浅析水质监测在环境工程中的意义及监测的相关环节分析
杨东成
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杨东成 ,. 浅析水质监测在环境工程中的意义及监测的相关环节分析[J]. 水资源科学研究,2022.9. DOI:10.12721/ccn.2022.157088.
摘要:
随着我国改革开放,在大力发展社会经济的同时,重工业得到了迅速的发展。因此,河流以及地下水面临着与日俱增的污染问题。长期以来,工业废水与生活废水都在随意排放的状态,水中污染物质在急剧增加,许多湖泊海洋藻类濒临爆发的状态,生态的稳定面临威胁。生态环境问题与我们日常生产生活息息相关,水环境是自然界辐射范围最广的系统,其影响力也是最强的,已经占据了整个地球环境中最重要的地位。
关键词: 水质监测;环境工程;相关环节
DOI:10.12721/ccn.2022.157088
基金资助:

引言

水质监测行业是环境保护工作中的一个极为重要的领域,不仅可以探测水质污染的程度,也是分析水质污染的必要手段之一。水质监测工作作为环境保护的最基础环节,已经成为了当前国家的热点话题,也对人们的工作有着至关重要的意义。

1水质监测在环境工程中的意义

水质监测工作是要定期或者不定期地开展统一的检测工作,同时也要监测水中的化学物质以及悬浮物与水生态系统,测定水体中污染物的种类与浓度,监视水质的变化趋势,正确评价水质的状况。全面监测水质的环境,准确的反应出水质的基本情况,可为水资源管理工作提供最基础的依据。水质的指标可以将水质量的参数充分描述出来,对于水中多种类型的杂质,要用不同的成分和数量来表示。由于水质监测的指标项目比较广泛且用途各不相同,我们需要从杂质的名称中分析出其成分。一般情况下,工作人员在监测水质环境的过程中,需要对监测的指标进行分类,一种是反映水质状况的综合指标,包括温度、色度、浊度以及生物所需氧量等。另一类指标包括酚、氰、砷等有毒物质。环境水质监测的方法一般为化学法、电化学法和气相色谱等,国外最常见的监测方法是化学方法。

2监测的相关环节

2.1积极完成实验室的准备工作

实验室的准备工作在一定程度上可以有效确保监测结果的准确性,准备工作可按照以下方式进行:选取容器不能随意,监测物质特性决定了材质容器,应根据监测物质性质合理选择;对于不同形态的水环境样品,所选容器也不同,要将不同容器分类摆放,不可随意使用;采样完成之后,及时清理容器,每次使用后也要清洗干净,便于后期使用,避免浪费,确保仪器的精准度;分析实验过程中,应掌握试剂纯度,不同环境可能会对试剂纯度产生影响,如蒸发过程会对试剂纯度有一定的影响,应重视样品试剂,利用合理的方式检测样品试剂的纯度。实验室的准备工作不容忽视,应提前完成准备工作,确保对水质进行有效监测,相关人员要积极配合,及时解决问题,获取精确的监测数据。

2.2数据传输环节分析

用于水质监测的环境工程技术包括现场传感系统、数据云和机器学习组件。无处不在的环水质监测已经越来越多地用于环境工程分析。云计算可以在不使用本地计算机硬件的情况下存储和分析大量数据。通过网站对记录的数据进行简单、远程的评估是其重要优势之一。此外,无线传感器是收集现场数据最有效的方法之一,在水质管理中广泛使用现场传感技术需要考虑的几个因素(如互操作性、功耗、可靠性、可用性和安全性),实时数据和用户硬件平台之间互操作性的重要性,以最小化额外的调整。传感系统的低功耗率对于现场传感器与数据平台之间的稳定数据传输至关重要。数据平台的可靠性和可用性至关重要,功能丰富的商业平台以最大限度地减少改进数据系统设计,并将重点放在传感技术的开发上。通过加密和认证技术采取适当的安全措施向公众提供实时数据的重要性,低成本有线或无线技术的发展使得实时数据可以很容易地转移到基于互联网的数据平台上,从而提高了水质管理数据的可用性。

2.3有效对样品展开分析

样品分析是水质监测的重点,对样品进行有效分析能够获取水环境特点和数据信息,有利于对水体情况的充分了解和掌握,便于开展相关工作。进行样品分析时,要正确使用仪器设施,准确获取所需的数据信息,切忌因粗心导致数据错误,避免数据出现严重的误差。相关样品处理时,可以应用平行样进行研究,如果采用加标回收率的方式,则无法有效分析处理后的样品,需要合理控制样品质量。样品之间存在差异,实际监测过程中不能仅针对部分样品进行监测,应对所有样品进行全方面的监测,确保得出有效的数据。监测过程中,要重视不同情况,进行有效防范,如相关溶液和校正曲线会根据温度的不同而发生一系列的变化。

2.4无线传感器环节分析

在环境工程中,多个现场在线传感器被用于实时监测,而对于大型自然水系统的监测,有线传感器被广泛使用。然而,与传统的监测方法相比,无线传感器网络在海量数据的实时检测方面具有明显的优势,且成本相对较低。适用于水质监测的代表性无线网络技术有Wifi、无线通信技术(ZigBee)和蓝牙。Wi-Fi是基于无线局域网的设备数据传输最常用的技术之一。ZigBee比Wifi耗电少,成本也低。然而,它展示了一个较短的传输区域,因此适合于封闭网络,如家庭网络。蓝牙的低功耗接近ZigBee,传输区域相对较广;因此,它的使用近来有所增加。实时监控数据在传感器节点和数据云之间的传输分为两个步骤:第一传感器节点到控制器,第二控制器到数据云。ZigBee或蓝牙用于传感器节点和控制器之间的数据传输。Wifi主要用于控制器与数据云之间的数据传输,而不用于传感器节点与控制器之间的数据传输,因为其功耗过高。最近,低功耗广域网络,如LoRa和SigFox越来越多地用于水质监测,因为它们具有更广泛的通信范围(超过几十公里),而传统的无线技术,如ZigBee和蓝牙(几百米的通信距离)。在不久的将来,低成本和大范围的水质监测范式可能会取得进展。

2.5提高采样人员的综合能力

首先,在选择人员方面要保证采样人员知识的全面性,因为水质采样涉及地理学、化学及文学等,这样就需要对相关专业人才给予引进;其次,要做好岗前培训工作,提高采用工作人员对工作的重视程度,在思想层面促进其良好职业道德的形成。再次,要对相关工作人员定期的开展培训工作,保证其能够对采用设备和操作流程全面掌握,在培训结束后,开展考核和演练工作,以此来有效提高采样工作人员的对技术的熟悉程度。最后,要及时的更新设备,相关部门要做好技术升级和培训工作,使他们更好的胜任水质监测工作,进而有效提高工作效率。

2.6沉淀滴定分析法

分析法基础是沉淀反应,沉淀反应可以生成比较小的溶度积,从而可以进行定量迅速的化学反应,确定滴定的终点。只有少数的试验适合用沉淀滴定法。银量法或者氧化还原滴定法的原理是根据氧化还原反应机理,对物质进行有氧化性和还原性的测定,这种试验的机理会更复杂一些。在试验过程中,还有一定的副反应,需要充分考虑反应条件对滴定结果的影响。

结语

利用传感技术从现场监测收集到的大量数据,与深度学习等先进的数据分析技术相结合,可以更有效地用于水质管理。因此,这些技术在现场监测、数据传输和分析方面的最新发展促进了水质管理的优化。然而,许多水质监测系统仍然依赖于定期的人工采样和监测,尽管收集的数据是通过新的机器学习技术来分析的。因此,开发和应用基于传感器技术的现场实时监测系统,结合深度学习等高科技数据分析技术,寻找更好的水质管理解决方案是十分必要的。

参考文献

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