饮用水水源水质监测和预警分析

王陶芬，曹 卫

（南充市高坪生态环境监测站，四川 南充 637100）

引言

水与人们的生活关系紧密，饮用水水源水质会影响人们的身体健康。现代社会水环境容易被污染，原有水质监测与预警方法不再适用。因此，相关人员要重视饮用水水源保护，创新水质监测与预警的策略，及时发现被污染的饮用水，并采取治理措施，确保饮用水水源水质符合饮用标准，与人们的生活用水需求相符，不会威胁人们的身体健康，维持社会秩序的稳定。

1 饮用水水源水质监测与预警的作用

水为生态系统的重要组成部分，也是人们生活中不可缺少的资源，加强水质监测与预警，可避免存在有毒物质、病菌或其他污染物的水被人们饮用，保证人们的用水安全，防止饮用水水源水质不达标威胁人们的身体健康[1]。高质量的水质监测与预警功能，能够使饮用水水源水质达到标准，具有较高的利用价值，支持人们生产生活活动的顺利开展，提高人们的生活质量，降低人们饮水后患病的可能性，使地区拥有的水资源被合理利用。除此之外，功能完善的水质监测与预警系统，可推动地区污水处理系统优化，帮助工作人员制定更为科学的污水处理方案，引进先进的污水处理设备与技术，降低处理污水的难度，避免生活污水污染饮用水水源，以实现保护地区水环境的目标。

2 饮用水水源水质监测与预警系统建设

2.1 明确水质监测内容

为建设水质监测与预警系统，相关人员要明确水质监测内容，分析该系统应具有的功能，确保建成的监测与预警系统功能齐全，可用于水质监测与预警。根据水质监测与预警需要，分析水质监测应包含的项目，通常情况下，水质监测包括监测水源的物理指标、化学指标、生物指标等，这些指标可反映饮用水水源的真实情况，以便工作人员判断水质是否达到标准。相关人员要了解行业规定，明确不同等级饮用水水源水质需达到的标准，如表1所述，严格按照该标准监测水质，得出准确的监测结果。

表1 地表水型饮用水水源水质监测标准

考虑到有害物质在水中的存在形态以离子形式为主，应采用相应的监测技术手段判断有害物质浓度。要注重对饮用水水源中粪大肠菌群含量的监测，如饮用水水源中粪大肠菌群含量超过每升1 000个，则会引起胃肠炎，影响身体健康，监测到粪大肠菌群超标的饮用水水源不可被饮用。还要注意其他有益微量元素的含量，各类微量元素超标也会影响水源水质。监测与预警工作的开展旨在及时发现影响水质的因素，针对饮用水水源实际情况，制定切实可行的水源保护方案，使饮用水水源水质始终良好，满足人们的用水需求，不会危害人们的身体健康[2]。

2.2 筛选监测指标

筛选用于展现饮用水水源水质的监测指标至关重要。科学设置监测指标是优化系统功能的关键，相关人员结合饮用水水源水质监测标准，确定水质监测指标，提高水质监测结果的参考价值。第一，饮用水水源中微生物浓度，按照我国饮用水水质标准，微生物监测以粪大肠菌监测为主，要求用于饮用的水源中粪大肠菌群不得超过地表水环境质量标准（GB3838-2002）Ⅲ类标准限制，超过该标准即表明水源被污染，水质未达到饮用标准。第二，溶解氧监测是饮用水水源水质监测的重要指标，通常情况下要求饮用水的溶解氧不小于5。第三，总硬度监测，依据国家规定的标准，地下型饮用水水源中总硬度含量应低于每升450毫克，总硬度过高的水不可直接饮用。

各指标的监测方法不同。规范各指标的监测方式与监测流程，可保证监测结果的准确性，形成健全的水质监测与预警机制，以促进水质监测与预警工作顺利完成。如大肠菌常用监测方法为发酵法，采用发酵法时要从水源中取样，将其置于不同的发酵管中，并维持监测环境温度为37摄氏度，发酵时间不少于24小时，统计阳性发酵管数量用于计算菌群数量；浊度监测需借助监测仪与比色皿，设置多个监测组，分析各监测结果的误差，相对偏差过大的监测结果不具有参考价值。监测氟化物浓度可使用离子色谱法，将采集的水样放置于4摄氏度环境中，并对待监测的水样做预处理，以保证监测结果的精度。基于各监测方法的原理设计监测与预警功能，更符合相关工作的开展需要，凸显该系统的利用价值[3]。

2.3 引进先进技术

工作人员可将先进技术引入水质监测与预警中，推动监测与预警系统智能化转型，替代人力完成数据分析与处理工作，提高监测与预警效率，保证监测与预警结果的准确性。为提升监测结果的利用率，实现预测水质变化趋势的目标，应增加水质监测与预警系统建设可用资金，加强基础设施建设，为先进技术的引入创造基础条件，优化技术应用效果。物联网技术可用于水质监测与预警系统的建设，该技术将水质监测和预警使用的设备与互联网相连，利用互联网控制监测与预警设备的运行状态，实现对相关设备的智能控制，降低设备出现故障的可能性，保证水质监测和预警结果的准确，具有较高的参考价值。该技术的运用涉及大量传感器的使用，因此要注重无线网络的建设，使传感器采集的数据可被传输至系统，作为判断饮用水水源水质的参考资料。

工作人员要基于物联网技术的应用原理，构建用于水质监测的参数模型，有助于深入分析传感器采集的数据，深入开发数据信息的利用价值，适用水质监测与预警的模型为Logistic回归模型，模型形式为：

该公式中，P为事件发生概率，T、U分别为回归截距与回归系数，k是自变量，借助该模型分析反映水质情况的信息，并将分析结果与水质监测标准进行比较，得出准确的水质监测结果。该系统应具有数据存储功能，实时记录采集的数据信息，扩充系统存储的数据量，根据采集的数据信息，分析饮用水水源水质的变化规律，预测饮用水水源水质是否存在下降的可能，并在其被污染前及时采取措施保护饮用水水源水质。

2.4 优化系统功能结构

监测与预警系统的功能结构，决定该系统的实际应用价值。为保证水质监测与预警工作质量，相关人员要优化系统的功能结构，使其满足工作开展需要，能够通过分析数据得出准确的监测与预警结果，为治理方案的制定提供参考资料。在设计水质监测与预警系统功能之前，要明确系统建设目标，设计系统应具备的各功能模块，深入分析各数据信息之间的关系，开发采集数据信息的潜在利用价值。设计系统功能要与一线工作人员保持联系，了解水质监测与环境保护工作的实际开展需要，设计系统的功能结构，根据水质监测与预警工作需要，设计系统功能结构，如图1所示，并将该系统与地理信息系统相结合，以便确定饮用水水源所处位置。

图1 监测与预警系统结构

为保证该系统的安全性，要审查进入系统人员的身份信息，已完成注册并身份审核通过的用户才可进入系统，未注册用户需提交相关信息并等待审核，审核通过后才能获取使用该系统的资格，同时要根据用户的身份设置系统访问权限。优化设备列表功能，当用户调用该功能时，为用户展现系统使用各传感器的情况，借助该功能实现对各传感器的有效管理，使各传感器处于良好的运行状态，能够准确采集反映饮用水水源水质的信息。适应该系统的运行需要，该系统使用TCP通信协议，TCP连接与断开过程如图2所示，能够为系统内数据信息的传输创造更为安全的环境，避免反映水质情况的信息在传输过程中出现失真问题，保证水质监测与预警结果真实准确，避免饮用水水源被破坏[4]。

图2 TCP连接断开过程

2.5 引进先进设备

水质监测与预警工作中，要使用到多种类型的水质监测设备，设备的性能会影响工作效率，将先进监测设备用于水质监测与预警工作，有助于降低水质监测与预警工作的开展难度，缩短工作人员得出监测结果的时间，充分发挥水质监测与运行工作的作用。优化水质监测与预警工作可用资金的分配方案，确保工作人员可用于采购设备的资金充足，能够依据水质监测与预警工作实际需要，采购性能良好的水质监测设备，作为相关人员完成工作的辅助工具。引进先进设备前，要了解设备的性能参数，判断其是否符合水质监测与预警需要。某地区在饮用水水源水质监测中使用如表2所示的水质监测仪，相较于原有设备，该水质监测仪使用方式更为灵活，能够适应不同环境下水质监测工作的开展需要。

表2 水质监测仪性能参数

为使先进设备在水质监测与预警工作中体现应用价值，应明确引进先进设备的使用方式，以合适的方式将引进设备接入网络，将水质监测仪采集的数据存储至监测与预警系统中，提升系统内数据信息的精度。同时编制设备运行手册，组织参与水质监测与预警工作人员学习先进设备的使用方式，在工作中正确操作设备，采集数据信息，为正常运行奠定数据基础。使用设备前，要检验水质监测仪的运行状态，及时发现存在故障的水质监测仪，及时维修或更换存在故障的设备，并校正水质监测仪的参数，确保水质监测仪读数准确，可用于水质分析工作的开展，准确预判饮用水水源水质未来的发展趋势，实现水质预警功能，避免不符合标准的水资源被引用[5]。

2.6 重视人员培训

水质监测与预警系统的建设，要求工作人员具有较高的能力水平，为此有关部门应重视人员培训工作的开展，使参与水源水质监测工作人员能够熟练掌握水质监测方法，按照要求完成水质监测工作。提高人才选拔标准，丰富检验人才的方式，实施持证上岗制度，并增加岗前培训环节，帮助相关工作人员提升自身能力水平，适应水质监测与预警工作的开展需要，熟练掌握先进的水质监测设备，针对待监测饮用水水源水质特点，灵活调整设备的运行方式，得出准确的监测结果。从科研机构选拔能力水平较高的专家，参与到水质监测与预警工作开展过程中，指导工作人员科学完成水质监测与预警任务，有助于提高采集数据的科学性，得出能够真实展现饮用水水源水质的监测结果，借此保证居民用水安全。

完善培训机制，组织面向工作人员的培训活动，基于水质监测与预警工作开展目标，确定培训的形式与内容，使所有工作人员能够从培训活动中有所收获，熟练运用水质监测仪，按照要求完成工作。建立与培训机制相匹配的考核机制，检验工作人员的学习情况，判断培训制度落实效果是否达到预期，随时调整培训形式与培训内容，并帮助工作人员发现自身工作能力的不足之处，针对性制定学习计划，全面提升参与水质监测与预警工作人员的综合素质。加强思想教育，使所有工作人员正确认知水质监测与预警工作的重要性，强化工作人员的责任意识，自觉参与水质监测与预警技术研究，不断创新水质监测与预警方式，逐渐完善监测与预警系统功能。

3 结语

综上所述，饮用水水源水质监测与预警、优化水质监测与预警策略至关重要，应作为相关人员的研究重点。相关人员要关注行业发展趋势，适应饮用水水源水质监测与预警需要，研究更科学的水质监测与预警工作的开展方式，保证监测与预警结果的准确性，保证饮用水水源水质达到标准，为人们创造良好的生活条件。