摘要：由于受沿岸气候条件、季节变化、污染源排放等的影响，水质质量会不断发生变化。而水质的监测一般是使用试验器具采集野外水样，然后在实验室采取物理化学实验法处理，这种实验方法获得的数据无法准确的反映水质的动态变化，并且存在跟踪和高密度监测水质污染能力较弱等问题，因此相关部门需要深入研究，采取合理的措施解决，为水资源保护提供良好的保障。本文分析了常用水质检测方法及监测过程中所面临的问题，提出了基于WSN的水质监测系统，以供参考。
关键词：水质监测系统；常见问题
1.常用的水质监测方法
1.1物理光学分析法
该方法是在光学性质的基础上建立起来的，运用光电转换原理和电子器件对光辐射与物质相互作用之后的辐射强度等光学特性进行测定，对物质的定性和定量进行分析的一种方法。在可见光区被称为比色法，在红外和紫外光区分别被称为红外和紫外分光光度法。另外，还包括发射光谱法、原子吸收法、荧光分析法等。
运用物理光学分析法的优势是分析速度较快、自动化程度和监测精度较高；但光学仪器的成本较高，所以检测仪的价格也相对昂贵，通常该仪器只为实验室人员做化学试剂滴定实验作辅助。
1.2电化学传感器测量法
该方法是依据物质的电化学性质建立的，以对某一化学试样或体系的电响应进行测量为理论基础的分析方法。传感器的感知模块获得毫伏级信号，然后把感知信号通过滤波放大及A/D转换，向传感器的嵌入式系统控制器传输然后进行处理的过程。根据输出信号的不同可把这类传感器分为电流型、电位型和电导型。运用该方法的优点是这种传感器成本较低，所以适用于大规模的投入使用；但是其监测精度较低，外界噪声容易对传感器的感知功能模块与其内部功能电路等造成较大的影响。
1.3遥感图像分析法
遥感图像分析法是利用遥感技术对水体在时间和空间分布及变化情况进行监测，利用图像分析得出常用的监测方法无法监测的污染物和污染源的迁移特征的一种方法，它是通过对水体吸收和散射太阳辐射能进行分析而形成的光谱特性和水质指标浓度之间的关系。该监测方法具有监测范围较广，成本较低、速度较快等的优势，便于长期进行动态的监测，但受水质遥感监测科学原理的制约，它只对水体透明度、浑浊度、悬浮物浓度、浮游植物等具有较好的监测效果，而针对水体中的溶解性的有机物，如溶解氧DO、氨氮NH3-N、化学需氧量COD等化学性指标，遥感技术还不够成熟，并且这些指标还是诱发水华、赤潮等灾害的主要因素。
2.水质监测过程中存在的问题
2.1人口增加加剧了城市污水排放量
相关研究数据显示，根据我国污水排放结构分析，居民污水排放量在城市污水排放量中所占的比例较大，并且每年在不断的增加。我国许多污染比较严重的江河流域就与该原因有很大的关系，如水华问题、水体营养化等问题就是水中含有较多的重金属，进而引发江河水出现一系列污染问题。
2.2农民种植作物时喷洒农药
当前人们在种植农作物的过程中，通常对作物的产量比较重视，却忽略了其质量问题，为了使农作物的产量较大程度提升，在农作物生长过程中农民会使用许多农药作为催化剂。但是到了雨季，这些在农田中残留的农药会随着雨水冲刷，沿着河道向江河湖海中汇入，因此会出现一系列问题，进而影响水质的监测。
2.3工业废水的排放
当前许多工厂为了增加利润，不惜以破坏环境为代价，直接往河道排入没有通过净化的工业废水，而且为了躲避相关部门的检查，会选择偷偷的排放，使监测人员在对水质监测的过程中，因监测不到这些污水而无法监测到正确的数据，所以，对水质的监测造成了较大的影响。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
2.4监测方案的不合理性
在监测水质的过程中，合理的监测方案发挥着重要的作用，不合理的方案会直接对监测结果的精确性造成影响，并且如果没有进行认真的设计，可能会在监测过程中遇到运用一些花费较多的检测仪器，给监测团队资金造成一定的压力，进而造成一些难以避免的问题。
2.5监测人员不认真负责
部分监测人员在监测中可能会出现不认真负责的情况，在采样和对数据进行记录时，不能严格要求自己，在工作中不能以严谨负责的态度对待，会直接对监测结果的准确性造成影响。
2.6检测机器不精确
现阶段水质监测中离不开机器的自动化，但是我们也不能时刻对机器的操作运行进行监督，并且无法预料机器在运行过程中会出现何种情况，所以，监测人员应该在监测的过程中提前保障机器运行正常，并对机器各部位的精确性仔细的检查，为监测数据的准确性提供良好的保障。
这些在监测过程中可能会遇到的问题，有的无法避免，但有的采取相应的措施可以避免，保障机器正常运行，因此监测人员在今后的监测过程中应该对这些问题引起高度的重视，保障监测数据的准确性，对工作人员今后的水质监测和治理提供坚实的基础。
3.基于WSN的水质监测系统
当前我国为了进一步加强水质监测，研制出一种实用的监测系统——基于WSN的水质监测系统，一般情况不用人工参与，是在无线通信网络、传感器节点、远程数据服务器等的协调配合下完成相关工作的，该监测系统主要包括数据采集、数据传输、数据处理等内容。在数据收集中一般是人为取样，而不掺杂人的主观意识，由于采样阶段是随机化的，并且会增加和扩大采样的次数和范围，保证采集样品的说服力；在数据传输中是采用机器进行传导，主要是运用监测传感器，通过一些硬件设计，把传感器监测到的信号转换成标准的信号。在该过程中主要用到机器，所以应保障机器运转正常；在数据处理过程中需要以数据传导为铺垫，利用传导的信号评估水质，得出准确的结果。所以，对基于WSN的水质监测系统的研究主要包括：
3.1传感器节点的结构组成
由于传感器节点的内存较小，电池能量和计算机控制能力较弱，在监测区域水体安置的节点应该功耗小、成本低、寿命长，而且只有低成本才能对大量传感器节点进行布放，使网络更加健壮。
3.2无线通信方式
和陆地上使用的无线电波的无线自组织网络系统不同，水下道具有可用带宽较低、抗干扰能力弱、传输延迟较大等问题，对水下WSN研究和应用有较大的影响。水面节点需要通过GPRS/3G等通信方式，以中继方式把从水下节点接收的数据向陆上远程数据管理中心发送。
3.3监测网络拓扑结构与路由算法
对监测区域网络进行设计时，由于水下传感器节点只可以通过水声通信方式向水面节点发送数据，为了保障通信信道质量，通信距离不能太长，并且因为监测区域范围较大，则需要水下无线传感器网络运用多跳短距离的通信方式构件网络拓扑。
3.4数据分析与处理的方法
根据应用层次角度分析，基于WSN的水质监测网络只重视被监测区域特定参数的监测值，对水下传感器网络某个具体传感器节点的监测数据及其传输过程并不关心，所以在传输数据的过程中，向用户提供监测数据之前可以先对这些数据进行科学的处理，减少网络中数据传输量，使监测状态的可信度提高。
4结语
总之，因为受人员、技术及经济水平的制约，我国水质系统发展缓慢，所以建立完善的水质监测系统对我国环境监测的意义重大。相关人员应该加强努力，促进我国水质环境监测的发展。
参考文献：
[1]高路.农村饮用水水质在线监测系统问题研究[J].建筑工程技术与设计，2016，（08）.
[2]张慧敏.水质监测系统分析及常见的问题研究[J].科技创新导报，2017，14（23）：44-45.
[3]张国杰.陈凯.颜志刚.王文豪.基于无线传感器网络的水质监测系统[J].研究机电工程，2016，33（03）：366-372.
论文作者:贾佳
论文发表刊物:《基层建设》2018年第23期
论文发表时间:2018/9/18
标签：水质论文; 传感器论文; 过程中论文; 数据论文; 节点论文; 监测系统论文; 方法论文; 《基层建设》2018年第23期论文;