赵亮王增国莫虹刘红孙炜
山东省环境信息与监控中心山东济南250101
摘要：近年来，我国工业经济飞速发展，城市建设步伐逐年加快，然而在经济跨越式发展以及人口迅速增长的过程中，造成了大量水资源的无序开发和利用，水环境污染既给人类自身健康带来极大危害，也对经济社会的可持续发展带来巨大挑战。水环境监测工作作为水资源管理和保护的重要手段，它需要准确及时地获得水源环境监控的实时数据、进行相关监测数据的存储、处理和统计分析，以便向决策管理人员提供依据并作出正确地决策方案。因此，建立一套城市水环境质量自动监控系统进行实时在线监控是十分必要的。
关键词：水质自动监测；水环境保护；水污染
一、国内水质自动监测技术的现状
水质自动监控系统建设是为了适应我国经济社会迅速发展、水环境事故频发的情况，是应对环境管理工作的复杂局面，帮助环保专业工作人员快速、准确掌握环境信息，并使其做出高效的管理决策而进行开发的信息系统。水质自动监控系统，可实现对水环境质量的自动监测、分析与管理。
水质自动监测系统是一套以在线自动分析仪器为核心；运用现代传感技术、自动测量技术、自动控制技术、计算机应用技术以及相关的专业分析软件和通信网络所组成的一个综合性的自动监测体系。
国内水质自动监测系统建设起步较晚。20世纪90年代末；水利、环保部门相继在部分重要水系建立了水质自动监测系统。主要监测项目为常规五参数、高锰酸盐指数、氨氮、总有机碳等；在饮用水源地水质监测系统增加了总磷、总氮、叶绿素、生物毒性等项目。近年来；水质自动监测技术在许多国家地表水监测中得到了广泛的应用；我国的水质自动监测站（以下简称水站）的建设也取得了较大的进展；环境保护部已在我国重要河流的干支流、重要支流汇入口及河流入海口、重要湖库湖体及环湖河流、国界河流及出入境河流、重大水利工程项目等断面上建设了约100余个水质自动监测站；监控包括七大水系在内的63条河流；13座湖库的水质状况[1]。2017年，为了进一步贯彻落实全国生态环境监测网络建设方案，环保部要求在2018年7月底前，完成2050个国家考核断面水站建设工作，全面实施地表水环境质量主要指标的自动监测，实行第三方运维机构运行管理。
二、自动监测系统的特点
水质自动监测系统对比传统人工方式，具有实时性，准确性，高效性等优点，使得其在水质监测工作中得到广泛应用。水质自动监测系统的特点包括以下几方面：
1、实用性与先进性：采用成熟的自动控制技术、计算机技术、安全防范技术及计算机通信技术，使自动化系统保证实用。在开放性与标准化方面，整个自动化系统的设计是采用开放型结构，便于系统的升级、扩展和互联。
2、可靠性与安全性：水质自动监测系统强调系统设备的可靠性与安全性，主要是采用高可靠的控制设备和传输设备，设置系统的用户表及口令限制等手段。
3、经济性和可扩展性：在满足工程需要的前提下，选用性能价格比高的控制设备和通信设备。采用的设备易升级换代，升级时可以最大限度地保留原有的硬件设备和软件投资。系统可以轻易进行水情测报的扩展，或可以与现有的水情自动测报系统以及防汛决策系统的兼容和联网。能够方便地进行有线数据传输扩展和无线数据传输扩展。
三、水质自动监测技术的应用领域[3
1、水功能区污染物总量监控
计算污染物总量需要大量水质、水量数据。水质自动监测频次高，信息量大，在重要的控制断面实现水质的自动监测，有利于实施水功能区管理、污染物排放总量控制，促进水资源管理工作的现代化。
2、供水水源地水质监测
在水源地建设水质自动监测站，可对水源地的水质进行24小时不间断监测，实现对水源地水质的远程监控，一但发生异常，及时报警；为保障水源地供水安全提供有效的技术监督手段。
3、预警预报重大水质污染事故
水质自动监测系统实时连续监测对突发水污染事故预防和应急监测具有明显的优势。通过自动监测系统的预警功能，可及时发现污染事故，分析自动监测数值变化趋势，初步判断污染程度，对下游水质污染做出预警预报，防止污染事件的进一步扩大，减轻其危害有着重要意义。
4、跨界河流的水质监测
在跨界河流敏感点建设水质自动监测站，实时监控水质变化状况，与实验室人工监测相结合，为污染纠纷提供客观、准确、中立的水质监测数据。
四、水质自动监测技术的成效
水质自动监测尚存在投资规模较大，运行费用较高等问题。因监测仪器大部分以进口为主，购置费用昂贵，且运行维护成本较高，仪器配件耗品价格昂贵。对操作、运行、维护人员的技术水平要求较高，系统本身运行不稳定，仪器的基线漂移、试剂的变化、供电系统的稳定性等多种因素；都会影响到水质自动监测系统的稳定性。自动监测数据与实验室人工标准分析方法监测的成果有一定的差别。由于水质自动监测仪器受现场环境条件和自动化控制要求的影响，其监测数据的准确性不如实验室经典化学分析方法，因此在使用之前，必须通过国家校准检测方法的比对使用，实现自动监测的准确性及可比性。
即使如此，随着国家水质自动监测系统的运行，发挥了实时监视和预警功能。在跨界污染纠纷、污染事故预警、重点工程项目环境影响评估及保障公众用水安全方面已经发挥了重要作用。举例来说[2]：（1）2008年四川汶川特大地震发生后，中国环境监测总站立即通过水质自动监测系统远程查看灾区水质状况，将灾区7个水质自动监测站的监测频次由原来的4小时一次调整为2小时一次，在第一时间分析了地震灾区地震前后水质状况，并将灾区水质无明显变化的情况及时向国务院抗震救灾总指挥部上报，并编制《汶川大地震后相关国家水质自动监测站水质监测结果》，每天在互联网上发布自动监测结果，为保障灾区饮用水安全，稳定灾区群众发挥了重要作用。（2）2008年北京奥运会期间，利用北京密云古北口自动站（密云水库入口）、门头沟沿河城自动站（官厅水库出口）、天津果河桥自动站（于桥水库入口）、沈阳大伙房水库及上海青浦急水港自动站等国家水质自动监测站，对城市的饮用水源实施严密监控，每日以《奥运城市地表水自动监测专报》形式上报环境保护部，为奥运期间饮水安全提供了技术保障。
五、山东水质自动监测站建设
山东省在2007年开展全省河流断面水质自动监测站建设，在常年有水的河流上建成59个水站，监测指标包括化学需氧量、高锰酸盐指数、氨氮、常规五参数等7项指标；在2009年开展全省饮用水源地水质自动监测站建设，共建设24个饮用水源地水站，监测指标为高锰酸盐指数、氨氮、常规五参数等8项指标。系统建成后，在综合监管、环境执法等方面发挥了重要的作用。
山东省水质自动监测站实施省级环保部门运行管理，运维单位巡检维护，水站所在地市环保部门负责基础条件保障的运维模式。山东省在2012年实施环境质量“上收一级”管理模式，加上专业化化、规模化运营，避免了“谁考核、谁监测”的缺陷，提高了数据质量，为环境监管提供强有力的数据支撑。
水质自动监测系统的地位和作用能否充分体现，关键在于监测数据能否得到有效使用。系统建成以来，山东省坚定不移地依靠自动监测数据进行环境管理和环境决策，通诺监测数据的应用促进奸恶数据质量的提高【4】。从2010年开始，山东省实施超标即应急管理制度，由省监控中心每天对数据进行有效性审核，形成全省超标快报和应急快报，内容包括河流断面、重点监管企业、城镇污水处理厂、城市环境空气质量自动监测超标情况，报送厅领导和相关处室单位。每月统计全省水环境质量状况，抄送至各级党委政府部门，让领导们实施掌握污染动态，每月水质状况在山东环境网站上发布。
六、总述
实施水质的自动监测；可以实现水质的实时连续监测和远程监控；及时掌握主要流域重点断面水体的水质状况；预警预报重大或流域性水质污染事故；解决跨行政区域的水污染事故纠纷；监督总量控制制度落实情况；保障饮用水源地的取水安全；为水资源保护监督管理和决策提供了有力的支持手段。
参考文献：
[1]-[2]国家地表水水质自动监控系统介绍.百度文库.2011
[3]许佳.水质自动监测系统的应用及意义.中国水运，2011（11）：99
[4]邱晓国等.山东省水质自动监测系统运行管理.环境监控与预警，2015（4）：57
[5]施建强.水环境实时自动监测系统的设计与实现.计算机工程与应用，2014（13）：222