摘要：我国经济的快速发展，人们生活水平的提高，对于水资源的要求也与日俱增。最近几年，国家加大了对境内水质监测的相关力度，并随之推出一系列水质监测标准以及自动化监测设备产品，来满足人民群众对清洁水资源的需求。
关键词：水质监测；自动化环保系统
引言
科学技术的快速发展，促使我国各行业迎来新的发展机遇。环境保护监测站一般承担着各地的空气质量日报和预报及监测、河流水质例行相应监测、饮用水源地监管和检测、公共场所环境空气质量的监视性监督检测等各项监测任务,甚至包括本地环境影响评价监测、环保设施竣工验收监测、污染源限期治理和达标验收监测、重点源监督性监测、污染源在线比对监测和突发性环境污染事故应急检测等各类监测工作，其任务繁杂多样，有时甚至面临各式各样的突发事件。因此,实现环保监测自动化系统方案将有助于对重要监测单位或者对象实施自动化监控管理。
1水质监测自动化环保系统的作用
（1）自动监测，水质监测自动化系统能够持续、自动监测水质，并将监测数据进行自动远程传输，为水质监管人员随时查询监测站点的相关数据提供极大便利，所以说该系统的现场使用效果十分良好。水质监管人员在监测中心控制室中能够对监测现场的数据进行实时监控，如果监测相关仪器出现故障，能够自动提醒用户并将故障产生原因通过网络传输并显示出来。（2）自动预警，传统的水质监测是由人工完成，缺乏时效性，一旦发生水质污染现象，很难做到及时向相关部门反馈。而水质监测自动化系统改变了这种被动局面，对水质污染问题能够做到及时自动报警，并向下游可能受到污染影响的地区发出预警信息，对水利和环保相关部门提高水质管理效果有十分重要的现实意义。（3）水质信息共享，水质监测自动化系统的应用促使水质监测相关部门将水环境监测系统进行网络互联互通，加快污染源和环境质量报告编制的改革，进一步推动我国水环境监测技术的标准化和统一化。该系统能够实现水质信息的自动分析和计算，为在线查询提供资源，实现各单位部门间的信息共享。它能够对全流域水质进行实时监测，为相关部门领导层综合评价水环境并作出科学决策提供信息支持。
2水质监测自动化环保系统的构建
2.1传感器
水质监测最主要的设备之一就是传感器，它通过物理或化学方法，把所要监测的水质参数转化为可测量的电流或电压信号，然后数据采集设备进行数据读取工作[1]。水质监测传感器有多种类别，从其工作原理和组成结构来看，可以将其分成两种。一种是能够将溶解氧、水温、pH值、含氧量等方面的水质参数直接转化成信号的传感器。还有一种是分析类仪器，它通过一定流程将采集到的水样加入特定化学试剂，再利用离子选择法或比色法把需要监测的VFA、COD等方面水质参数转化成电信号，这类仪器普遍都有自己检测和分析功能以及固定的工作模式，既可以模拟输出参数，也能实际输出。嵌入式电脑技术的发展及普及，具有信息存储和采集等多种功能的集成化探头新产品相继出现，推动了智能化传感器的发展。此类产品能够自动进行参数计算、仪器清洗等诸多作业，并通过自带数字式接口将相关数据传输出去，很大程度上方便了水质监测自动化工作。但水质监测涉及的参数种类很多，而可靠性较强的传感器产品种类相对缺乏，在常规监测之外，不少参量尚需工作人员亲自动手化验来获取。
2.2水质监测与调控系统
(1)监测系统。基于物联网的水质实时监测系统，可及时评价中小河流水质水平，同时在综合考虑闸坝调度、污染物类型和气象条件等因素基础上，实现动态监测、调控治理[3]。水质监测项目一般包括pH值、COD、氨氮、总磷和水温。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆通过pH值可初步鉴定污染物的种类；COD浓度越大，说明水体受有机物污染越严重；氨氮主要以游离氨(NH3)和铵离子(NH4+)形式存在于水体中，是主要耗氧污染物；磷会导致水体富营养化，引发藻类植物过度生长，消耗水体中的氧气。采集数据后，利用诸如指数评价法、人工神经网络模型等对水质进行综合评价，并分析、预测水质指标时间序列，即时反馈至调控系统。(2)调控系统。采用自动化水质监测与治理调控相结合的方法，根据拟治理河段水质表现与水质要求，设置水质预警值。当断面实时监测数据接近预警值时，立即根据河道水质与水沙状况(后者以FrA与浊度为指标)，结合复相系统特殊运动需要，自动给出调控治理方案，智能确定澄净粉的投放量等参数。澄净液以最佳组合配置生成，在河水内以复相流运动形式弥散其中，促使水质达标。可在监测断面上游500～700m岸边设置澄净液配送站，通过动力装置将澄净液输送到指定断面(称治理断面1)，并利用“U”形管道向水中喷射澄净液，使澄净液遍布水体，“吸附”“捕捉”污染物。澄净粉搅拌和输送站占地面积50m2(5m×10m)，主要将澄净粉搅拌后生成澄净液，再通过动力装置输送至待治理水体，通过水质监测系统进行COD、氨氮的监测，根据对比分析及时出具治理进度阶段报告，实现调控治理。
2.3数据采集器
数据采集器是用来把数个传感器数据汇总到一块，之后利用通讯网络将其传输到数据中心。数据采集器能够将传感器输出的模拟量信号转化为数字信号，也能通过相关通信协议将传感器输出的数字量数据收集起来[3]。数据传感器不仅要采集水质监测需要的相关参数，还要对电源及相关设备的运行参数等数据进行采集，为仪器维护人员提供便利，方便他们及时发现和处理仪器故障。数据采集器的数据记录功能，不但要把所采集的相关参数及时传输到数据中心，还要将这些数据存储到数据采集器内置存储器内，保证数据的稳定存在。
2.4数据传输
第一种，数据中心配有调制解调器，并与水质监测站的自动化设备有网络连接。数据中心设定好相关时间参数，通信系统每隔相应时间就会通过拨号与对应的水质监测站点进行通信连接，对水质监测站采集的数据进行读取。反过来，若监测站发现特殊情况，也能够自主拨号联系数据中心，将现场状况汇报给数据中心。第二种是利用移动通信系统的短消息进行无线传输。水质监测站可以根据水质参数的发生的变化设置好时间，定时发送数据到数据中心。第三种利用超短波无线电台进行水质监测数据的传输，这种通信方式一般用在移动通信系统无法覆盖的区域水质监测站点。第四种是对于上面三种通信方式无法采用的特殊区域的监测站点，就需要利用卫星系统进行水质监测数据的传输。
2.5加强数据处理和综合评价
生态环境的检测过程中，水资源检测非常的重要。对其中的数据分析需要提高重视，通过分析水样与数据的实际情况对水质的质量进行判断。在样品的测定过程中难免会出现误差，而实际的应用中对于精准值的把握比较困难。通常情况下，测定数据与水况之间的联系非常的关键。因此可以看出，定量分析的实际结果中具有明显的差异性。
结语
科学技术的迅猛发展，为水质监测自动化提供了技术支持，水质监测部门及相关排污企业一定要重视水质监测自动化系统的构建工作，加大资金投入，为保证水环境的安全贡献力量。
参考文献
[1]郑淼淼,赵苍荣.无线远程传输的水质自动监测系统[J].化工自动化及仪表,2012,39(1):92-94.
[2]杜晓明.多参数水质在线监测系统设计与实现[D].大连理工大学,2016.
[3]吕竞.水环境系统分析中多元统计分析方法的应用--以成都市地表水水质监测数据综合分析为例[D].四川大学,2006.
论文作者:张建设
论文发表刊物:《基层建设》2019年第11期
论文发表时间:2019/8/13
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