水质监测技术的应用
摘要：水质监测是水资源管理与保护的重要基础，是保护水环境的重要手段。在新的世纪中，面对洪水威胁、水资源紧缺、水污染严重的现状，我国的水质监测工作面临着崭新的内容。
关键字 ：水质 监测技术
我国水资源分布不平衡，水质型缺水问题严重，跨流域调水工程多，水资源的开发利用与保护都对水质监测提出了更高的要求，也使水质监测具有了更加特殊的意义：水权交易、国家间的水事磋商等也都离不开水质监测数据。
目前我国面临的问题一是水质监测站点多以掌握地表水水资源质量功能为主，缺乏对地下水的监测和对大气降水水质监测。二是水质监测站的总数少于水功能区的数量，不能反映全部水功能区的水质状况。三是各级水质监测中心的采样能力不足，监测频率低，水质监测实验室的监测仪器设备老化，大型分析仪器配备不平衡。四是机动监测能力不足，移动水质分析监测实验室配备数量太少，现场监测能力低。五是自动水质监测站数量太少，缺乏自动测报能力，难以获得重点水功能区主要水质监测的实时数据。
一、水质监测的关键是水质监测分析
1．先进的水质监测技术是实现水质监测目标的关键
随着我国水质监测规划的实施，要实现水质监测的目标，就必须采用先进的水质监测技术作为保障，对水质站网进行优化配置和合理布局，构建选用先进的水质监测仪器设备和技术装备的水质监测实验室、移动水质监测实验室和自动水质监测站。在水质监测实施过程中，应该充分考虑我国的国情，从实际出发，实事求是，建立既能满足当前水质监测工作要求，又留有超前发展冗余的水质监测系统结构。
2．国外现代化水质监测体系的发展现状和趋势
国外早期河流水系的水质监测方法是定时定点在河流的某些断面取瞬时水样，带回实验室分析，这种人工抽查式的监测方法不能及时、准确地获得水质不断变化的动态数据。为了尽早发现水质的异常变化，迅速作出下游水质污染预报，及时追踪污染源，研究水的稀释、自净规律，国外在完善实验室监测的同时，陆续发展了水质移动监测系统和自动监测系统。
水质移动监测系统以移动监测车为基本监测单元，以便携水质实验室和现场水质多参数分析仪为分析手段，以GPS全球卫星定位系统和GPRS/GSM无线数据通信装置为信息载体，有效地解决了偏远地区、水域水质监测的困难。
水质自动监测系统WQMS(Water Quality Monitoring System)以监测水质污染综合指标及其某些特定项目为基础，通过在一个水系或一个地区设置若干个有连续自动监测仪器的监测站，由一个中心站控制若干个子站，随时对该区的水质污染状况进行连续自动监测，形成一个连续自动监测系统。
水质自动监测系统是20世纪70年代发展起来的，在美国、英国、日本、荷兰等国已有相当规模的应用，并被纳入网络化的“环境评价体系”和“自然灾害防御体系”。一则可为综合评价水功能区的水环境质量提供基础性数据，二则可迅速发现突发性水质污染事故或天灾，将水域异常水质情况、污染传播源及影响规模通过系统的通信网络传至控制中心，为决策部门把握灾害的性质状态，从而制定灾害的防治对策提供依据。
3．先进的监测技术要与先进的信息管理技术相结合
随着科学技术的进步，水质监测技术迅速发展，仪器分析、计算机控制等现代化手段在水质监测中得到了广泛应用。分析方法从分光光度法、电位法发展到原子吸收法、原子荧光光谱法、气相色谱法和液相色谱法等；手动和半自动实验方法、仪器也正逐步被计算机控制的自动监测、遥测装置所代替。
然而，21世纪的水利水质监测任务是以流域或区域水环境为主要研究对象的系统化工程，水质监测技术仅仅是系统工程中的基础组成部分，更为繁重的工作是将这些监测数据进行必要的信息化处理，构筑全国性的水质站网和监测信息中心，将各级监测中心的数据进行统计、分类和组合，建立水体分析模型综合分析预测，为水资源的开发利用、优化调度和水环境的保护管理提供决策性的依据。
二、水利系统的水质监测综合应用解决方案
从国家未来水资源开发、利用、保护和管理的长期政策来看，综合应用解决方案既要能实现重点地区、重点水域和供水水源地的水质自动监测，提高监测信息数据传输和分析效率，又要能提高对突发、恶性水质污染事故的预警预报及快速反应能力。综合应用解决方案是集成方案，牵涉到软件系统的构架和硬件系统的建设两个方面。
1．监测系统的软件构架——水资源质量评价系统
水利水质监测数据历史长久、样本代表性典型、系统完整、水量水质配套、数据准确可靠、资料可比的水环境监测信息体系，为国家、水行政主管部门依法行政、实施监督管理、做好水资源保护提供科学依据和技术支撑。如何将现有条件下的水环境水质监测系统得到的实时、巨量的监测数据及时、有效地采集、存储、分析、报告、预测、公布，使之真正成为国家、水行政主管部门决策的参考量值、执法的依据、管理的标准，这已成为水文部门的当务之急。
安恒公司提出以水环境质量评价标准为核心，应用当今最先进的Intemet技术,GIS技术，基于Microsoft的XML语言，在Microsoft.net的服务平台上，以WEBGIS为应用，将地理信息系统的空间图形与水环境评价属性数据有机结合，对各层空间信息、属性数据进行自动采集、实时传输、分类存储、更新显示、分析评价、有效管理、报告和发布，并形成可视化的生动表达形式和调度显示系统的全国水环境管理信息系统，这一管理信息系统主要针对各流域的水环境信息进行管理，特点是覆盖面广，运行费用低，安全、稳定，可扩充性强，业务操作简捷，日常运行维护简便，上传数据及时，通信设备无需投资，报告、发布电信化，分析评价自动化、可视化，管理正规科学、有序。
2．监测系统的硬件构架——立体化监测解决方案
立体化的监测解决方案由实验室、移动和自动监测三部分组成。
(1)实验宣监测解决方案
实验室是四级监测体系中进行日常水质分析工作的基本单位，由于长期以来各地域经济发展水平不平衡，标准不统一。因此，实验室的建设规模和发展程度也很不平衡，为使监测数据具有可比性、规范性和统一性，有必要根据国家和水利行业的有关标准，建立和不断完善应用技术相当的标准化实验室，配备以常规监测参数为主，如：Hach公司出品的pH、COD、BOD、氨氮、总磷和微生物等实验室快速自动分析仪，并结合地方水质特点辅以特殊的监测仪器，如：砷、硒、汞、挥发酚等分析设备。通过标准化的“水环境监测样品管理和质量控制系统”，进行日常的水质参数分析。典型应用有由中国妇女发展基金会主持的“大地之爱母亲水窖”工程的配套项目——水质卫生安全监测体系。
(2)应急移动监测解决方案
2003年以来，黄河流域陆续发生了兰州油污染和黄河潼关段水质异常事件，为应对和预防重大流域的突发性水污染事故和灾害，建立起相应的移动监测系统。系统由现代化的移动监测车、便携水质分析仪、自动采样器、图像采集和移动通信设备等构成。利用携带方便的水质分析仪器现场迅速监测基本污染物质，采录污染现场，并通过GPRS／GSM移动通信设备及时将第一手资料回传至上级部门和信息管理中心。同时自动采集样品，进行恒温贮藏，以备在实验室进行进一步分析之用。在首次5000万t晋水东调进京的水质临测过程中，便携式水质监测仪器Hydmlab Data,sonde
(3)自动站监测解决方案
自动水质监测站连续或间歇地实时监控河流、江河口、湖泊、沿海、地下水监测井、排污口水质状况，为水质监控提供完整的自动在线解决方案：整套系统由水质采样装置、预处理装置、自动监测仪器、辅助装置、控制系统、数据采集和传输系统组成。采用先进的Wiahws操作软件，监控记录水质的物理、化学、生物的变量参数，并通过网关将信息实时反馈到水利部水质监测中心，监测中心也可通过公众电话网络/PSIT专线、GSM／GPRS无线通信网采集数据和实现系统的远程控制。
3．结论
现代化、信息化、系统化的水质监测体系日益提上议事日程，我们认为在现有的四级水质监测体系下，以提高水质监测技术的现代化、标准化以及管理制度化的水平为目标，逐步建立起实验室、移动监测和自动监测相结合的立体化监测模式，并统一在水利部水质监测中心之下，可以有效全面的解决我国可持续发展过程中所面临的水质监测问题。
参考资料：
1. 李怡庭．全国水质监测规划概述．中国水利，2003．7B，
2. 吴灿帮，费龙．现代环境监测技术．北京：中国环境科学出版社.
使用微信“扫一扫”功能添加“谷腾环保网”
