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水质自动监测技术在水环境保护中的应用
朱燕云1 沈霞娟1 钮剑锋2

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朱燕云1 沈霞娟1 钮剑锋2,. 水质自动监测技术在水环境保护中的应用[J]. 水资源研究进展,2023.7. DOI:10.12721/ccn.2023.157063.
摘要:
随着人们的生活水平不断的提高和进步,对生态环境的关注度也是越来越高,带动环境质量改善明显提高,指标内涵更加丰富、工作任务更加艰巨,人民群众对优化生态环境的要求日益增高,而目前优质生态产品供给还不能完全满足人民日益增长的美好生活需要,工业污染源、生活污染源及畜禽养殖等废水排放量逐年增加,严重威胁了居民所需的生活用水和农业灌溉安全。为全面加强对水污染源的监控,各地都在兴建水质自动监测站。
关键词: 水质自动监测技术;水环境保护;应用
DOI:10.12721/ccn.2023.157063
基金资助:

水资源是现代社会发展的重要资源。水质是评价水质状况的重要指标。因此,对水质进行密集监测,有利于水生环境保护工作。水质自动监测技术是现阶段水环境监测中常用的技术手段,能够更加客观准确地反应水质状态,为水环境保护提供可靠依据。水质自动监测技术充分利用水样自动分析仪器对水样进行自动化、智能化分析,及时反映水质变化,并对主要污染物及其含量等进行分析,从而为监测水环境变化提供准确数据。水质自动监测技术具有方便、快捷、准确的特点,在现阶段水环境监测中发挥着良好的作用。该技术能够对各种环境下的水体状态进行分析,并且通过网络技术的应用实现数据在线传输,从而满足水环境保护对数据的需求。

1水质自动监测技术的实际价值

在水环境保护管理活动中,结合水质检测技术可实现对水环境质量问题更加科学高效地分析,相关工作人员可结合自动监测技术,对水环境质量进行及时高效地评判;同时提出有针对性的管控建议,确保治理方针能够有效落实、完善,在此过程中可结合自动监测技术对水环境的质量进行实时高效地测量,同时结合数字化运作体系也能够实时有效地传递数据。同传统监测技术相比,结合自动监测技术可提高系统运作的稳定性和可靠性,能够降低监测成本。在这期间,监测单位需要结合各类先进技术对各种水质指标进行细致全面地监测,还需要对各类数据信息进行线性、非线性分析,结合人工智能系统,借助有线以及无线的方式,完成对整个数据库体系的构建和打造。在监测管理过程中,工作人员需要对监测频率进行有效设置,提升监测效率,并且降低工作人员的压力。在水质监管活动中往往涉及较为复杂的工作内容,比如需要对水质样品进行采集、收集,同时在完成对数据信息的测量之后还需要进行整理、控制,结合有效的检测方式、检测手段,实现对水资源问题更加科学有效地管控,但是在此过程中需要耗费大量的人力、物力、财力,而利用水质自动监测技术,可借助计算机信息化手段,完成对水质参数的数据化采样,完成对数据资料的汇总、分类,避免在该过程中出现人为管控误差,提高水质数据管理水平,尽管水质自动监测技术需要结合较多先进设备、先进仪器的使用,其初期建设成本较大,但是从长远考虑,水质自动监测技术具备较低的人工成本,同时也会减少在后续水环境分析、水环境控制过程中所投入的人力、物力,能够将检测的综合成本控制在一个较为合理的水平,并且相关工作人员的压力也会得到有效缓解,将更多精力投入到其他领域创造出更大的价值。因此结合各类先进技术实现对水环境自动高效地监测可提高水质管理水平,减少返工或浪费的情况,降低人工成本。

2水质监测现状

2.1监测力度不足

水体中不仅有无机污染物,还含有大量自然或人工合成的有机污染物,相比于无机污染物,具有毒性的有机污染物更难降解,它会使水中溶解氧含量降低,不仅危害生态系统,还会危害人体健康。某些持久性有机污染物更是难溶于水且不易被发现,进入食物链则会对人体产生较大危害。许多人工有机污染物,尤其是工业废水和农药都含有危害水源和土壤的元素,一旦进入生态系统,其监测难度更高且不易被彻底清除。前期水质监测力度不足会使污染物进入水体,造成环境破坏,污染物自身带有的大量病菌还会危害水生生物,影响人们的正常生活。目前,我国的水质监测技术还不够先进,相关部门重视力度不足,许多隐性污染物没有被列入监测范围。监测指标不明确、监测人员素质参差不齐、仪器设备老化等问题,都使水质监测质量受到影响。

2.2监测方法落后

目前,水质监测需求较多,监测任务繁重,监测方式仍以人工监测为主。近年来,我国建立了更为完善的水质监测系统,同时引进了COD快速测定仪和石墨炉原子吸收分光光度计等先进设备用于水质监测,这些设备操作流程较为复杂,而某些地区多将水质监测工作外包给第三方机构,不同机构的技术及员工配合度难以得到保证。此外,许多第三方机构工作人员采购设备时缩减成本支出,更偏向于购买功能不全、成本低廉的仪器设备,因此在监测持久性有机污染物时,难以保证监测数据的准确性。

2.3监测指标不明确

水质监测一定要明确各项指标,保证监测结果可以为水质评估工作提供数据支撑,降低审核工作难度。在我国,水质监测体系不够健全,水质监测指标不明确,致使监测人员在工作中需要花费更多的时间,不同部门甚至在讨论过程中出现纠纷。比如,地下水的监测任务不仅由水利部门负责,同时也由环境保护部门和国土资源部门负责,不同部门的监测出发点和监测指标不同,责任范围划分不明确,经常出现工作内容重复或完成情况没有达到预期目标的问题,给我国的水质监测工作带来一定困难。

3水质自动监测技术在水环境保护中的应用

3.1水质自动监测技术在地表水监测过程中的应用

地表水监测管理是水质管理控制活动中不可缺少的关键要素,技术人员需要将水质监测技术有效运用到地表水环境的评估管理工作中,通常情况下,借助传统技术可实现对地表水的各项数据信息进行有效监测评估,同时也可对地表水进行远程管理控制,而利用自动化管理、自动化控制技术,结合物联网,可实现对水样实时高效地监测评估,特别是针对部分人类难以到达的区域位置,在相关水域环境中人类的生活会对其中的各项理化参数造成较大的影响,可结合水质自动监测技术,在部分复杂或深水区域开展实时高效的水环境控制,可对其中潜在的污染事件、污染问题进行有效预防、报备,避免水环境、水污染进一步加剧、进一步扩散。相关技术在地表水监测管理活动中可实现对区域水环境综合管理控制,可对整体区域的水质进行有效分析评估,在此情况下,可结合高质量、高效率的水环境管理工作,提高水质监管水平。总体来说,新时期随着人们生活水平不断提升,在水资源管理过程中,相关检测人员也需要革新现有的技术体系以及监测管理手段,相关部门在地表水监测活动中应当确保所采集到的数据信息具备完整性、全面性、代表性,可实现对整个体系中的各项数据资料进行有效把控,提高监测管理水平。

3.2用于水库水质监测

水库主要负责提供居民饮用水、工业用水及农业用水,与生产生活息息相关。将水质自动监测系统用于水库水质监测可实时监测水质数据变化,若水质指标在短时间内超出设定阈值,系统发出告警。工作人员可根据告警信息及时预防处理,保证水质安全,避免出现蓄水危机或水质污染。我国传统的水库水质监测很难实现持续性的高频率水质监测,难以于水污染早期发现问题,水质监测带有一定滞后性。而水质自动监测系统可利用自动化装置实时采集,并及时反馈,使保护部门第一时间获取有效信息,锁定污染区域,探明污染成因,紧急部署,极大提升了水库水质监测质量和水污染防治效率。

3.3排污口水环境监测

由于排污口分散在不同的位置,污水排放监测需要较长的周期,按照以往的人工监测会给环保部门在污水排放管理过程中带来很大工作量和人员占用,也无法及时准确掌握每个企业排污情况。那么,采用水环境自动监测技术就可大大提高污水排放工作管理的效率和污水监测的准确度、及时性。水环境自动监测技术可对排污口水环境进行连续全程自动监测,能够随时掌握企业排污水环境情况,及时制定合理措施对企业污水排放进行管理。可在排污费用收缴管理中采用自动监测技术远程控制企业能够依规排污,系统可关联企业缴纳污水处理情况、监测污水水环境情况并设置各指标上线、监测排污时间和流量、设置远程闸门等,使企业在缴费充足和水环境水量合规的情况下排污。系统可实时不间断自动监测排污情况,也可保存历史排污信息,保障了数据的完整性,利于工作人员快速了解情况,提高了工作效率,也为污水排放管理工作提供了科学的数据支撑。水环境自动监测技术在排污口水环境监测中的应用,减轻了基层环保人员的工作量,提高了监测准确度,便于环保部门对各个排污口进行科学管理,指导环保部门及时发现违规排污行为并给予处理,有效提升了污水排放管理工作的效果。

4水质自动监测质量控制建议

4.1加强对自动监测数据的校对

使用自动监测技术进行水环境监测虽然可以提高工作效率,及时获取数据信息,应用效果明显,有很好的应用前景,但是保证监测数据的准确性是能够提升水环境自动监测水平的前提。在水环境自动监测技术应用中,应定期做好对系统的校正工作,配备专用设备和实际对各监测站进行一起校准,减少自动监测结果与实际水环境监测结果的偏差。此外,校正系统的过程中,要及时发现设备存在的系统问题,定期开展设备维护工作,保证系统正常进行自动监测。

4.2完善实验室检测流程

严格按照标准进行实验检测可以减少误差率,保证检测结果的准确度,同时保证水质监测工作的科学性和严谨性。在检测水质样品时应该使用平行样对比分析法提高检测结果的准确度,将检测过程的随机误差值最小化。可以先抽取1/10水样实行平行样对比分析,也可以使用加标回收样品的分析方法,此种方法也能够最大限度减少误差率。试验回收率就是在水样溶解待测物后,针对待测物在分析与添加样中的含量执行分析检测,确定是否彻底回收待测物,进一步保证实验结果的准确性。

4.3完善质量控制体系

完善质量控制体系是优化水质自动监测技术的重要条件。质量控制体系的应用能够保证水质自动监测技术应用事后控制的有效性,确保各项数据能够得到良好的应用,从而为水环境保护工作提供良好的条件。质量控制体系是围绕水质自动监测的质量结果而形成的控制体系,因而要求工作人员对监测结果负责,利用事后控制措施保证水环境保护工作的质量。在应用水质自动监测技术时,工作人员要对各项数据进行分析和应用,进一步为后续的水环境保护工作提供良好的帮助。而在此过程中构建完善的质量控制体系,可以让工作人员更加科学、客观地评估自动监测系统得出的各项参数信息,对水污染、水质变化等情况进行研究,严格规范监测质量,使水环境保护工作的开展更加科学和合理。同时,工作人员需要结合当前水质自动监测技术的相关情况不断完善质量控制体系,并围绕现阶段的设备使用、数据分析、数据应用等各项内容,从细节入手优化质量控制体系,选择有效的管理制度进行约束,通过应用监督评审等方式进行优化,从而进一步提高水质监测工作的质量。

4.4提升监测人员的技术水平

监测人员的技术水平对于水质自动监测技术的应用具有一定的影响,因而相关部门和企业应该重视监测人员技术水平的提升。水质自动监测技术具有自动化和智能化的特点,在具体应用中需要专业技术人员为其提供技术保障和支持。随着自动监测技术的发展,其对监测人员的专业性要求也在不断提高。在开展水质自动监测工作时,应该重视监测人员的优化与能力提升,在人才招聘中应选择信息技术和数据处理能力更强的专业人才参与水环境监测工作。同时,也要注重水质自动监测技术的创新与发展,定期对监测人员进行专业知识培训,使其能够适应监测技术的不断进步,从而为水环境监测方案规划提供良好的帮助,并进一步提升水质监测工作的效率。相关单位需要组织专业化、系统化的培训,以提升监测人员的能力和水平,使其能满足现代化水环境监测工作的要求,优化人力资源水平,使水质自动监测技术的应用更加高效、合理。

4.5重视设备养护

要使水质监测结果更具有准确性和科学性,必须使用国家行业标准要求使用的仪器进行监测。相关人员需根据国家计量法的标准规定对水质分析计量仪进行校准,以保证水质监测结果的准确度;相关负责人员必须提升个人业务水平和专业素养,重视仪器设备的养护;负责仪器设备检测的工作人员必须及时、准确、详尽记录水质监测仪器设备的使用次数及具体使用情况,记录好检查信息及维修、养护方案等;24小时实时监测仪器设备运行,保障设备运行的稳定性,避免出现运行误差影响水质检测结果的准确度。比如,针对水质检测仪可每月定期检查一次电导电极,溶液电导率越高对电极表面要求越高,检查频率也就越高;要仔细检查电极是否完好,如果发现存在缺口、裂缝、磨损或受腐蚀严重现象要及时处理;如果将在线电导仪安装在新的管道系统内,运行几天之后就应该进行检查,保证在线电导仪能够正常发挥作用;如果水质检测仪出现灵敏度下降、仪表指示不稳定等不正常状况,很有可能是由于电极出现损伤所导致,要及时维修或更换;在进行电极清洗时要根据污染环境类型选择合适的洗涤剂,按照标准要求进行清洗操作,需要注意的是,如果电极常数比较低则不能使用毛刷清洗。

结语

水环境自动监测技术作为一种现代化信息技术越来越广泛的应用在水环境保护工作中,可对水环境进行实时、准确、动态及全过程监测。水环境自动监测技术的应用替代了原始人工监测,提高了水环境监测效率,提升了水环境采样的安全性,一定程度降低了水环境监测管理成本,优化了水环境监测结构。随着科学技术的进一步发展,水环境自动监测技术将继续朝着更加智能化、系统化、自动化的方向发展,将实现更多领域的创新应用,可更好地为水环境保护工作的开展提供精准的数据支持和奠定坚实基础。

参考文献

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