浅谈现代环境监测技术的进展

浅谈现代环境监测技术的进展

胡学琼 1 曾琳 2 高学宇 3 凡勇 3

1 昆明市环境生态局五华分局生态环境监测站 ,650000 ；

2云南云投生态环境科技股份有限公司，650000；

3昆明市环境生态局五华分局生态环境监测站,650000

摘要 近年来，随着智能化技术在环境监测领域里的应用发展，越来越多环境监测自动站应用在水质、大气、噪声监测中，取代以往的人工采样、人工检验模式。水质自动监测站可以实现在其生命周期内24小时不间断的水质水量同步在线监测、监测结果实时上传监控系统，及时有效的监控突发水质污染事故。今天我们就来浅谈一下小型水自动站的技术特点及运营维护和保养。

关键词：环境监测，水质自动站，维护和保养

一．小型水质自动监测站的结构及技术特点

小型水质自动监测站占地小，能效高。水质自动监测站是以水质在线分析仪器为主体，结合自动测量、自动分析、自动控制、计算机应用、通讯网络等多学科现代技术组合成的一个综合性的在线自动监测体系。是一套以多参数水质监测仪及光谱传感器为核心，运用现代传感器技术，自动控制技术、专用数据分析软件和通讯网络构成的水质在线监测体系，适用于地表水河流断面、工业园区地表水的监测。小型水质自动监测站由站房、自动进水单元、预处理单元、检测单元、控制单元、数据传输通讯单元等组成，以实现水质的实时在线自动分析。预处理单元由沉砂、粗滤、细虑及管路、阀门、液位传感器等组成；通常检测单元可以监测分析的项目为温度、PH、溶解氧、电导率、浊度、CODcr 、氨氮、总磷、总氮、氟离子等。控制单元是由仪器控制元器件、逻辑控制器等组成，数据传输通讯单元由数据采集模块、通讯系统、现场总线等组成。

图1 水自动站系统组成简图

（一）常规多参数分析仪（水温、pH、溶解氧、电导率、浊度、叶绿素等参数），可根据需要自行选择参数进行组合，经过预处理单元进入的水样，经多参数分析仪探头，直接读数。多参数分析仪方便、快捷。

（二）氨氮 氨氮采用纳氏试剂分光光度法（GB7479-87）。本方法适用于地下水、地表水、工业废水和生活污水中氨氮的测定。可应用于水环境自动监测站以及各级环境监管机构对水环境的中氨氮的监测。检测原理是碘化钾和碘化汞的碱性溶液与氨反应生成淡红色胶态化合物，此颜色在波长420nm处，有最大吸收。

（三） CODcr CODcr自动在线分析仪能够对自来水、江河湖泊水、工业污水以及水处理前高浓度废水等进行直接测量（测量氯离子≤ 20000mg/L 的水体）。可广泛应用于水环境自动监测站、自来水厂、污水处理厂、排污监控点、地区水界点、水质分析室以及各级环境监管机构对水环境的监测。基本原理是样品与一定量的重铬酸钾（氧化剂）氧化水样中的还原性物质，硫酸银（催化剂）以及（掩蔽剂）硫酸汞分别通过顺序注样阀加入消解比色池中混合，在高温（175℃）消解，六价铬离子被还原为三价铬离子，利用分光光度法检测，从而换算成COD_Cr 值。

（四）总磷 总磷在线分析仪采用的是钼锑抗分光光度法（GB11893-89）原理测定总磷。在高温高压下，经过硫酸钾的氧化消解，水样中的各种磷化合物转变成正磷酸盐再与钼酸铵、酒石酸锑氧钾反应生成磷钼杂多酸，再被抗坏血酸还原后生成俗称磷钼蓝的蓝色络合物。在一定浓度范围内，其吸光度与正磷酸根离子浓度成正比，即可根据分光光度法测定出水样中的总磷的含量，钼锑抗分光光度法适用于地表水、生活污水及化工等行业的工业废水的正磷酸盐分析。

（五）总氮 总氮全自动在线分析仪利用先进的顺序注射技术与光度法技术结合检测水体中经过氧化消解后的总氮浓度。该仪器可实现实时、快速、准确的分析水中总氮的含量，全面反应水体中氮的污染程度，污染源排放口总氮在线快速监测，可用于江河湖泊水体、自来水厂和饮用水源地总氮的在线监测。检测原理是总氮在线分析仪采用间苯二酚分光光度法测定总氮。即在高温高压下，水样中的各种形态的氮化合物经过过硫酸钾氧化消解变成硝酸根离子，在浓硫酸存在的条件下，硝酸根离子与间苯二酚发生络合反应生成淡粉色络合物，在一定浓度范围内，体系吸光度与硝酸根离子浓度成正比，即可以根据分光光度法测定出水样中总氮的含量。

二．运营维护和保养

（一）进水系统，格栅的清理与更换。

（二）探头管一般采用优质 UPVC 材质，具有密封性能好，易拆卸和维护，结构紧凑等特点。多参数测量池定期进行排空清洗，保证多参数池水水质不受以往水质的影响

（三）分析试剂的校准及更换，定期更换和校准分析试剂，同时进行人工标定，保证数据的准确性。

（四）认真检查核对该单元进出水口的位置是否有变动、布水、收水方式是否符合工艺设计要求。

（五）清洗维护后，重新正式通水前，先进行通气检测，即通气前先将风机启动后，开启风量的1/4-1/3送至生化池的曝气管道中，检查管道所有节点的焊接安装质量，不能有漏气现象发生，不易检查时，应涂抹肥皂水进行检查，发现问题立即修复至要求。

（六）检查管道所有固定处及固定方式，必须牢固可靠，防止产生通水后管道产生松动现象。

（七）检查曝气管、曝气头的安装质量，不仅要求牢固可靠，而且处于同一水平面上，高低误差不大于±1㎜，检查无误后方可通水。首次通水深度为淹没曝气头、曝气管深度0.5m左右，开动风机进行曝气，检查各曝气头曝气管是否均衡曝气。如果曝气不均匀，应当排空水，进行重新安装，直至达到要求为止。

三.前景及未来

水质自动监测站的高效率运转，不仅保证了数据的时效性，对水质变化趋势提供了实时的监视，可以让管理方定性且定量的掌握污染物通过量及浓度，为流域污染防治及其监督管理提供了科学的依据。而且节省了人力和时间成本。

在经济和科技快速增长的今天，将打开生态环境监测的新格局，为人类生态文明建设贡献一份力量。

第一作者：胡学琼，昆明市生态环境局五华分局生态环境监测站，邮箱：43943305@qq.com。地址：昆明市红菱路318号，650000,出生年月：1986.10，女，汉族，云南省文山市人，昆明理工大学硕士研究生毕业，工程师，生态环境监测技术。

第二作者：曾琳，云南云投生态环境科技股份有限公司，注册环境影响评价工程师，昆明市经浦路6号，650000

参考文献：

[1]《水和废水监测分析方法》（第四版增补版），中国环境科学出版社，2002.12

[2] 总磷 钼锑抗分光光度法（GB11893-89）[S]

[3] 氨氮 纳氏试剂分光光度法（GB7479-87）[S]

[4] 邓亮，浅析水质在线自动监测站的运行管理[J]，科学之友，2012.05