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水质在线自动监测系统是一套以在线自动分析仪器为核心,运用现代传感器技术、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用分析软件和通讯网络所组成的一个综合性的在线自动监测体系。 一套完整的水质自动监测系统能连续、及时、准确地监测目标水域的水质及其变化状况;中心控制室可随时取得各子站的实时监测数据,统计、处理监测数据,可打印输出日、周、月、季、年平均数据以及日、周、月、季、年最大值、最小值等各种监测、统计报告及图表(棒状图、曲线图、多轨迹图、对比图等),并可输入中心数据库或上网。收集并可长期存储指定的监测数据及各种运行资料、环境资料备检索。系统具有监测项目超标及子站状态信号显示、报警功能;自动运行,停电保护、来电自动恢复功能;维护检修状态测试,便于例行维修和应急故障处理等功能。 实施水质自动监测,可以实现水质的实时连续监测和远程监控,达到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、排放达标情况等目的。 1 水质自动监测技术 1.1 水质自动监测系统的构成 在水质自动监测系统网络中,中心站通过卫星和电话拨号两种通讯方式实现对各子站的实时监视、远程控制及数据传输功能,托管站也可以通过电话拨号方式实现对所托管子站的实时监视、远程控制及数据传输功能,其他经授权的相关部门可通过电话拨号方式实现对相关子站的实时监视和数据传输功能。 每个子站是一个独立完整的水质自动监测系统,一般由6个子系统构成,包括:采样系统、预处理系统、监测仪器系统、PLC控制系统、数据采集、处理与传输子系统及远程数据管理中心、监测站房或监测小屋。目前,水质自动监测系统中的子站的构成方式大致有三种: (1)由一台或多台小型的多参数水质自动分析仪(如:YSI公司和HYDROLAB公司的常规五参数分析仪)组成的子站(多台组合可用于测量不同水深的水质)。其特点是仪器可直接放于水中测量,系统构成灵活方便。 (2)固定式子站:为较传统的系统组成方式。其特点是监测项目的选择范围宽。 (3)流动式子站:一种为固定式子站仪器设备全部装于一辆拖车(监测小屋)上,可根据需要迁移场所,也可认为是半固定式子站。其特点是组成成本较高。 各单元通过水样输送管路系统、信号传输系统、压缩空气输送管路系统、纯水输送管路系统实现相互联系。 一个可靠性很高的水质自动监测系统,必须同时具备4个要素,即:(1)高质量的系统设备;(2)完备的系统设计;(3)严格的施工管理;(4)负责的运行管理。 1.2 水质自动监测的技术关键 (1)采水单元:包括水泵、管路、供电及安装结构部分。在设计上必须对各种气候、地形、水位变化及水中泥沙等提出相应解决措施,能够自动连续地与整个系统同步工作,向系统提供可靠、有效水样。 (2)配水单元:包括水样预处理装置、自动清洗装置及辅助部分。配水单元直接向自动监测仪器供水,具有在线除泥沙和在线过滤,手动和自动管道反冲洗和除藻装置;其水质、水压和水量应满足自动监测仪器的需要。 (3)分析单元:由一系列水质自动分析和测量仪器组成,包括:水温、pH、溶解氧(DO)、电导率、浊度、氨氮、化学需氧量、高锰酸盐指数、总有机碳(TOC)、总氮、总磷、硝酸盐、磷酸盐、氰化物、氟化物、氯化物、酚类、油类、金属离子、水位计、流量/流速/流向计及自动采样器等组成。 (4)控制单元:包括系统控制柜和系统控制软件;数据采集、处理与存储及其应用软件;有线通讯和卫星通讯设备。 (5)子站站房及配套设施:包括站房主体和配套设施。
据新华社长沙10月20日电 在科技部、湖南省的支持下,我国科研人员经过多年攻关,自主研制成功基于物联网技术的智能水质自动监测系统,为实现可溯源的水质监测提供了自主技术支撑。 水是生命之源。然而,我国总体水质状况不容乐观,水功能区水质达标率仅为46%,加上水污染事故频发,亟须在全国范围内构建全方位的智能化水质自动监测系统。 目前,我国水环境监测主要以实验室监测为主,分析方法全面、检测参数全面、数据准确度高,但响应时间长、检测频次低、自动化程度低、人力消耗量大,难以对水质进行整体有效评价。 在“863”计划、国家科技支撑计划等支持下,力合科技(湖南)股份有限公司历经4年攻关,成功研制了基于物联网技术的智能水质自动监测系统。这一系统克服了当前水质自动监测系统存在的监测参数可扩展性差、缺少在线质控手段、对异常数据智能化识别能力不足等瓶颈问题,可实现温度、色度、浊度、pH值、悬浮物、溶解氧、化学需氧量以及酚、氰、砷、铅、铬、镉、汞等86项参数的在线自动监测。值得一提的是,科研人员利用发光细菌法,可对突发性污染事件进行预警。 据悉,这一系统在长江、闽江、东江等流域以及南水北调中线工程得到应用,在多起重大水污染事件中发挥了作用。 这一成果近日通过中国环境科学学会组织的鉴定会。由中国环境监测总站魏复盛院士、住房和城乡建设部城市供水水质监测中心宋兰合总工程师等组成的鉴定委员会认为,“基于物联网技术的智能水质自动监测系统”有多项创新,项目总体达到国内领先、国际同类先进水平。项目创建了完善的自动监测数据在线质量控制系统,保证了自动监测数据的质量和可溯源性。
国家地表水水质自动监测系统介绍 实施地表水水质的自动监测,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。 及时、准确、有效是水质自动监测的技术特点,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100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。 现有100个水站分布在25个省(自治区、直辖市),由85个托管站负责日常运行维护管理工作。其中:(1)位于河流上有83个水站,湖库17个;(2)位于国界或出入国境河流有6个,省界断面37个,入海口5个,其他42个。目前还有36个水质自动站正在建设中,水站仪器设备更新项目也在实施中。 地表水质自动监测站仪器配置与运行方式 水质自动监测站的监测项目包括水温、pH、溶解氧(DO)、电导率、浊度、高锰酸盐指数、总有机碳(TOC)、氨氮,湖泊水质自动监测站的监测项目还包括总氮和总磷。以后将选择部分点位进行挥发性有机物(VOCs)、生物毒性及叶绿素a试点工作。 水质自动监测站的监测频次一般采用每4小时采样分析一次。每天各监测项目可以得到6个监测结果,可根据管理需要提高监测频次。监测数据通过公外网VPN方式传送到各水质自动站的托管站、省级监测中心站及中国环境监测总站。 为充分发挥已建成的100个国家地表水质自动监测站的实时监视和预警功能,经研究定于2009年7月1日在互联网上发布国家水站的实时监测数据。 每个水站的监测频次为每4小时一次,按0:00、4:00、8:00、12:00、16:00 20:00、24:00整点启动监测,发布数据为最近一次监测值。 每个水站发布的监测项目为pH、溶解氧(DO)、总有机碳(TOC)或高锰酸盐指数(CODMn)及氨氮(NH3-N)共5项。执行《地表水环境质量标准》(GB3838—2002)中相应标准,对每个监测项目的结果给出相应的水质类别。总有机碳(TOC)目前没有评价标准。 为使水质状况表达容易理解,按水质类别将水质状况分为优(I、II类水质)、良(III类水质)、轻度污染(IV类水质)、中度污染(V类水质)及重度污染(劣V类水质)。 评价指标在GB3838-2002标准中的标准限值 单位:mg/L序号 分类标准值项目 Ⅰ类 Ⅱ类 Ⅲ类 Ⅳ类 Ⅴ类 1 pH(无量纲) 6~9 2 溶解氧(DO) ≥ 饱和度90%(或7.5) 6 5 3 2 3 高锰酸盐指数 ≤ 2 4 6 10 15 4 氨氮(NH3-N) ≤ 0.15 0.5 1.0 1.5 2.0