引論：我們?yōu)槟砹?3篇水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)范文，供您借鑒以豐富您的創(chuàng)作。它們是您寫作時(shí)的寶貴資源，期望它們能夠激發(fā)您的創(chuàng)作靈感，讓您的文章更具深度。

篇1

水質(zhì)水量在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(WPMS)是一套以水質(zhì)分析儀器及儀表為核心，以防止水污染和遠(yuǎn)程監(jiān)視控制實(shí)現(xiàn)全流域水環(huán)境綜合評(píng)價(jià)為最終目的，運(yùn)用現(xiàn)代傳感技術(shù)、自動(dòng)測(cè)量技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)以及相關(guān)的專用分析軟件和通信網(wǎng)絡(luò)組成的一個(gè)綜合性的在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)體系。通過WPMS可以對(duì)地表水的水環(huán)境質(zhì)量及污染趨勢(shì)進(jìn)行在線檢測(cè)，為防止下游水質(zhì)污染迅速做出預(yù)警預(yù)報(bào)，及時(shí)追蹤污染源，從而為管理決策服務(wù)。

水質(zhì)水量在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)在國外起步較早，我國始于二十世紀(jì)末期，在水質(zhì)水量自動(dòng)監(jiān)測(cè)、移動(dòng)快速分析等預(yù)警預(yù)報(bào)體系建設(shè)方面處在探索階段。目前所用的自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)多為國外進(jìn)口設(shè)備，現(xiàn)以泉州北渠監(jiān)測(cè)站采用德國科澤公司（KUNTZE）技術(shù)建設(shè)的全省水利系統(tǒng)第一個(gè)可同時(shí)對(duì)水質(zhì)水量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的系統(tǒng)為例作介紹。

一 系統(tǒng)功能

水質(zhì)水量在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的主要功能是對(duì)所監(jiān)控的參數(shù)進(jìn)行在線測(cè)量和同步分析。分析數(shù)據(jù)由現(xiàn)場(chǎng)計(jì)算機(jī)收集、存儲(chǔ)、處理，并能通過遠(yuǎn)程傳輸，迅速送達(dá)上一級(jí)數(shù)據(jù)管理中心。數(shù)據(jù)管理中心綜合分析數(shù)據(jù)，進(jìn)行判斷統(tǒng)計(jì)和評(píng)價(jià)，整理并形成各類報(bào)表，然后通過中心局域網(wǎng)將結(jié)果傳至各有關(guān)部門，以便采取相應(yīng)對(duì)策。

1．實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)自動(dòng)化

德國科澤在線水質(zhì)分析儀（包括德國K301COD在線高錳酸鹽指數(shù)分析儀、德國K201NH4-N在線氨氮分析儀、德國K201TP-TN在線總磷總氮分析儀和德國常規(guī)五參儀K100系列等），具有最佳現(xiàn)場(chǎng)使用效果，可以對(duì)水質(zhì)水量進(jìn)行自動(dòng)、連續(xù)監(jiān)測(cè)，數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程自動(dòng)傳輸，隨時(shí)查詢所設(shè)站點(diǎn)的水質(zhì)數(shù)據(jù)。其先進(jìn)性體現(xiàn)在中心站可以實(shí)時(shí)顯示現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)。

2．實(shí)現(xiàn)水污染的預(yù)警預(yù)報(bào)

水質(zhì)水量自動(dòng)監(jiān)測(cè)一改過去總在事后才能向有關(guān)部門提供水質(zhì)信息的被動(dòng)局面，實(shí)現(xiàn)了水質(zhì)發(fā)生惡化時(shí)儀器自動(dòng)報(bào)警或響應(yīng)，對(duì)晉江流域下游發(fā)出水質(zhì)污染的預(yù)警預(yù)報(bào)，防患未然。

3．實(shí)現(xiàn)水質(zhì)水量水文信息在線查詢和共享

水質(zhì)水量自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)水質(zhì)水量水文信息的在線查詢、分析、計(jì)算、圖表顯示、打印等，隨時(shí)實(shí)現(xiàn)各單位之間水質(zhì)信息的互訪共享，實(shí)現(xiàn)全流域水環(huán)境綜合評(píng)價(jià)，可迅速為領(lǐng)導(dǎo)決策提供科學(xué)依據(jù)。

二 系統(tǒng)組成及質(zhì)量控制

水質(zhì)水量自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是在晉江流域設(shè)置龍門灘監(jiān)測(cè)站，山美監(jiān)測(cè)站，金雞監(jiān)測(cè)站，北渠監(jiān)測(cè)站和南渠監(jiān)測(cè)站等5個(gè)連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)子站，由水利局控制中心（中心站）控制5個(gè)固定監(jiān)測(cè)子站，隨時(shí)對(duì)流域內(nèi)的水質(zhì)污染狀況進(jìn)行連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)，形成一個(gè)連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

子站由輸配水管網(wǎng)、水質(zhì)分析儀器及儀表、電氣自動(dòng)控制、網(wǎng)絡(luò)通訊及輔助設(shè)施等組成，子站系統(tǒng)對(duì)于斷電、斷水等意外事件具有智能診斷、自動(dòng)保護(hù)及自動(dòng)恢復(fù)功能。各子站的工作是長年連續(xù)運(yùn)行的。中心站是各子站的網(wǎng)絡(luò)指揮中心，又是信息數(shù)據(jù)中心，它配有功能齊全、存貯容量大的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，由通信聯(lián)絡(luò)設(shè)備及數(shù)據(jù)顯示、分析、傳輸和接收的管理軟件構(gòu)成。中心站的主要功能：數(shù)據(jù)通信、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫、報(bào)警、安全管理、數(shù)據(jù)打印，中心站可通過子站控制單元，實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)視及控制。中心站的工作一般是間歇式的。

自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在正常運(yùn)行時(shí)一般不需要人的參與，而是在電腦的自動(dòng)控制下進(jìn)行工作。其基本監(jiān)測(cè)項(xiàng)目包括水溫（T）、PH、溶解氧（DO）、電導(dǎo)率、濁度（SS）五項(xiàng)物理參數(shù)的測(cè)量及高錳酸鹽指數(shù)（CODMn）、總磷（TP）、氨氮（NH4-N）化學(xué)參數(shù)的分析測(cè)量以及水溫、流速、水位、流量等4個(gè)水文參數(shù)的測(cè)量。

1．水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的工作流程

原水由自吸泵提升后，分三路：一路進(jìn)入物理參數(shù)測(cè)量儀表（四參數(shù)）進(jìn)行檢測(cè)；另一路經(jīng)預(yù)處理后供給水質(zhì)參數(shù)分析儀表如：高錳酸鹽指數(shù)(CODMn)、總磷（TP）、氨氮（NH4-N）、進(jìn)行分析測(cè)量，還有一路提供給水文四參數(shù)的監(jiān)測(cè)。其所有測(cè)量值實(shí)時(shí)傳輸給基站電腦存儲(chǔ)并向上一級(jí)（中心站）傳輸，見上圖2-1水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)工作流程圖。

2．水質(zhì)在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)站的工藝原理

（1）吸泵吸水口處外包10目的不銹鋼濾網(wǎng)，以阻攔可能堵塞潛水泵的雜物，并每天定時(shí)用壓縮空氣對(duì)濾網(wǎng)進(jìn)行反吹沖洗。

（2）原水由自吸泵抽取河流水表層以下0.5～1.0m處的水樣作為分析、測(cè)試水樣，同時(shí)保證泵距離水底至少有1米的距離。

（3）抽取后的水分三路：一路提供水文四參數(shù)的測(cè)量用水，另一路通過管網(wǎng)直接進(jìn)入Y型三通電極支架，供pH儀、DO(溶解氧)儀、CM（電導(dǎo)率）儀、TEM（溫度）儀進(jìn)行測(cè)量；第三路進(jìn)入沉砂分離器，濁度測(cè)量電極安裝在沉砂分離器內(nèi)，供SS（濁度）儀進(jìn)行測(cè)量。

（4）水樣進(jìn)入沉砂分離器后，經(jīng)過泥水分離，泥砂等一些比重大的雜質(zhì)下沉，從沉砂分離器下端的排放口處被連續(xù)排掉。澄清后的水由增壓泵抽取進(jìn)入河流水專用預(yù)處理系統(tǒng)（KL預(yù)處理系統(tǒng)）。

（5）KL預(yù)處理系統(tǒng)能過濾掉粒徑大于50μm（微米）的雜質(zhì)，其出水供高錳酸鉀鹽指數(shù)(CODMn)分析儀表、總磷（TP）分析儀表測(cè)量；七孔過濾器能過濾掉粒徑大于1μm（微米）的雜質(zhì)，在隔膜泵產(chǎn)生的負(fù)壓作用下，水樣經(jīng)七孔過濾器過濾，進(jìn)入氨氮（NH4-N）分析儀表測(cè)量。

（6）KL預(yù)處理系統(tǒng)配備空氣自動(dòng)反吹裝置，通過PLC定時(shí)對(duì)KL預(yù)處理的濾芯進(jìn)行高壓空氣反吹。

（7）CODMn分析儀表有純水自動(dòng)制取裝置，用于CODMn分析儀表測(cè)量結(jié)束后儀表內(nèi)部測(cè)量裝置的清洗。

（8）CODMn、NH4-N、TP 分析儀表的測(cè)量廢液進(jìn)入廢液收集箱，由廢液泵泵入生化處理池中進(jìn)行處理后排放。

3．水質(zhì)在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的采樣裝置

該裝置由浮筒、單向止回底閥、濾網(wǎng)及導(dǎo)軌等組成，具體形式見圖2-3。該裝置由于浮筒的作用，而浮于水面，從而保證所取水樣水位于液面以下0.5米左右，進(jìn)水口由包在濾網(wǎng)骨架上的濾網(wǎng)對(duì)較大的水體中雜物予以攔截，水樣通過單向止回底閥經(jīng)進(jìn)水管道由提升泵泵入；裝置整體可隨江面的水位高低而沿導(dǎo)軌進(jìn)行自動(dòng)升降；當(dāng)濾網(wǎng)上的附著物影響取水時(shí)，系統(tǒng)可自動(dòng)或定時(shí)對(duì)濾網(wǎng)進(jìn)行反吹清洗。

4．質(zhì)量保證與質(zhì)量控制

水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具有連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的特點(diǎn)，其采水和配水管路的清洗程度，儀器運(yùn)行狀況，試劑與標(biāo)準(zhǔn)溶液的穩(wěn)定性及分析儀器的基線漂移等都是影響數(shù)據(jù)質(zhì)量的重要因素，為了保證測(cè)量精度，儀器必須帶自動(dòng)清洗、純水制備、自動(dòng)校正以及相應(yīng)的程序控制裝置。

（1）自動(dòng)清洗。由于被測(cè)流域水體中存有泥沙及微生物，特別在溫度適宜時(shí)，水體中藻類的大量繁殖，不僅會(huì)改變被采水樣的性質(zhì)，使水樣失去代表性（最突出表現(xiàn)在氨氮和總磷的儀器測(cè)定值偏低），而且會(huì)堵塞濾網(wǎng)或膜，造成系統(tǒng)供水不足進(jìn)而斷水，致使系統(tǒng)無法正常運(yùn)行。針對(duì)上述情況，系統(tǒng)為把這些影響降到最小，在儀器測(cè)定間歇期增加了定時(shí)自動(dòng)清洗步驟，對(duì)易造成影響的管線、濾網(wǎng)及膜進(jìn)行有針對(duì)性的清洗。

（2）純水制備。分析儀表中有些參數(shù)在分析過程中需要純水，為此加裝了純水機(jī)將現(xiàn)場(chǎng)自來水通過純水機(jī)制備出純水，泉州北渠監(jiān)測(cè)站純水機(jī)供高錳酸鹽指數(shù)分析儀表使用。（該純水機(jī)制備的純水僅供K301COD使用，不得用于配制試劑，否則會(huì)嚴(yán)重影響測(cè)試結(jié)果）。

三水質(zhì)水量自動(dòng)監(jiān)測(cè)站的建設(shè)

1.站房。各地建站的具體情況和條件不同，但都滿足站房建設(shè)的基本要求，站房的建筑質(zhì)量應(yīng)符合通用建筑質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。相對(duì)濕度保持在90%以下；具有標(biāo)準(zhǔn)設(shè)施，上下水設(shè)施，安裝避雷接地設(shè)施。從而保證水質(zhì)水量自動(dòng)監(jiān)測(cè)的順利運(yùn)行。

2.防雷。采用專用電源防雷模塊，接入總電源的入口端。采用通訊線路防雷器，此防雷器可以同時(shí)保護(hù)兩路電話線遭雷電襲擊時(shí)對(duì)后續(xù)設(shè)備的損壞。

3.電源穩(wěn)壓。控制系統(tǒng)的穩(wěn)壓電源配備性能指標(biāo)符合JB/T10089-2001、SB/T10266-1996標(biāo)準(zhǔn)的穩(wěn)壓電源。當(dāng)電網(wǎng)電壓不穩(wěn)定或負(fù)載變化時(shí)，自動(dòng)控制電路進(jìn)行取樣、比較、放大、控制伺服電機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)臂、電刷按所需方向轉(zhuǎn)動(dòng)，使輸出電壓調(diào)整到額定值，而達(dá)到穩(wěn)壓目的。

計(jì)算機(jī)UPS電源配備800VA/1600VA的穩(wěn)壓輸出容量，自動(dòng)調(diào)節(jié)輸入電壓。除了保護(hù)電腦外，更可外接打印機(jī)或掃描儀等電腦外設(shè)，避免了復(fù)雜的外部連線，并可對(duì)設(shè)備進(jìn)行突波保護(hù)。

參考文獻(xiàn)

[1]中國環(huán)境監(jiān)測(cè)總站編．中國環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)路線[M]．長沙：湖南科技出版社，2003。

篇2

Design of online water quality monitoring system based on Internet of Things

JIA Gui-lin， LIU Mei-cen， ZENG Bao-guo， CHENG Yuan-dong

（Sichuan Institute of Information Technology， Guangyuan 628017， China）

Abstract： To solve the problems of complex wiring and high cost in traditional water quality monitoring programs， a water quality monitoring system based on Internet of Things is designed to achieve the purpose of the acquisition， transmission and processing of multiple parameters， including dissolved oxygen， PH value， and temperature. The scheme is suitable for remote monitoring， and applicable to monitoring the quality of drinking water and water for the aquaculture industry.

Keywords： sensor； water quality monitoring； ZigBee； GPRS

0 引 言

為了徹底解決傳統(tǒng)人工水質(zhì)監(jiān)測(cè)及DCS、現(xiàn)場(chǎng)總線方式在管理及應(yīng)用上存在的布線困難、成本高等不足，本文提出了以智能水質(zhì)傳感器、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、專家?guī)鞌?shù)據(jù)庫為核心的物聯(lián)網(wǎng)水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。本系統(tǒng)通過分布式動(dòng)態(tài)組網(wǎng)，可實(shí)現(xiàn)大范圍、24 h不間斷的監(jiān)測(cè)，同時(shí)通過布設(shè)在水源地具有定位功能的無線傳感器節(jié)點(diǎn)，能夠偵測(cè)到飲用水源的污染情況，從而提高管理效率、保障供水安全，解決飲用水及養(yǎng)殖業(yè)水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)和管理問題。

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作過程

本系統(tǒng)的組成圖如圖1所示。系統(tǒng)在水源地布置多個(gè)水上節(jié)點(diǎn)（水質(zhì)參數(shù)采集節(jié)點(diǎn)、遠(yuǎn)程視頻采集節(jié)點(diǎn)、水質(zhì)參數(shù)調(diào)節(jié)節(jié)點(diǎn)、ZigBee+GPRS無線網(wǎng)關(guān)），然后通過水質(zhì)參數(shù)采集節(jié)點(diǎn)實(shí)時(shí)采集PH值、水溫、水位、溶氧量等水質(zhì)參數(shù)，并通過ZigBee Endpoint上傳給無線網(wǎng)關(guān)的ZigBee Coordinator，再由后者經(jīng)串口送入GPRS傳送到服務(wù)器；同時(shí)通過IP Camera（網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)）采集水面視頻信息，由3G方式送入（移動(dòng)）服務(wù)器。運(yùn)行于服務(wù)器上的信息管理系統(tǒng)將對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析，并根據(jù)飲用水用水管理要求實(shí)時(shí)預(yù)警、告警，自動(dòng)下發(fā)控制指令到GPRS無線網(wǎng)關(guān)，然后由ZigBee網(wǎng)絡(luò)下發(fā)指令到水質(zhì)參數(shù)調(diào)節(jié)節(jié)點(diǎn)，啟動(dòng)增氧機(jī)或PH值調(diào)節(jié)設(shè)備、水泵等，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)用水參數(shù)。管理人員則可通過PC、平板電腦或PDA等方式獲取實(shí)時(shí)水質(zhì)數(shù)據(jù)，并對(duì)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。

圖1 基于物聯(lián)網(wǎng)的水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的組成

2 硬件電路設(shè)計(jì)

2.1 水質(zhì)傳感器選型

以養(yǎng)殖用水為例，一般需要對(duì)水環(huán)境中的PH值、濁度、水位、溶氧量、溫度等五項(xiàng)基本參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)[1]。本系統(tǒng)選用北京聯(lián)創(chuàng)與中國農(nóng)大開發(fā)的、具有測(cè)溫和溫度補(bǔ)償功能的PH10、TS10、WL10、DO10四類智能傳感器來對(duì)水的PH值、濁度、水位、溶氧量、溫度等五項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。四類傳感器均可通過RS485總線接收來自外部MCU的控制指令，然后返回測(cè)量原始值、溫度值、工程值等三個(gè)參數(shù)，因而可以大大簡化感知層的設(shè)計(jì)工作。

2.2 CC2530節(jié)點(diǎn)的接口電路設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)的ZigBee節(jié)點(diǎn)選用成都感智信息技術(shù)有限公司的CC2530節(jié)點(diǎn)，該類節(jié)點(diǎn)帶有CC2591增益放大模塊，最遠(yuǎn)通訊距離可達(dá)1 km。由于CC2530不支持RS485通訊，因而需要設(shè)計(jì)RS485轉(zhuǎn)3.3 V TTL電路，圖2所示就是CC2530無線節(jié)點(diǎn)與RS485傳感器的接口電路[2]。其中，5.0 V直流電壓主要為傳感器供電，3.3 V直流電壓為CC2530節(jié)點(diǎn)供電。通訊接口轉(zhuǎn)換芯片選擇MAXIM公司的MAX13487，光耦T1、T2用于CC2530與RS485總線的隔離，R8、R9用于采樣電源電壓以便服務(wù)器端能實(shí)時(shí)判斷節(jié)點(diǎn)的供電情況，R5、R6、R7、C5、C6、D1、D2、D3、L1、L2等為RS485總線匹配電路。

2.3 增氧機(jī)控制電路設(shè)計(jì)

系統(tǒng)中的增氧機(jī)控制電路如圖3所示，CC2530節(jié)點(diǎn)通過P0.1控制光耦T1，并驅(qū)動(dòng)Q1控制繼電器J1，從而控制增氧機(jī)電源的通斷，達(dá)到啟動(dòng)/停止增氧機(jī)的目的。

圖3 增氧機(jī)控制電路

篇3

據(jù)2009年環(huán)境狀況公報(bào)統(tǒng)計(jì)，珠江、長江水質(zhì)良好，松花江、淮河為輕度污染，黃河、遼河為中度污染，海河為重度污染。 中國社會(huì)科學(xué)院環(huán)境與發(fā)展研究中心副主任鄭易生指出，中國的各種水環(huán)境質(zhì)量檢測(cè)報(bào)告，由于受布點(diǎn)數(shù)量和布點(diǎn)區(qū)域的限制，“并不能充分、真實(shí)地反映國內(nèi)水污染現(xiàn)狀”。目前的水質(zhì)監(jiān)測(cè)現(xiàn)狀揭示了中國水污染的嚴(yán)重程度和水質(zhì)監(jiān)測(cè)的建設(shè)落后程度。

水質(zhì)監(jiān)測(cè)適用于源頭水、國家自然保護(hù)區(qū)，集中式生活飲用水地表水源地一級(jí)保護(hù)區(qū)、珍稀水生生物棲息地、魚蝦類產(chǎn)卵場(chǎng)、仔稚幼魚的索餌場(chǎng)；魚蝦類越冬場(chǎng)、洄游通道、水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)等漁業(yè)水域及游泳區(qū)等靜態(tài)水域。傳統(tǒng)的水質(zhì)監(jiān)測(cè)，需要耗費(fèi)大量的時(shí)間以及大量的人力，經(jīng)過繁瑣的步驟才得到數(shù)據(jù)，而在線水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，自動(dòng)進(jìn)行設(shè)備的充電，用戶登錄App或者網(wǎng)站即可看到數(shù)據(jù)。

1系統(tǒng)總體的設(shè)計(jì)

在線水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)如圖1所示，水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)整體分成三層，感知層、網(wǎng)絡(luò)層以及應(yīng)用層。感知層是系統(tǒng)的核心，是信息采集的關(guān)鍵部分；網(wǎng)絡(luò)層對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行無線連接，通過①LoRa技術(shù)將所有的水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀連接起來，LoRa數(shù)據(jù)接收端將數(shù)據(jù)通過互聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)椒?wù)器，服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)處理[1]。應(yīng)用層位于三層的頂層，將服務(wù)器處理的數(shù)據(jù)通過App以及網(wǎng)站展現(xiàn)給用戶，讓用戶可以直接地看到想要的數(shù)據(jù)以及與前幾次對(duì)比所產(chǎn)生的差異。

2水質(zhì)監(jiān)測(cè)硬件設(shè)計(jì)

水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀構(gòu)想如圖所示，是由CC2530控制了整個(gè)水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀，數(shù)據(jù)的采集主要是通過傳感器來完成，L9110S是用來控制電機(jī)的上浮下潛以及在水中游動(dòng)，而SL1053是用于來管理太陽能，鋰電池用于存儲(chǔ)電量。

CC2530芯片對(duì)整個(gè)系統(tǒng)起著至關(guān)重要的作用，將傳感器收集的信息存儲(chǔ)和發(fā)送到服務(wù)器，并且接收從服務(wù)器傳來的信息，再將數(shù)據(jù)以指令的形式進(jìn)行命令的傳達(dá)。

（一） 數(shù)據(jù)采集模塊

系統(tǒng)通過溫度傳感器、PH值傳感器、濁度傳感器、含氧量傳感器模塊來采集溫度、PH值、濁度、含氧量等信息。

1）溫度傳感器

采用PT100溫度傳感器，對(duì)水的溫度進(jìn)行測(cè)量，PT100是鉑熱電阻，它的阻值會(huì)隨著溫度的上升而迅速勻速的增長，鉑熱電阻具有精度高、穩(wěn)點(diǎn)性好、性能可靠的特點(diǎn)，適用于長期進(jìn)行水質(zhì)的溫度的監(jiān)測(cè)[2]。

2）PH值傳感器

采用PH值傳感器，對(duì)水中的氫離子濃度進(jìn)行監(jiān)測(cè)以及轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的可用輸出信號(hào)，整體是一種密封狀態(tài)，能夠很好的防水，而且使用壽命長，適用于長期進(jìn)行水質(zhì)的PH值的監(jiān)測(cè)[3]。

3）濁度傳感器

采用TS濁度傳感器，對(duì)水的污濁度進(jìn)行測(cè)量，判斷水的潔凈度，濁度是由水中的懸浮顆粒引起的，本傳感器采用散射光與透射光比值代替單純的散射光測(cè)量濁度，傳感器的準(zhǔn)確度、可靠性提高，維護(hù)更加簡單，抗污性增強(qiáng)，適用于長期進(jìn)行水質(zhì)的濁度的監(jiān)測(cè)[4]。

4）氧氣含量傳感器

氧氣含量傳感器，對(duì)水中的氧氣含有量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，它是由一個(gè)銀陽極和金陰極組成，兩極之間存在著電勢(shì)差，氧氣在陽極下進(jìn)行反映，通過半透膜向陰極擴(kuò)散，根據(jù)流過兩級(jí)電流的大小就能測(cè)試水中氧氣濃度的比例關(guān)系，適用于進(jìn)行氧氣的監(jiān)測(cè)[5]。

（二） 數(shù)據(jù)傳輸模塊

數(shù)據(jù)輸出模塊主要由繼電器及光耦合器構(gòu)成，設(shè)計(jì)中使用的是一種兩個(gè)接線端為輸入端，另外兩個(gè)接線端為輸出端，中間采用光耦合器實(shí)現(xiàn)輸入輸出電隔離的高性能固態(tài)繼電器，該繼電器具有功率小、高靈敏度、高可靠性等特點(diǎn)。在水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行中，當(dāng)控制器接收到用戶的指令后可以將數(shù)據(jù)返回到用戶手中，并且控制儀器進(jìn)行游動(dòng)。

（三） L9110S半導(dǎo)體處理器

如圖3所示，L9110S是控制和驅(qū)動(dòng)電機(jī)設(shè)計(jì)的兩通道推挽式功率放大專用集成電路器件，該芯片有兩個(gè)TTL/CMOS兼容電平的輸入，具有良好的抗干擾性；兩個(gè)輸出端能直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)的正反向運(yùn)動(dòng)，它具有較大的電流驅(qū)動(dòng)能力，具有較強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)能力控制水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀的上浮下潛，以及四處游動(dòng)。

（四） 線性鋰電池芯片SL1053

SL1053是高精度的線性鋰電池充電的芯片，SL1053可以通過檢測(cè)電池電壓來決定其充電的狀態(tài)：預(yù)充電、恒流充電、恒壓充電。均衡的管理鋰電池的充電模式和查看電量的剩余量。同時(shí)控制著太陽能的充電狀態(tài)，以及當(dāng)充電結(jié)束后將自動(dòng)發(fā)送完成指令給CC2530控制芯片。

3水質(zhì)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)

如圖4所示，網(wǎng)絡(luò)層是用戶與儀器之間進(jìn)行交流的媒介，網(wǎng)絡(luò)層由LoRa數(shù)據(jù)傳輸芯片、互聯(lián)網(wǎng)以及服務(wù)器組成，水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀通過多個(gè)LoRa節(jié)點(diǎn)進(jìn)行連接以及數(shù)據(jù)的傳輸，可以直接將數(shù)據(jù)直接傳輸給LoRa數(shù)據(jù)接收終端，終端將數(shù)據(jù)通過互聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)椒?wù)器，服務(wù)器對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理以及分析，通過互聯(lián)網(wǎng)將數(shù)據(jù)傳輸給用戶。

1）LoRa

LoRa是一種新型的基于1GHz以下的超長距低功耗的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的芯片，其接收數(shù)據(jù)的靈敏度達(dá)到了-148dBm，與其他的芯片相比較得到了很大的提升，所以我們的水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中會(huì)采用到LoRa芯片，對(duì)池塘、水庫的監(jiān)測(cè)有較大優(yōu)勢(shì)，相比較其他的監(jiān)測(cè)設(shè)備使用更加便捷，只需要進(jìn)行一次布局就能長期的進(jìn)行在線的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，而不是取到每個(gè)區(qū)域進(jìn)行水的采樣，然后在檢驗(yàn)室來一一的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，可以省去大量的人力物力以及財(cái)力，用戶操作起來會(huì)簡單，我們稱之為傻瓜式操作。LoRa數(shù)據(jù)接收終端將幾個(gè)個(gè)體的水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，發(fā)送到服務(wù)器進(jìn)行統(tǒng)一處理得到綜合的數(shù)據(jù)反饋以及位于不同區(qū)域水質(zhì)之間的差異。

2）服務(wù)器

服務(wù)器主要是進(jìn)行數(shù)據(jù)接收、處理、統(tǒng)計(jì)以及進(jìn)行信息的推送。同時(shí)進(jìn)行管理水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀，監(jiān)控各項(xiàng)指標(biāo)是否正常，對(duì)用戶的信息進(jìn)行管理等。

4水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀應(yīng)用設(shè)計(jì)

（一）軟件設(shè)計(jì)

軟件設(shè)計(jì)分為服務(wù)端和客戶端，服務(wù)器端主要是對(duì)用戶的信息進(jìn)行管理，數(shù)據(jù)的分析。客戶端則是用戶查詢獲取信息，發(fā)送指令，位置的定位。

1）服務(wù)器端

服務(wù)器是信息管理的中心，服務(wù)器內(nèi)儲(chǔ)存著用戶的信息，水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀編號(hào)類型等信息，用戶使用反饋信息，水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)，服務(wù)器會(huì)將信息統(tǒng)計(jì)成曲線圖表的形式反饋給用戶，給予用戶最直接的觀察。

2）客戶端

客戶端可分為PC端和移動(dòng)端，移動(dòng)端更適合進(jìn)行信息的修改，數(shù)據(jù)的查看。而移動(dòng)端適合進(jìn)行水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀的操控，方便攜帶，隨時(shí)都能觀察數(shù)據(jù)的變化。

（1）PC端

PC端會(huì)有水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀的介紹，用戶能根據(jù)自己的需求選擇水質(zhì)監(jiān)測(cè)項(xiàng)的指標(biāo)，我們會(huì)根據(jù)用戶提供的信息進(jìn)行私人定制，達(dá)到更精準(zhǔn)的監(jiān)測(cè)；用戶能對(duì)自己的水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀進(jìn)行地圖定位；用戶能修改自己的信息；用戶能通過圖表、曲線、矩狀圖的形式查看數(shù)據(jù)；用戶能根據(jù)自己的問題向我們反饋；

（2）移動(dòng)端

移動(dòng)端相比PC端攜帶方便，隨時(shí)隨地都能查看水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)，能夠綁定水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀進(jìn)行操控，能查看水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀的電量，能信息的錄入，位置的定位。

（二）模型設(shè)計(jì)

水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀整體外觀像一個(gè)蘑菇。上為蘑菇傘帽，下為蘑菇桿，這樣的設(shè)計(jì)有利于設(shè)備的上浮下潛以及設(shè)備在水中的平衡運(yùn)行。最上層為太陽能電池板，對(duì)設(shè)備進(jìn)行電量補(bǔ)給。中間是一個(gè)氣孔，它能夠吸收空氣到設(shè)備內(nèi)部使設(shè)備變輕，從而方便設(shè)備的上浮。旁邊以及下面會(huì)設(shè)有傳感器，來監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。下面設(shè)有螺旋槳，一共設(shè)有四個(gè)，分別控制設(shè)備的上浮下潛和設(shè)備的游動(dòng)。

5結(jié)語

本文提出了基于物聯(lián)網(wǎng)在線水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)構(gòu)想結(jié)合了互聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)了互聯(lián)網(wǎng)+的創(chuàng)意，符合現(xiàn)在時(shí)代的發(fā)展，能夠很好的解決價(jià)格昂貴，操作復(fù)雜的水質(zhì)檢測(cè)，運(yùn)用了多種比較穩(wěn)定的傳感器，保證了系統(tǒng)穩(wěn)定性。主要適用于水庫，魚塘等，對(duì)人類的健康造成威脅的一切水源都能進(jìn)行監(jiān)測(cè)，給人們健康美好的生活環(huán)境。

參考文獻(xiàn)：

篇4

1、我國水資源及水質(zhì)環(huán)境管理概況

總所周知，我國淡水資源總量豐富，但由于人口和耕地面積基數(shù)大，人均和單位面積耕地占有水量相對(duì)卻很少。由于受到季風(fēng)的影響以及水土資源組合的不平衡，我國的水資源在時(shí)間分布上不平衡，在空間分布上不平均。降水量的年內(nèi)和年際變化較大，且呈現(xiàn)由東南沿海向西北內(nèi)陸遞減趨勢(shì)。

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，水質(zhì)環(huán)境污染問題日益突出。實(shí)現(xiàn)水質(zhì)的實(shí)時(shí)連續(xù)監(jiān)測(cè)和遠(yuǎn)程控制，有利于相關(guān)管理人員及時(shí)掌握主要流域水體的水質(zhì)狀況，預(yù)警預(yù)報(bào)重大流域性水質(zhì)污染事故，解決跨行政區(qū)域的水污染事故糾紛，監(jiān)督總量控制制度落實(shí)情況和排放達(dá)標(biāo)情況。水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)這一環(huán)境監(jiān)測(cè)新技術(shù)受到國家的高度重視，并得以迅速發(fā)展。1999年，原國家環(huán)保總局為加強(qiáng)對(duì)重點(diǎn)流域省界斷面水質(zhì)變化和 境污染物的監(jiān)控，在長江、淮河、松花江、黃河及太湖流域的10個(gè)重點(diǎn)斷面試點(diǎn)建設(shè)國家地表水水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，標(biāo)志著地表水水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)在中國開始起步[1]。

目前，有100個(gè)水站分布在25個(gè)省（自治區(qū)、直轄市），位于河流上有83個(gè)水站，湖庫17個(gè)，目前還有36個(gè)水質(zhì)自動(dòng)站正在建設(shè)中[2]。浮標(biāo)式水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在我國應(yīng)用起步較晚，但由于其具有實(shí)時(shí)、原位、及時(shí)、全自動(dòng)以及其投放快捷等諸多優(yōu)點(diǎn)，在我國水質(zhì)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。

2、浮標(biāo)式水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)介紹

浮標(biāo)式水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是一套以數(shù)據(jù)服務(wù)器為中心，以集成多參數(shù)模塊化傳感器、主機(jī)控制儀表、太陽能發(fā)供電、承載浮臺(tái)及其附屬設(shè)施的現(xiàn)場(chǎng)浮標(biāo)式監(jiān)測(cè)儀表設(shè)備為監(jiān)測(cè)點(diǎn)，通過GPRS/3G無線網(wǎng)絡(luò)傳送監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的智能化水質(zhì)在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。根據(jù)不同水域及不同監(jiān)測(cè)需求，合理配置不同的傳感器可以監(jiān)測(cè)不同的水質(zhì)參數(shù)指標(biāo)；如溫度、深度、鈉離子、溶解氧、 濁度、電導(dǎo)率、鹽度、氧化還原電位、pH、葉綠素、藍(lán)綠藻、若丹明、WT、氨氮、硝酸鹽、 氯化物、CDOM、水中油、環(huán)境光PAR等。新加坡三泰集團(tuán)的浮標(biāo)式水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括以下三個(gè)主要部分：（1）前端數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)站；（2）后端數(shù)據(jù)服務(wù)器系統(tǒng)――支持用戶實(shí)時(shí)訪問；（3）自動(dòng)實(shí)時(shí)預(yù)警系統(tǒng)――以后端數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)為基礎(chǔ)，當(dāng)有異常信號(hào)時(shí)，及時(shí)迅速向用戶發(fā)出報(bào)警信息。

根據(jù)在新加坡十多年在線水質(zhì)環(huán)境實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)分析，浮標(biāo)式水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要有以下特點(diǎn)。（1）實(shí)時(shí)：儀表實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，信號(hào)實(shí)時(shí)發(fā)送，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理，報(bào)告實(shí)時(shí)，信息實(shí)時(shí)查詢；（2）原位：目標(biāo)水質(zhì)原點(diǎn)監(jiān)測(cè)、不同深度垂直檢測(cè)，水質(zhì)參數(shù)真實(shí)反映；（3）及時(shí)：異常水質(zhì)及時(shí)報(bào)警，異常預(yù)案及時(shí)部署；（4）全自動(dòng)：監(jiān)測(cè)儀表運(yùn)行無人值守，信息數(shù)據(jù)處理無人操作，水質(zhì)報(bào)告結(jié)果自動(dòng)。

3、當(dāng)前水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用分析

我國水質(zhì)監(jiān)測(cè)方式主要有人工采用檢測(cè)方式，站房式自動(dòng)在線監(jiān)測(cè)方式以及浮標(biāo)式自動(dòng)在線監(jiān)測(cè)方式。人工取樣檢測(cè)方式主要是靠人工去水源地采集水樣，然后帶回化驗(yàn)室對(duì)水樣處理后進(jìn)行化驗(yàn)檢測(cè)，然后根據(jù)化驗(yàn)檢測(cè)報(bào)告的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總、分析，最后得出水質(zhì)檢測(cè)結(jié)果并出去。站房式自動(dòng)在線監(jiān)測(cè)站，主要由采水單元、配水和預(yù)處理單元、監(jiān)測(cè)儀器單元、數(shù)采和控制單元、數(shù)傳單元及輔助單元6個(gè)部分構(gòu)成[3]，站房的監(jiān)測(cè)設(shè)備監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)通過其數(shù)傳單元無線傳輸給數(shù)據(jù)控制中心，完成水質(zhì)在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、處理及信息的工作流程。

通過分析可知，人工取樣檢測(cè)的方式的弊端是顯而易見的。其一，取樣送樣的人工勞動(dòng)強(qiáng)度大，更多的還需要需要借助船舶、汽車等交通工具來實(shí)現(xiàn)；其二，人為誤差大，水樣采集、化驗(yàn)檢測(cè)、數(shù)據(jù)匯總分析以及分析數(shù)據(jù)的等環(huán)節(jié)需要相關(guān)專業(yè)人員執(zhí)行，專業(yè)人員的素質(zhì)以及技術(shù)水平的高低決定著水質(zhì)檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性與可靠性，均會(huì)不可避免的出現(xiàn)或多或少的人為誤差；其三，實(shí)時(shí)性差，水樣采集、化驗(yàn)檢測(cè)、數(shù)據(jù)匯總分析以及分析數(shù)據(jù)的等環(huán)節(jié)需要持續(xù)花費(fèi)較長的時(shí)間，不能及時(shí)有效的反應(yīng)實(shí)時(shí)的水質(zhì)參數(shù)數(shù)據(jù)，不利于異常突發(fā)狀況的預(yù)防或治理部署。

站房式自動(dòng)在線監(jiān)測(cè)站在我國的現(xiàn)行水質(zhì)在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域應(yīng)用較為普遍，相較于浮標(biāo)式水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀表，具有以下幾點(diǎn)不足：（1）系統(tǒng)復(fù)雜，占用場(chǎng)地多，維護(hù)量大；（2）參數(shù)單一，如COD、氨氮、PH、總磷等監(jiān)測(cè)儀均需要配備采集、預(yù)處理、水樣分析、控制系統(tǒng)；（3）水樣采集及預(yù)處理過程中水質(zhì)易受干擾；（4）易受環(huán)境影響（冰凍天氣）；（5）藥劑消耗、電能（空調(diào)及電控系統(tǒng)）消耗大；（6）建設(shè)成本高（監(jiān)控站房及電能供應(yīng)建設(shè)）。

以新加坡三泰集團(tuán)的浮標(biāo)式水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)為例，典型的水質(zhì)環(huán)境實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)站主要包括水質(zhì)傳感器和傳感器數(shù)據(jù)采集儀，以及其輔助系統(tǒng)如太陽能系統(tǒng)、智能控制系統(tǒng)、防雷防盜系統(tǒng)等，使得監(jiān)測(cè)站精簡獨(dú)立，能夠方便大規(guī)模的布置在各個(gè)重要監(jiān)測(cè)點(diǎn)。監(jiān)測(cè)站在讀得數(shù)據(jù)后，立即通過GPRS/3G無線網(wǎng)絡(luò)把數(shù)據(jù)發(fā)送到中央伺服器。在中央伺服器里，數(shù)據(jù)在被讀取分析處理后到互聯(lián)網(wǎng)上去。通過這種方式，所有關(guān)于水質(zhì)參數(shù)的信息都實(shí)時(shí)有效的傳達(dá)給新加坡公用事業(yè)管理局的相關(guān)管理部門，使得新加坡公用事業(yè)管理局擁有優(yōu)質(zhì)的水文信息平臺(tái)以及信息庫，可以針對(duì)性地做出合理的決策部署。

浮標(biāo)式水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)持續(xù)運(yùn)行，通過監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的不斷積累，逐步完善建立水文數(shù)據(jù)信息庫，用于歷史數(shù)據(jù)的分析。更近一步的意義在于通過不斷豐富的數(shù)據(jù)信息庫，構(gòu)建一套智能水文水質(zhì)數(shù)據(jù)管理模型，總結(jié)歷史經(jīng)驗(yàn)規(guī)律，提前預(yù)測(cè)出水質(zhì)變化趨勢(shì)和變化速度，為該水域的未來水資源管理戰(zhàn)略部署提供重要的信息支持。這些智能的數(shù)學(xué)模型，能幫助水資源的管理者宏觀預(yù)測(cè)該水域的水質(zhì)變化。

4、浮標(biāo)式水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在我國應(yīng)用的前景展望

隨著無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的飛速發(fā)展以及互聯(lián)網(wǎng)的日益推廣，實(shí)時(shí)在線環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)已經(jīng)在不斷的實(shí)踐中越來越成熟。水質(zhì)環(huán)境實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)技術(shù)在國外應(yīng)用較為廣泛且效果良好，我國水質(zhì)自動(dòng)在線監(jiān)測(cè)領(lǐng)域應(yīng)用起步較晚但發(fā)展迅速。隨著科技技術(shù)革新帶來的成本下降與效益提升，水質(zhì)環(huán)境實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)已經(jīng)初具規(guī)模地投入到環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)際應(yīng)用中來。相較于人工檢測(cè)方式，浮標(biāo)式水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)勞動(dòng)強(qiáng)度小，完美地排除人為誤差，以及獨(dú)特的實(shí)時(shí)、原位、及時(shí)、全自動(dòng)的特點(diǎn)優(yōu)勢(shì)盡顯。相較于站房式自動(dòng)在線監(jiān)測(cè)站，浮標(biāo)式水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)設(shè)備無需籌建監(jiān)測(cè)站房的大量投入資金。由于系統(tǒng)運(yùn)行電耗極小，優(yōu)良的太陽能發(fā)供電系統(tǒng)，避免了荒郊站點(diǎn)的電力系統(tǒng)建設(shè)及維護(hù)成本。浮標(biāo)式水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)設(shè)備的一站式設(shè)計(jì)方式，集傳感器檢測(cè)系統(tǒng)、智能數(shù)據(jù)控制系統(tǒng)、太陽能電源系統(tǒng)以及防雷防盜系統(tǒng)為一體，投放便捷，運(yùn)行穩(wěn)定，故障率低，維護(hù)工作量極低，完全實(shí)現(xiàn)水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的無人值守的全自動(dòng)運(yùn)行。由于整套系統(tǒng)運(yùn)行無需試劑添加的監(jiān)測(cè)原理，很好的克服了藥劑消耗成本以及其可能造成環(huán)境的二次污染。

從監(jiān)測(cè)活動(dòng)的投入與產(chǎn)出以及實(shí)際效果的綜合角度考慮，浮標(biāo)式水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在我國水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，必將扮演重要角色，有著廣闊的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)

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[2] 國家地表水水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)介紹 http：//.cn/help.aspx.

篇5

1 水質(zhì)監(jiān)測(cè)參數(shù)及監(jiān)測(cè)儀器

水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由采樣系統(tǒng)、儲(chǔ)水單元、清洗系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)通訊等部分組成。水樣由采樣泵抽出,水樣直接進(jìn)入儲(chǔ)水單元,由輸送泵將水通過地板下的管道輸送到儀器后面的第二道過濾裝置(過濾蕊,即綜合分析儀)里。按不同儀器的要求,進(jìn)入不同的過濾蕊里(每個(gè)儀器后都有一個(gè)過濾蕊),這樣通過過濾蕊符合儀器所用水樣要求的水,經(jīng)軟管進(jìn)入儀器,對(duì)五參數(shù)(濁度、溶解氧、pH值、電導(dǎo)率、溫度)、總磷、高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、銅、鉛、鋅、鎘、汞、六價(jià)鉻、砷、揮發(fā)酚、苯胺17項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。重金屬項(xiàng)目(銅、鉛、鋅、鎘、汞、六價(jià)鉻、砷)這7臺(tái)儀器在測(cè)量前先通過自身的蠕動(dòng)泵將純凈水吸入反應(yīng)室、測(cè)量室及各個(gè)管路進(jìn)行清洗,以免造成數(shù)值不準(zhǔn),清洗后再將水樣吸入反應(yīng)室進(jìn)行反應(yīng),所用測(cè)量方法同實(shí)驗(yàn)室。反應(yīng)后,一導(dǎo)管將反應(yīng)液吸入測(cè)量室,儀器自動(dòng)推導(dǎo)出結(jié)果(全部工作過程大約需45-90min左右),反應(yīng)結(jié)束后廢液自動(dòng)通過專用流路流出并排出監(jiān)測(cè)室,最后再次吸入純凈水對(duì)儀器進(jìn)行清洗,等待下一次測(cè)量過程。揮發(fā)酚項(xiàng)目采用比利時(shí)進(jìn)口設(shè)備,簡化水中揮發(fā)酚測(cè)定樣品的處理過程,減少毒性大的有機(jī)溶劑與操作者接觸利用酚類物質(zhì)在酸性水溶液中溶解度很小的性質(zhì),通過調(diào)節(jié)水溶液的pH值,采用光程長30mm比色皿,用4-AAP直接分光光度法測(cè)定。其測(cè)定水中揮發(fā)酚的準(zhǔn)確度、回收率符合生活飲用水衛(wèi)生規(guī)范的要求,與國標(biāo)法檢測(cè)結(jié)果相比對(duì),相差無顯著性。4-氨基安替比林直接分光光度法測(cè)定水中揮發(fā)酚,檢出限完全滿足生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)要求,而且操作簡便快速,適用于日常檢測(cè)工作的需要。

2 數(shù)據(jù)傳輸與報(bào)警

整個(gè)采集程序主要通過自報(bào)方式完成數(shù)據(jù)的收集,由于線路及其它一些不可預(yù)測(cè)的原因,可能造成數(shù)據(jù)發(fā)送的不完整,這時(shí)就需要通過數(shù)據(jù)采集功能,完成對(duì)數(shù)據(jù)的收集。數(shù)據(jù)采集功能包括實(shí)時(shí)和歷史采集等采集方式。

為保證岳城水庫飲用水源地水質(zhì)安全,水質(zhì)測(cè)定設(shè)置為每2小時(shí)抽水測(cè)量分析一次。所有數(shù)據(jù)每30min通過GPS上傳到工控機(jī)的數(shù)據(jù)平臺(tái)中,實(shí)時(shí)顯示在顯示器上,并自動(dòng)保存在文件夾中,便于隨時(shí)查看。數(shù)據(jù)平臺(tái)設(shè)置短信超標(biāo)報(bào)警系統(tǒng),一旦水站中任何數(shù)據(jù)超出預(yù)設(shè)數(shù)值,平臺(tái)就會(huì)自動(dòng)向負(fù)責(zé)人發(fā)送短信,以便第一時(shí)間制定應(yīng)急方案。

3 水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站設(shè)備的維護(hù)

岳城水庫水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站采用國產(chǎn)設(shè)備與進(jìn)口設(shè)備相結(jié)合的方式,需要維護(hù)人員定期對(duì)系統(tǒng)和儀器進(jìn)行維護(hù),需分每日、周、月和季度檢查維護(hù)。每日系統(tǒng)維護(hù)內(nèi)容為檢查管路是否滴漏,取水是否正常,各個(gè)泵體是否運(yùn)轉(zhuǎn)正常,處理板上的反吹空氣壓力、進(jìn)樣壓力、進(jìn)樣流量、運(yùn)行記錄是否正常,有無報(bào)警記錄;每周對(duì)空壓機(jī)進(jìn)行排水;每月拆洗預(yù)處理板上的過濾蕊,各電器部件溫度及工作性能。儀器維護(hù)為每日檢查儀表讀數(shù)是否異常,儀表進(jìn)樣是否正常,試劑引管是否在位;每周檢查蠕動(dòng)泵是否泄露,試劑引管是否短缺;每月清潔儀表,檢查儀表內(nèi)電磁閥工作性能,檢查蠕動(dòng)泵運(yùn)行性能;每季更換蠕動(dòng)泵管,清洗測(cè)量池,標(biāo)定儀表;所有項(xiàng)目均需填寫水質(zhì)自動(dòng)站運(yùn)行維護(hù)表,此表不定期進(jìn)行檢查,每年進(jìn)行檔案封存。

4 水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站的優(yōu)點(diǎn)及存在問題

岳城水庫水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站是邯鄲市首個(gè)在飲用水源地上建設(shè)的水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站,與常規(guī)水質(zhì)監(jiān)測(cè)相比,增加了重金屬項(xiàng)目和有機(jī)項(xiàng)目,避免了因取樣、運(yùn)輸、放置時(shí)間較長而造成水樣發(fā)生物理化學(xué)變化,減少了相關(guān)分析的工作量。它的建成在提高站點(diǎn)水質(zhì)信息采集的時(shí)效性,及時(shí)發(fā)現(xiàn)監(jiān)測(cè)河段水污染事故等方面發(fā)揮作用,實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程智能化控制,自動(dòng)站工作狀態(tài)實(shí)時(shí)顯示的功能,為水環(huán)境管理、水資源利用等提供了決策依據(jù)。水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站也存在一些問題,與常規(guī)實(shí)驗(yàn)室相比監(jiān)測(cè)參數(shù)較少,目前只有17項(xiàng),有機(jī)物和其它鹽類離子等沒有監(jiān)測(cè)技術(shù);由于路途遙遠(yuǎn),來回需要半天時(shí)間,不能及時(shí)對(duì)設(shè)備進(jìn)行及時(shí)維護(hù),只能采用定時(shí)維護(hù)。

5 結(jié)語

岳城水庫飲用水源地水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建成運(yùn)行彌補(bǔ)了邯鄲市水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)工作監(jiān)測(cè)項(xiàng)目單一的缺陷,此水站系統(tǒng)技術(shù)設(shè)備先進(jìn),數(shù)據(jù)傳輸準(zhǔn)確、方便、可靠,實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)遠(yuǎn)程監(jiān)控和超標(biāo)預(yù)警,可對(duì)水質(zhì)進(jìn)行全天候監(jiān)測(cè),能及時(shí)掌握水質(zhì)變化情況,從而為各級(jí)政府和相關(guān)職能部門有效預(yù)防和控制突發(fā)性水污染事件提供及時(shí)準(zhǔn)確的決策依據(jù)。

參考文獻(xiàn):

篇6

汽化冷卻系統(tǒng)是采用除鹽水汽化的方式冷卻冶金部件并吸收熱量，從而產(chǎn)生蒸汽的裝置，在原理上可視為一種特定鍋爐。

唐鋼第一鋼軋廠150噸轉(zhuǎn)爐汽化煙道每年都要更換活動(dòng)煙罩、爐口段、移動(dòng)段和末段，新煙道在大修更換后的第2個(gè)月就開始出現(xiàn)泄漏，直至下一年的設(shè)備大修。汽化煙道設(shè)備使用壽命低，成本消耗較大，同時(shí)造成蒸汽回收不穩(wěn)定。煙道漏水直接影響轉(zhuǎn)爐冶煉安全，由于煙道漏水后在線維修工作環(huán)境惡劣、在線修補(bǔ)又很難達(dá)到連續(xù)使用要求，反復(fù)修補(bǔ)嚴(yán)重影響生產(chǎn)節(jié)奏。根據(jù)對(duì)國內(nèi)外轉(zhuǎn)爐運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的分析，水冷部件正常的壽命應(yīng)在2年以上。

A.泄漏 B.爆管

C.堵塞 D.結(jié)垢

2、汽化冷卻系統(tǒng)水處理的意義

現(xiàn)代大型鋼鐵企業(yè)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，水系統(tǒng)是連續(xù)、安全、高效鋼鐵生產(chǎn)的重要保障。水系統(tǒng)的良好運(yùn)行，對(duì)于減少檢修頻度及費(fèi)用，延長設(shè)備壽命，穩(wěn)定高效生產(chǎn)，降低綜合生產(chǎn)成本、避免意外事故等方面，具有重要意義。

2.1 結(jié)垢的形成機(jī)理與危害

水中的鈣、鎂離子與碳酸根、磷酸根等結(jié)合生成難溶的小晶體，這些小晶體不斷碰撞并按一定的方向增長變成大晶體。水中的鈣、鎂鹽晶體及其不溶性微粒同時(shí)受到兩個(gè)力的作用，即與管壁上的水垢結(jié)合生成體積更大的垢的結(jié)晶力和水流的剪切力，當(dāng)結(jié)晶力較大時(shí)便易使垢增長，當(dāng)結(jié)晶力較小時(shí)（如加入阻垢劑后）或剪切力較大（如水流速較大的部位）時(shí)，垢無法增厚，水中的微粒只能以水渣的形式被水沖走。一旦結(jié)垢，將會(huì)導(dǎo)致鍋爐管壁溫度大幅度上升，如圖1所示。

A.清潔的內(nèi)部傳熱面，T1為冷卻水溫度，T2為受熱面溫度；

B.結(jié)垢的表面，若想管壁溫度達(dá)到T2，則冷卻水溫度需由T1降至T0

C.若冷卻水溫度仍為T1，則表面結(jié)垢的管壁熱源側(cè)溫度由T2升高到T4，T3影響金屬結(jié)構(gòu)。

圖2 汽化管道清潔表面與結(jié)構(gòu)表面溫度對(duì)比

2.2 腐蝕的形成機(jī)理與危害

給水和低壓系統(tǒng)因溶氧存在而發(fā)生氧腐蝕。爐水中的游離氫氧化鈉過高或PH值過低，又含有較多中性鹽等情況下，會(huì)導(dǎo)致鍋爐金屬腐蝕，壁厚減薄。腐蝕產(chǎn)物又會(huì)導(dǎo)致沉積，產(chǎn)生沉積物下腐蝕。

為此，第一鋼軋廠在2012年通過對(duì)轉(zhuǎn)爐汽化冷卻系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)備改造的同時(shí)，又提出了一套汽化水質(zhì)綜合處理方案。

3、汽化水質(zhì)處理綜合方案

轉(zhuǎn)爐冶煉具有一定的周期性，約40分鐘冶煉一爐鋼，其中吹氧時(shí)間為14分鐘，吹氧時(shí)煙氣量、煙氣溫度均達(dá)到最高，其最高溫度可達(dá)1700℃，熱負(fù)荷明顯增大，停止吹煉時(shí)煙氣總量為零，熱負(fù)荷減小，管壁溫度隨之驟降，使受熱管產(chǎn)生周期性的熱交變應(yīng)力，極易造成熱疲勞破壞。另外由于結(jié)垢、腐蝕、雜物等因素造成汽化冷卻水管堵塞，進(jìn)一步降低冷卻效果，導(dǎo)致水管局部干燒，出現(xiàn)爆管。工藝條件惡劣變化會(huì)影響汽化系統(tǒng)的各種部件的使用壽命。而且，這種影響往往是突發(fā)性的。為此，第一鋼軋廠采取了汽化水質(zhì)處理綜合方案，該水處理方案包括水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)及控制自動(dòng)化設(shè)備和投加水處理化學(xué)藥劑兩部分內(nèi)容。可以為鍋爐提供最有效的保護(hù)。

3.1 水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)及自動(dòng)化控制設(shè)備

通過腐蝕應(yīng)力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以探測(cè)鍋爐給水系統(tǒng)的腐蝕應(yīng)力并作出實(shí)時(shí)響應(yīng)，實(shí)現(xiàn)工作條件下的直接測(cè)量。此外，鍋爐水自動(dòng)控制系統(tǒng)還采用熒光示蹤技術(shù)來防止鍋爐內(nèi)結(jié)垢。

鍋爐給水系統(tǒng)腐蝕控制：腐蝕應(yīng)力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在鍋爐實(shí)際工作溫度和壓力條件下測(cè)量凈氧化還原電位，根據(jù)電位的變化作出響應(yīng)，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)除氧劑或金屬鈍化劑的投加量，優(yōu)化腐蝕控制，以保護(hù)鍋爐系統(tǒng)。因此，鍋爐技術(shù)能夠在實(shí)際的鍋爐給水工作溫度和壓力條件下測(cè)量并立即作出響應(yīng)，以保證鍋爐系統(tǒng)的卓越性能。

鍋爐結(jié)垢和沉積控制：采用熒光儀結(jié)合最先進(jìn)的爐內(nèi)水處理劑控制鍋爐內(nèi)結(jié)垢和沉積。該控制系統(tǒng)探測(cè)鍋爐系統(tǒng)的變化，確定正確的化學(xué)品加藥量，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)投加速率。

鍋爐水自動(dòng)控制系統(tǒng)也可以幫助優(yōu)化鍋爐排污控制。水質(zhì)檢測(cè)系統(tǒng)與汽包連排閥門連鎖，通過電導(dǎo)率控制排污；系統(tǒng)濃縮倍數(shù)控制在5-8倍左右。同時(shí)根據(jù)水質(zhì)檢測(cè)結(jié)果調(diào)整各段煙道排污頻率。總之，鍋爐控制系統(tǒng)可以提高熱效率，降低能耗，提高水的循環(huán)利用率，防止設(shè)備腐蝕和結(jié)垢。

3.2 水處理化學(xué)藥劑

篇7

1水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是通過實(shí)時(shí)的水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站，獲得連續(xù)的在線水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，通過現(xiàn)代化的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)將所監(jiān)測(cè)水體的水質(zhì)數(shù)據(jù)上傳至管理中心，實(shí)現(xiàn)管理中對(duì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站的遠(yuǎn)程監(jiān)控，更加真實(shí)的反應(yīng)水體的水質(zhì)，及時(shí)了解水質(zhì)的變化規(guī)律。水質(zhì)在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是將多種監(jiān)測(cè)指標(biāo)的分析儀表組合，從采樣、分析到記錄、整理數(shù)據(jù)、中心遙測(cè)組成的系統(tǒng)，并利用監(jiān)控及分析軟件，實(shí)現(xiàn)水質(zhì)的自動(dòng)監(jiān)測(cè)。水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是：無需人工、運(yùn)行穩(wěn)定和維護(hù)方便。主要的水質(zhì)監(jiān)測(cè)指標(biāo)有：流量、濃度、溶解氧和pH等參數(shù)。監(jiān)測(cè)所得到數(shù)據(jù)可現(xiàn)場(chǎng)讀取或通過無線傳輸?shù)奖O(jiān)控中心。水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以連續(xù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)、得出實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)并進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，使有關(guān)部門可以及時(shí)掌握水質(zhì)狀況，預(yù)防水質(zhì)污染的事故，并在發(fā)生大型污染事故時(shí)掌握水質(zhì)信息，進(jìn)行突發(fā)事件的處理。

2水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的功能

2.1在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)水質(zhì)

自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以監(jiān)測(cè)水源地及飲用水的多種參數(shù)，主要包括：溶解氧、pH和濁度等。并可以對(duì)排污口和污水處理廠進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)其各項(xiàng)水質(zhì)參數(shù)是否超標(biāo)。

2.2預(yù)警預(yù)報(bào)水質(zhì)

自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具有報(bào)警功能，接受現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的報(bào)警信息。報(bào)警功能可以通過聲音、圖像、表格等形式體現(xiàn)。還可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)信息準(zhǔn)確反應(yīng)，為環(huán)境監(jiān)控提供準(zhǔn)確的信息。如出現(xiàn)水質(zhì)超標(biāo)、儀器設(shè)備故障或供電故障時(shí)都會(huì)引發(fā)報(bào)警系統(tǒng)。

2.3信息和在線查詢水質(zhì)

自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具有信息和在線查詢的功能，并可以顯示圖標(biāo)并打印等，為環(huán)境管理和決策提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持。并可以保存長期的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及運(yùn)行數(shù)據(jù)，方便以后查詢和檢索。

3水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)在水環(huán)境保護(hù)中的作用

3.1為水環(huán)境的治理提供依據(jù)傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方式對(duì)于水環(huán)境的監(jiān)測(cè)通常是瞬時(shí)的，無法進(jìn)行系統(tǒng)和長期的監(jiān)測(cè)，因此，監(jiān)測(cè)結(jié)果并不能很好反映出真實(shí)的狀況，也是水環(huán)境治理決策帶來不利影響。目前自動(dòng)化水質(zhì)監(jiān)測(cè)設(shè)備進(jìn)行大量的使用，為水質(zhì)提供實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，保證監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，為水環(huán)境治理提供資料。

3.2提高了水質(zhì)監(jiān)測(cè)的工作效率

水樣采集、化驗(yàn)和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)等工作是十分復(fù)雜的，通過應(yīng)用水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)就可以對(duì)水體進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)測(cè)，并記錄數(shù)據(jù)及時(shí)分析。對(duì)于監(jiān)測(cè)人員的工作提供極大的幫助，降低管理人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，避免工作人員由于自身能力有限或不規(guī)范等人為原因造成的水質(zhì)數(shù)據(jù)偏差，保證水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。在出現(xiàn)重大污染事故前有效預(yù)警，使工作人員可是及時(shí)采取措施，提升了水質(zhì)監(jiān)測(cè)的工作效率。

3.3降低水質(zhì)監(jiān)測(cè)的管理成本

目前所采用的水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀器設(shè)備價(jià)格較高，但對(duì)于傳統(tǒng)的水質(zhì)監(jiān)測(cè)來說，綜合成本較低。傳統(tǒng)的水質(zhì)監(jiān)測(cè)中，對(duì)于人力的投入較大，其費(fèi)用與自動(dòng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀器的購置費(fèi)相差不多，因此水質(zhì)監(jiān)測(cè)的成本是降低了。

3.4提高水質(zhì)采樣工作的安全性

水質(zhì)監(jiān)測(cè)前需要進(jìn)行水質(zhì)采樣，但通常水質(zhì)采樣區(qū)域的地形較為復(fù)雜，在樣品采集時(shí)可以避免人工工作可能發(fā)生的安全是事故，使用自動(dòng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)可以得到更加準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，使水質(zhì)采樣更加安全。

4水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用

4.1地表水監(jiān)測(cè)中的運(yùn)用

對(duì)地表水進(jìn)行水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)，可以對(duì)地表水質(zhì)實(shí)際監(jiān)測(cè)和遠(yuǎn)程控制，對(duì)重點(diǎn)斷面水體和流域水質(zhì)情況實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，預(yù)報(bào)流域的水體污染事件，預(yù)防跨地區(qū)的水污染事件產(chǎn)生糾紛，把握總量控制情況。目前我國水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)在地表水監(jiān)測(cè)中應(yīng)用較多，我國水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站近年來建設(shè)也取得一定的成績，環(huán)境保護(hù)部門在我國重要的河流、入海口、湖泊和水利項(xiàng)目中建設(shè)了許多水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站。

4.2水庫中的應(yīng)用

水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在水庫中的應(yīng)用，可以監(jiān)測(cè)的指標(biāo)有20余種。水庫水質(zhì)監(jiān)測(cè)中，采用西東監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)調(diào)控，提高水環(huán)境的監(jiān)測(cè)和監(jiān)管能力，對(duì)于較為重要的水源地水質(zhì)，可以及時(shí)掌握水質(zhì)實(shí)時(shí)狀態(tài)，保證飲用水水源的安全，讓居民的飲用水健康。對(duì)水質(zhì)可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸、監(jiān)測(cè)和自動(dòng)控制，可以隨時(shí)查詢水質(zhì)信息，如發(fā)現(xiàn)水源地水質(zhì)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目超出規(guī)定要求，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)報(bào)警，并采取應(yīng)急措施，對(duì)水質(zhì)進(jìn)行全程監(jiān)管，保證飲用水安全。

4.3排污口污水水質(zhì)

監(jiān)測(cè)環(huán)保局在進(jìn)行污水排放管理時(shí)通常存在很多的問題：一是工作人員少，檢查周期長，不能及時(shí)掌握各個(gè)企業(yè)的排污情況；二是排污費(fèi)拖欠，排污單位繳費(fèi)不及時(shí)。以上兩個(gè)問題可以通過在排污口進(jìn)行流量和水質(zhì)的自動(dòng)監(jiān)測(cè)來管理，自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以對(duì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)企業(yè)的污水排放情況，還可以對(duì)閥門進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)企業(yè)排放口的污水水質(zhì)和水量。如果排污企業(yè)不按時(shí)繳納排污費(fèi)，自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以通過遠(yuǎn)程控制電動(dòng)閥門的開關(guān)，欠費(fèi)即關(guān)閉排污閥門。此外，還可以在監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中設(shè)定COD限值，如果監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到污水COD超標(biāo)，也可關(guān)閉閥門，停止排污企業(yè)污水排放。

5結(jié)論

水質(zhì)在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)以自動(dòng)分析儀器為核心，運(yùn)用現(xiàn)代化技術(shù)及分析軟件組成的綜合性在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)體系。對(duì)主要流域重點(diǎn)斷面水質(zhì)狀況進(jìn)行掌握，需要實(shí)時(shí)水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)，對(duì)水質(zhì)進(jìn)行連續(xù)監(jiān)控和遠(yuǎn)程控制，更好的對(duì)水體進(jìn)行治理和監(jiān)管。

參考文獻(xiàn)

[1]杜魁.我國水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)現(xiàn)狀分析[J].知識(shí)經(jīng)濟(jì)，2012(23).

[2]孫進(jìn).關(guān)于影響水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行因素的探討[J].北方環(huán)境，2011(9).

篇8

1 異常值的剔除

在管網(wǎng)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)管網(wǎng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)過程中，由于水質(zhì)事件、儀表故障或監(jiān)測(cè)系統(tǒng)傳輸中斷原因?qū)е卤O(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)異常，這些非正常情況下的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)不能作為背景值的計(jì)算依據(jù)，應(yīng)首先剔除。

由表1可以清楚的看到，經(jīng)過三次篩選后，濁度和余氯標(biāo)準(zhǔn)偏差沒有太大變化，異常值已經(jīng)基本剔除。當(dāng)樣品容量n

2 背景值的計(jì)算和警告線的設(shè)定

2.1 數(shù)據(jù)呈正態(tài)分布

（1）計(jì)算出篩選后濁度和總氯值的算術(shù)平均值n和標(biāo)準(zhǔn)偏差Sn，計(jì)算變異系數(shù)。（見表2）計(jì)算背景值范圍的計(jì)算

根據(jù)表2，一倍和二倍標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算的背景值區(qū)間太小，而四倍、五倍和六倍標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算的背景值區(qū)間則太大，只有三倍標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算背景值區(qū)間最為合適。所以背景值的范圍為。

（2）警告線上下線設(shè)定

根據(jù)背景值范圍，以平均值加減3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差n±3Sn分別作為警告線上下線。結(jié)果如下（見表3）。

當(dāng)在線儀表檢測(cè)值超過警告線時(shí)，首先應(yīng)排除儀表原因（即氣泡或儀表故障等原因）引起檢測(cè)值異常，應(yīng)盡快采取措施，保證儀表測(cè)量值準(zhǔn)確。如儀表測(cè)量值準(zhǔn)確，則說明管網(wǎng)或出廠水出現(xiàn)異常，在水質(zhì)指標(biāo)還未超過《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》GB5749-2006的標(biāo)準(zhǔn)限值之前，就應(yīng)引起注意，找出引起異常原因，則可以提前采取預(yù)防措施，避免水質(zhì)進(jìn)一步惡化導(dǎo)致水質(zhì)超標(biāo)，真正發(fā)揮在線儀表的預(yù)警作用。

2.2數(shù)據(jù)呈對(duì)數(shù)正態(tài)分布

（1）組分含量呈對(duì)數(shù)正態(tài)分布時(shí)，平均值為幾何平均值，

標(biāo)準(zhǔn)差為幾何標(biāo)準(zhǔn)差，首先計(jì)算lnXn的標(biāo)準(zhǔn)差，即 ，

然后取其反對(duì)數(shù)得到標(biāo)準(zhǔn)偏差Sn。變異系數(shù)為 。

（2）背景值的計(jì)算。背景值取值范圍為 。

（3）警告線的設(shè)定。根據(jù)背景值設(shè)定警告線，所以警告線上線應(yīng)設(shè)定為XnS2n，警告線下線應(yīng)該設(shè)定Xn/S2n。

2.3 數(shù)據(jù)呈偏態(tài)分布

數(shù)據(jù)呈偏態(tài)分布平均值為中位數(shù)Md，標(biāo)準(zhǔn)偏差為Sn，變異系數(shù)為CV=Sn/Md。背景值取值范圍為一定樣本概率下的百分位數(shù)區(qū)間。

2.4 數(shù)據(jù)低于檢測(cè)限值

數(shù)據(jù)低于檢測(cè)限值時(shí)，當(dāng)檢出率E？叟80%時(shí)，取檢測(cè)下限的0.7倍參加背景值統(tǒng)計(jì)計(jì)算；當(dāng)50%？燮E？燮80%時(shí)，取中位數(shù)表示平均值，當(dāng)E？燮50%時(shí)，取檢測(cè)下限表示平均值[1]。

篇9

水質(zhì)監(jiān)測(cè)是管理供水安全與排水情況的基礎(chǔ)。國外在城市污染源及江河流域的水質(zhì)監(jiān)測(cè)方面起步較早，美國在20世紀(jì)中葉就已建立自動(dòng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，用以代替人工監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)的工作。到了20世紀(jì)70年代，英國、日本、荷蘭、德國等國都先后建立了水質(zhì)污染連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。我國對(duì)水污染自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究始于20世紀(jì)80年代。我國從最初由人工對(duì)水質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)分析，發(fā)展到用水質(zhì)監(jiān)測(cè)的專業(yè)儀器進(jìn)行水質(zhì)監(jiān)測(cè)，到如今實(shí)現(xiàn)了水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)，做到及時(shí)反饋分析和預(yù)警。如今的在線監(jiān)測(cè)不僅有物理、化學(xué)在線監(jiān)測(cè)技術(shù)，還有生物監(jiān)測(cè)技術(shù)，水質(zhì)監(jiān)測(cè)技術(shù)的不斷發(fā)展，可保證水質(zhì)監(jiān)測(cè)的全面性和可靠性。相比傳統(tǒng)檢測(cè)手段存在監(jiān)測(cè)周期長、監(jiān)測(cè)點(diǎn)局限、數(shù)據(jù)采集速度慢等問題，采用物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)水質(zhì)更能高效地反映水質(zhì)結(jié)果。

二、 物聯(lián)網(wǎng)在水質(zhì)監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

通過水質(zhì)監(jiān)測(cè)物聯(lián)網(wǎng)，監(jiān)管部門可以從客戶端清楚地看到各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的水質(zhì)情況。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中還存在警報(bào)系統(tǒng)，一旦出現(xiàn)水質(zhì)污染，系統(tǒng)將會(huì)將相關(guān)數(shù)據(jù)反饋給監(jiān)管部門客戶端，監(jiān)管就能及時(shí)做出控制管理，因此水質(zhì)監(jiān)測(cè)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用在水質(zhì)監(jiān)管方面發(fā)揮了很大的作用。如今我國多個(gè)院校、科研機(jī)構(gòu)、企業(yè)在水質(zhì)監(jiān)測(cè)方面采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)成效突出，已在多個(gè)地區(qū)實(shí)施應(yīng)用。

1.無錫太湖運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)對(duì)太湖水環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測(cè)

無錫太湖充分利用物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)，對(duì)太湖水環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，感知節(jié)點(diǎn)的傳感器裝有360度攝像頭、6個(gè)精密探頭、集成光學(xué)感知芯片，對(duì)應(yīng)6種水質(zhì)指標(biāo)，可以立體呈現(xiàn)水體情況，結(jié)合陸上屏控及環(huán)境衛(wèi)星遙感，形成太湖水域“三位一體”監(jiān)測(cè)體系。以感知為先，傳輸為基，計(jì)算為要，管理為本，構(gòu)建環(huán)境與社會(huì)全向互聯(lián)的智慧型環(huán)保感知網(wǎng)絡(luò)，率先實(shí)現(xiàn)環(huán)境監(jiān)測(cè)監(jiān)控的現(xiàn)代化和智能化，率先實(shí)現(xiàn)環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化和產(chǎn)業(yè)化。

2. 浙江富陽物聯(lián)網(wǎng)管控平臺(tái)在線監(jiān)測(cè)水質(zhì)

浙江富陽是浙江省率先建立農(nóng)村生活污水智能管理監(jiān)測(cè)的地區(qū)，將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于污水管理方面，一旦水質(zhì)不達(dá)標(biāo)，系統(tǒng)將會(huì)自動(dòng)將信息傳遞給技術(shù)人員的用戶端。富陽環(huán)保部門也能通過用戶端查看各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的視頻和水質(zhì)、水量等數(shù)據(jù)，一方面從視覺上觀察水質(zhì)，另一方面從實(shí)時(shí)傳回的COD、BOD、氨氮、濁度、pH、總氮、總磷、金屬離子等監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的數(shù)據(jù)對(duì)水質(zhì)做出評(píng)價(jià)。如今富春江富陽段水質(zhì)穩(wěn)定保持在Ⅱ類水標(biāo)準(zhǔn)以上，富陽12個(gè)地表水監(jiān)測(cè)斷面及6個(gè)集中飲用水源地達(dá)標(biāo)率為100%，全區(qū)境無劣Ⅴ類水。

3.浙大海濱研究院開展智慧水務(wù)

浙大研究院的“天津泰達(dá)智慧水務(wù)建設(shè)”在水環(huán)境的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與可視化、大數(shù)據(jù)分析與優(yōu)化決策、集群控制與智能調(diào)度等方面取得了豐碩成果，形成了世界領(lǐng)先的智慧水務(wù)技術(shù)產(chǎn)業(yè)模式。在管網(wǎng)模型和數(shù)據(jù)監(jiān)控的地圖上，只需點(diǎn)擊管網(wǎng)上的任意一點(diǎn)，就能直觀地看到這個(gè)點(diǎn)的材質(zhì)、管徑、壓力、流量等信息，實(shí)現(xiàn)快捷管理。

三、物聯(lián)網(wǎng)在水質(zhì)監(jiān)測(cè)應(yīng)用方面存在的問題

1. 水質(zhì)監(jiān)測(cè)設(shè)備的局限性

物聯(lián)網(wǎng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)的檢測(cè)設(shè)備主要依賴于國外進(jìn)口的設(shè)備儀器，由于國內(nèi)水質(zhì)監(jiān)測(cè)設(shè)備存在技術(shù)不成熟、性能穩(wěn)定性不好、容易發(fā)生故障、檢測(cè)的準(zhǔn)確性和靈敏度都不高等問題，致使外國檢測(cè)水質(zhì)的儀器在國內(nèi)更受歡迎。雖然國外監(jiān)測(cè)設(shè)備質(zhì)量存在優(yōu)越性，但由于不同地區(qū)水質(zhì)特點(diǎn)不同，一些設(shè)備在國內(nèi)水質(zhì)的監(jiān)測(cè)方面也會(huì)存在誤差，不能因地制宜地應(yīng)用到監(jiān)測(cè)中。

2.監(jiān)測(cè)規(guī)范不統(tǒng)一

物聯(lián)網(wǎng)檢測(cè)手段與傳統(tǒng)檢測(cè)手段存在差異。例如，采用傳統(tǒng)方法檢測(cè)水中COD時(shí)應(yīng)先將取得的水搖勻，再進(jìn)行檢測(cè)分析；但采用自動(dòng)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)儀檢測(cè)的是將懸浮顆粒物過濾掉的水樣，兩組數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的水體性質(zhì)存在本質(zhì)上的差異，且在線監(jiān)測(cè)技術(shù)發(fā)展更新得快，因此應(yīng)對(duì)采用自動(dòng)檢測(cè)手段監(jiān)測(cè)出的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范及時(shí)更新。

3. 信息透明度不高

物聯(lián)網(wǎng)在水質(zhì)監(jiān)測(cè)的客戶端一般只是監(jiān)管部門，而不熟悉該事物的群眾只能從新聞等渠道間接獲取信息，監(jiān)管不能很好地展開，致使一些企業(yè)存在偷排污水的僥幸行為。因此，讓用戶獲取水質(zhì)信息，開放大多數(shù)部分監(jiān)測(cè)結(jié)果是有必要的，這有利于強(qiáng)化公眾的參與和社會(huì)監(jiān)督意識(shí)，提高群眾對(duì)水質(zhì)的信任度。

四、對(duì)策

為應(yīng)對(duì)上述提出的幾點(diǎn)問題，提出以下幾點(diǎn)對(duì)策：第一，提高國內(nèi)科研發(fā)展水平，加大研發(fā)力度，重點(diǎn)培養(yǎng)引進(jìn)研究環(huán)境監(jiān)測(cè)方面的高技術(shù)人才，開發(fā)出符合國內(nèi)水質(zhì)特點(diǎn)的技術(shù)設(shè)備；第二，相關(guān)部門要建立自動(dòng)在線監(jiān)測(cè)各檢測(cè)項(xiàng)目的標(biāo)準(zhǔn)，并隨著技術(shù)儀器的更新及時(shí)做出調(diào)整；第三，政府應(yīng)將實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)直接向社會(huì)公布，出現(xiàn)水質(zhì)問題時(shí)，政府應(yīng)及時(shí)對(duì)污染企業(yè)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督檢查并作出處罰，公布相應(yīng)的處罰結(jié)果和處理后的水質(zhì)信息，有助于全社會(huì)的監(jiān)督管理，做到公開透明，也有助于政府各部門信息的共享和相應(yīng)措施的實(shí)施。

將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于水質(zhì)監(jiān)測(cè)為水環(huán)境監(jiān)測(cè)提供了很好的發(fā)展方向，我國在利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)監(jiān)測(cè)水質(zhì)方面的應(yīng)用已經(jīng)產(chǎn)生較好效應(yīng)，但仍存在一些問題。物聯(lián)網(wǎng)在水質(zhì)監(jiān)測(cè)的應(yīng)用是一個(gè)長期投入的^程，其對(duì)水質(zhì)的改善也是潛移默化的，但效果也將是有目共睹的，加大物聯(lián)網(wǎng)在水環(huán)境方面的應(yīng)用對(duì)優(yōu)化水環(huán)境有極其深遠(yuǎn)的意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]張 玨.基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究[D].重慶：重慶大學(xué)，2010.

篇10

地表水水質(zhì)在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是一套以在線自動(dòng)分析儀器為核心,運(yùn)用現(xiàn)代傳感器技術(shù)、自動(dòng)測(cè)量技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)以及相關(guān)的專用分析軟件和通訊網(wǎng)絡(luò)所組成的一個(gè)綜合性的在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)體系。

一套完整的水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能連續(xù)、及時(shí)、準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)目標(biāo)水域的水質(zhì)及其變化狀況。中心控制室要想及時(shí)獲得遠(yuǎn)程水質(zhì)自動(dòng)站的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),采集歷史水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),并統(tǒng)計(jì)、處理監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),輸出報(bào)表,就需要水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中心站管理軟件通過合適的通訊網(wǎng)絡(luò),對(duì)遠(yuǎn)程水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站進(jìn)行及時(shí)綜合的管理。

一、水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)成

一般情況下,一套完整的水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由中心站和子站組成。子站由以下幾個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)成:采樣系統(tǒng)、預(yù)處理系統(tǒng)、水質(zhì)分析儀器系統(tǒng)、子站控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集與傳輸子系統(tǒng);中心站即是地表水水質(zhì)在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)中心站管理系統(tǒng),它一般由中心軟件數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)采集程序、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析系統(tǒng)構(gòu)成。

高效可靠的水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng),須具備四個(gè)要素,即:(1)高質(zhì)量的系統(tǒng)設(shè)備;(2)完備的系統(tǒng)設(shè)計(jì);(3)嚴(yán)格的施工管理;(4)負(fù)責(zé)的運(yùn)行管理。

二、通訊方式的比較

在水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中,中心站軟件需要通過通訊網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對(duì)各子站的實(shí)時(shí)監(jiān)視、遠(yuǎn)程控制及數(shù)據(jù)傳輸。在建立水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng),需要根據(jù)功能需要和實(shí)際條件選用合適的中心站遠(yuǎn)程管理通訊方式。

(一)電話撥號(hào)

電話撥號(hào)通訊方式是目前使用比較廣泛也是比較多的一種遠(yuǎn)程監(jiān)控通訊方式。它是利用現(xiàn)有的有線電話網(wǎng)絡(luò),利用工業(yè)調(diào)制解調(diào)器(MODEM)作為工具,分別在中心站和子站安裝電話線路和MODEM,通過軟件撥號(hào)程序,在中心站和子站間建立載波通訊,實(shí)現(xiàn)水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸。這種通訊方式安裝簡便,建設(shè)費(fèi)用低,只需要普通的電話線路就可以,通訊費(fèi)用適中,同普通電話費(fèi)用,通訊速率一般。缺點(diǎn)是在不易安裝電話線的河流、湖庫等地實(shí)現(xiàn)起來困難。

(二)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)

在中心站和子站處分別安裝衛(wèi)星通訊設(shè)備,利用衛(wèi)星中轉(zhuǎn),建立子站和中心站的無線通訊網(wǎng)絡(luò)。這種通訊方式初期建設(shè)費(fèi)用高,通訊費(fèi)用也比較高,但是可靠性高,安全保密性好,通訊速率穩(wěn)定,無地域限制。適宜建設(shè)長期水質(zhì)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)、安全保密要求高的情況,且不易安裝有線通訊網(wǎng)絡(luò)的子站現(xiàn)場(chǎng)。

(三)GSM網(wǎng)絡(luò)

主要是利用GSM網(wǎng)絡(luò)的短消息通訊功能,依托目前的中國移動(dòng)和中國聯(lián)通GSM網(wǎng)絡(luò),在中心站和子站分別安裝GSM MODEM,通過發(fā)送短消息實(shí)現(xiàn)水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的傳輸。該通訊方式安裝方便、配置靈活、無地域限制,適合在野外安裝,通訊費(fèi)用低廉,并且可實(shí)現(xiàn)“隨時(shí)隨地”管理遠(yuǎn)程水質(zhì)自動(dòng)站,如利用手機(jī)管理水質(zhì)自動(dòng)站等。但是該通訊方式數(shù)據(jù)傳輸量有限。

(四)GPRS網(wǎng)絡(luò)

依托中國移動(dòng)的GSM網(wǎng)絡(luò),在水質(zhì)自動(dòng)站現(xiàn)場(chǎng)安裝GRPS終端,將水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)通過無線分組交換網(wǎng)傳輸?shù)街行恼?實(shí)現(xiàn)中心站與子站的無線快速通訊。該通訊方式安裝方便,基本無地域限制,適合在野外安裝,通訊費(fèi)用不高,實(shí)時(shí)性好,可滿足要求無線且傳輸數(shù)據(jù)量大的需求,中心站端需要建立“數(shù)據(jù)中心”。

在實(shí)際建立水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)過程中,需要根據(jù)實(shí)際情況選取合適的通訊方式,以滿足高效可靠的水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)遠(yuǎn)程管理的需要。

三、水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中心站軟件

實(shí)施水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè),中心站軟件是一套必不可少的管理工具。要實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)目標(biāo)水質(zhì)的實(shí)時(shí)連續(xù)監(jiān)測(cè)和遠(yuǎn)程監(jiān)控,達(dá)到及時(shí)掌握主要流域重點(diǎn)斷面水體的水質(zhì)狀況、預(yù)警預(yù)報(bào)重大或流域性水質(zhì)污染事故等目的,必須具備配套的、功能完備的管理軟件。

下面就以XHWS90水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中心站軟件為例,介紹如何實(shí)現(xiàn)地表水水質(zhì)自動(dòng)站的遠(yuǎn)程管理。

(一)工作原理與組成

該軟件是基于Windows系列操作系統(tǒng)運(yùn)行的,采用數(shù)據(jù)庫技術(shù),集成了有線和無線通訊技術(shù)。用戶需要的水質(zhì)歷史監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和水質(zhì)自動(dòng)站實(shí)時(shí)狀態(tài)數(shù)據(jù)都保存在遠(yuǎn)程水質(zhì)自動(dòng)站(子站)計(jì)算機(jī)的L數(shù)據(jù)庫中,需要設(shè)置的監(jiān)控命令數(shù)據(jù)也要寫入子站計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)庫中。當(dāng)需要采集歷史監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)狀態(tài)數(shù)據(jù)時(shí),中心站軟件通過固定電話或無線短消息,將這些數(shù)據(jù)從遠(yuǎn)程子站的數(shù)據(jù)庫中查詢提取出來,并傳輸?shù)街行恼居?jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)中,進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算,再利用數(shù)據(jù)庫操作技術(shù)存儲(chǔ)查詢,以表格或曲線的形式顯示在軟件界面,同時(shí)可以進(jìn)行打印,并判定水質(zhì)類別等。

軟件包括數(shù)據(jù)處理程序、中心站數(shù)據(jù)庫、子站短消息服務(wù)程序等部分組成。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示:

(二)軟件的功能及特點(diǎn)

該軟件具有如下主要功能:

1.數(shù)據(jù)采集。(1)支持固定電話撥號(hào)、GSM短消息、衛(wèi)星通訊遠(yuǎn)程多點(diǎn)采集和監(jiān)控;(2)采集過程中實(shí)時(shí)顯示數(shù)據(jù)傳輸量的大小和通訊狀態(tài);(3)具有自動(dòng)采集功能,在軟件運(yùn)行中可以按照預(yù)設(shè)的時(shí)間定時(shí)自動(dòng)連接水質(zhì)監(jiān)測(cè)子站,完成歷史監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的采集;(4)自動(dòng)記錄數(shù)據(jù)采集的日志;(5)不同的監(jiān)測(cè)子站可以設(shè)置不同的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目和監(jiān)控參數(shù),采集的數(shù)據(jù)種類不同;(6)可以實(shí)時(shí)監(jiān)控子站運(yùn)行情況,遠(yuǎn)程設(shè)置子站運(yùn)行模式。

2.監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的維護(hù)。(1)樹型結(jié)構(gòu)顯示所有監(jiān)測(cè)站和分類關(guān)系;(2)系統(tǒng)可以存儲(chǔ)多個(gè)監(jiān)測(cè)站,靈活設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)參數(shù)。

3.數(shù)據(jù)查詢和報(bào)表。(1)采用表格和曲線等多種方式顯示水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù);(2)在同一圖形上可以瀏覽該監(jiān)測(cè)點(diǎn)的多個(gè)不同監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的變化趨勢(shì)曲線;(3)可以打印各種瀏覽的數(shù)據(jù),生成水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)日?qǐng)?bào)、周報(bào)表等,并可以根據(jù)實(shí)際需要,定置多種報(bào)表格式;(4)可將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)輸出成EXCEL或TXT格式文件,便于其它軟件的分析處理。

4.數(shù)據(jù)分析與處理。(1)將水質(zhì)監(jiān)測(cè)的原始數(shù)據(jù)整理為日?qǐng)?bào)、周報(bào)均值;(2)同一時(shí)間段的不同監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)對(duì)比表格和曲線;(3)同一監(jiān)測(cè)點(diǎn)在不同時(shí)間段的數(shù)據(jù)對(duì)比表格和曲線;(4)根據(jù)預(yù)先設(shè)置的地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)判斷水質(zhì)類別。

軟件系統(tǒng)特點(diǎn):(1)技術(shù)先進(jìn):采用先進(jìn)的通訊技術(shù)GSM短消息傳送數(shù)據(jù);(2)操作方便:界面友好直觀,結(jié)構(gòu)清晰明了,提供在線幫助,操作提示信息齊全,快捷菜單的設(shè)置使操作更簡便、更輕松;(3)運(yùn)行安全可靠:完善的系統(tǒng)安全性設(shè)計(jì),系統(tǒng)通過運(yùn)行日志可自動(dòng)跟蹤、記錄所有操作,且基于現(xiàn)代大型數(shù)據(jù)庫上開發(fā)的,具有運(yùn)行查詢速度快、數(shù)據(jù)長期保存、數(shù)據(jù)安全可靠等優(yōu)點(diǎn)。

(二)GSM短消息通訊

該軟件一個(gè)重要的特點(diǎn)就是采用短消息實(shí)現(xiàn)中心站與子站的數(shù)據(jù)傳輸。SMS(Short Message Service)短信息服務(wù)是GSM(Global System for Mobile Communication)系統(tǒng)中提供的一種GSM終端之間,通過服務(wù)中心進(jìn)行文本信息收發(fā)的應(yīng)用服務(wù)。短消息服務(wù)作為GSM網(wǎng)絡(luò)的一種基本業(yè)務(wù),已得到越來越多的系統(tǒng)運(yùn)營商和系統(tǒng)開發(fā)商的重視,基于這種業(yè)務(wù)的各種應(yīng)用也蓬勃發(fā)展起來。

由于GSM網(wǎng)絡(luò)在全國范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)了聯(lián)網(wǎng)和漫游,具有網(wǎng)絡(luò)能力強(qiáng)的特點(diǎn),用戶無需另外組網(wǎng),在極大提高網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍的同時(shí)為用戶節(jié)省了昂貴建網(wǎng)費(fèi)用和維護(hù)費(fèi)用。利用這種傳輸媒體進(jìn)行水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的傳輸,是實(shí)現(xiàn)水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)遠(yuǎn)程管理的有效手段。系統(tǒng)選用優(yōu)質(zhì)的短信息傳輸終端,并開發(fā)了一套短消息遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集軟件。中心站通過該模塊軟件,負(fù)責(zé)發(fā)送數(shù)據(jù)請(qǐng)求信息和遠(yuǎn)程設(shè)置命令。同時(shí),中心站軟件還可以根據(jù)預(yù)先設(shè)置的時(shí)間間隔自動(dòng)采集遠(yuǎn)程水質(zhì)監(jiān)測(cè)子站的歷史監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地的聯(lián)絡(luò)。

在水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)子站的數(shù)據(jù)傳輸計(jì)算機(jī)上,系統(tǒng)也開發(fā)了相應(yīng)的短信息服務(wù)程序,負(fù)責(zé)解釋處理中心站發(fā)送的請(qǐng)求信息和設(shè)置命令,操作子站數(shù)據(jù)庫,發(fā)送歷史數(shù)據(jù)短信息和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)短信息。

篇11

1 水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的發(fā)展概述

水質(zhì)在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是一套以在線自動(dòng)分析儀器為核心，運(yùn)用現(xiàn)代傳感技術(shù)、自動(dòng)測(cè)量技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)以及相關(guān)的專業(yè)分析軟件和通信網(wǎng)絡(luò)所組成的一個(gè)綜合性的在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)體系。

國內(nèi)水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)起步較晚。20世紀(jì)90年代末，水利、環(huán)保部門相繼在部分重要水系建立了水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。主要監(jiān)測(cè)項(xiàng)目為常規(guī)五參數(shù)、高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、總有機(jī)碳等，在飲用水源地水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)增加了總磷、總氮、葉綠素、生物毒性等項(xiàng)目。近年來，水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)在許多國家地表水監(jiān)測(cè)中得到了廣泛的應(yīng)用，我國的水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站（以下簡稱水站）的建設(shè)也取得了較大的進(jìn)展，環(huán)境保護(hù)部已在我國重要河流的干支流、重要支流匯入口及河流入海口、重要湖庫湖體及環(huán)湖河流、國界河流及出入境河流、重大水利工程項(xiàng)目等斷面上建設(shè)了100個(gè)水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站，監(jiān)控包括七大水系在內(nèi)的63條河流，13座湖庫的水質(zhì)狀況。

2自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的特點(diǎn)

與傳統(tǒng)的手工監(jiān)測(cè)相比：

（1）水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀具有最佳現(xiàn)場(chǎng)使用效果，可以對(duì)水質(zhì)進(jìn)行自動(dòng)、連續(xù)監(jiān)測(cè)，數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程自動(dòng)傳輸，隨時(shí)可以查詢到所設(shè)站點(diǎn)的水質(zhì)數(shù)據(jù)。這對(duì)于解決現(xiàn)行的水質(zhì)監(jiān)測(cè)周期長，勞動(dòng)強(qiáng)度大，數(shù)據(jù)采集、傳輸速度慢等問題，具有深遠(yuǎn)的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

（2）水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)工作的開展，一改過去總在事后才能向有關(guān)部門提供水質(zhì)信息的被動(dòng)局面，實(shí)現(xiàn)了在水質(zhì)發(fā)生惡化時(shí)，儀器自動(dòng)報(bào)警或響應(yīng)，對(duì)流域下游發(fā)出水質(zhì)污染的預(yù)警預(yù)報(bào)，防患于未然，充分體現(xiàn)了水利部門水量水質(zhì)綜合管理的優(yōu)越性。

（3）水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)促進(jìn)水環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)，改革環(huán)境質(zhì)量和污染源報(bào)告的編報(bào)，加速全國水環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)向統(tǒng)一化、標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展，實(shí)現(xiàn)水質(zhì)信息的在線查詢、分析、計(jì)算、圖表顯示、打印等，隨時(shí)實(shí)現(xiàn)各單位之間水質(zhì)信息的互訪共享，實(shí)現(xiàn)全流域水環(huán)境綜合評(píng)價(jià)，可迅速為領(lǐng)導(dǎo)決策提供科學(xué)依據(jù)。

3水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域

3.1水功能區(qū)污染物總量監(jiān)控

計(jì)算污染物總量需要大量水質(zhì)、水量數(shù)據(jù)。水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)頻次高，產(chǎn)生的信息量大，在重要的控制斷面實(shí)現(xiàn)水質(zhì)的自動(dòng)監(jiān)測(cè)，有利于實(shí)施水功能區(qū)管理、污染物排放總量控制，促進(jìn)水資源管理工作的現(xiàn)代化。

3.2供水水源地水質(zhì)監(jiān)測(cè)

在水源地建設(shè)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站，可對(duì)水源地的水質(zhì)進(jìn)行24小時(shí)不間斷監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站的遠(yuǎn)程監(jiān)控，一點(diǎn)發(fā)生異常，及時(shí)預(yù)警，為保障水源地供水安全提供有效的技術(shù)監(jiān)督手段。

3.3預(yù)警預(yù)報(bào)重大水質(zhì)污染事故

自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)時(shí)連續(xù)監(jiān)測(cè)對(duì)突發(fā)水污染事故預(yù)防和應(yīng)急監(jiān)測(cè)具有明顯的優(yōu)勢(shì)。通過自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的預(yù)警功能，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)污染事故，分析自動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)值變化趨勢(shì)，可判斷污染程度，對(duì)下游水質(zhì)污染做出預(yù)警預(yù)報(bào)，防止污染事件的進(jìn)一步擴(kuò)大，減輕其危害有著重要意義。

3.4跨界河流的水質(zhì)監(jiān)測(cè)

在跨界河流敏感點(diǎn)建設(shè)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站，實(shí)時(shí)監(jiān)控水質(zhì)變化狀況，與實(shí)驗(yàn)室人工監(jiān)測(cè)相結(jié)合提供客觀、準(zhǔn)確、中立的水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。

4水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)存在的問題與技術(shù)應(yīng)用成果

4.1存在的問題

4.1.1投資規(guī)模較大，運(yùn)行費(fèi)用較高；監(jiān)測(cè)儀器以進(jìn)口為主，價(jià)格昂貴。運(yùn)行維護(hù)成本高，儀器配件耗品價(jià)格昂貴。

4.1.2對(duì)操作、運(yùn)行、維護(hù)人員的技術(shù)水平要求較高；

4.1.3系統(tǒng)本身運(yùn)行不穩(wěn)定；儀器的基線漂移、試劑的變化、供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性等多種因素，都會(huì)影響到水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

4.1.4系統(tǒng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與實(shí)驗(yàn)室人工使用標(biāo)準(zhǔn)分析方法監(jiān)測(cè)的成果有一定的差別。由于水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀器設(shè)備受現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境條件和自動(dòng)化控制要求的影響，其監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性不如實(shí)驗(yàn)室經(jīng)典化學(xué)分析方法，因此在使用之前，必須通過國家校準(zhǔn)檢測(cè)方法的比對(duì)使用，驗(yàn)證自動(dòng)監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性及可比性。

4.2建議

為了是水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能準(zhǔn)確及時(shí)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，應(yīng)做好以下幾個(gè)方面：

（1）專業(yè)技術(shù)人員的保證

要有能隨時(shí)解決發(fā)現(xiàn)的問題的專業(yè)技術(shù)人員，能保證自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

（2）質(zhì)量保證與質(zhì)量控制：日常采取的質(zhì)量控制措施包括定期校準(zhǔn)、質(zhì)控樣檢查、比對(duì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、試劑有效性檢查及數(shù)據(jù)審核等方法，應(yīng)嚴(yán)格按照《水質(zhì)自動(dòng)分析儀技術(shù)要求》（HJ/T96-104-2003）進(jìn)行校準(zhǔn)，保證數(shù)據(jù)的有效性。

4.3技術(shù)應(yīng)用成果

隨著國家水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行，充分發(fā)揮了實(shí)時(shí)監(jiān)視和預(yù)警功能。在跨界污染糾紛、污染事故預(yù)警、重點(diǎn)工程項(xiàng)目環(huán)境影響評(píng)估及保障公眾用水安全方面已經(jīng)發(fā)揮了重要作用。

（1）2002年在浙江-江蘇的跨省污染糾紛處理過程中，自動(dòng)站的連續(xù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)在監(jiān)督企業(yè)污染治理和防止超標(biāo)排放方面發(fā)揮了重要作用。

長江干流重慶朱沱和宜昌南津關(guān)水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站在2003年5～6月三峽庫區(qū)蓄水期間，共取得庫區(qū)上下游2520個(gè)水質(zhì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，為管理部門的決策提供了有力的依據(jù)。

（2）淮河干流淮南、蚌埠及盱眙站成功地全程監(jiān)視了2001～2006年淮河干流大型污染團(tuán)的遷移過程，為沿淮自來水廠及時(shí)調(diào)整處理工藝，保證飲水安全提供了依據(jù)，為環(huán)境管理及時(shí)提供了技術(shù)支持。

漢江武漢宗關(guān)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站自建立以來，每年對(duì)漢江水華的預(yù)警監(jiān)測(cè)都發(fā)揮了重要作用，及時(shí)通知武漢市主要飲用水處理廠提前做好處理，保障水廠出水達(dá)標(biāo)。

（3）2007、2008、2009年太湖藍(lán)藻預(yù)警監(jiān)測(cè)期間，太湖沙渚、西山和蘭山嘴水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站開展了加密監(jiān)測(cè)，通過水質(zhì)pH、溶解氧等藻類生長的水質(zhì)特異性指標(biāo)預(yù)測(cè)判斷水體的藻類生長狀況，為飲用水水質(zhì)預(yù)警提供了大量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，發(fā)揮了重要作用。

（4）2008年四川汶川特大地震發(fā)生后，中國環(huán)境監(jiān)測(cè)總站立即通過水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)遠(yuǎn)程查看災(zāi)區(qū)水質(zhì)狀況，將災(zāi)區(qū)7個(gè)水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站的監(jiān)測(cè)頻次由原來的4小時(shí)一次調(diào)整為2小時(shí)一次，在第一時(shí)間分析了地震災(zāi)區(qū)地震前后水質(zhì)狀況，并將災(zāi)區(qū)水質(zhì)無明顯變化的情況及時(shí)向國務(wù)院抗震救災(zāi)總指揮部上報(bào)，并編制《汶川大地震后相關(guān)國家水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果》，每天在互聯(lián)網(wǎng)上自動(dòng)監(jiān)測(cè)結(jié)果，為保障災(zāi)區(qū)飲用水安全，穩(wěn)定災(zāi)區(qū)群眾發(fā)揮了重要作用。

（5）2008年北京奧運(yùn)會(huì)期間，利用北京密云古北口自動(dòng)站（密云水庫入口）、門頭溝沿河城自動(dòng)站（官廳水庫出口）、天津果河橋自動(dòng)站（于橋水庫入口）、沈陽大伙房水庫及上海青浦急水港自動(dòng)站等國家水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站對(duì)城市的飲用水源實(shí)施嚴(yán)密監(jiān)控，每日以《奧運(yùn)城市地表水自動(dòng)監(jiān)測(cè)專報(bào)》形式上報(bào)環(huán)境保護(hù)部，為奧運(yùn)期間飲水安全提供了技術(shù)保障。

結(jié)語

實(shí)施水質(zhì)的自動(dòng)監(jiān)測(cè)，可以實(shí)現(xiàn)水質(zhì)的實(shí)時(shí)連續(xù)監(jiān)測(cè)和遠(yuǎn)程監(jiān)控，及時(shí)掌握主要流域重點(diǎn)斷面水體的水質(zhì)狀況，預(yù)警預(yù)報(bào)重大或流域性水質(zhì)污染事故，解決跨行政區(qū)域的水污染事故糾紛，監(jiān)督總量控制制度落實(shí)情況，保障飲用水源地的取水安全，為水資源保護(hù)監(jiān)督管理和決策提供了有力的支持手段。

參考文獻(xiàn)

篇12

污水COD在線監(jiān)測(cè)的分類及工作原理污水COD的在線監(jiān)測(cè)方法按采用氧化劑的不同可分為：重鉻酸鉀法（COD）、高錳酸鉀指數(shù)法、臭氧法、羥基自由基法等。根據(jù)工作原理的不同，可分為化學(xué)法、電化學(xué)法、光譜法和生物法四類。化學(xué)法基于外加氧化劑K2Cr2O7、KMnO4或O3與水中有機(jī)物發(fā)生化學(xué)反應(yīng);電化學(xué)法是利用電解產(chǎn)生Fe2+與剩余Cr6+反應(yīng)（庫侖滴定）或電生羥基自由基直接氧化水中有機(jī)物。總體上講，COD在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀的設(shè)計(jì)思路大體有兩種，一種是模擬傳統(tǒng)濕化學(xué)法的原理，將分析過程在線化，樣品必須先消解后測(cè)定，多數(shù)COD在線監(jiān)測(cè)儀設(shè)計(jì)遵循這一思路;另一種則徹底摒棄樣品消解，采用全新的原理進(jìn)行測(cè)定，例如利用電解產(chǎn)物直接與有機(jī)物反應(yīng)、利用生物快速降解有機(jī)物或直接測(cè)定有機(jī)物的紫外吸收光譜等。后一思路是對(duì)傳統(tǒng)COD測(cè)定方法的突破。目前我國廣泛使用的污水COD的在線監(jiān)測(cè)方法主要是分光光度法和電位滴定法兩種。綜合運(yùn)用了流動(dòng)注射技術(shù)、電化學(xué)技術(shù)、現(xiàn)代傳感技術(shù)、自動(dòng)測(cè)量技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)、現(xiàn)代光機(jī)電技術(shù)，儀器一般包括進(jìn)樣系統(tǒng)、反應(yīng)系統(tǒng)、檢測(cè)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)四部分。光度分析法污水COD在線監(jiān)測(cè)儀的工作原理：載流液（含重鉻酸鉀的稀硫酸）由恒流泵輸送至反應(yīng)管道中，基本裝置流動(dòng)注射分析是基于把一定體積的液體樣本通過閥切入到一個(gè)運(yùn)動(dòng)著的由適當(dāng)液體組成的連續(xù)載流中，當(dāng)注入閥將水樣切入反應(yīng)管道中后，試樣帶被載流液推進(jìn)并在推進(jìn)過程中漸漸擴(kuò)散，樣品和試劑混合。在強(qiáng)酸溶液中，以銀鹽作催化劑，定量的重鉻酸鉀氧化水樣中的還原性物質(zhì)，在一定的消解溫度下，加熱消解一定時(shí)間，六價(jià)鉻被水中還原性物質(zhì)定量還原為三價(jià)鉻，在一定波長下，用分光光度計(jì)測(cè)定三價(jià)鉻的吸光度，通過吸光度與水樣COD的線性關(guān)系進(jìn)行定量分析測(cè)定。進(jìn)樣系統(tǒng)由輸液泵、定量館、電磁閥、管路、接口等組成，完成對(duì)水樣的采集、輸送、試劑混合、廢液排除及反應(yīng)室清洗等功能;反應(yīng)系統(tǒng)主要有加熱單元和反應(yīng)室，完成水樣的消解和反應(yīng);監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括單片機(jī)（或工控機(jī)）、時(shí)序控制和數(shù)據(jù)處理軟件、鍵盤和顯示屏等，完成對(duì)在線分析全過程的控制、數(shù)據(jù)采集與處理、現(xiàn)實(shí)、儲(chǔ)存及打印輸出。污水COD在線監(jiān)測(cè)儀電位滴定法的工作原理是在強(qiáng)酸溶液中，以銀鹽作催化劑，鉬氨酸、硫酸鋁鉀作助催化劑，經(jīng)恒溫密閉消解一定時(shí)間后，用硫酸亞鐵銨滴定水樣中未被還原的重鉻酸鉀，由消耗的硫酸亞鐵銨的量換算成消耗氧的質(zhì)量濃度。就其反應(yīng)過程來看，氧化劑濃度、反應(yīng)液的酸度、消解時(shí)間、消解溫度對(duì)測(cè)定結(jié)果影響較大。而消解時(shí)間、消解溫度、曲線的有效取值區(qū)間要視不同水質(zhì)、消解反應(yīng)難易程度及污染物濃度正常變化范圍而具體確定，測(cè)試方法較光度分析法復(fù)雜，需要消耗較多的化學(xué)試劑。

2.污水COD在線監(jiān)測(cè)

作為連續(xù)在線運(yùn)行的儀器，COD在線監(jiān)測(cè)儀一般具有以下特點(diǎn)和功能：（1）具有不同采樣方式（等比例采樣、整點(diǎn)采樣、任意間隔時(shí)間采樣）或采樣接口;（2）具有時(shí)間設(shè)置功能，可按實(shí)際需要設(shè)定檢測(cè)頻次。（3）采用強(qiáng)氧化劑和高溫進(jìn)行消解，可根據(jù)水質(zhì)實(shí)際情況調(diào)節(jié)反應(yīng)時(shí)間保證高效氧化;（4）分析周期短，實(shí)現(xiàn)真正意義上的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)，一般分析周期為15min-2h，短的僅2min～6min;（5）測(cè)定范圍廣，一般測(cè)試范圍為10-2000mg/L，最大可達(dá)100000mg/L;（6）自動(dòng)化程度高，自動(dòng)采樣、自動(dòng)稀釋、自動(dòng)測(cè)量、自動(dòng)量程轉(zhuǎn)換、自動(dòng)校標(biāo)、自動(dòng)清洗、溫飄時(shí)飄自動(dòng)補(bǔ)償;（7）數(shù)據(jù)輸入，圖表打印，標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸出接口，具有計(jì)算機(jī)監(jiān)控功能，可以進(jìn)行遠(yuǎn)程通信;（8）狀態(tài)自檢和報(bào)警功能;（9）具有斷電保護(hù)，來電自動(dòng)恢復(fù)，自動(dòng)校準(zhǔn)等功能;（10）試劑可反復(fù)使用，有的不需要化學(xué)試劑，無二次污染;（11）運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用低。

3.COD在線監(jiān)測(cè)方法的應(yīng)用方向

隨著我國工業(yè)化進(jìn)程的推進(jìn)，節(jié)約化大生產(chǎn)必然形成，污水的集中處理也必將是大勢(shì)所趨，對(duì)于市場(chǎng)化的城市污水處理廠，進(jìn)行及時(shí)、準(zhǔn)確的水質(zhì)、水量監(jiān)測(cè)是非常必要的。目前我國廣泛使用的分光光度法和電位滴定法在線監(jiān)測(cè)儀，測(cè)試過程中要消耗大量的化學(xué)試劑，如濃硫酸、硫酸銀、重鉻酸鉀、硫酸汞、硫酸亞鐵銨、硫酸鋁鉀、鉬酸銨等，這些化學(xué)試劑的使用，一方面造成嚴(yán)重的二次污染;另一方面，由于濃硫酸、重鉻酸鉀溶液等強(qiáng)氧化劑容易使系統(tǒng)管道破損、儀器失靈，維護(hù)工作量大且復(fù)雜，運(yùn)行與維護(hù)成本較高。臭氧氧化法和高溫催化法由于不產(chǎn)生二次污染，方法較為簡單，不消耗化學(xué)試劑，因而測(cè)試成本低廉，儀器維護(hù)簡單，是值得推薦的清潔測(cè)試方法，在國外使用較多，但由于該法不是國際標(biāo)準(zhǔn)方法，且進(jìn)口儀器價(jià)格昂貴，因此推廣起來有一定困難。我們可以通過國產(chǎn)化，降低儀器的價(jià)格來實(shí)現(xiàn)臭氧氧化法和高溫催化法的廣泛應(yīng)用。TOC反映水體中全部有機(jī)物的含量，于COD相比更能直接表示水體中有機(jī)污染物的總量，而且TOC的測(cè)定不消耗化學(xué)藥品，不產(chǎn)生二次污染，屬清潔監(jiān)測(cè)技術(shù)，是未來實(shí)現(xiàn)污水中有機(jī)污染物含量在線監(jiān)測(cè)的發(fā)展方向。但目前我國對(duì)廢水的考核指標(biāo)是COD，對(duì)于固定種類的污水，TOC與COD的相關(guān)性問題需要解決，我們可以需要測(cè)定其與標(biāo)準(zhǔn)方法相關(guān)性，來解決非標(biāo)準(zhǔn)方法與現(xiàn)行管理制度不適應(yīng)的問題。另外，COD在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可廣泛應(yīng)用于采礦排污監(jiān)控點(diǎn)、污水監(jiān)測(cè)站、污水處理廠、自來水廠、地區(qū)水界點(diǎn)、水質(zhì)分析室等。政府監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)利益遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)中心數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)與在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)相連接，接收子站傳輸?shù)男畔⒑推渌O(jiān)測(cè)點(diǎn)源的監(jiān)測(cè)信息，能夠有效監(jiān)控和監(jiān)督污染源排放點(diǎn)，減少乃至杜絕偷排現(xiàn)象，對(duì)推動(dòng)我國水體污染物總量控制事業(yè)的發(fā)展將會(huì)有重要的意義。

4.結(jié)語

污水在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是集環(huán)境保護(hù)科學(xué)、在線監(jiān)測(cè)、現(xiàn)代語音和數(shù)據(jù)通信、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)和信息系統(tǒng)為一體的新技術(shù)在我國部分城市污水處理領(lǐng)域已有應(yīng)用，到目前為止，國家已建立了長江、淮河等七大流域監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，其中部分監(jiān)測(cè)站實(shí)現(xiàn)了在線實(shí)時(shí)監(jiān)視。根據(jù)國家計(jì)劃，我國還將在十大流域建立多個(gè)水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)站。因此，污水COD在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)將有很大的發(fā)展空間和前景。由于污水COD連續(xù)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)量大、測(cè)試頻率高，要求儀器實(shí)時(shí)、快速地提供準(zhǔn)確的、大量的數(shù)據(jù)，這對(duì)測(cè)試方法提出了快速、簡單、無化學(xué)藥品消耗、等要求。目前廣泛使用的分光光度法和電位滴定法在線監(jiān)測(cè)儀，由于存在嚴(yán)重的二次污染問題，應(yīng)該逐漸被對(duì)環(huán)境友好的清潔監(jiān)測(cè)儀器，如TOC在線監(jiān)測(cè)儀、臭氧氧化法和高溫催化法COD在線監(jiān)測(cè)儀所代替。同時(shí)，從工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)連續(xù)在線監(jiān)測(cè)來講，為確保穩(wěn)定、可靠的運(yùn)行，有兩點(diǎn)特別要注意：（1）解決好采樣的代表性、水樣預(yù)處理、反應(yīng)器和檢測(cè)池的清潔問題;（2）堅(jiān)持例行的日維護(hù)、周維護(hù)、月維護(hù)和年維護(hù)至關(guān)重要。COD在線監(jiān)測(cè)儀運(yùn)行中還應(yīng)充分考慮排放口的水質(zhì)、水量等情況，在現(xiàn)階段，以流量計(jì)和污水比例采樣器組成的COD在線監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)是一般排污口實(shí)行總量控制的優(yōu)選方案。

參考文獻(xiàn)

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[2]王瑞慧.COD在線分析儀比對(duì)中應(yīng)注意的問題[J].環(huán)境監(jiān)測(cè)管理與技術(shù)，2007，03：60-61.

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[4]朱煥山，任慶，張晶廢.水污染源的COD在線監(jiān)測(cè)[J].河南科技，2003，8.

篇13

我國自改革開放以后，社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，但隨之而來的主要問題是環(huán)境污染，尤以水污染問題最為突出，對(duì)公眾生活方方面面都有嚴(yán)重影響，這給我國水資源保護(hù)及水質(zhì)監(jiān)測(cè)管理帶來巨大的挑戰(zhàn)。針對(duì)當(dāng)前我國水質(zhì)污染現(xiàn)狀，水質(zhì)監(jiān)測(cè)等部門對(duì)水質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)和儀器方面加以分析，以提升我國水質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)水平。

1水質(zhì)環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的產(chǎn)生及發(fā)展

1.1水質(zhì)環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的產(chǎn)生20世紀(jì)70年代初，日本、美國等國就開始研究自動(dòng)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，并將其首先應(yīng)用于城市、污水處理廠等區(qū)域的在線監(jiān)測(cè)。在實(shí)踐中總結(jié)出兩種在線監(jiān)測(cè)技術(shù)，一種采用的是實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)，另一種則是間歇式在線監(jiān)測(cè)，兩種技術(shù)可以對(duì)水溫、電導(dǎo)率、氟化物、氟化物、濁度等進(jìn)行測(cè)定。20世紀(jì)70年代末，T-N、COD、T-P等項(xiàng)目也被加入到測(cè)定內(nèi)容當(dāng)中。環(huán)境執(zhí)法部門通過對(duì)遠(yuǎn)程監(jiān)控體系傳來的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，做出對(duì)應(yīng)的行政決策。這些年地表的水質(zhì)環(huán)境隨著人們環(huán)保意識(shí)的提高得到極大的改善，某些經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平靠前的國家在城市環(huán)境管理中的自動(dòng)監(jiān)測(cè)體系中將市政污水排放系統(tǒng)也納入其監(jiān)測(cè)范圍，甚至視其為重點(diǎn)管理項(xiàng)目。自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)日趨成熟，但人們對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的可靠度仍有質(zhì)疑。針對(duì)這一問題，技術(shù)人員通過不斷的改進(jìn)、研究發(fā)現(xiàn)，采用優(yōu)化監(jiān)測(cè)布點(diǎn)的方法有助于監(jiān)測(cè)結(jié)果可靠性的提高。水土流失日益加重這一現(xiàn)象也是水樣監(jiān)測(cè)作為在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的重點(diǎn)研究對(duì)象原因之一。新增的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目對(duì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的功能性提出了更高的要求，它要擁有自動(dòng)校正、自動(dòng)清洗、遠(yuǎn)程傳輸及報(bào)警等多項(xiàng)功能。1.2自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)成熟后COD監(jiān)測(cè)體系的應(yīng)用水質(zhì)環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在幾十年的不斷發(fā)展中已經(jīng)日趨成熟，世界各國也越來越重視有機(jī)污染物的監(jiān)測(cè)工作，COD（錳法和鉻法）監(jiān)測(cè)體系發(fā)展迅速。T-N和T-P是水質(zhì)富營養(yǎng)化的兩大重要指標(biāo)，因此針對(duì)這兩大指標(biāo)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)發(fā)展較早，相對(duì)而言，水溫、濁度、DO的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)發(fā)展則極為落后。COD監(jiān)測(cè)體系可以采用很多方法，根據(jù)所用氧化劑劃分可以分為鉻法、錳法、紫外法、OH-法，其中紫外法不使用氧化劑；根據(jù)測(cè)量方法劃分可以分為光學(xué)法及庫倫法。由于鉻法、錳法中采用的氧化劑Cr6+、Mn均為有毒重金屬，因此在日本等國家中，COD法被光吸收UV法所取代，日本目前所持有的COD自動(dòng)在線監(jiān)測(cè)儀至少有3500臺(tái)，UV儀就有2500臺(tái)。1.3水質(zhì)環(huán)境簡易現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)技術(shù)和儀器的發(fā)展我國水資源遍布范圍廣，地理環(huán)境也很復(fù)雜，發(fā)生水環(huán)境污染事故的概率也較高，因此相對(duì)于自動(dòng)在線監(jiān)測(cè)技術(shù)，簡易現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展前景更廣闊。簡易現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)技術(shù)的手段有很多，其中XPF（車載型X線熒光光譜儀）的使用情況較多，測(cè)量起來也更為方便，尤其對(duì)固體樣品的監(jiān)測(cè)技術(shù)優(yōu)勢(shì)更明顯，不用進(jìn)行消解處理就能直接用于監(jiān)測(cè)工作中。車載型GC的優(yōu)勢(shì)在于對(duì)有機(jī)物污染的測(cè)定，很多經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度較高的國家都已經(jīng)在使用這種監(jiān)測(cè)方法，而該技術(shù)進(jìn)入我國時(shí)期比較靠后，由于其所具備的強(qiáng)大優(yōu)勢(shì)，在我國會(huì)有強(qiáng)大的市場(chǎng)發(fā)展前景。PASTELUV型水質(zhì)快速監(jiān)測(cè)儀在現(xiàn)在已有的便攜式監(jiān)測(cè)儀器中，是最有推廣前景的一個(gè)。它可以在短短40s的時(shí)間里檢測(cè)出TOC、COD和BOD的含量，這種優(yōu)勢(shì)既來源于它巧妙的設(shè)計(jì)原理，也與其高集成的中心處理器有很大關(guān)系。這個(gè)高集成的中心處理器能夠儲(chǔ)存的實(shí)測(cè)圖譜可達(dá)成千上萬個(gè)，最終測(cè)量值就是根據(jù)實(shí)測(cè)圖譜和標(biāo)準(zhǔn)方式的測(cè)定成果進(jìn)行比對(duì)研究所得到的。由此，PASTELUV型水質(zhì)快速監(jiān)測(cè)儀既能夠憑借極大限度的減少監(jiān)測(cè)所需時(shí)間來提升監(jiān)測(cè)效率，又將繁復(fù)的前處理程序省略掉，還可以降低使用化學(xué)試劑造成的二次污染。

2監(jiān)測(cè)技術(shù)和儀器的發(fā)展

2.1實(shí)驗(yàn)室監(jiān)測(cè)技術(shù)和儀器的發(fā)展第五次全國環(huán)境監(jiān)測(cè)會(huì)議以后，實(shí)驗(yàn)室監(jiān)測(cè)技術(shù)和相關(guān)儀器都迎來了高速發(fā)展時(shí)期，各級(jí)監(jiān)測(cè)站也引進(jìn)了很多實(shí)驗(yàn)室監(jiān)測(cè)分析儀器，新引進(jìn)的這些儀器既可以作為常規(guī)環(huán)境的監(jiān)測(cè)儀器，又可以為實(shí)驗(yàn)室的科研分析及精密分析服務(wù)。其中，使用較多的大型實(shí)驗(yàn)分析儀器有HPLC-MC（液相色譜-質(zhì)譜儀）、GS-MS（氣相色譜-質(zhì)譜儀）、ICP-AES（等離子發(fā)射光譜儀）、XRF等。2.2監(jiān)測(cè)技術(shù)和儀器的總體發(fā)展在北美及歐洲的水質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)管理中，應(yīng)用最多的是混合毒性參數(shù)。水質(zhì)環(huán)境管理要以預(yù)防為重點(diǎn)，這就要求將監(jiān)測(cè)的重點(diǎn)放在環(huán)境水及排水中所含的污染物質(zhì)對(duì)生態(tài)環(huán)境及人體健康的影響方面。而傳統(tǒng)的以單個(gè)化學(xué)物質(zhì)為對(duì)象的測(cè)定方式及其把控政策具有以下缺點(diǎn)：（1）監(jiān)測(cè)對(duì)象均為已知的化學(xué)污染物，而對(duì)很多未知的化學(xué)有毒物質(zhì)缺乏監(jiān)測(cè)，危險(xiǎn)度評(píng)價(jià)結(jié)果參考度不足。（2）對(duì)污染物相互之間的增強(qiáng)及拮抗作用（又稱復(fù)合作用）缺乏考慮。（3）要想對(duì)更多的化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，經(jīng)費(fèi)和時(shí)間也會(huì)疊加增多。為了避免以上幾點(diǎn)的發(fā)生，則要先利用生物及化學(xué)的組合參數(shù)鎖定污染嚴(yán)重的化學(xué)物質(zhì)，然后對(duì)發(fā)現(xiàn)的化學(xué)物質(zhì)開展測(cè)定及研究工作。為了對(duì)水中的混合毒性參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，德國指出要對(duì)慢性毒性、變異原性、急性毒性、殘留性、生物濃縮性這幾個(gè)混合毒性參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。對(duì)水生生物采用的監(jiān)測(cè)分析方法是變異原性試驗(yàn)、急性毒性試驗(yàn)和殘留物中的生物分解實(shí)驗(yàn)等。內(nèi)分泌干擾物這種化學(xué)物質(zhì)可以進(jìn)到人體內(nèi)部，其對(duì)人體產(chǎn)生的類似于雌性激素的作用會(huì)對(duì)人體正常的激素分泌狀態(tài)產(chǎn)生破壞。內(nèi)分泌干擾物會(huì)降低生物體的數(shù)量，生殖器官受這種物質(zhì)的影響會(huì)發(fā)生異常，終會(huì)導(dǎo)致生物物種生殖能力的下降，這種危害性就是其作為對(duì)包括人類在內(nèi)的所有生物危害程度最嚴(yán)重的因素的原因。當(dāng)前發(fā)現(xiàn)并公布的內(nèi)分泌干擾物有雙酚A、二惡英類、有機(jī)氯農(nóng)藥、壬基酚、Hg等多達(dá)77種。傳統(tǒng)上對(duì)二惡英等POPs類有機(jī)污染物的監(jiān)測(cè)分析法是GC-MS法，這種方法的缺點(diǎn)是要進(jìn)行繁復(fù)的前處理，分析一組式樣往往要用2~3天才能完成，所需資金也比較多。而用生物傳感器就能簡單、迅速的對(duì)二惡英等污染物進(jìn)行檢測(cè)。生物傳感器的研發(fā)原理是優(yōu)良的分子識(shí)別功能和組合轉(zhuǎn)換功能，利用與待測(cè)物質(zhì)能夠產(chǎn)生良好選擇性反應(yīng)的生物分子進(jìn)行監(jiān)測(cè)，反應(yīng)進(jìn)行中，生物分子及其反應(yīng)生成物濃度出現(xiàn)改變，借助轉(zhuǎn)換器將其轉(zhuǎn)化成可以測(cè)定的電信號(hào)，完成對(duì)待測(cè)物質(zhì)的選擇性測(cè)定。這種方法不僅有操作簡單、時(shí)間短、資金投入少的優(yōu)點(diǎn)，還能在檢測(cè)有毒物質(zhì)時(shí)保證安全、高精度的檢測(cè)。這里可以采用的生物分子最常見的是抗體和酶。

3結(jié)束語

我國現(xiàn)階段在水質(zhì)監(jiān)測(cè)方面的技術(shù)和儀器還遠(yuǎn)不能應(yīng)對(duì)我國地域廣泛、水質(zhì)環(huán)境復(fù)雜、水質(zhì)污染因素多樣等特點(diǎn)，在技術(shù)上國家需要繼續(xù)加大投入加快創(chuàng)新步伐，儀器研發(fā)改進(jìn)方面需要增加人力、物力的投入，為水質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)水平的不斷提高盡心盡力。

參考文獻(xiàn)