水质自动监测技术在水环境保护中的应用

张治忠，张青

（潍坊市生态环境监控中心，山东 潍坊 261000）

水环境作为人们生存所需的重要资源，掌握其质量的动态变化具有重要意义。水质监测技术是了解水体质量的重要手段，提高水质监测效果，是提高对水环境保护效果的重要措施。随着科技的发展、社会的进步，智能化、自动化技术为人们的生活、生产提供了良好的便利性，在其影响下，水质监测技术也向着自动化的方向发展。水质自动监测技术因其高效性、安全性被广泛地应用于水环境保护中，提高了水质监测的效果，但也存在一定的问题。因此，对水质自动监测技术在水环境保护中的应用进行研究，挖掘其潜在的问题并提出相应的策略，以期提高水质自动监测技术的应用效果，进而推动水环境保护的发展。

1 水环境保护工作分析

1.1 影响水环境质量的因素分析

水环境质量会在各种不合理的因素影响下发生变化，导致质量下降。通过影响因素分析可为水环境保护与治理奠定良好的基础。经分析总结影响水环境质量的因素如下：

1.1.1 自然环境因素

随着全球气候变暖现象的加重，气温的升高大幅度提升了水资源的蒸发速度，造成区域大量的水资源被浪费，严重的情况下甚至会导致水生态环境发生较大的变化。一般来说，通常以水文状况来评价区域流域水环境的质量，随着气温的升高、水量的减少，导致河流、湖泊无法得到有效的水量补充，会对周边动植物的正常生长产生一定的干扰与影响。若水资源流域范围内存在大量的矿物质，在自然环境因素的影响下则会导致水环境发生矿化现象，致使水环境质量水平下降[1]。

1.1.2 人为因素的影响

人类的活动一直是生态环境遭到破坏的主要因素。对森林的乱砍滥伐，对矿物资源的无节制开采，会导致地表水在人为因素的影响下快速流失，地下水得不到有效补充，水位下降，进而出现水资源枯竭、地面沉降等现象。与此同时，地表水的流失进一步造成了植物覆盖面积的减少，形成水环境资源的恶性循环。工厂的工业废水未经处理或处理未达标而直接排放到水体中，会导致水体重金属污染，水质恶化，水生生物死亡，最终影响水环境质量。

1.2 提高水环境保护的主要措施分析

1.2.1 优化水资源配置

优化水资源配置是展开对水环境有效保护的前期准备工作，可从两方面出发：一方面，加大对于水环境的保护力度，借助先进的定位、监测技术，对水资源分布情况、水质质量等进行定期监测，并对水资源相关的数据参数进行严格的管控，降低人为因素对水资源优化配置的干扰；另一方面，借助法律法规、行政规范等手段对水资源的配置进行优化，提升水资源循环利用率。同时强化对生产废水、生活污水的治理力度，提高污水处理效果，减少污水对于水环境的不利影响[2]。

1.2.2 重视水环境监测工作

对于水环境中水质的有效监测是开展水环境保护工作的基础，应重视和提高水环境监测工作。首先在监测时采用高效、科学的监测技术，降低水质监测难度、提升水质监测效果，便于水质分析工作的全面、顺利展开；其次在对水质进行自动监测时，需要及时且全面地对各项水质资料进行收集、整合、归纳，有助于有关部门开展相应的水质分析工作，最终通过分析结果制定相应的水环境保护方案及策略。还要逐步提高对于水环境监测工作的重视程度，提升水环境监测的作用，对水质监测技术进行升级优化，与信息化、智能化、自动化技术相结合，提高水质监测以及综合分析的效率、效果[3]。

1.2.3 科学治理污水

应从当前水环境的实际情况出发，提高污水治理工作的力度，对现存的污染问题进行治理、控制，对不存在污染问题的水环境做好预防、保护工作，根据水质监测工作中获得的有效信息，对不同区域、不同污染问题的水环境开展科学、有效的治水。从工业角度来说，要严把排水监测关，禁止不达标的污水进行排放，降低水资源中重金属等有毒有害物质的含量；从农业角度来讲，要提高对于高毒性、有害性农药的把控，降低使用量，进而降低其对于地下水的影响。

2 水质自动监测技术

在水质监测工作中提升水质监测技术的质量与效果，对于水环境保护工作具有重要意义。而水质自动监测技术是水质监测技术领域新兴的发展方向与目标，将水质自动监测技术与物联网技术、信息化、智能化技术相结合，利用相应的功能模块，在设置的专门监测点实现对水质信息的自主采集，并对采集信息进行分析与传递，为监测方提供详实准确的水质情况，可降低传统人工监测时人为因素的干扰。水质自动监测技术体现为由各功能模块集成的水质自动监测系统[4]，其应用范围较广，包括地表水域的监测、排污水口的监测等。

2.1 水质自动监测技术的功能

2.1.1 水质在线自动监测

利用布置于监测点的高精度、多样化传感器自动获取水质信息的多种参数，例如温度、浊度、COD、电导率、总磷等等，并根据参数进行实时分析，还可以根据实际要求，添加能够获取所需参数的传感器以获得更多的信息，例如获取重金属离子监测信息和pH值等信息。除了自动监测外，通过网络通信技术将获取的参数进行实时传递，进而为工作人员能够及时掌握水质的实际状况提供助力。

2.1.2 预警预报功能

通过系统平台，工作人员可对监测的水质参数设定安全值域，通过实时的自动监测，当系统前端的传感器监测到水质的参数超过其设定的安全值域时，系统则向用户发送报警信息进行预警，报警信息可通过图像、表格、声音等多样化的方式进行呈现，可以帮助工作人员针对出现的异常情况做好准备和处理工作。除了对水质信息预警外，其还具有系统自身故障预警功能。通过对设备、设施的参数进行实时监测，当出现供电设备损坏、监测传感器故障等异常情况时，也会告知工作人员，以便及时维修。

2.1.3 在线查询和发布功能

通过水质自动监测系统的平台，可对监测的水质过往情况以及实际情况进行查询，并出具相应的监测报告、分析报告等，还可以通过网络进行互联，例如在工厂排污口进行检测时，水质自动在线监测系统可与企业内部的管理系统进行联网，起到一定的排放控制功能，还可与环境保护部门实现联通，提高水质监测管理、水环境保护的效率，为水环境质量的管理提供支持与帮助。

2.2 水质自动监测技术在水环境保护中的应用特点

2.2.1 高效性

随着科学技术的不断发展，信息化、智能化的技术为人们的工作与生活提供了极强的便利性，其中水质自动监测技术的构建与应用就是其中重要的体现。现代化的水质自动监测技术可利用其高效、精准的特点，改善与弥补传统水质监测工作模式的不足，推动水环境保护工作的开展。工作效率的提升是社会多行业的重点发展目标与方向，在水环境保护工作中同样如此，提高水质监测的效率与效果对于水环境保护工作具有重要意义。以往传统的水质监测工作多采用半自动化和人工结合的工作模式，需要进行的操作、实验等项目较为繁琐、复杂，因此会造成一定程度的时间成本的浪费，并且由于监测结果受人为因素的影响较大，更加加重了水质监测工作的压力。通过在水环境保护中应用水质自动监测技术，可以充分发挥其高效性的特点，可在极短时间内完成水质监测工作，并保证监测结果的精准性，全面提升水质监测效率和质量，改善传统水质监测模式效率低、压力大等问题。高效性的特点对于水环境保护工作而言十分重要，因为只有迅速、有效地探究、分析出水环境中所存在的问题，并及时地解决和改善，才可以实现保护水环境的目的，避免出现更大的损失和不良影响。

2.2.2 安全性

在任何生产和生活的场景中，安全问题是人们首先且重点关注的目标，保证水质监测过程中的安全具有重要意义。传统的半自动化、半人工的水质监测工作中，采样一般由人工进行，由于存在采样环境恶劣、危险等问题，导致监测工作效率较低的同时还存在一定的安全隐患。而水质自动监测技术采样由系统自带的设备进行，可以有效避免人工采样的误差，降低人工采样的风险。并且在水环境保护的过程中，水质监测过程以及治理措施较为繁琐，需要对水样进行采集、检测，对数据进行整理、分析，对治理效果进行对比、研究需投入一定的成本与资源，通过应用水质自动监测技术，利用计算机替代人工进行全自动监测，有利于降低成本以及人工误差发生的风险，使监测效果达到最佳。在现阶段，随着自动监测技术的不断优化发展和普及应用，可有效解决传统人工采样安全性较低等问题，进而满足了水环境保护工作中对于安全性的要求。

3 应用水质自动监测技术存在的问题

水质自动监测技术能够实现对水质的自动监测，被广泛应用到水环境保护项目中。然而，在实际调查研究中发现，水质自动监测体系应用过程中依旧存在一定的问题，会影响到水质自动监测体系的应用效果，存在的问题如下：

3.1 水质监测项目繁杂

在水质监测工作前期，没有充分地对项目进行具体的规划，基础项目过于混乱、繁杂，导致监测效果和最终监测结果的准确性下降，进而对水质自动监测技术的应用产生不利的影响。同时，没有针对性地根据区域水环境的实际情况确定有效的水质监测项目，会使水质自动监测技术在水环境保护中的综合调控效果下降，降低现存问题的处理水平，也提高了水质自动监测技术以及其他水环境保护技术在实际应用过程中出现各种问题的风险，最终导致水环境预防、保护和治理等工作难以顺利开展。

3.2 水源取样受到限制

一方面，在水质监测之前，没有充分地对水环境的分布和实地环境进行考察、没有对污染情况进行详尽的分析，造成水源取样受到限制，从而导致水样缺乏代表性，水质检测结果的可参考性随之下降；另一方面，在对水环境取样时，因受到气候环境、地理位置等因素的限制，加之取样时相关人员没有按照有关标准与规范要求开展工作，不仅影响水样质量，还会对水环境的水质监测效果、相关技术的应用产生影响，进而导致后续的水质检测工作难以有效、连贯地展开，最终降低水质自动监测技术在水环境保护中的作用。

3.3 监测设备不够合理

水质自动监测技术是基于设备而实现的。相关设备应用不合理则会导致设备实际运行的参数受到影响，从而减弱设备的作用和效果，设备与设备之间的配合程度下降，进而导致水质自动监测技术在水环境保护中的应用出现问题，综合管控效果受到限制。并且，在水质自动监测系统的应用中，有关操作人员没有按照水质检测标准与规范的要求对系统设备的参数进行调整、设置，无形中提高了各种设备在使用过程中出现问题的风险，最终无法保证水质检测结果的准确性[5]。

4 提高水质自动监测技术应用效果的策略

为解决水质自动监测技术在水环境保护中存在的问题，从水质监测项目、水源取样、设备的选择三方面提出水质自动监测技术的应用策略。

4.1 规划并确认水质监测项目

在应用水质自动监测技术的前期，必须要对监测对象的水环境状态进行充分的分析、研究，进而规划、确认水质监测项目，并根据项目对自动监测技术进行调整，保证监测的水平及效果，充分体现水质自动监测技术在水环境保护中的作用。在进行水质检测时，检测的项目通常包括水体水温检测，pH值检测、污染物总量检测等，这些检测项目相互之间存在一定的联系，在实际检测时，应根据项目的表现形式和检测工作的开展要求，对水质自动监测技术以及自动监测系统的设备参数进行有效的调整，解决水质自动监测技术在水环境监测项目应用过程中面临的问题和阻碍。在实际开展监测项目时，可能会存在项目流程与监测内容存在差异的情况，因此应根据差异的表现对项目应用的技术进行调整，使水质自动监测技术与其他技术协同作业，通过多重技术的协同与配合，可以有针对性且全面地开展水质监测工作，保证最终水质监测结果的准确性，从而为水环境保护与治理方案的制定提供有效的帮助，进一步提高在水环境保护中水质自动监测技术的地位，在改善传统监测方式不足的基础上，充分发挥水质自动监测技术的作用与效果。

4.2 做好区域水源取样

在开展水质自动监测时，做好前期的调查准备工作，按照标准化的流程作业，可以提升水质自动监测技术的应用效果，提高监测结果的精准性。不仅如此，水源取样点的设定也会影响监测效果的精准性，不具有代表性的样品会导致水质检测与水环境保护之间的关联性减弱，无法得到具有代表性的结果。因此，在应用水质自动监测技术时，应对监测区域范围内的全流域水源情况进行考察，然后根据相应的保护目的与要求对污染区域进行划分，在划定的区域按照相关标准、规范规定的流程完成取样任务，获取能够代表区域特征的水样，并存放于规定要求的容器内进行转移和检测，为水质自动监测技术的应用提供技术指导，避免因前期取样不合理，导致水质自动监测技术的应用出现问题，进而保证水质自动监测在水环境保护中能够顺利、合理、连贯地展开。

4.3 选择合理的监测设备

虽然水质自动监测技术可为水环境保护中水质的监测、污水的处理提供一定的帮助，但是当水质自动监测技术所用的设备出现故障、不合理运行等问题时也会产生不利的影响。因此，需要根据水环境保护工作要求、水质自动监测实施要求选择合理的监测设备，并不断地利用新技术对其进行优化，提高设备运行的稳定性。如此，不仅可以为水质自动监测提供便利性支持，还可为水环境污染问题综合治理提供帮助。由于水环境不同，其水质检测要求、污染表现形式、设备运行要求存在一定的差异，因此需要通过综合考虑、对比，选择最优的设备。并在基础上，加大对操作人员的培养，使其掌握水质自动监测技术所涉及设备、仪器的操作方法，避免实际操作中出现失误，并在日常使用中制定设备维修与养护方案，提高水质自动监测设备、仪器的使用寿命，减少发生故障的风险，进而使水质自动监测技术能够在水环境保护中得到充分的运用。

5 结语

由于自然因素以及人为因素的影响会导致水环境质量下降，为提高水环境质量应从优化水资源配置、重视水环境监测工作和对污水进行科学治理三个角度出发，明确水质监测是水环境保护工作的基础。通过应用水质自动监测技术，利用其高效性、安全性的特点，做好水质监测项目的规划、区域水源取样工作以及监测设备的合理选择，可有效提升水质检测的质量和效果，通过对检测结果的分析制定相应的水环境保护方案，为水环境的保护提供支持与帮助。