水的监测也应用了自动监测技术。水质自动监测系统能够对水中的生物毒性、色素浑浊度等进行实时监测，水质中的各种相关参数都能够被较好地管理与掌握，各项指标都能够实现全程精准把控。并且，水质监测技术还可以借助视频及数字等的信息传输技术，不但能够保证水质监测工作的完整性，同时也能够大大提升相关环保部门的监管能力。

四、水质自动监测技术在水环境保护当中存在的问题

近年来，我国的水质自动监测系统不断地发展进步，但一些相关技术仍然不够成熟。技术的更新不是一蹴而就的，需要根据我国的国情做出与我国水资源相符合的水质监测技术，不能急于求成。目前，国内的水质监测技术存在的问题有：

(一)运行维护成本较高，资金投入不足

我国对水资源的保护是极为重视的，为了能够获取更加准确的水质监测信息，就需要设立较多的水质自动监测站，放置若干个水质监测设备。

我国投入在水环境保护当中的资金，在前期水质自动监测系统建设的过程中，主要用于采购这些仪器设备，花费了较高的成本。导致后面的发展资金不足，以生活污水为例，由于资金的不足，导致目前的水利配套设备极不完善，设备建设的标准也极低，一些基础的设施已经用了许多年，普遍存在老化现象，导致生活污水无法合理净化排放，一些地区存在重建轻管等问题。提到管理问题，我们在建立自动监测站的后期，必须要安排一些专门的技术人员负责这些仪器的定期维护，这对于水资源的保护也是一笔不小的预算支出。

(二)技术水平要求高，人员专业素养有待提高

水质自动监测的设备投入资金都很大，只有经过专业培训的管理人员才能够保证设备的安全，存在一些工作人员理论知识掌握不到位就上岗的问题。因此各类人员都应该按照要求参加有关专业知识和资格的培训，具有能够独立操控水质检测设备能力才能上岗工作，工作后也必须要对水质监测人员进行定期的专业培训，严格要求他们进行定期的维护、校正以及清理。当设备出现故障或异样的情况时，水质监测人员能够及时发现，并判断出问题原因，严重时报告给有关维修部门进行维修，减少损失。水质监测人员对于数据也要有敏锐的感觉，因为监管人员需要比对监测数据的准确性及可靠性。

由于水质监测系统对管理人员的要求很高，工作地点也较为偏远，离市区较远。因此各地区的环保总局也应给予管理人员相关福利，使管理人员能够尽职尽责。对水质自动监测系统也应实行分级管理的方式，省界断面的站点可以由总站点管理，位于市界断面的站点可以由省站管理，以此类推。虽然水质自动监测系统与人工监测相比有着许多的优势，但是由于目前我国的技术条件的限制，该检测系统的实际应用在一些方面仍然会受到限制。对于水质监测结果的分析、数据的处理等，也需要相关的技术监测人员具备较强的技术水平。

(三)系统本身运行不稳定，环境要素影响严重

水质自动监测技术对环境的要求极高，因为监测系统需要利用分光光度法，这种方法对水质的要求高，恶劣天气、水流的冲击、水中的杂质以及水中的生物都会对水质自动监测系统的稳定运行造成一定的干扰，导致数据的偏移，并且会导致最终的自动监测结果存在较大误差，监测结果变得毫无价值，其不能保证准确性与科学性，很难为水环境的保护工作开展提供参考。因此，在地表水水质自动监测仪器安装时，可以针对当地的环境，以及监测断面情况，修改仪器的设定，增强仪器对恶劣环境的适应性，避免因为环境影响，导致数据产生的巨大误差。

五、对水质自动监测技术的建议

(一)完善监测网络系统

我国独特的地理环境，导致每一个河流水域的敏感区域以及监测的重点都有所不同。所以，对于不同的水域，我们就要建立起对应水域的监控网络系统，尤其是对各个地区饮用水水资源的监管，是重中之重。同时，要合理安排各个自动监测站的站点分布，加强监测的灵敏度，避免对同一水源出现重复监测或该水源无人监测的问题，进而避免资源的浪费，以及不必要的经济支出，为后期水质自动监测的维修与保护奠定了良好的基础，为更加全面掌握水质信息提供技术支持。

(二)建设水质信息系统

如今，“互联网+”技术的普及，让我们的生活更加便利，也为我国的水质检测技术提供了帮助，利用“大数据”的技术，建立起一个统一的水质信息数据库，让生态环境局能够对全国的水资源保护情况进行了解，统计出一段时间以来该区域水质的波动变化情况，提出与该地区水质相符合的保护水资源制度，进而提高工作效率，为下一步水环境保护的相关政策进行合理规划。

(三)加强质控工作

水环境的保护是一项长期的工作，不可松懈怠慢，为了提高水环境的保护效果，国家应建立规范的质量检测控制方案，对水质进行维护与巡查，统一规范水质标准管理，建立起完善的水质监测规程。对于各个岗位的工作人员也要明确自己的责任，分工明确，派遣专业人员定期对仪器设备进行维护，仪器应清晰表明维护时间，所需要的化学试剂应妥善管理保存，谨防污染试剂，配置及使用也应有明确标识，防止因试剂问题而影响数据的质量及精确度。

(四)监控日常运行质量

水质自动监测设备的造价都是极高的，因为诸多因素的分解及降解，部分自动监测的仪器需要定期更换内部的溶液，待使用的标准溶液也要妥善保管，避免强光照射而氧化，最终失去溶液的利用率。

结语

近年来，我国建立的水质自动监测站已经为我们提供了许多精密的数据，为水环境保护做出了巨大的贡献，为人们生活饮用水的安全发挥了极其重要的作用。将信息技术应用于水质监测工作中，是我国水环境保护的大趋势。在相关规定的引导下，各地都加强了对水环境治理的重视，也加强了对水资源的保护，国家经济上的支持也让各种新设备、新技术逐渐投入使用，相信在未来一段时间内，还会有更多的新型设备投入使用，水质自动监测技术也会为水环境保护提供更多的保障。