在线水质总银分析仪

日前，江苏省计量院新建计量标准总磷总氮水质在线分析仪检定装置顺利通过计量标准考核。检定装置的测量范围为总磷(0～500)mg/L，总氮(0～500)mg/L，不确定度为Urel=1.2%(k=2)，可以开展相同测量范围、最大允许误差为总磷：±0.05mg/L～±10%，总氮：±0.2mg/L～±10%的总磷总氮水质在线分析仪的检定工作。 　　在线水质分析仪作为一种水质监测工具，可以实现自动对水质各项参数的实时监测。近年来随着环保事业的发展，对水环境的治理和监测提出了更高的要求，总磷总氮水质在线分析仪大量出现在各行业单位的排放监测站点中。 　　总磷总氮水质在线分析仪检定装置的建成，进一步提高了江苏计量院在水环境监测和化学检验检测领域的技术能力水平，更好地为水质检测、石油化工、冶金等相关行业的客户提供服务。

p class=" F24 Fw L40 G2" 　　 a href=" http://www.instrument.com.cn/news/20171220/236150.shtml" target=" _blank" title=" " style=" font-size: 16px text-decoration: underline " span style=" font-size: 16px " 水质与水质分析仪器之水质指标篇 /span /a /p p 　　上回讲到了水质指标，现在来说说获取水质指标数据的工具：水质分析仪器。 /p p 　　目前，有三种形式的水质分析仪器，分别是：实验室分析仪器、便携式分析仪器以及在线水质分析仪器 /p p 　　在线水质分析仪器，出现的时间最晚，但是成长迅速，特别是最近几年，备受关注，曝光率远超其他两种，成了炙手可热的网红-传说中的“后发优势”? /p p 　　一起来看看：最近，在电视、报纸、网络、微博、微信等传统和非传统媒体上，凡是涉及到环境保护和水安全的场合，“自动监测”、“在线监测”这类字眼几乎都会现身。前段时间环保部召开关于国家地表水环境质量监测的会议，也明确提出来了“要加快推进水质自动站建设。逐步建立起以自动监测为主，手动监测为辅的监测模式?”(据说，这次会议的成果之一就是在2018年，政府会投资在全国范围内建设1200个地表水水质自动监测站，惊不惊喜?) /p p 　　即将在2018年1月1日正式实施的“中华人民共和国环境保护税法”，在第十条的条文中更是明确规定： /p p 　　 i “应税大气污染物、水污染物、固体废物的排放量和噪声的分贝数，按照下列方法和顺序计算： /i /p p i 　　(一) 纳税人安装使用符合国家规定和监测规范的污染物自动监测设备的，按照污染物自动监测数据计算 /i /p p i 　　(二) 纳税人未安装使用污染物自动监测设备的，按照监测机构出具的符合国家有关规定和监测规范的监测数据计算 ” /i /p p 　　解释一下：目前中国水污染物的自动监测设备分为流量监测设备和浓度监测设备两种(浓度与流量的乘积就是污染物总量)，浓度监测设备就是通常所说的在线水质分析仪器。 /p p 　　更重要的是：根据这部法律，环境税应税污染物排放量数据的取得，首先采用自动监测设备的数据，其次才是“监测机构出具的数据”-目前监测机构采用的分析仪器多是实验室或者少数便携式分析仪器(针对必须在现场测试的个别指标)。 /p p 　　可以说，这部环境税法正式以法律条文的形式确立了在线分析仪器的地位。 /p p 　　那么，这么“高端大气上档次”的在线水质分析仪器到底是何方神圣?为什么这样受追捧呢? /p p 　　权威的定义是：按照国际标准化组织(ISO)代号为ISO15839《水质-在线传感器/分析设备的规范及性能检验》标准中的定义：在线分析传感器/设备(on-linesensor/analyzingequipment) ，是一种自动测量设备，可以连续(或以给定频率)输出与溶液中测量到的一种或多种被测物的数值成比例的信号。 /p p 　　听起来很高深的样子(权威总是这样的?)，有没有通俗点的说法呢? /p p 　　有问题，找百度。 /p p 　　万万没想到，这一次度娘居然让我失望了，寻了半天，没找到一个比较令人信服的说法。 /p p 　　“求之不得，辗转反侧”。想来想去，似乎自己十年前在2007年“第二届在线分析仪器应用与发展国际论坛”大会发言时的非权威说法还比较容易理解： /p p 　　“在线水质分析仪器是一类专门的自动化在线分析仪表，仪器通过实时、现场操作，实现从水样采集到(水质指标)数据输出的快速分析 在线水质分析仪器一般具有自动诊断、自动校准、自动清洗、故障报警等功能，在保证分析结果准确度的同时，可以实现无人值守自动运行。” /p p 　　结合权威和非权威的说法，可以发现在线水质分析仪器最重要的特征有三个：自动、连续、实时 /p p 　　手段是为目的服务的。作为获取水质指标数据的工具，对照上回讲到的获取水质指标的四种目的： span style=" text-decoration: underline " 了解杂质浓度 预测水质变化 控制和优化水处理工艺 评估水质安全 以及六大类水质指标：物理指标、成分指标、评估性综合指标、水质转化潜能指标、工艺指标、替代指标 /span 我们来看看作为一种新技术出现的在线水质分析仪器，当年最先的应用突破点选择了哪里? /p p 　　毋容置疑， 在“控制和优化水处理工艺”方面，凭借“实时、连续”的特点，在线水质分析仪器有着不可替代的作用。首先实现在线测量的是pH、浊度、溶解氧、ORP等重要的工艺指标 遇到有些工艺指标分析方法复杂或者测量周期长，不能满足流程工业自动控制要求的挑战，就轮到了替代指标的闪亮登场。 /p p 　　(现在很难考证第一台在线水质分析仪器具体出现在哪个年代、哪种场合了，个人猜测，第一台很可能是在线Ph计，用于酸碱调节的工艺控制) /p p 　　从全球范围来看，目前在线水质分析仪器应用最多的细分领域还是水处理工艺过程控制。 /p p 　　在线水质分析仪器“自动、连续、实时”的特点，，除了应用于控制和优化水处理工艺过程，在了解特定污染物浓度和评估水质安全方面，相对于实验室和便携式分析仪器，也有着很大的优势。 /p p 　　自动化对于减少分析人员人力劳动的好处不言自明，更重要的是，由于仪器分析过程不用人工干预，人为误差也减少了。(这些年中国政府和环境管理部门一直都在努力消除各种人为因素对污染物排放数据的干扰(参见《环境监测数据弄虚作假行为判定及处理办法》等法规文件，以及环境数据造假入刑的各种新闻)。中国目前是全球采用在线水质分析仪器对污水排放进行自动监测最为普遍的市场，在线水质分析仪器又将成为环境保护税法规定的污染物(主要是氨氮、重金属、总磷/总氮等成分指标和COD等评估性综合指标)排放量计税工具之一， /p p 　　估计很大一个原因就有作为自动化仪表的在线水质分析仪器在分析过程中无需人工干预这个特点) /p p 　　同时，“连续、实时”的特点也使得在线水质分析仪器不仅可以连续提供水质指标的即时数据，还常常作为报警设备，水质指标一旦超过某个给定的安全值，仪器就会输出报警信号(在评估水质安全方面，实时报警的作用是非常重要的)。 /p p 　　优点还不止于此，再啰嗦两句关于操作人员健康安全的好处： /p p 　　有些水样，比如含有较多有毒挥发性化学物质，人工分析时可能危害到分析人员的身体健康 又有些工作场所，在生产装置运行时，分析人员无法进入现场采取水样。最极端的例子是：在核电厂的一回路，由于较强的辐射，即使是穿戴有重型防护设备的操作人员，也只能短暂停留 但是核电厂运行过程中有些重要的水质指标数据(如溶解氧、溶解氢、电导率等)又必须及时获取。 /p p 　　这时，作为自动化设备的在线水质分析仪器的优势就更能体现出来了。 /p p 　　不过，虽然有着这样多的优点，无论从技术进步还是市场发展来看，在线水质分析仪器还是和其他任何新技术的发展历程一样，并不是一帆风顺的。 /p p 　　在初期，受制于相对过低的水资源费、水价以及废水排放需要支付的费用，当时在线分析仪器的投资和运行成本都比较高 而且那时在线水质分析仪器的稳定性、可靠性等还不一定能完全满足实际工作的要求 可以实现在线分析的水质指标也不是很多。 /p p 　　这两种因素造成了当时水工业行业的运行管理者和水处理工程师对采用在线水质分析仪器持有一种谨慎的态度，从而严重制约了在线水质分析仪器的发展和应用。(1973年，在英国伦敦召开的第一届水处理行业ICA(Instrumentation(仪表)、Control(控制)、Automation(自动化))专家会议上，当时与会专家达成的第一个共识就是：仪器数量不足是自动控制的主要障碍。大家认为根据当时仪器的发展程度，仅有浊度、溶解氧和电导率三种指标的测量较为可靠)。 /p p 　　“天生我才必有用”。随着人们对水质安全的重视、环保法规的更加严格，水资源费的不断上升，特别是在线水质分析技术和计算机信息技术的发展，在线水质分析仪器逐渐表现出成本性能优势(举例：相对于最初的模拟电路，数字电路技术在水质分析仪器中的采用，使得仪器的可靠性有了很大的提升，仪器设计和批量生产的成本得以大幅下降)，在水环境监测、水处理工艺过程过程控制、饮用水水质安全预警等诸多领域都得到越来越广泛的应用，也迅速在废水污染物排放的浓度监测与超标报警领域得到了应用。 /p p 　　前面谈了市场和应用，让我们回到在线水质分析仪器，扒一扒这种技术自身的发展与面临的挑战： /p p 　　根据前文ISO标准的定义，有两种形式的在线水质分析仪器：在线分析传感器和比较复杂的自动化分析设备或者装置。 /p p 　　先来说说 span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 在线水质分析传感器 /strong /span ： /p p 　　国家标准GB/T7665《传感器通用术语》对传感器的定义是：“能感受规定的被测量件并按照一定的规律(数学函数法则)转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成”。在线水质分析传感器通常结构比较简单，通过直接和被测水样接触获得水质指标的数据。 /p p 　　在线分析传感器，最初可以测量的水质指标，主要是一些简单的物理指标和成分指标，如电导率、Ph、ORP、溶解氧等 接着是浊度、悬浮物浓度等光学原理的传感器 后来，出现了UV254等替代性指标的传感器 最近几年，随着仪器计算能力的提高、新材料的应用，离子选择电极法(测量污水中的氨氮、硝氮等重要工艺指标)、紫外荧光(测量水中油等)以及全光谱扫描原理(传感器一次可间接测量COD、BOD、TOC等多种有机物指标、浊度、硝氮、亚硝氮等多种水质指标)的传感器开始大量应用。 /p p 　　在线水质分析传感器在实际使用中主要面临两个方面的挑战： /p p 　　传感器直接同水样接触，缺少了实验室人工分析时样品预处理及去除样品中干扰物质的过程，水质不同的水(含油、硫化物、重金属、悬浮物、高盐度、腐蚀性气体等各种杂质)，对传感器材质和结构的要求也是千差万别的，在仪器设计制造时必须充分考虑这些因素，才能保证获取准确的测量数据和保证仪器长时间的正常工作，所有这些，都会增加仪器的成本。 /p p 　　其次，由于传感器长时间同各种水质情况的水接触，仪器需要一定的维护量，特别是应用于各种工业废水等水质条件恶劣的样品时，仪器需要的维护量和维护费用会比较高。 /p p 　　个人看法：随着新的分析原理、方法的出现和应用，以及各种新材料的采用(几年前荧光化学法在溶解氧分析仪的应用就是非常好的一个例子)，传感器对复杂水质的适应性会得到提高 同时，物联网技术的应用，可以对传感器自身寿命及运行状态进行远程实时监测、管理以提高维护效率、降低维护成本。 /p p 　　还有，根据所检测水样的不同水质情况，进行差异化设计、制造也是一个有效的办法 比如：饮用水和海水、工业废水，即使是测量同一个水质指标，也选用不同材质、结构和制造工艺来生产传感器，以满足不同水质条件的要求。 /p p 　　更重要的是，和所有电子产品一样，传感器的成本必然会随着物联网时代大规模的应用出现超出想象力的下降。这时，免维护的一次性在线水质传感器将不再只是梦想。 /p p 　　接下来看看比较复杂的 span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 水质自动化分析设备或者装置 /strong /span ： /p p 　　许多水质指标数据的获得，都需要有一整套的装置来自动实现原来实验室人工分析的流程，比如：过滤、加热、加显色剂、混合、测量等等 另外，为了保证长时间连续运行的准确度，还需要定时对仪器进行校准(当然，也是自动的)，以及定期的人工维护。当下，在中国，可能在线COD分析仪是这种仪器中名气最大的一款。 /p p 　　这一类在线水质分析仪器结构复杂，多用于成分指标(TOC、SiO2、总磷、总氮、重金属等)和评估性综合指标(COD、碱度、硬度、生物毒性等)。这类仪器的发展也非常迅速，最近，市场出现了三维荧光原理的仪器，可以间接测量水中油、BOD、CDOM等等一系列的水质指标 流式细胞原理的在线水质分析仪也开始被用于连续监测饮用水中的细菌总数以及水源地、海水中的藻类分类及计数 还有包括X射线荧光、激光诱导击穿光谱(LIBS)等新原理的仪器，也开始在水中重金属的在线监测方面崭露头角。 /p p 　　一般来说，这类仪器的成本和价格要高于在线分析传感器(还记得以前做销售，向客户推荐在线COD分析仪时，客户说的话：买你这么小一台仪器，我一辆“帕萨特”就没有了)。 /p p 　　 strong 发展到今天，先进的在线水质分析仪器早已是“硬件+材料+软件+算法”四位一体的强大组合了。 /strong /p p 　　和传感器一样，这类仪器的成本问题也将会随着大规模的应用得到降低 而维护问题也可以通过设计的优化、新材料以及耐用元器件的采用得到改进，特别是，工业物联网技术的进步，可以实现这种精密设备的远程管理和诊断，通过有针对性的预维护等手段降低维护量及维护费用。 /p p 　　同样，再来说说面临的挑战： /p p 　　今天的中国市场，大量的在线水质分析仪器被用于企业废水污染物排放自动监测，明年还将成为环境税的计税工具。这类在线水质分析仪器在实际应用中面临的主要挑战是数据的可靠性和准确度问题，造成问题的主要原因是： /p p 　　在线水质分析仪器采用的测量原理和测量方法和实验室标准分析方法不太可能完全一致，存在方法误差 表现出来的现象是：仪器可以准确测量标准溶液(常常是单一化合物的水溶液)的浓度 但是对于实际水样，衡量是否准确的标准是和实验室人工方法的测量值比对，除了方法误差，还有可能存在人为误差的影响。 /p p 　　以COD(化学需氧量)为例，COD本来是一个条件参数，其定义是：在一定的条件下，水中的各种有机物质与外加的强氧化剂(如K2Cr2O7、KMnO4等)作用时所消耗的氧量 按照HJ828-2017《水质化学需氧量的测定重铬酸钾法》(标准取代了国标GB11914-1989)，标准的测量条件是：“水样加入试剂后，保持微沸2小时”等等 采用在线COD分析仪器，测量条件很难完全和标准要求的条件一致，这样，就有可能影响COD这个条件参数的在线分析仪器的准确度。 /p p 　　其次，对样品预处理的方法与流程和实验室标准方法不一致：受仪器连续运行及安装环境等一系列条件的限制，在线分析仪器采用的样品预处理系统很可能和相应水质参数对应的标准分析方法要求的预处理条件不一致，这样，也有可能对最终的测试结果带来影响。 /p p 　　针对这些问题，环境管理部门的技术人员开展了大量的“在线水质分析仪器适用性”研究和比对测试工作，并根据不同水质指标，制定了有十分严格而有针对性的比对测试流程和规范，希望可以找到一个好的解决办法。 /p p 　　需要说明的是：不是所有的在线分析仪器都需要面临如此严格的测量准确度要求。不同的使用目的，对仪器性能的要求也不尽相同。 /p p 　　根据应用目的的不同，在线水质分析仪器又可以分为监测型和过程型两类，监测型分析仪器用于单纯的水质监测，以测量成分指标和评估性综合指标为主，用来判断水质是否达到法规的要求，以及环境水质(地表水,地下水)和饮用水水质的报警和预警性监测，不参与水处理工艺过程控制 这类仪器对测量数据的准确度(精度、误差)要求较高，数据可以作为有关部门进行执法管理的依据 /p p 　　过程型分析仪器主要用于水处理工艺过程监测,以测量工艺指标、替代指标为主，所测量的水质指标参与过程控制,以优化水处理工艺,提升水处理效率,实现水处理过程节能降耗 过程型仪器对仪器的可靠性和稳定性(具体的仪器指标是漂移和线性度、重复性)要求较高，要求仪器能够可靠地反应水质变化的趋势，以便为水处理过程控制提供依据。 /p p 　　除开法规执行带来的挑战，更大的挑战来自公众的需求：“人民群众日益增长的美好生活需要” /p p 　　一般公众的想法是：既然有了在线水质分析仪器这种先进、“高大上”的自动化设备，特别是有了生物毒性分析仪这类评价性综合指标的分析仪器，了解我们身边的水质状况，回答诸如饮用水是否安全(能直接饮用)?工厂排出的废水是否对环境无害?门外那条小河、还有游泳池是否适合孩子们去玩耍?等等，应该是分分钟的事儿，再容易不过了吧? /p p 　　“理想是丰满的，而现实是骨感的” /p p 　　能实时回答这些问题场景也许会发生在不太久的将来，但是在现实的今天，许多都还做不到。 /p p 　　上面这些问题通通都涉及到了人们了解水质指标的终极目标-“评估水质安全”，非常复杂，复杂问题的讨论总是需要太多时间，这次留下悬念，如果有缘，这个问题我们下次再聊。 /p p style=" text-align: right " strong （供稿：重庆昕晟环保科技有限公司& nbsp 总经理程立） /strong /p

p 　　 a href=" https://www.instrument.com.cn/news/20190701/488014.shtml" target=" _blank" strong 在线水质分析仪器-技术、应用与市场（一） /strong /a /p p 　　3、水质在线分析仪器的应用简介 /p p 　　在线水质分析仪器作为获取水质信息的源头技术，凡是人类活动用到水的领域，诸如水环境监测、饮用水处理与安全保障、工业水处理的过程控制、污水处理等等，都是在线水质分析仪器的应用范围。 /p p 　　按照应用目的的不同，在线水质分析仪器可以分为监测型和过程型在线分析仪器两类产品。 /p p 　　监测型分析仪器主要用于单纯的水质监测，获取水质参数数据，以判断水质是否达到法规的要求，以及环境水质(地表水、地下水、海水等)和饮用水水质安全的预警性监测，不参与水处理工艺过程控制。要求监测的水质参数主要是环保法规或者水质标准规定的主要污染物指标，对应用技术的需求主要是水样预处理技术以及仪器系统集成技术等。在中国，典型的监测型在线水质分析仪器应用有： /p p 　　一、工业企业废水污染源及市政污水处理厂排放自动监测，主要监测参数有: COD、氨氮、Ph值、总磷、总氮、重金属(镍、六价铬、总汞、铅、镉、铜、氟离子等)。这些水质分析仪器为企业实现污染物排放自行监测，防止和及时发现可能的废水超标排放，申报环境保护税，以及环保监察部门实时了解企业水污染物排放情况提供了依据。 /p p 　　二、地表水水质自动监测：江河湖库重要断面以及水源地的水质自动监测，江河水的主要监测参数有：常规5参数(溶解氧、水温、电导率、浊度、Ph值)、氨氮、高锰酸盐指数(CODMn)、总磷、总氮等 湖泊和水库一般会增加叶绿素a及蓝绿藻指标 水源地涉及到饮用水的安全问题，会要求增加生物毒性、大肠杆菌等水质指标以及氟离子等具有行业性/地域性特征水质污染指标的在线监测。大量地表水在线水质分析仪器的安装和应用，为全面了解国内环境水质状况，对可能的水质恶化和突发性水质污染提供预警，以及为水环境和水资源管理部门生态调水及合理使用水资源提供数据支持。 /p p 　　三、饮用水管网及二次供水水质自动监测，主要参数有浊度、余氯、Ph值、电导率、温度、色度等。饮用水水质在线监测，一方面对可能发生的水质超标事件进行预警，防止不合格的自来水进入居民家庭 另外，大量管网的水质数据，也可支持自来水厂优化水处理工艺以及管网输水调度决策。 /p p 　　四、海水监测，常规的指标是温度、盐度、深度(简称温盐深，英文缩写CTD)，另外还会根据需要增加溶解氧、叶绿素a、浊度以及硝氮、有色可溶性有机物(CDOM)等综合反应海水质量状况的水质指标。 /p p 　　过程型分析仪器，顾名思义，主要用于水处理工艺过程监测与控制,所测量的水质参数会参与过程控制，以优化水处理工艺、提升水处理效率, 在保证末端水质达标的前提下,实现水处理过程节能降耗的目的。过程型分析仪器更多要求原位、实时,连续监测,对仪器的测量速度与响应时间要求较高。 /p p 　　过程型在线水质分析仪器，被广泛应用于火力发电厂、核电厂、石油化工企业、大型冶金企业、造纸企业等为代表传统流程工业以及半导体厂、生物制药厂等新兴工业企业中，为工业水处理过程控制以及锅炉水、蒸汽、电子级超纯水等各类生产用水的品质检测提供了实时可靠的水质数据和水处理过程控制依据。 /p p 　　以石油化工行业为例，作为传统的流程工业，石油化工厂有着用水量大、不同用水工艺水质差异显著、涉及生产装置多的特点，其水处理流程几乎涵盖了从原水、软化水、高纯水、蒸汽到废水处理及回用的所有类型的水质特点、水处理技术和工艺，有着最全面和最具有代表性的水质在线分析仪器应用场景。目前石化企业中常用的在线水质分析仪器，根据不同工艺要求及不同用水点来分，主要有： /p p 　　一.新鲜水净化处理：浊度分析仪、pH分析仪、余氯分析仪 /p p 　　二.软化水及脱盐水处理：硬度分析仪、电导率分析仪、pH分析仪、二氧化硅(SiO2)分析仪、钠离子分析仪、SDI(污染指数)等 /p p 　　三.锅炉水及蒸汽质量监测：二氧化硅(SiO2)分析仪、钠离子分析仪、微量溶解氧分析仪、磷酸根分析仪、电导率分析仪、pH分析仪、 /p p 　　四.循环冷却水：总磷/磷酸盐分析仪、pH分析仪、浊度分析仪、电导分析仪、余氯分析仪、总有机碳(TOC)分析仪、在线荧光示踪监测仪、水中油分析仪等 /p p 　　五.凝结水回用：总有机碳(TOC)分析仪、电导率分析仪等 /p p 　　六.工业废水处理及回用：溶解氧分析仪、pH/ORP分析仪、悬浮物分析仪、COD分析仪、氨氮分析仪、水中油分析仪等 /p p 　　七.厂区雨水监测及排放管理：总有机碳(TOC)分析仪、悬浮物(SS)分析仪、水中油分析仪、水面油膜监测仪等 如果仪器实时监测到雨水的水质指标超过排放标准或者有油品泄漏，就会自动关闭雨水排放口，将超标雨水排入废水处理单元或者事故池储存，以免造成对环境水体的污染，或者对废水处理单元的冲击。 /p p 　　在半导体厂、生物制药厂这类对水质有着极高要求的高技术新兴产业中，高精度的二氧化硅(SiO2)分析仪(检出限可达0.1µ g/L)、总有机碳分析仪、水中颗粒物分析仪(可测粒径0.05µ m)、高精度微量溶解氧分析仪等高性能在线水质分析仪器以及各种结构和性能的氟离子分析仪(半导体厂)、微生物分析仪(生物制药厂)都已经有了越来越多的应用。 /p p 　　另外，在自来水厂，各种量程的在线浊度分析仪、余氯/总氯分析仪、pH分析仪、碱度分析仪、游动电流分析仪等都有着广泛的应用，参与水厂的自动加药、加氯等工艺的过程控制，这些在线水质分析仪器的应用，极大的提高了自来水的自动化运行水平，保证了自来水出厂水质的安全可靠。 /p p 　　在市政污水处理厂，溶解氧分析仪、污泥浓度分析仪、pH/ORP(氧化还原电位)分析仪、硝氮分析仪、氨氮分析仪为代表的在线水质分析仪器在过去数十年间也已经获得了大量的成功应用，为污水厂的稳定运行、节能降耗和达标排放提供了可靠的支持。由于用于水处理过程控制，仪器安装的数量较大，这类分析仪器通常以安装维护方便、单价较低的水质传感器形式出现。 /p p 　　对于不同类型的在线水质分析仪器，技术要求也是不同的，一般而言，监测型分析仪器对测量数据的准确度要求较高，数据可以作为有关部门进行执法管理的依据，对检测原理和方法的限制较多,要求是成熟的分析技术 而过程型分析仪器对仪器的可靠性和稳定性要求较高，要求仪器能够及时可靠地反应水质变化的趋势，以便为水处理过程控制提供依据。对仪器的响应时间要求较高，对仪器的检测方法和原理限制少,允许更多创新型的新原理、新方法的在线分析仪器应用。 /p p 　　4、水质在线分析仪器技术与市场的发展前景 /p p 　　全球人口的持续增加和经济的持续发展，带来了用水量增加、水资源短缺以及水环境质量和生态恶化的压力，提出了对水处理工业和水环境保护产业更高的要求和需求，将进一步推动在线水质分析仪器市场的发展。当下处于物联网、大数据和人工智能的时代，也需要更多的数据，在线水质分析仪器作为物联网感知层的重要组成，其数据提供者的需求将被放大，要求出现更多高可靠性、低能耗、低维护、低成本现代在线水质分析仪器。现代在线水质分析仪器技术是在分析化学、材料科学、通信技术、计算机、过程控制理论等多学科发展的基础上产生和发展起来的，这些学科的创新和发展，也将为在线水质分析仪器的创新和进步进一步提供支持。 /p p 　　另外，随着绿色分析理念的大力推广，绿色分析技术的不断出现，未来的在线水质分析仪器将会尽量减少使用和产生有毒化学品,在设计上也会更加考虑降低仪器的能耗和分析的用水量。 /p p 　　流式细胞术、生物预警技术、核酸酶重金属特异性反应、微流控技术等诸多新的测量原理,已正在或者即将被在线水质分析仪器采用 量子点、石墨烯、碳纳米管、生物芯片、水凝胶等新材料也开始进入水质监测领域 /p p 　　在仪器数据处理方面，各种新算法及水质模型不断出现, 将提升各种新型在线水质分析仪器的功能及完善数据后处理，提供更多有价值的水质数据和信息-不仅是仪器硬件和分析技术,软件和数据处理技术也将成为在线水质分析仪器的重要组成部分。在未来，在线水质分析仪器将成为“硬件+材料+软件+算法”的组合。 /p p 　　随着新的分析原理、方法的出现和应用，以及各种新材料的采用，传感器对复杂水质的适应性会得到提高 同时，物联网技术的应用，可以实现对和水样直接接触的传感器自身寿命及运行状态进行远程实时监测、管理以提高维护效率、降低维护成本。 /p p 　　还有，伴随3D打印技术的成熟应用，根据待测水样的不同水质情况，实现差异化设计、制造也将成为现实 比如：饮用水和海水、工业废水，即使是测量同一个水质指标，也可选用不同材质、结构和制造工艺来生产传感器，以满足不同水质条件的要求。 /p p 　　更重要的是，和所有电子产品一样，传感器的成本必然会随着物联网时代大规模的应用出现超出想象力的下降，这时，免维护的一次性在线水质传感器将成为现实。和传感器一样，结构复杂的在线水质分析仪器的成本问题也必然随着大规模的应用得到降低 仪器的维护问题也可以通过设计的优化、新材料以及耐用元器件的采用得到改进，特别是，工业物联网技术的进步，可通过产品在硬件上增加必要的传感器，在测试流程中，获取过程节点的参数指标及变化曲线，智能判断拐点、斜率、峰值、积分面积等指标，转化为对应的数学模型，形成一套用于描述“仪器行为”的监控系统，通过“仪器行为”来评估在线水质分析仪器状态，以实现这种精密设备的远程管理和诊断，进行有针对性的预维护等手段降低维护量及维护费用，从而进一步推动在线水质分析仪器应用规模的扩大。 /p p 　　从市场发展角度来看，就像其他任何一种新兴技术和行业一样，水质在线分析仪器市场也会经历从市场初期的缓慢增长到高速成长的发展历程。在初期，市场需求受到了两种因素的制约：其中一个主要因素是投入产出分析，相对于过低的水资源费、水价以及废水排放需要支付的费用而言，当时在线分析仪器的投资和运行成本都比较高。还有一个因素是在线水质分析仪器和技术自身的限制，当时在线水质分析仪器的稳定性、可靠性等还不能完全满足市场的要求 可以实现在线分析的水质参数也不是很多 另外，由于水质条件的多样化与复杂性，即使是面对同一个水样，测量不同水质参数时，对仪器测量方式，安装方式的要求都有不同，这对以在线水质监测系统为代表的应用技术也提出了很高的要求。这些因素造成了监管部门和行业的运行管理者以及水处理工程师对采用在线水质分析仪器都持有谨慎的态度，在当时严重制约了在线水质分析仪器的应用与推广。进入21世纪以来，由于水资源短缺、水环境污染的问题日益严重，行业同时迎来了水资源费上涨、饮用水水质标准提高、废水排放标准更加严格以及用水量及用水人口增加、水价上涨等诸多挑战和机会 在法规的压力和市场的推动下，加强水环境监测、淘汰粗放式的水处理及用水模式，采用更加先进的过程控制系统以提高水处理效率、降低水处理及用水成本就成为了人类社会必然的选择 与此同时，技术的发展使得在线水质分析仪器的稳定性与可靠性有了很大提高、可以实现在线监测的水质参数越来越多、在线水质分析仪器的功能也越来越强大 市场需求的增长和水质在线分析仪器自身的技术进步共同推动了行业的高速发展。 /p p 　　在中国，随着日益严格的环保法规的驱动，特别是以在线监测作为主要技术路线的环境监测技术政策的推动下，监测型在线水质分析仪器将继续保持高速成长。与此同时，石油化工、冶金、火力发电等传统高耗水工业用水效率的提高以及行业自身的技术进步，半导体、生物制药等对水质要求更加严格的新兴行业的快速发展，都会进一步提高对在线水质分析仪器的需求，过程型在线水质分析仪器也将保持持续的增长。物联网、大数据、云计算以及即将到来的5G时代，需要更多的传感器类型的在线水质分析仪器，低功耗、低成本的在线水质分析传感器将会迎来爆发的机会。 /p p 　　在市场需求和技术进步的共同推动下，在线水质分析仪器及其应用技术必将得到快速发展，仪器的稳定性与可靠性会有进一步的提高、可以实现在线监测的水质参数将越来越多、在线水质分析仪器的功能也将越来越强大，市场将会在很长一段时间内保持可持续的增长趋势。 /p p 　　5、结束语 /p p 　　在线水质分析仪器及技术，作为涉及分析化学、水质科学、电子与信息技术、材料科学、数据科学等传统与现代科学的综合性跨学科技术，经过过去几十年的发展，无论在水环境监测、饮用水安全保障还是工业过程用水领域都得到了普遍的应用。随着人类社会经济的进一步发展，特别是在大数据、物联网等各种高新技术发展的推动下，在线水质分析仪器及其应用技术还将得到更大的发展。 /p p 　　在中国，随着目前政府环保法规日益完善、公众环境保护意识提高，尤其是执政党提出了“绿水青山就是金山银山”的可持续发展的生态环境理念的情况下，加强水环境质量的监测以及废水排放的监管，采用更加先进的过程控制技术以提高水处理效率、降低水处理及用水成本，提高用水效率已经成为了水环境监管部门、水处理行业以及中国社会的必然选择。同时，随着中国这个制造大国研发制造水平的不断提升，都将促进作为获取水质信息最重要的测量技术-在线水质分析仪器技术高质量高速度的发展。 /p p style=" text-align: right " strong （供稿：重庆昕晟环保科技有限公司& nbsp 总经理程立） /strong /p