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水質自動監(jiān)測技術在水環(huán)境保護中的應用策略

2021-11-28 13:00修海霞
關鍵詞:監(jiān)測技術水質自動

修海霞

(臨沂市生態(tài)環(huán)境局蒙陰縣分局,山東 臨沂 276200)

為了更好地做好水環(huán)境的保護工作,需要對水環(huán)境進行長期、科學地監(jiān)測,及時掌握動態(tài)化數(shù)據,對當前水質情況進行詳細準確地分析,以這些數(shù)據信息為基礎,開展各項水資源保護工作。在以往的水環(huán)境監(jiān)測過程中,一般采用手工監(jiān)測的方式,這種監(jiān)測方式耗費大量的人力和資源,并且監(jiān)測效率較低,監(jiān)測準確性不足,從而影響到后續(xù)工作的開展。在科學技術的不斷發(fā)展過程中,水環(huán)境自動監(jiān)測技術得到了空前的發(fā)展,技術不斷成熟。當前在水質監(jiān)測領域中自動化監(jiān)測技術得到了推廣,可以幫助監(jiān)測部門完成日常的監(jiān)測任務,及時掌握動態(tài)數(shù)據,并對存在的問題進行預警,有利于水資源保護工作的開展。

1 水質自動監(jiān)測技術概述

1.1 水質自動監(jiān)測系統(tǒng)

水質監(jiān)測主要是在某區(qū)域對水質進行持續(xù)性、長期性的采樣監(jiān)測,獲取相關數(shù)據參數(shù),并對其進行記錄分析,形成水質監(jiān)測報告的過程。在進行水質監(jiān)測中,以往都采用人工采樣的方式,這樣會耗費大量的人力資源和物力資源,并且監(jiān)測時間長,不利于及時獲得動態(tài)的數(shù)據,無法滿足人們對于水質監(jiān)測數(shù)據的要求。在水質自動監(jiān)測技術出現(xiàn)之后,可以對水質及時進行取樣、反饋,生成實時動態(tài)的水質分析報告,可以對幾十種水質進行監(jiān)測[1]。通過自動監(jiān)測技術可以提升監(jiān)測效率,豐富了水質的監(jiān)測工作,獲取更加全面的數(shù)據信息。水文水質數(shù)據是進行水資源保護,實現(xiàn)科學管理的重要依據。通過水質自動監(jiān)測技術可以實現(xiàn)無人化監(jiān)測,提升獲取數(shù)據的效率和準確性,并對這些數(shù)據信息進行整理與分析,再將這些數(shù)據信息上傳到環(huán)保信息中心,實現(xiàn)對數(shù)據的遠程監(jiān)控,使工作人員可以全方位地了解和掌握這些水環(huán)境信息,對水質有一個精確的把握,并對未來的走向有一定的預測,從而對水環(huán)境的保護和污染治理工作有非常大的幫助。在自動監(jiān)測系統(tǒng)應用過程中,可以采用分析儀器以及遙測系統(tǒng)自動記錄數(shù)據信息,實現(xiàn)自動監(jiān)測。

1.2 水質監(jiān)測環(huán)節(jié)采取的措施

首先,要進行水樣的采集,在水質監(jiān)測過程中,水質監(jiān)測數(shù)據可以為環(huán)保部門提供重要的數(shù)據支持,水質監(jiān)測數(shù)據的準確性與水源的采樣點有非常密切的關系,如果選取的水源取樣點不同,不具有代表性,那么所監(jiān)測出來的數(shù)據也不夠準確。因此在水樣采集的過程中應嚴格按照程序進行,防止出現(xiàn)采樣不科學的情況出現(xiàn),影響最終的監(jiān)測結果。其次,選擇合適的設備。在科學技術不斷發(fā)展的過程中,在水樣采集過程中,更多先進的設備儀器被投入到水質監(jiān)測工作中,從而為水質監(jiān)測工作助力,促進監(jiān)測效率的提升,使得水質監(jiān)測的結果更加準確。實際上可以選擇的儀器非常多,應合理選擇儀器設備,還要正確使用設備,防止操作不當造成監(jiān)測失誤。還應重視對儀器的清洗、保養(yǎng)與維護,使其可以發(fā)揮應有的作用[2]。最后,水質檢測技術在水質監(jiān)測工作中是非常關鍵的,首先確定水樣取樣點,在完成水質采集后利用科學的檢測技術對水質進行分析,從而得到有效的數(shù)據參數(shù)。一般采取化學檢測技術和物理檢測技術?;瘜W檢測技術是利用相關設備對抽取的樣本進行初步檢測,比如可以利用離子色譜儀、光譜儀等專業(yè)設備化驗水質樣本,從而確定樣本中的污染物情況與污染占比,進而掌握水環(huán)境的污染情況。物理檢測技術可以先對水質進行過濾或者透析,將懸浮物和顆粒物過濾后再進行檢測,對水質中的含量進行確認,為水質監(jiān)測工作提供有效的數(shù)據。

2 水質自動監(jiān)測系統(tǒng)及其設計

2.1 水質自動監(jiān)測系統(tǒng)

為了更好地對水質進行監(jiān)測,可以利用各種監(jiān)測技術,并形成一個完善的監(jiān)測系統(tǒng)。在我國,水質自動監(jiān)測系統(tǒng)的發(fā)展對水資源的開發(fā)以及水土資源的保護,發(fā)揮著非常重要的優(yōu)勢作用,為實現(xiàn)水資源的保護和可持續(xù)發(fā)展奠定了基礎,因此應提升水環(huán)境監(jiān)測的準確性和科學性。水質自動監(jiān)測系統(tǒng)在投入使用的過程中,利用遠程技術與傳感技術進行控制[3],實現(xiàn)了無人化監(jiān)測,提升了監(jiān)測的效率和準確性。另外,通過水質動態(tài)監(jiān)測可以實現(xiàn)在線分析、預警反饋等,還可以獲得各種水體的參數(shù)指標,掌握水質變化的動態(tài)和趨勢,并對水質未來的發(fā)展進行預測,及時發(fā)出警報,使得相關部門可以及時做好防范和應對措施。

2.2 水質自動監(jiān)測系統(tǒng)設計

水質自動監(jiān)測系統(tǒng)具有多項功能,具有很多子系統(tǒng),其構成至少應具備數(shù)據采集系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、數(shù)據傳輸系統(tǒng)、儀表分析單元以及配水單元等。在進行水裝置采集之后,配水單元會對水樣進行預處理,從而為后續(xù)的水樣監(jiān)測與分析奠定基礎。在儀表分析過程中,對水樣中的各項參數(shù)進行監(jiān)測與分析,通過數(shù)據采集、傳輸進行匯總,使得數(shù)據可以整合成有效信息。

3 水質自動監(jiān)測技術對于水環(huán)境保護的意義

水質自動監(jiān)測技術的應用,在水環(huán)境保護工作中可以提升對水質的分析效率,對于水污染治理以及水環(huán)境保護工作的開展奠定了基礎,加強了對水環(huán)境的監(jiān)測力度,降低了水資源的浪費。

3.1 保障水質監(jiān)測效率

水質監(jiān)測是一項非常系統(tǒng)、非常復雜的過程,在水質監(jiān)測工作中要考慮到各種可能影響到結果的因素,通過水樣采集、檢測獲得數(shù)據后需要進行大量的數(shù)據分析。如果只依靠人工,將會耗時耗力,成本高效率低,而通過水質自動監(jiān)測技術可以提升工作效率,保證準確性,還可以通過預警系統(tǒng)提醒工作人員進行水環(huán)境保護。

3.2 保證水質采樣的安全性

水質監(jiān)測工作中最重要的是水樣的采集與分析,這是基礎性的工作,是水質分析的關鍵。在水質監(jiān)測工作中一般環(huán)境較為復雜,如果采用人工方式進行采樣,難度會比較大,還會存在一定的危險。因此利用自動監(jiān)測技術可以保證采樣的安全性,降低安全事故的發(fā)生[4]。

3.3 降低水質監(jiān)測管理成本

水質監(jiān)測在水環(huán)境保護中是非常重要的環(huán)節(jié),需要投入大量的成本,采用水質自動監(jiān)測技術,雖然會在設備等方面增加一定的投入,但是可以有效地節(jié)約人工成本和管理成本,還可以節(jié)約監(jiān)測時間。

4 水質自動監(jiān)測技術的主要功能與監(jiān)測常規(guī)項目

4.1 水質自動監(jiān)測主要功能

水環(huán)境監(jiān)測過程中采用自動監(jiān)測技術,可以對水中的pH值、水文、溶氧含量、電導率重金屬、藍綠藻、氨氮等進行實時監(jiān)測,并通過無線傳輸手段將各項數(shù)據和指標上傳到控制中心。還可以直接讀取實時數(shù)據,通過自動監(jiān)測可以實現(xiàn)連續(xù)性、實時性遠程監(jiān)控,將這些數(shù)據傳輸?shù)较到y(tǒng)中進行詳細地分析。自動監(jiān)測技術還可以進行水環(huán)境監(jiān)測的預警預報,對水質監(jiān)測技術中較為關鍵的部分可以設置臨界值,從而在超出臨界值的時候可以通過聲音、顏色的變化以及數(shù)值進行報警信息傳遞,從而實現(xiàn)報警功能。在水質監(jiān)測數(shù)據中,存在的水質分析設備故障、數(shù)據超標等情況,還有可能會出現(xiàn)供電異常,造成設備不能正常運行,這些都可以進行自動報警,提醒工作人員進行管理與維護,促進水環(huán)境監(jiān)控工作效率的提升,保證數(shù)據的準確性。在信息發(fā)布以及數(shù)據查詢過程中,可以利用應用系統(tǒng)以及相關軟件,實現(xiàn)數(shù)據信息的發(fā)布或者查詢,還可以對圖表進行生成、制作,并實現(xiàn)計算、打印。水環(huán)境自動監(jiān)測系統(tǒng)中可以實現(xiàn)信息共享,將各項資源長期存儲,從而為水資源的保護提供可靠的數(shù)據支持[5]。

4.2 水質監(jiān)測常規(guī)項目

在水質監(jiān)測過程中,最常見的是以下項目的監(jiān)測。

4.2.1 水溫監(jiān)測

在水環(huán)境中水溫是最重要的指標,水溫是水環(huán)境中物理性質的直觀反映,水溫的變化對水域的生存環(huán)境有著非常重要的影響。因此,在進行水溫監(jiān)測過程中,可以利用溫度傳感器和其他設備,采集水域中的水溫數(shù)據。

4.2.2 pH值監(jiān)測

一般情況下,水質的酸堿性的監(jiān)測也是非常重要的,反映了水環(huán)境的污染情況,各項化學成分等,pH值的變化也直接影響到水環(huán)境中生物的生存,可以利用電極法來對pH值進行監(jiān)測。

4.2.3 對溶解氧進行監(jiān)測

可以利用紫外可見吸收光譜對分子態(tài)氧進行監(jiān)測,從而掌握水環(huán)境中的溶解氧的含量。

4.2.4 對水質濁度進行監(jiān)測

可以利用光學電子方法,對水環(huán)境中的濁度進行監(jiān)測,如果光線通過懸浮物的時候會受到不同程度的阻礙,而光線的受阻情況則反映出水環(huán)境的濁度。

4.2.5 監(jiān)測污染物的總量

通過對污染物的總量及水質參數(shù)的監(jiān)測可以對水環(huán)境有一定的了解。在水域中,污染物的總量可以直接反映當前水質的情況以及受污染情況,不僅可以監(jiān)測出是否受到污染,還可以監(jiān)測出受污染的程度,對于后續(xù)的環(huán)境治理有非常重要的幫助。對污染物總量的監(jiān)測體現(xiàn)出自動監(jiān)測系統(tǒng)的優(yōu)勢,這種監(jiān)測遍布整個水域,可以提高采樣的多樣性和豐富性,是人工抽樣監(jiān)測無法實現(xiàn)的。

5 水質自動監(jiān)測技術在水環(huán)境保護中的應用

5.1 地表水水質監(jiān)測

水質自動監(jiān)測在進行地表水監(jiān)測的過程中,可以通過自動化監(jiān)測儀器,不受時空束縛,實現(xiàn)對水質的遠程監(jiān)測與控制。地表水在進行自動監(jiān)測過程中,可以幫助人們了解斷面水體的水質情況,對流域性或者重大水質污染情況進行預測與報警,從而防止跨區(qū)域的水污染事故糾紛。我國在水質自動監(jiān)測工作中已經取得了一定的成就,可以準確地實現(xiàn)自動監(jiān)測,對于水環(huán)境的保護以及污染的治理有非常重要的作用。水質自動監(jiān)測技術的應用可以使地表水水質監(jiān)測更加方便,對我國湖泊以及其他地表水進行自動監(jiān)測,還可以有效地掌握地表水信息。

5.2 水庫水質監(jiān)測

水質自動化監(jiān)測在水庫中有非常重要的應用,可以對水庫中水質的常規(guī)參數(shù)進行監(jiān)測,還可以對藍綠藻、氨氮、重金屬、磷、生物毒性、亞硝酸鹽等進行有效的監(jiān)測,保證人們的用水安全,從這些監(jiān)測數(shù)據中,可以遠程調控或者利用數(shù)字信息視頻的方式進行傳輸,使得水環(huán)境監(jiān)測能力得到提升。在對水庫監(jiān)測中,可以對水源地出現(xiàn)水質超標情況的原因進行分析和查明,保證人們的飲用水源的安全。水質自動監(jiān)測技術可以隨時對水質數(shù)據進行查詢,如果水源地的水質項目超標,可以通過報警、數(shù)據傳輸?shù)仁侄螁泳o急預案,實現(xiàn)對水質的全程監(jiān)管,解決水污染和水質超標的問題,保證供水安全。

5.3 排污口污水水質監(jiān)測

在環(huán)保部門進行污水排放管理過程中也可以采用水質自動監(jiān)測技術。由于排污口污水管理工作量比較大,工作人員較少,對很多企業(yè)的污水排放情況不能得到有效地掌握,還有很多單位不積極繳納排污費,存在拖欠的問題,從而影響污水排放管理的效果。通過水質自動監(jiān)測系統(tǒng)可以實現(xiàn)排污口水質的自動監(jiān)測。首先,可以通過遠程操作,結合被監(jiān)測單位的污水排放情況制定合理的措施。其次,改革傳統(tǒng)的排污收費模式,采用預交費再進行排污的方式進行管理,通過遠程控制電動閥門,對企業(yè)的排污口的污染物、流量、水質等進行動態(tài)監(jiān)測,在預交費用后才可以進行排污,如果欠繳費用則自動停止排污。可以通過設定上線指標,在排污達到一定上限之后,閥門自動關閉,停止繼續(xù)排污。通過遠程控制的方法,可以獲取實時數(shù)據和歷史數(shù)據,掌握排污情況,還可以利用網絡查詢歷史數(shù)據,使得數(shù)據的完整性得到保障。

6 結語

總之,水質監(jiān)測對于水環(huán)境的保護有著非常重要的意義,但是傳統(tǒng)的水質監(jiān)測方法效率低,成本高,無法適應當前的需求。水質自動監(jiān)測技術的使用,可以有效地降低成本,提升水質監(jiān)測工作的效率,為水環(huán)境保護工作提供更加完整、可靠的數(shù)據。在水環(huán)境保護過程中,應用自動監(jiān)測技術,采用先進的設備,對自動化監(jiān)測技術不斷完善,促進水環(huán)境保護工作的長遠發(fā)展。

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