新型环境监测仪器户外小型水质自动监测站性能研究

倪丽

南通市如皋生态环境监测站 226500

摘要：水资源对人类生存、生活及社会发展至关重要。水质自动监测技术为水质监测数据的准确性、科学性提供了重要保障，为制定水资源保护策略提供了参考依据。水环境保护与治理充分体现了我国可持续发展的战略，保持自然生态平衡，水资源是人类赖以生存重要的自然资源。加强水资源保护有利于提高人们的环境保护意识。我国大力提倡绿色环保发展，各种环保设备、材料、技术应运而生，水质自动监测技术也是其中之一，为水环境保护工作提供了技术支持。

关键词：新型环境监测仪器；水质；自动监测站；性能研究

引言

人们生活离不开水资源，如果生态系统持续遭到破坏，将会影响人们的生活。针对当下水资源利用情况，进一步加大环境治理力度，选择信息化水质监测技术，加大对大数据水质监测平台的资金投入，积极推广全自动水质监测预警站点，做好水资源污染防范工作。目前，我国水质监测能力得到了有效提高，能够有效管控可能存在的水质风险。

1水质自动监测技术的特点

水质自动监测仪的应用，一方面可以动态、连续对水质进行监测，远程传输可应用信息化技术，相关部门可根据需要不受时间限制地获取监测数据。与传统人工监测相比，水质自动监测技术效率更高，采样更快，获取数据的周期更短，具有实时性、动态性优势，节约了大量人工劳动力，提高了社会效益。面对水环境的恶化情况，水质自动监测系统可以发出远程预警，提醒工作人员及时采取防治措施，而传统的人工监测通常是在已经出现水环境污染时才能采取解决措施，可见，自动监测系统显著提高了水环境管理的时效性，可将水污染事件的负面影响控制在最小范围。将水质自动监测系统联网，可实现在线监测，实时分享数据、监测报告与污染源报告，保证水环境技术标准化得到提升，还可在线查询、分析各种监测结果，以不同形式呈现数据，实时共享水质监测信息，评价水生态环境，为科学制订决策提供数据支持。

2大数据背景下水质监测技术创新的意义

大数据是信息时代的产物，能够有效获取信息内容，实现信息的高效传递，尤其是对于种类复杂的数据信息，通过对数据的有效提取，能够为社会带来较高的经济效益。大数据能够精准处理海量数据，为产品系统的构建提供可靠服务。近年来，水质监测质量要求不断提高，水质监测技术要实现对水资源的实时监控，确保数据获取的准确度。从我国目前水环境风险预警能力情况来看，部分地区监测效率不高，导致水资源风险评估工作的开展无法满足生态环保要求。应积极探讨如何应用大数据手段提高水质监测技术的准确性，通过设计完整的组织架构，分析各个时段水资源的利用情况，保证水质监测技术的有效应用。构建监测平台，能够精准获取水质的相关参数，应用统一的方式进行数据处理与储存，通过分类管理来分析水质监测指标，获取关键参数。此种模式能够通过利用大数据系统来选择最为适合的计算方法，通过对海量数据的分析来获取最为准确的结果，构建出完整的预警模型，实现监测信息的实时推送。

3水质自动监测技术性能分析

3.1水质营养盐与有机污染综合指标监测

总氮:碱性过硫酸钾氧化—紫外光光度法的限制因素较多，容易被水质的浊度影响，导致测量结果偏低，且对试剂的纯度要求较高。高锰酸盐指数:高锰酸钾氧化—光度检测法很容易被原水中的泥沙干扰，影响浊度监测结果;高锰酸钾氧化—电位滴定法滴定速度慢，检测时间长。化学需氧量:重酪酸钾氧化—电位滴定法的反应器较大，会产生大量废液，消耗大量试剂;重酪酸钾氧化—光度检测法需要在高氯环境中检测，检测结果会受到硫酸银沉淀的影响;电化学氧化法的缺点是氧化率不明确，比对的一致性较差。总磷:钼酸铵分光光度法，所用还原试剂抗坏血酸稳定性差，需要定期更换和低温保存，容易被水质的浊度影响，导致测量结果偏高。氨氮:水杨酸分光光度法和纳氏试剂分光光度法，都易受水质浊度的影响。

3.2实时监测和预警

采用基于传感器、传输网络和应用终端构建的物联网系统对河湖水质进行实时监测和预警,是物联网在水生态环境监测中最基础的应用模式。登沙河环境监控预警系统通过重点关注支流节点设置小型水质自动监测站以1h1次实时监测,普通关注支流设置智能采样终端的自动采样按4h1次的设定频次,对总磷、总氮、氨氮等重点关注因子实施监测,合理设定预警值。预警值按地表水环境质量标准(Ⅰ~Ⅴ类)分段内置,采取单因子评价法对不同点位区间按水质类别分段表征,同时根据各节点流量监测计算各污染物的通量,结合热力图模型表征各污染物通量分布情况,实现精准溯源。监测预警系统的建立实现了流域内点源、面源污染监控的全覆盖。

3.3把握好测试环节的工作质量

首先，要做好水样采集工作，在水质监测工作开展的过程中，需要合理、科学的按照相关规定与流程对采样点进行选择。在监测污水和地表水的水质时，应根据相应的规范采集样本。一般情况下，采样点的布置是否合理、科学，直接关系到最终的监测结果，可在河流的监测断面对采样点进行布置。在具体操作的过程中，建议运用垂直线布置的方式对其进行设置，同时采样人员应具有良好的专业素质，还应注重监测数据的处理，需要保障处理的数据具有应用价值，避免随意对有效数据的位数进行删除或增加。应该确保原始数据记录的准确性，如果最后一个数字是一个不确定的值，可以再保留一个数字。

3.4科学设计水质监测系统

设计水质监测系统时要做好数据收集处理分析等多项流程系统质量的把控，将监测出的数据结果及时以可视化的形式展现出来。水质监测系统的设计主要分为基础层、中间层、数据层及表现层4个层面。基础层是通过应用水质数据信息监测设备来收集相应的水质信息，设备包括传感器监测仪等采集设备。数据层的主要作用是做好水质信息的保存工作，主要由基础数据库与水质数据库组成。中间层的主要作用是通过数据库来获取水质数据信息并对获取的数值进行再次监测与处理，如后台管理、数据统计等。表现层是为水质控制工作提供有效管理目标，及时展现出水质的实际状态。

3.5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。

结束语

水质自动监测技术的应用节约了大量的人力资源与物力资源，保证了水质监测结果的准确性与客观性，为水环境保护工作的开展提供了重要依据。水质自动监测技术实现了对水质的动态、持续监测，对于促进我国水生态环境保护具有重要意义。

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