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浅析地表水环境自动监测技术应用要点

2020-06-01 338 上传者：管理员

摘要：在现代科技的带动下，地表水环境管理日渐趋于精细化，尤其是自动监测技术的应用，确保了监测结果的完整性与真实度，为水环境质量评价提供了科学依据。但是，水质自动监测技术目前在实践中逐渐显现出部分问题，如技术与标准规范滞后、经费投入不足等。未来，人们要不断完善预警机制，开展集成化动态监测，以推动地表水环境自动监测朝现代化方向发展。

关键词：
发展趋势
地表水环境
自动监测技术
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自动化技术是开展地表水环境监测的有效方法，但从当前的技术条件来看，人们并未完全发挥自动监测技术的优势，导致水环境监测停滞不前。因此，人们要合理分析地表水环境自动监测技术现状与发展趋势，以充分发挥自动监测技术的作用，有效提升地表水环境监测质量。

1、地表水环境监测的重要性

当前，我国面临严峻的生态环境问题，既要发展经济，也不能忽视环境保护。水是人类赖以生存的基本物质，也是社会发展的重要基础，随着地表水污染的加剧，生活用水与工业生产用水更加稀缺，为了提高生产生活用水质量，人们要积极开展地表水环境监测，有效保护地表水环境。

首先，要加大地表水环境监测力度，对污染严重的地表水资源进行全天候监控，从源头上治理地表水环境污染。其间既要监测地表水质，又要监测水资源周边环境变化。其次，收集、整理、分析地表水资源的相关数据信息，充分了解地表水污染的范围与程度，确保治理方案的针对性与有效性。一旦日常水环境监测发现水质数据出现异常，就要对水环境进行深入分析，逐步缩小污染范围，防止污染扩散与失控。地表水环境监测能够降低污染危害，提高污染防控成效，增强水环境保护的有效性。地表水环境保护策略的制定不能脱离监测数据，人们要确保保护措施落实到位，以不断减少水环境污染范围与损失，改善水质，确保生产生活用水达标，推动社会经济可持续发展。

2、水质自动监测技术与人工监测技术的差异

2.1 基本原理

在地表水环境自动监测中，自动监测仪器测定原理应当始终与人工监测的实验室分析方法保持高度统一，任何仪器在使用之前都需要深入检测稳定性和使用状态，确保状况良好，以减少监测数据差异，提高分析测试的智能化水平。自动监测仪器使用后要放入实验室内统一保管，其间要合理选择保护方式，以免仪器保护不当而影响水质自动监测效果。

2.2 灵敏度

人工监测能够根据待测物浓度水平，合理采取萃取与稀释等手段，将浓度调整为最佳试验分析区域，确保测试结果的准确性。自动分析会简单地进行前处理，缺失干扰物消除步骤，待测物自动富集，加之进样量小，使得样品代表性缺失，最终导致项目测定灵敏度低，无法满足水体测定精确要求。例如，重金属自动分析仪器在测定过程中无法消除共存离子的影响，导致测定灵敏度偏低，错报与误报现象较多。

当前，地表水环境自动监测仪器性能有待进一步提升。例如，高锰酸盐监测运用高锰酸钾滴定法，自动监测仪器滴定速度慢，易受水样泥沙浊度干扰，测定时间长；pH监测运用玻璃电极法，自动监测仪器存在玻璃电极易结垢的问题；氰化物监测运用分光光度法，自动监测仪器使用流程烦琐，显色剂不稳定与易变质，分析速度慢；砷监测运用原子荧光法，自动监测仪器受环境温度影响大，仪器系统复杂，会产生有毒物质砷化氢，维护难度大；汞监测运用电化学分析法，自动监测仪器电极易老化，灵敏度低，维护技术要求高，不能满足低浓度地表水监测要求；粪大肠菌群监测运用固定酶底物法，与实验室一致，但试剂昂贵，自动监测仪器运行成本高。目前，自动监测仪器在部分监测项目中表现出较低的灵敏度，不能满足水质监测需求，其在地表水环境监测中的应用推广受到限制。

2.3 采样方式

通常，采样头设在河岸边。在地表水环境监测中，水站利用采水泵将分析样本分送至各分析测试仪器。为便于维护与减少航通阻碍，采样头通常只设一个，一个自动采样点与手工监测中的多个采样点比较，后者采样更加规范。人们要严格遵循《地表水和污水监测技术规范》（HJ/T 91—2002）的规定，按照河宽与水深布设自动采样点。采样点数量少，会影响水样的代表性，在流量小的水体中，采样结果差异较小，但在流量大的水体中，结果差异较大。人们要根据不同的差异进行深入分析，确保采样结果满足试验要求。

3、地表水环境自动监测技术应用要点

3.1 系统的完整性与成套性

要想充分发挥水质自动监测系统的作用，人们必须保证系统的完整性与成套性。系统成套性反映了仪器集成与配套设备的完善性，而完整性反映了仪器与配套设备功能的全面程度。唯有满足这两个条件，系统才能在水质监测中充分发挥作用，提升监测结果的精确度。影响监测设备性能发挥的因素较多，如检测器污染或是仪器管道阻塞等，不仅会降低仪器测定敏感度和检测结果精度，还会影响检测质量与检测效率，因此，加强监测分析前的水样预处理尤为关键。水质自动监测系统完整性与成套性的划分并不明确，两者相辅相成、相互依存。

实际上，大多数水质监测站并不注重系统成套性与完整性，原因是工作人员专业水平低，资金投入不足。面对地表水环境自动监测的各种新情况，要加大宣传力度，增强大众的环境保护意识。国家要重视发展自动监测技术，加大资金投入，为监测系统完整性与成套性建设提供基础保障。另外，加大对监测人员的培训与考核力度，使其能够胜任工作，强化职责，不断提高监测站整体工作水平[1]。

3.2 系统验收

地表水质自动监测系统验收的主要内容包括：系统完整性与成套性指标、监测数据捕捉率、分析方法与比对试验、系统运行状况、系统售后服务情况等。传统系统验收方法不能满足要求，人们要紧跟时代发展步伐，充分利用现代信息技术，尽快建立水环境保护数据体系，为监测站系统运行提供数据支持，确保地表水环境自动监测的效率与质量。

4、地表水环境自动监测技术的发展趋势

4.1 提高监测精度

地表水环境自动监测充分利用现代科技，使得水环境自动监测系统日趋精细化，确保监测效果的精确性与稳定性。地表水环境自动监测仪器通常主要监测综合污染指标，未来要加大对专项自动监测仪器的研发力度，不断提高仪器测定的精确度、广泛性与灵敏度，缩小与人工测定分析结果的差异，推动地表水环境监测有序展开，确保水环境监测质量[2,3]。

4.2 实现动态监控

水站普遍建设与运维成本高，系统烦琐复杂，导致地表水环境监测流于形式[4,5,6,7]。水环境自动监测系统建立后，人们要有计划地展开分级建设，以获得理想的地表水环境自动监测效果。水站可以根据实际情况，选择是否建设站房，不能建设站房的位置可建设简易站或微型站，实现地表水环境自动监测的全覆盖，夯实水环境常态化与动态监测的基础。

4.3 升级软件

自动监测技术的适用范围广，监测数据结果真实完整[8,9,10]，为地表水环境自动监测奠定基础。要想实现监测数据高效处理分析，人们需要加大数据处理与分析软件的优化力度，确保监测系统更好地为水环境监测服务。除此之外，要不断优化数据入库程序，明确数据审核责任和义务，确保入库数据真实完整。

4.4 加强环境预警

自动监测技术的应用，提高了地表水环境监测水平，但产生的大量监测数据并未得到高效利用。自动监测技术水平有限，难以对数据进行有效的分析处理，导致数据资源浪费。因此，应当加强数据综合分析能力，综合分析污染物排放量、流速、流量等数据信息，明确污染物浓度变化的关联度，了解水质变化规律，以强化水站的环境预警功能[11,12]。另外，要加大自动监测技术的推广力度，提高整体环境控制能力，促进地表水环境监测实现创新性发展。

4.5 水质评价

自动监测技术足以与人工监测方法比肩，与人工监测方法相比，效率较高。自动监测技术可以提升水环境质量评价效果，未来，人们要加大自动监测设备的研发力度，提高自动监测技术的适用性，保证水环境质量评价结果准确可靠。

5、结论

自动监测技术应用于地表水环境监测中，实现了水质动态监控与系统报警，能够帮助人们了解掌握水质变化。与手工监测方法相比，自动监测技术具有明显的优势，效率较高。当前，人们要不断改进自动监测仪器，提高自动监测技术的适用范围和监测精度，同时积极借鉴国外优秀水质自动监测经验，不断完善我国水质监测体系。

参考文献：

[1]张怡宁,韦杰.地表水环境自动监测运行管理质量控制[J].绿色科技,2019,(16):105-106.

[2]王惠祥.地表水水质自动监测站手工监测与自动监测比对分析[J].化学工程与装备,2019,(8):272-273.

[3]黄兆林,马艳琼,徐岗.地表水水质自动监测系统应用中存在的问题及对策[J].云南化工,2019,46(4):71-72.

[4]宋帅.地表水水质自动监测-预警系统研究——以产芝水库为例[D].青岛:中国海洋大学,2010.

[5]徐亮,钟声,曹军,等.新形势下江苏省地表水自动监测站运行管理模式对策建议[J].环境监控与预警,2015,(5):61-64.

[6]丁宏.地表水自动监测运行管理及预警效能提升研究[D].南京:南京农业大学,2014.

[7]张军,邢梦林,王潇磊,等.河南省地表水自动监控系统的设计与应用[J].干旱环境监测,2013,(4):174-178.