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開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇水質在線監(jiān)測系統(tǒng)，希望這些內容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞：鍋爐；水質分析；在線監(jiān)測系統(tǒng)；PLC；系統(tǒng)配置
中圖分類號：F49 文獻標識碼：A 文章編號：16723198（2013）11017202
工業(yè)鍋爐作為一種有效的供熱壓力設備被廣泛應用于輸油行業(yè)中。水質不良是影響鍋爐安全、經濟運行的重要因素之一。沒有經過凈化的水質進入鍋爐以及鍋爐的水汽系統(tǒng)，在經過一段時間的運行之后，就會在鍋爐受熱面生成水垢。另外，鍋爐在高溫下與水不斷接觸會產生嚴重的腐蝕。金屬腐蝕產物融入水中，使鍋水的含鹽量增加，進一步促進了水垢的形成。水質的惡性循環(huán)不僅會縮短鍋爐的使用周期，而且給鍋爐附屬設備的正常運行造成不良影響。因此，要時刻加強對鍋爐水質的監(jiān)測和控制。
目前，企業(yè)內部鍋爐操作人員每兩小時對鍋爐水質進行檢測，以保證鍋爐的安全運行。但是傳統(tǒng)的人工化驗在實際操作中表現(xiàn)出種種弊端，比如：人為誤差的存在，易受環(huán)境變化的影響，穩(wěn)定性和準確性差等特點，最重要的是人工化驗不能實時監(jiān)測水質狀況，適應不了自動化生產的需要。而引入水質在線監(jiān)測系統(tǒng)可以實時的在線監(jiān)測，測量精度高，在一定程度上減小了環(huán)境因素對測量結果的影響，同時節(jié)省了人力、物力。因此，鍋爐水質在線監(jiān)測系統(tǒng)得到了廣泛的應用。
1 洪湖站水系統(tǒng)概況
洪湖輸油站鍋爐額定蒸發(fā)量為20t/h，蒸汽壓力為125MPa，屬于鍋外水處理的低壓自然循環(huán)蒸汽鍋爐。洪湖輸油站鍋爐原水為王洲村水廠來水，站內鍋爐水處理工藝流程（見圖1）：王洲村水廠來水依次進入消防水罐、原水罐、穩(wěn)壓水箱、活性炭過濾器、精密過濾器、高壓泵、反滲透裝置，經鈉離子交換器軟化后，進入軟化水罐，再經除氧水泵加壓進入低位解析除氧器，除氧水經除氧水箱密閉儲存后經補水泵加壓流入冷凝水罐，通過冷凝水余熱加熱進一步除氧后由給水泵上水進入鍋爐。
圖1 洪湖輸油站鍋爐水處理工藝流程示意圖2 水質在線監(jiān)測系統(tǒng)組成
根據工業(yè)鍋爐水質國家標準GB/T 1576-2008，對于額定蒸汽壓力在1.0-1.6MPa之間的蒸汽鍋爐，為保證鍋爐的安全運行，給水中的硬度、PH值、溶解氧、油含量、全鐵、電導率，以及鍋水中堿度、PH值、溶解固形物、磷酸根、亞硫酸根、相對堿度必須保持在一定的范圍內。另外，洪湖輸油站鍋爐給水采用的是低位解析除氧原理，并未使用亞硫酸鹽除氧劑，因此不對亞硫酸根進行監(jiān)測。同時，站內鍋爐為全焊接結構鍋爐，不對相對堿度進行監(jiān)測。
2.1 監(jiān)測點設置
鍋爐給水和鍋水不同水質參數(shù)監(jiān)測點位置的確定關系到整個在線水質監(jiān)測系統(tǒng)的平穩(wěn)運行。合理的監(jiān)測位置的設定不僅能反饋當前位置的水質狀態(tài)，還能間接反映出系統(tǒng)中各種附屬設備的運行情況，方便操作人員辨識鍋爐運行中所遇到的安全隱患。
鍋水水質的監(jiān)測點一般設置在鍋水取樣點處，便于集中管理，如圖1監(jiān)測點1號位置，監(jiān)測項目有堿度、PH值、溶解固形物、磷酸根。
給水水質監(jiān)測點的位置比較復雜，具體情況如下：
監(jiān)測點2號位置（即軟化水罐之后）監(jiān)測濁度和硬度。目的是為了考察鍋爐給水濁度和硬度是否達標。如果濁度超標，可能是站內活性炭過濾器、精密過濾器沒有清洗，或者是反滲透系統(tǒng)的RO膜沒有定時更換；如果硬度超標，可能是鈉離子交換樹脂“中毒”，交換劑層高度不夠或運行速度太快，鈉鹽濃度太大，反洗閥門或鹽水閥門泄漏。
3號位置為溶解氧監(jiān)測點。溶解氧控制值適用于經過除氧裝置處理后的給水，此外除氧水箱為在線溶解氧測試儀提供一定的穩(wěn)壓環(huán)境，因此，將溶解氧監(jiān)測點定在除氧水箱之后。
4號位置為電導率、PH和含鐵監(jiān)測點。這三個參數(shù)點設置在鍋爐給水線上，是為了更直接地了解鍋爐給水的品質。
5號位置為含油監(jiān)測點，處于冷凝水罐的回水線上。主要考慮鍋爐換熱器的冷凝水中是否帶有含油雜質。
2.2 水質在線監(jiān)測系統(tǒng)組成
2.2.1 系統(tǒng)硬件配置
水質在線監(jiān)測系統(tǒng)由監(jiān)測層、傳輸層、監(jiān)控層三層配置組成，其配置結構如圖2所示。監(jiān)測層設備主要為11臺在線水質分析儀，分別為工業(yè)濁度計、水硬度在線監(jiān)測儀、工業(yè)PH計（2臺）、工業(yè)溶氧儀、含油分析儀、在線鐵離子檢測儀、工業(yè)電導率、工業(yè)堿濃度計、總固體溶解控制測定儀、工業(yè)在線磷酸根分析儀。這些儀表均采用高精度AD轉換和單片機微處理技術，能完成測量、量程自動轉換、儀表自檢等多種功能。電流輸出采用光電耦合隔離技術，抗干擾能力強，實現(xiàn)遠傳。具有良好的電磁兼容性。儀表采用RS485通訊接口，方便聯(lián)入計算機進行監(jiān)測和通訊。
圖2 水質在線監(jiān)測系統(tǒng)的配置系統(tǒng)配置圖由于本監(jiān)控系統(tǒng)采集數(shù)據種類較多，為實現(xiàn)系統(tǒng)穩(wěn)定、安全、高效運行，傳輸層設備主要為由兩臺計算機控制的冗余以太局域網，實現(xiàn)各個PLC站、上位機之間數(shù)據的傳輸。計算機通訊網絡采用開放式10/100M標準以太網TCP/IP通信服務。物理接口為10BASE-T/100BASE-TX （RJ45），傳輸介質為雙絞線或光纖。
監(jiān)控層設備主要為2臺工作站（Windows以上版本操作系統(tǒng)）采用CPU冗余配置的法國施耐德公司Modicon Unity Quantum 140 CPU 671 60可編程邏輯控制器（PLC），Modicon Quantum系列I/O模塊以及與之配套的8口以太網交換機，完成現(xiàn)場參數(shù)的采集、轉換與控制功能。Unity Quantum CPU使用可擦寫存儲器技術，支持控制器的執(zhí)行存儲和指令集。Modicon Quantum系列I/O模塊與11臺在線水質監(jiān)測設備的接口相匹配。所有I/O模塊均可通過Unity Pro、Concept或ProWORX進行完全配置。系統(tǒng)選用了Modicon Unity Quantum 140 AVI 04000型號模擬量輸入模塊，輸入電流線性測量范圍為4-20 mA。輸出模塊為Modicon Unity Quantum 140 DDO 84300型號數(shù)字量輸出模塊。系統(tǒng)所涉及的11臺在線水質監(jiān)測設備、電磁閥、變送器等設備電纜均接到PLC機柜內，實現(xiàn)數(shù)據的集中采集和控制功能。另外，還有1臺報警打印機、1臺報表打印機等附屬設備。
2.2.2 系統(tǒng)軟件配置
控制系統(tǒng)軟件由上位機監(jiān)控組態(tài)軟件和PLC編程軟件組成。上位機監(jiān)控組態(tài)軟件主要控制系統(tǒng)的操作和監(jiān)控，上位機可以對PLC數(shù)據的讀寫進行監(jiān)控，實現(xiàn)生產區(qū)工況數(shù)據的采集、傳送以及調度的自動化和信息化。
上位機監(jiān)控軟件為基于Windows 2000操作系統(tǒng)的InTouch 10.0 HMI組態(tài)軟件。可用于可視化和工業(yè)過程控制。通過使用Wonderware智能符號使用戶可以快速創(chuàng)建并部署客戶化的應用程序，連接并傳遞實時信息。InTouch應用程序可以從移動設備、瘦客戶端、計算機節(jié)點、以及通過Internet進行訪問，從而在很大程度上提高運行和工程的生產率。
PLC編程軟件為法國施耐德公司開發(fā)的Unity Pro4.0軟件，用于Modicon Premium、Quantum以及Atrium PLC。編程語言有5種標準的IEC 61131-3以及C++。同時與Concept和PL7程序兼容。Unity Pro4.0軟件嵌入了開放的XML技術，利于數(shù)據交換和定制。以下為PLC控制系統(tǒng)主程序流程圖見圖3。
圖3 PLC控制系統(tǒng)主程序流程圖現(xiàn)場監(jiān)測儀表內部的變送器將化學信號或電化學信號轉化為4-20 mA的電流信號，I/O模塊將電流信號轉化為PLC所需的數(shù)字信號，PLC與通信設施實現(xiàn)向上一級提供工藝流程圖、動態(tài)數(shù)據畫面、歷史曲線、報表顯示、數(shù)據存儲、設備狀態(tài)監(jiān)控與報警提示、遠程操作等多種功能。每種水質參數(shù)都顯示在對應的組態(tài)控制界面上。如果水質參數(shù)符合要求，報警指示燈顯示為綠色，復位按鍵不能點擊；若水質參數(shù)超過報警值，組態(tài)界面的報警指示燈顯示紅色，復位按鍵可點擊。從界面上可直觀地判斷鍋爐給水和鍋水的水質不合格狀況，從而快速采取解決措施，提高工作效率。
3 結束語
通過采用先進的軟硬件配置實現(xiàn)鍋爐給水和鍋水水質的在線監(jiān)測，有效地提高了勞動生產率，實現(xiàn)了水質的自動化管理，節(jié)省了人力、物力；通過對采集到的水質數(shù)據進行分析，能夠準確掌握鍋爐的運行情況，為鍋爐的節(jié)能降耗提供理論依據。
參考文獻
[1]趙振榮.鍋爐的水質分析與控制[J].水處理技術，2003，（5）：4546.
【 關鍵詞 】 物聯(lián)網；南美白對蝦養(yǎng)殖；在線水質監(jiān)測；在線水質監(jiān)測系統(tǒng)
Research and Implementation of online Water Quality Monitoring System of
Penaeus Vannamei farming based on IOT
Yu Bei-yu
（Institute of Information Guang Dong Ocean University GuangDongZhanjiang 524088）
【 Abstract 】 For the current backward water monitoring method of Penaeus Vannamei farming， and based on online water quality monitoring system， it can realize multiparameter， real-time， online， energy-saving， and environmental， reliable， and remote monitoring functions of Penaeus Vannamei farming water. Thereby researchers are able to master water quality effectively and instantly， control the deterioration of water quality in the nascent stage， reduce the faming risk of Penaeus Vannamei farming， and promote sustainable development of Penaeus Vannamei farming in subtropical South America.
【 Keywords 】 iot； the farming of penaeus vannamei； online water quality monitoring； online water quality monitoring system
1 引言
世界各國，特別是許多亞熱帶氣候國家都在大力發(fā)展南美白對蝦養(yǎng)殖業(yè)，廣東省南美白對蝦養(yǎng)殖業(yè)已成為農民發(fā)家致富的一條重要途徑。南美白對蝦生長快，肉質佳和產量高，深受消費者的歡迎。但在養(yǎng)殖過程中，南美白對蝦經常由于養(yǎng)殖水質問題而會發(fā)生多種病害，特別是桃拉病毒的流行病，使養(yǎng)蝦業(yè)受到巨大的損失。
目前亞熱帶南美白對蝦養(yǎng)殖產業(yè)仍是靠天、靠經驗、粗放式的傳統(tǒng)養(yǎng)殖模式，在養(yǎng)殖過程中水質監(jiān)控及管理手段落后，水質及環(huán)境信息實時監(jiān)測水平低、投餌、施藥、施肥不科學不合理，極大地惡化了南美白對蝦的生存和生長環(huán)境，極易造成對蝦疾病的爆發(fā)，給養(yǎng)殖企業(yè)及個人帶來巨額經濟損失。上述等突出問題已成為制約水產養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展的重要技術瓶頸，因此對南美白對蝦養(yǎng)殖水質參數(shù)進行有效監(jiān)控，降低養(yǎng)殖風險，促進亞熱帶南美白對蝦養(yǎng)殖產業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要的科學意義和應用價值。
2 對傳統(tǒng)南美白對蝦養(yǎng)殖水質監(jiān)測的分析
目前常用的水質自動監(jiān)測是以在線式自動分析儀器為核心，運用傳感器技術、自動測量技術、計算機應用技術以及相關的專用分析軟件和通信網絡組成的一套在線監(jiān)測體系。與常規(guī)方式相比，水質自動監(jiān)測技術及裝置有很多優(yōu)點，但仍存在很多問題。
（1）在熱帶亞熱帶地區(qū)暴曬高溫、潮濕、水環(huán)境腐蝕嚴重的室外對蝦養(yǎng)殖池塘環(huán)境下，水質自動監(jiān)測系統(tǒng)適應惡劣環(huán)境的能力差、設備故障率高、運行穩(wěn)定性差、或者建設費用過高導致不宜大范圍安裝應用。
（2）設備自動化程度低，系統(tǒng)組網技術單一，監(jiān)測的參數(shù)少、實時性差，難以實現(xiàn)遠距離的數(shù)據傳輸，不能有效對水質狀況進行全天候在線監(jiān)控。雖然國外的一些發(fā)達國家有一部分先進的無線傳感器網絡監(jiān)控系統(tǒng)，但由于南美白對蝦養(yǎng)殖環(huán)境、設備和技術成本等原因，并不適用于我國的實際情況。
（3）傳統(tǒng)的水質監(jiān)測系統(tǒng)無法和新型南美白對蝦養(yǎng)殖技術相匹配，高位池地膜技術、海水提純技術等新型養(yǎng)殖技術的出現(xiàn)對于傳統(tǒng)監(jiān)測技術來說是一場挑戰(zhàn)，只有不斷地更新水質監(jiān)測技術才能跟上養(yǎng)殖技術的發(fā)展。
3 基于物聯(lián)網的南美白對蝦養(yǎng)殖在線監(jiān)測系統(tǒng)的優(yōu)越性
物聯(lián)網是新一代信息技術的重要組成部分。所述的物聯(lián)網是指通過信息智能感知設備、按約定的協(xié)議，把物體與互聯(lián)網相連，進行信息可靠交換和傳輸，以實現(xiàn)對物體的智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控與管理的一種泛在網絡。
和傳統(tǒng)的互聯(lián)網相比，物聯(lián)網有其顯著特征，首先，它是各種感知技術的廣泛應用。物聯(lián)網上部署了海量的多種類型的智能感知設備，智能感知設備能夠按一定的頻率和周期實時采集環(huán)境信息，不斷更新數(shù)據。其次，它是以互聯(lián)網作為重要基礎與核心，建立和發(fā)展起來的一種泛在網絡。此外，物聯(lián)網不僅提供人與物體的連接功能，還具有智能信息處理能力，能夠對物體實施智能控制，在具體應用中比互聯(lián)網具有較大優(yōu)勢。
4 基于物聯(lián)網的南美白對蝦養(yǎng)殖在線監(jiān)測系統(tǒng)的實現(xiàn)
基于物聯(lián)網的南美對蝦養(yǎng)殖在線監(jiān)測系統(tǒng)提供一種節(jié)能環(huán)保、性能可靠，可實現(xiàn)南美白對蝦養(yǎng)殖領域水質多參數(shù)的實時、在線和遠程監(jiān)測的基于物聯(lián)網的南美白對蝦養(yǎng)殖水質在線監(jiān)測系統(tǒng)。基于物聯(lián)網的南美白對蝦養(yǎng)殖水質在線監(jiān)測系統(tǒng)包括幾方面。
數(shù)據采集節(jié)點。選用北京聯(lián)創(chuàng)與中國農大開發(fā)的具有測溫和溫度補償功能的PH10、TS10、WL10、DO10 四類智能傳感器來對水的PH值、濁度、水位、溶氧量、溫度等五項參數(shù)進行監(jiān)測，并對所采集信號進行放大和A/D轉換等數(shù)據處理后傳送至路由中繼節(jié)點。
路由中繼節(jié)點。接收所述數(shù)據采集節(jié)點傳送的數(shù)據，并將其轉發(fā)至現(xiàn)場控制中心。
現(xiàn)場控制中心。接收所述路由中繼節(jié)點轉發(fā)的數(shù)據，并對所接收的數(shù)據進行實時顯示、查詢、存儲和下載，并將其傳送至遠程監(jiān)控云服務平臺。
遠程監(jiān)控云服務平臺。接收所述現(xiàn)場控制中心傳送的數(shù)據，并運用智能計算方法對所接收的數(shù)據進行實時分析和處理，并把處理的結果至現(xiàn)場養(yǎng)殖技術人員的計算機或手機上，為調控水質提供決策支持。
1.集節(jié)點；2.路由中繼節(jié)點；3.現(xiàn)場控制中心；4.遠程監(jiān)控云服務平臺；5.計算機PC；6.手機。
（1） 如圖2所示，數(shù)據采集結點包括：太陽能板，安裝在圓柱形殼體的頂端，負責向充電電池充電，充電電池向智能傳感器組、電路板和ZigBee模塊提供電源，圓柱形殼體通過位于浮漂上端的圓柱型接口與浮漂連接，充電電池、電路板和ZigBee模塊設置在圓柱形殼體內，智能傳感器組的信號線通過小孔和信號線接口與電路板連接。
（2）智能傳感器組包括：采用異步串行接口且具有自識別、自標定、自校準、自補償和自診斷功能的智能溶解氧傳感器、智能酸堿度傳感器、智能濁度傳感器、智能電導率傳感器和智能水溫傳感器。數(shù)據采集裝置可同時連接多個水質智能傳感器，不受任何限制，可根據水域，氣候，養(yǎng)殖特點等諸多因素因地制宜地進行相對的調整，從而達到全面在線掌控水質監(jiān)測的目的。
（3）現(xiàn)場控制中心包括：無線傳感網模塊分別通過異步串行端口與GPRS模塊和現(xiàn)場TPC模塊相連接，對所述路由中繼節(jié)點轉發(fā)的數(shù)據進行實時顯示、存儲和下載；GPRS模塊將所述無線傳感網模塊接收的數(shù)據傳送至遠程監(jiān)控云服務平臺。
（4）遠程監(jiān)控云服務平臺分別通過互聯(lián)網或3G信道與所述計算機和所述手機進行交互；遠程監(jiān)控云服務平臺運用智能計算方法對所接收的數(shù)據進行實時分析和處理，并把處理的結果至現(xiàn)場養(yǎng)殖技術人員的計算機或手機上，為調控水質提供決策支持。
5 基于物聯(lián)網的南美白對蝦養(yǎng)殖在線監(jiān)測系統(tǒng)的有益效果
（1）系統(tǒng)采用低功耗設計，太陽能供電，環(huán)保經濟和可靠性高。
（2）系統(tǒng)可實現(xiàn)對多種水質參數(shù)連續(xù)在線監(jiān)測，能實現(xiàn)水質的長時間在線測量，至少每隔半個小時自動對這些水質參數(shù)測量記錄一次。對養(yǎng)殖水環(huán)境的溶解氧、酸堿度、濁度、電導率器和水溫等多項基本參數(shù)的監(jiān)測，另外可根據養(yǎng)殖戶的需求，可增加實現(xiàn)遠程視頻監(jiān)控，以便及時了解水環(huán)境參數(shù)。
（3）采用的水質智能傳感與變送器，附有自識別、自標定、自校準、自補償和自診斷算法，從而保證了數(shù)據的精確性。
（4）數(shù)據處理服務器對水質數(shù)據進行實時分析與處理，在線監(jiān)測數(shù)據分析和統(tǒng)計：監(jiān)測數(shù)據能夠及時上報存儲到服務器，并可在養(yǎng)殖戶家用電腦或平板電腦、手機等物聯(lián)網信息終端上遠程訪問，具有自主設定水質標準，在監(jiān)測參數(shù)超標時及時告警或啟動反饋控制設備進行調節(jié)，還可以建立南美白對蝦在各個生長階段的養(yǎng)殖水環(huán)境生長模型，系統(tǒng)可根據生長模型自動調節(jié)數(shù)據警報的上下限，能夠為用戶調控水質提供決策支持，從而將水質惡化事件控制在萌芽階段，減少南美白對蝦養(yǎng)殖風險。
參考文獻
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關鍵詞：煙氣在線監(jiān)測；水質在線監(jiān)測；管理制度；達標排放
中圖分類號：X84 文獻標識碼：A
近年來，隨著我國經濟的快速增長，經濟發(fā)展與資源環(huán)境的矛盾日趨尖銳，對工業(yè)鍋爐SO2、O2及廢水COD排放總量指標的測定計量及控制已成為迫切需要。唐山礦業(yè)公司作為主力生產礦井，既要為集團公司各項指標的完成提供支撐掩護作用，又要實現(xiàn)自身科學發(fā)展。作為全國唯一的坐落在市區(qū)的生產礦井，對各種污染物的排放控制就顯得很重要。
1 公司簡介。我公司是開灤（集團）所屬大型專業(yè)化礦井之一，其前身是開灤礦務局唐山礦，始建于1878年，是中國大陸近代采煤工業(yè)的源頭。現(xiàn)有三大工業(yè)遺跡：一是唐山礦一號井，于1879年2月開鑿；二是中國第一條標準軌鐵路，1881年8月，該礦正式出煤，當年產煤3613噸，同年底，唐山到胥各莊的鐵路修筑完成，此鐵路是我國建成的第一條標準鐵路；三是百年達道，1899年在一號井至西北井開鑿了這條南北走向的隧道式橋洞，稱為"達道"。至今三大工業(yè)遺跡仍在服役，因此唐山礦獲得"中國第一佳礦"的美譽。雖然歷經130多年的嬗變、發(fā)展，至今仍充滿勃勃生機。
2 以公司廢氣、廢水排放現(xiàn)狀為依據，建立并完善在線監(jiān)測系統(tǒng)。目前，我公司地面污染物主要包括廢氣和廢水兩類，其中廢氣主要有中央鍋爐房、十號井鍋爐房中鍋爐燃燒過程產生的SO2等污染物，年排放量約為112噸；廢水主要是由井下抽排到地面的礦井水，主要污染物為COD，平均濃度為80mg/L。
為將我公司各個排污口實現(xiàn)科學化、信息化管理，適時掌握污染物的處理數(shù)據，我公司在三個位置安裝了在線監(jiān)測設備。其中，中央鍋爐房及風井鍋爐房分別安裝一臺煙氣在線監(jiān)測設備，用來監(jiān)測煙氣達標情況，中央鍋爐房的在線監(jiān)測設備與市環(huán)保局進行了聯(lián)網；洗煤廠污水處理廠安裝一臺COD在線監(jiān)測設備，用來監(jiān)測污水達標情況，并與集團公司進行了聯(lián)網管理。
3 以在線監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測數(shù)據為基礎，保證污染物達標排放
（一） 煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)。根據我公司煙氣排放情況，我公司選用目前技術領先、維護簡便的SCS-900C型CEMS在線自動監(jiān)測系統(tǒng)。該設備的監(jiān)測原理和性能符合《固定污染源煙氣排放連續(xù)監(jiān)測技術規(guī)范》。該系統(tǒng)對固體污染源顆粒物濃度和氣態(tài)污染物濃度以及污染物排放總量進行連續(xù)自動監(jiān)測，運用直接抽取加熱法對鍋爐中SO2、O2進行分析。并對監(jiān)測數(shù)據和信息傳送到環(huán)保主管部門，以確保排污企業(yè)污染物濃度和排放總量達標。同時，各種相關的環(huán)保設備如脫硫、除塵等裝置，也依靠煙氣在線監(jiān)測的數(shù)據進行監(jiān)控和管理，以提高環(huán)保設施的效率。公司鍋爐房安裝煙氣在線監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)之后，我部門可通過網絡隨時掌握廢氣污染物排放的準確數(shù)據，依照在線監(jiān)測系統(tǒng)每日儲存的數(shù)據定期比對，可以有效的控制我公司污染物排放，減少污染物排放總量。
（二） 水質在線監(jiān)測系統(tǒng)。根據我公司水質情況，我公司選用廣州市怡文科技有限公司生產的EST-2001B型CODcr在線自動監(jiān)測儀。該自動監(jiān)測系統(tǒng)采用儀器模塊化、模塊智能化、系統(tǒng)網絡化的設計思想，并按照國家標準方法測定水樣中COD濃度，采用重鉻酸鉀消解+硫酸亞鐵銨滴定法對污水中COD進行監(jiān)測。為使陡河水質還清、使外排礦井水達到國家標準，我公司按照唐山市環(huán)保局要求，在污水處理廠安裝了水質在線監(jiān)測系統(tǒng)，用來監(jiān)測我公司礦井水中COD濃度。聯(lián)網之后，該監(jiān)測設備在故障、斷電、試劑存量不足、無試樣、無洗凈水、數(shù)值超標異常等情況下都會有自動報警功能，使我公司能夠及時采取預防和應急措施，確保了公司污染物達標排放。
4 以健全完善制度為核心，促進公司節(jié)能環(huán)保工作穩(wěn)步推進
（一） 完善制度。根據《唐山市重點污染源在線監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)安裝運營管理辦法》的文件精神，為明確我公司在線監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)使用相關單位的責任，我部門制定了《在線監(jiān)測設備管理制度》及《在線監(jiān)測設備考核制度》，進一步完善公司在線監(jiān)測管理。為保障在線監(jiān)測系統(tǒng)能夠長期穩(wěn)定運行，我公司同綠創(chuàng)環(huán)保公司簽訂《B區(qū)十號井鍋爐房煙氣在線監(jiān)測設備維護維修合同》、《COD在線監(jiān)測設備維護維修合同》、《COD在線自動監(jiān)測儀委托管理合同》等一系列維護管理合同。確保了我公司鍋爐中顆粒污染物排放達到國家標準及外排水中COD濃度達到國家標準。
我公司嚴格執(zhí)行唐山市環(huán)保局統(tǒng)一要求，為使第三方運營全面實現(xiàn)，我公司同唐山市綠創(chuàng)環(huán)保有限公司簽訂了《中央鍋爐房煙氣在線監(jiān)測設備設施進行第三方運營》合同，依據簽訂合同內容，該公司按照技術要求和規(guī)范及時會對我公司在線監(jiān)測設施進行維護和運行管理，確保我公司在線監(jiān)測設施穩(wěn)定可靠運行，正確向唐山市環(huán)保局傳輸污染物正確數(shù)據。
（二） 日常管理。為了保證監(jiān)測設備的正常運行，我部門制定了每日巡檢制度并建立巡檢臺帳，按照《現(xiàn)場巡查安排》每日會有一組人到各個現(xiàn)場查看設備設施運行情況及污水煙氣達標排放情況，將巡檢情況匯總到臺帳中，如有特殊情況及時向領導匯報，保證現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)問題能夠及時予以解決，確保公司污染物達標排放。
5 項目實施效果。今年以來，由于污染物在線監(jiān)測系統(tǒng)的運行，我公司的廢水廢氣排放各項指標始終保持較低水平，在環(huán)保局、城管局、集團公司環(huán)保辦等上級部門的各類檢查中獲得好評。推進污染源自動監(jiān)測系統(tǒng)，不僅僅是為了我們方便地獲得相關污染物數(shù)據，更重要的是能利用這項先進管理技術對我公司污染物進行實時監(jiān)控，及時采取預防和應急措施，從而確保我公司污染物達標排放，從環(huán)境保護角度樹立良好的企業(yè)形象。
參考文獻
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【關鍵詞】水質污染；突發(fā)性事件；應急監(jiān)測；對策建議
飲用水安全及保障直接關系廣大人民群眾身體健康和生命安全。隨著澄城經濟的快速發(fā)展，人民生活和經濟建設密切依賴于城市供水，近幾年來，我縣供水水源、凈水廠、供水管網的建設和改造取得較大進展，污染源治理和飲用水監(jiān)督管理力度不斷加大。但是飲用水安全問題仍然存在，縣城水源地水質不合格、污染和水量不足問題比較突出，供水管網建設落后，導致二次污染，水質監(jiān)測和檢測能力不足，應急監(jiān)測能力較低。水源和供水系統(tǒng)的污染直接危及公共安全。建立完善的水質預防監(jiān)測體系，以應對突發(fā)性環(huán)境污染，迫在眉睫，是十分必要的。
一、我縣水源水質預防監(jiān)測體系的發(fā)展現(xiàn)狀
在水資源的管理上，中國過去一直有“九龍治水”的說法，在我縣同樣如此。水保局作為水資源管理的職能部門，雖然建立了自己的水質檢測中心，但僅限于常規(guī)簡單項目的分析，隨著新的《生活飲用水衛(wèi)生標準》GB5749-2006的頒布實施，水質指標由35項增加至106項，增加了71項，給水質檢測帶來挑戰(zhàn)和一定的難度。目前，我縣水保局正在籌建新的檢測中心，購置設備，培訓人員，提升檢測能力。
澄城縣環(huán)境保護局同樣負擔者全縣水資源污染的統(tǒng)一監(jiān)督管理職能，其下屬的環(huán)境保護監(jiān)測站經過近20多年的發(fā)展，該站的實驗環(huán)境、儀器設備、管理水平在渭南市同行業(yè)實驗室中處于領先水平，目前具備國家地表水和飲用水標準的檢測能力近40余項。
我縣歷來重視水源水質的監(jiān)督監(jiān)測工作，目前，縣環(huán)保局依據國家地表水環(huán)境質量標準（GB3838-2002）和地下水環(huán)境質量標準，對我縣主要飲用水源五一水庫和溫泉，進行每季一次的水質監(jiān)督監(jiān)測，并定期向社會公布水質狀況。我縣還建立了縣城供水水質月報制度，依據國家生活飲用水衛(wèi)生標準（GB5749-2006），由縣水保局、衛(wèi)生局對自來水公司的進廠原水、出廠水和管網水實施每月一次的監(jiān)督檢查，并將檢測結果在重要媒體進行公示。目前，縣水保局正在承擔建立全縣范圍內的多個管網水質在線監(jiān)測點的論證工作，準備對余氯、渾濁度、pH三項水質參數(shù)和壓力進行在線監(jiān)測。
總體來說，近幾年來，我縣的水源水質預防監(jiān)測體系得到了良好的發(fā)展，取得了令人矚目的成績。
二、我縣水源水質預防監(jiān)測體系應對突發(fā)水污染事件的欠缺和不足
作為一個經濟高速發(fā)展的現(xiàn)代化城市，我們應該看到，我縣水源水質預防監(jiān)測體系在應對突發(fā)水污染事件方面還存在欠缺與不足。
首先，從實驗室檢測能力來講，我們的常規(guī)實驗室檢測手段和工作程序不能適應突發(fā)性污染應急檢測的需要。從工作程序上來說，完成一套常規(guī)的實驗室工作程序，包括采樣、下達任務、實驗室檢測、數(shù)據匯總與分析，需要至少幾天的周期，越是復雜性污染，需要分析的項目越多，所花的周期越長，很難適應應急監(jiān)測的需要。其次，實驗室檢測能力和設備主要根據國家相關水質標準設置，而突發(fā)性污染應急檢測注重的是快速檢測能力、毒性物質的快速判斷能力，包括機動監(jiān)測設備，這方面的配備還有較大的欠缺。
其次，我縣五一水庫，是縣城供水保障的生命線。然而，我縣水源目前還主要依靠人工定期采樣進行檢測，檢測周期較長，檢驗結果相對滯后，不能對突發(fā)水質污染作出及時反應。
城市供水和供水管網是一個非常復雜的系統(tǒng)，是安全供水中的關鍵環(huán)節(jié)。供水水質督查和月報促進了我縣城縣供水綜合合格率的不斷提高，但其手段仍然是傳統(tǒng)的人工巡檢和實驗室監(jiān)測，這種定時采樣方法數(shù)據量小，且不連續(xù)，每月一次的檢測頻率不足以反映水質連續(xù)變化。目前我縣供水水質在線監(jiān)測系統(tǒng)還未建設，對水廠的管網水進行實時監(jiān)測，可以補充了原有水質督查體系的不足，然而，如何將其整合到供水水質督查體系中高效運行，還需要一段時間的摸索和完善。
另外，目前的數(shù)據庫和水質信息網絡建設還相對滯后，每年的水質監(jiān)測數(shù)據的共享和擴展性不強，導致水質信息利用的時效性較差，不同部門的實驗室數(shù)據難以得到統(tǒng)一、高效的利用。
我縣目前整體的水源水質污染應急預案尚不完善，這樣會影響對急性污染的快速反應效率。應該盡快完善科學的水質管理平臺，確立應急指揮調度系統(tǒng)，健全統(tǒng)籌運行機制，設置安全預警與防范系統(tǒng)，才能滿足水污染突發(fā)事件的應急監(jiān)測與高效處置的需要。
三、對策和建議
為了保障我縣的供水安全，有必要對我縣的水源水質預防監(jiān)測體系從以下幾個方面進行完善，構建反應敏捷、機動靈活、機制科學的水質預防、應急監(jiān)測系統(tǒng)。
1.建立健全從水源地到供水末端全過程的飲用水安全監(jiān)測體系，制定和完善應急供水預案。落實供水監(jiān)測檢測值班制度，擴大監(jiān)測范圍，增加重點監(jiān)測斷面和監(jiān)測頻次，建立定期會商機制。強化水廠處理措施，改善安全供水條件，防患于未然。
2.提高水質實驗室的快速監(jiān)測能力
應對突發(fā)性污染需要水質實驗室建立特定的污染應急檢測工作程序，根據不同的污染類型，如有機、無機、農藥、石油類污染，制定針對的檢測方案，包括現(xiàn)場勘查、采樣程序、實驗室檢測項目的組合設置、檢測結果反饋途徑等，一旦污染發(fā)生則快速啟動工作程序，做到應對突發(fā)污染高效、判斷準確、跟蹤及時。
另外，必須調整實驗室能力結構，補充應急檢測儀器。一方面，發(fā)展質譜等有機物、重金屬污染的快速定性技術，另一方面，發(fā)展生物毒性監(jiān)測技術、分子基因探測技術、ELISA等微生物快速鑒別技術，以便迅速確定污染物范圍和種類。
3.加快在線監(jiān)測系統(tǒng)的建設
針對水源和供水水質污染的應急監(jiān)測要求，水質在線自動監(jiān)測系統(tǒng)能連續(xù)、及時、準確地監(jiān)測目標水域的水質變化，是突發(fā)性水質污染的有效監(jiān)測手段。
對我縣水源重點部位實行24小時連續(xù)監(jiān)控是非常重要的，可以先選擇五一水庫取水口為試點，進行實驗運行，獲得背景參數(shù)，建立運行規(guī)程。其后，采取分批、分期的建設形式，推廣應用于我縣其他水源和取水口，設立覆蓋全縣的水源水質在線監(jiān)測網絡。
在線監(jiān)測系統(tǒng)應首先選擇體現(xiàn)水質污染的特征參數(shù)，例如，應用綜合生物毒性在線分析技術，能直接、迅速地體現(xiàn)水樣對生物體的綜合毒性；應用水生生物預警系統(tǒng)效果直觀而成本較低，可與水源在線水質參數(shù)監(jiān)測配合預警水質污染。建議首先配備關鍵在線監(jiān)測參數(shù)，并于在線監(jiān)測儀器機柜預留足夠的擴充空間和接口，以便后續(xù)逐步擴大監(jiān)測指標范圍。水質在線監(jiān)測管理系統(tǒng)可以彌補傳統(tǒng)人工巡檢方式在即時性、全局性、連續(xù)性等方面的不足，做到對供水和管網水質的24 小時連續(xù)監(jiān)測，提供早期報警信息，對管網水質變化作出迅速、正確的反應。目前我縣的信息化水質監(jiān)測有了一定的發(fā)展，但范圍較小、基礎還比較薄弱，為充分發(fā)揮該系統(tǒng)的作用，應加強監(jiān)管，完善供水水質在線監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)管工作程序。同時，對監(jiān)測參數(shù)進一步加強和擴展，以適應城市建設的發(fā)展和國家新的水質標準的要求。
4.提高水質監(jiān)測的機動能力
突發(fā)性水質污染檢測要求水質監(jiān)測部門具有機動能力，移動監(jiān)測車可以根據污染事故的監(jiān)測需要，機動靈活地在野外現(xiàn)場完成水質采樣、處理和分析、污染物的追查溯源、影響范圍確定等，是應急監(jiān)測的必要手段。配合應急反應監(jiān)測的需要，水質監(jiān)測車要注重車載應急監(jiān)測儀器的配備，在面對微生物、重金屬、有機物等不同的污染類型時，充分發(fā)揮其快速鑒別能力。同時，利用車載移動信息傳輸系統(tǒng)，將現(xiàn)場情況及時反饋中樞指揮部，實現(xiàn)應急監(jiān)測的效率最大化。
實施水質自動監(jiān)測，可以實現(xiàn)水質的實時連續(xù)監(jiān)測和遠程監(jiān)控，達到及掌握主要流域重點斷面水體的水質狀況、預警預報重大或流域性水質污染事故、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情況、排放達標情況等目的。
2、水質自動監(jiān)測技術
2.1水質自動監(jiān)測系統(tǒng)的構成
在水質自動監(jiān)測系統(tǒng)網絡中，中心站通過衛(wèi)星和電話撥叼兩種通訊方式實現(xiàn)對各子站的實時監(jiān)視、遠程控制及數(shù)據傳輸功能， 托管站也可以通過電話撥號方式實現(xiàn)對所托管子站的實時監(jiān)視、遠程控制及數(shù)據傳輸功能，其他經授權的相關部門可通過電話撥號方式產現(xiàn)對相關子站的實時監(jiān)視和數(shù)據傳輸或能。
每個子站是一個獨立完整的水質自動監(jiān)測系統(tǒng)，一般由6個主要子系統(tǒng)構成，包括：采樣系統(tǒng)、預處理系統(tǒng)、監(jiān)測儀器系統(tǒng)、PLC控制系統(tǒng)、數(shù)據采集、處理與傳輸子系統(tǒng)及遠程數(shù)據管理中心、監(jiān)測站房或監(jiān)測小屋。目前，水質自動監(jiān)測系統(tǒng)中的子系統(tǒng)及遠程數(shù)據管理中心、監(jiān)測站房或監(jiān)測小屋。目前，水質自動監(jiān)測系統(tǒng)中的子站的構成方式大致有三種：
（1）由一臺或多臺小型的多參數(shù)水質自動分析儀（如：YS1公司和HYDROLAB公司的常規(guī)五參數(shù)分析儀）組成的子站（多臺組合可用于測量不同水深的水質）。其特點是儀器可直接放于水中測量，系統(tǒng)構成靈活方便。
（2）固定式子站：為較傳統(tǒng)的系統(tǒng)組成方式。其特點是監(jiān)測項目的選擇范圍寬。
（3）流動式子站：一種為固定式子站儀器設備全部裝于一輛拖車（監(jiān)測小屋）上，可根據需要遷移場所，也可認為是半固定式子站。其特點是組成成本較高。
各單元通過水樣輸送管路系統(tǒng)、信號傳輸系統(tǒng)、壓縮空氣輸送管路系統(tǒng)、純水輸送管路系統(tǒng)實現(xiàn)相互聯(lián)系。
一個可*性很高的水質自動監(jiān)測系統(tǒng)， 必須同時具備4個要素，即（1）高質量的系統(tǒng)設備；（2）完備的系統(tǒng)設計；（3）嚴格的施工管理；（4）負責的運行管理。
2.2水質自動監(jiān)測的技術關鍵
2.2.1采水單元
包括水泵、管路、供電及安裝結構部分。在設計上必須對各種氣候、地形、水位變化及水中泥沙等提出相應解決措施，能夠自動連續(xù)地與整個系統(tǒng)同步工作，向系統(tǒng)提供可*、有效水樣。
2.2.2配水單元
包括水樣預處理裝置、自動清洗裝置及輔助部分。配水單元直接向自動監(jiān)測儀器供水，具有在線除泥沙和在線過濾，手動和自動管道反沖洗和除藻裝置；其水質、水壓和水量應滿足自動監(jiān)測儀器的需要。
2.2.3分析單元
由一系列水質自動分析和測量儀器組成， 包括：水溫、PH、溶解氧（DO）、電導率、濁度、氨氮、化學需氧量、高錳酸鹽指數(shù)、總有機碳（TOC）、總氮、總磷、硝酸鹽、磷酸鹽、氰化物、氟化物、氯化物、酚類、油類、金屬離子、水位計、流量/流量/流向計及自動采樣器等組成。各主要在線自動分析儀器的發(fā)展現(xiàn)狀將地第3節(jié)詳述。
2.2.4控制單元
包括：（1）系統(tǒng)控制柜和系統(tǒng)控制軟件；（2）數(shù)據采集、處理與存儲及其應用軟件；（3）有線通訊和衛(wèi)星通訊設備。
2.2.5子站站房及配套設施
包括：（1）站房主體；（2）配套設施
3、在線自動分析儀器的發(fā)展
3.1概述
水質自動監(jiān)測儀器仍在發(fā)展之中，歐、美、日本、澳大利亞等國均有一些專業(yè)廠商生產。目前，經較成熟的常規(guī)項目有：水溫、PH、溶解氧（DO）、電導率、濁度、氧化還原電位（ORP）、流速和水位等。常用的監(jiān)測項目有：COD、高錳酸鹽指數(shù)、TOC、氨氮、總氮、總磷。其他還有：氟化物、氯化物、硝酸鹽、亞硝酸鹽、氰化物、硫酸鹽、磷酸鹽、活性氯、TOD、BOD、UV、油類、酚、葉綠素、金屬離子（如六價鉻）等。
目前的自動分析儀一般具有如下功能：自動量程轉換，遙控、標準輸出接口和數(shù)字顯示，自動清洗（在清洗時具有數(shù)據鎖定功能）、狀態(tài)自檢和報警功能（如：液體泄漏、管路堵塞、超出量程、儀器內部溫度過高、試劑用尺、高/低濃度、斷電等），干運轉和斷電保護，來電自動恢復，COD、氨氮、TOC、總磷、總氮等儀器具有自動標定校正功能。
3.2常規(guī)五參數(shù)分析儀
常規(guī)五參數(shù)分析儀經常采用流通式多傳感器測量池結構，無零點漂移，無需基線校正，具有一體化生物清洗及壓縮空氣清洗裝置。如：英國ABB公司生產的EIL7976型多參數(shù)分析儀、法國Polymetron公司生產的常規(guī)五參數(shù)分析儀、澳大利亞GREENSPAN公司生產的Aqualab型多參數(shù)分析儀（包括常規(guī)五參數(shù)、氨氮、磷酸鹽）。另一種類型（“4+1”型）常規(guī)五參數(shù)自動分析儀的代表是法國SERES公司生產的MP2000型多參數(shù)在線不質分析儀，其特點是儀器結構緊湊。
常規(guī)五參數(shù)的測量原理分別為： 水溫為溫度傳感器法（PlatinumRTD）、PH為玻璃或銻電極法、DO為金-銀膜電極法（Galvanic）、電導率為電極法（交流阻抗法）、濁度為光學法（透射原理或紅外散射原理）。
3.3化學需氧量（COD）分析儀
COD在線自動分析儀的主要技術原理有六種：（1）重鉻酸鉀消解-光度測量法；（2）重鉻酸鉀消解-庫侖滴定法；（3）重鉻酸鉀消解-氧化還原滴定法；（4）UV計（254nm）；（5）氫氧基及臭氧（混和氧化劑）氧化-電化學測量法；（6）臭氧氧化-電化學測量法。
從原理上講，方法（3）更接近國標方法，方法（2）也是推薦的統(tǒng)一方法。方法（1）在快速COD測定儀器上已經采用。方法（5）和方法（6）雖然不屬于國標或推薦方法，但鑒于其所具有的運行可等特點，在實際應用中，只需將其分析結果與國標方法進行比對試驗并進行適當?shù)男Ｕ螅纯捎枰哉J可。但方法（4）用于表片水質COD，雖然在日本已得到較廣泛的應用，但歐美各國尚未應用（未得到行政主客部門的認可），在我國尚需開展相關的研究。
從分析性能上講，在線COD儀的測量范圍一般在10（或30）~2000mg/l，因此，目前的在線COD儀僅能滿足污染源在線自動監(jiān)測的需要，難以應用于地表水的自動監(jiān)測。另外，與采用電化學原理的儀器相比，采用消解-氧化還原滴定法、消解-光度法的儀器的分周期一般更長一些（10min~2h），前者一般為2~8min.
從儀器結構上講， 采用電化學原理或UV計的在線COD儀的一般比采用消解-氧化還原滴定法、消解-光度法的儀器結構簡單，并且由于前者的進樣及試劑加入系統(tǒng)簡便（泵、管更少），所以不僅在操作上更方便，而且其運行可*性也更好。
從維護的難易程度上講， 由于消解-氧化還原滴定法、消解-光度法所采用的試劑種類較多，泵管系統(tǒng)較復雜，因此在試劑的更換以及泵管的更換維護方面較煩瑣，維護周期比采用電化學原理的儀器要短，維護工作量大。
從對環(huán)境的影響方面講，重鉻酸鉀消解-氧化還原滴定法（或光度法、或庫侖滴定法）均有鉻、汞的二次污染問題，廢液需要特別的處理。而UV計法和電化學法（不包括庫侖滴定法）則不存在此類問題。
3.4高錳酸鹽指數(shù)分析儀
高錳酸鹽指數(shù)在線自動分析儀的主要技術原理有三種：（1）高錳酸鹽氧化-化學測量法；（2）高錳酸鹽氧化-電流/電位滴定法；（3）UV計法（與在線COD儀類似）。
從原理上講，方法（1）和方法（2）并無本質的區(qū)別（只是終點指示方式的差異而已），在歐美和日本等國是法定方法，與我國的標準方法也是一致的。將方法（3）用于表征水質高錳酸鹽指數(shù)的方法，在日本已得到較廣泛的應用，但在我國尚未推廣應用，也未得到行政主客部門的認可。
從分析性能上講，目前的高錳酸鹽指數(shù)在線自動分析儀已能夠滿足地表水在線自動監(jiān)測的需要。另外，與彩和化學方法的儀器相比，采用氧化還原滴定法的儀器的分析周期一般更長一些（2h），前者一般為15~60min.
從儀器結構上講，兩種儀器的結構均比較復雜。
3.5總有機碳（TOC）分析儀
TOC自動分析儀在歐美、日本和澳大利亞等國的應用較廣泛，其主要技術原理有四種：（1）（催化）燃燒氧化-非分散紅外光度法（NDIR法）；（2）UV催化-過硫酸鹽氧化-NDIR法；（3）UV-過硫酸鹽氧化-離子選擇電極法（ISE）法；（4）加熱-過硫酸鹽氧化-NDIR法；（5）UV-TOC分析計法。
從原理上講，方示（1）更接近國標方法，但方法（2）~方法（4）在歐美等國也是法定方法。將方法（5）用于表征水質TOC，雖然在日本已得到較廣泛的應用，但在歐美各國尚未得到行政主管部門的認可。
從分析性能上講，目前的在線TOC儀完全能夠滿足污染源在線自動監(jiān)測的需要，并且由于其檢測限較低，應用于地表水的自動監(jiān)測也是可行的。另外，在線TOC儀的分析周期一般較短（3~10min）。
從儀器結構上講，除了增加無機碳去除單元外，各類在線TOC儀的結構一般比在線COD儀簡單一些。
3.6氨氮和總氮分析儀
氨氮在線自動分析儀的技術原理主要有三種：（1）氨氣敏電極電位法（PH電極法）；（2）分光光度法；（3）傅立葉變換光譜法。在線氨氮儀等需要連續(xù)和間斷測量方式，在經過在線過濾裝置后，水樣測定值相對偏差較大。
總氮在線自動分儀的主要技術原理有兩種：（1）過硫酸鹽消解-光度法；（2）密閉燃燒氧化-化學發(fā)光分析法。
3.7磷酸鹽和總磷分析儀
（反應性）磷酸鹽自動分析儀主要的技術原理為光度法。總磷在線自動分析儀的主要技術原理有：（1）過硫酸鹽消解-光度法；（2）紫外線照射-鉬催化加熱消解，F(xiàn)LA-光度法。
從原理上講，過硫酸鹽消解-光度法是在線總氮和總磷儀的主選方法，也是各國的法定方法。基于密閉燃燒氧化-化學發(fā)光分析法的在線總氮儀以及基于紫外線照射-鉬催化加熱消解，F(xiàn)IA-光度法的在線總磷儀主要局限于日本。前者是日本工業(yè)規(guī)格協(xié)會（JIS）認可的方法之一。
從分析性能上講，目前的在線總氮、總磷儀已能滿足污染源和地表水自動監(jiān)測的需要，但靈敏度尚難以滿足評價一類、二類地表水（標準值分別為0.04mg/l和0.02mg/l）水質的需要。另外，采用化學發(fā)光法、FIA-光度法的儀器的分析周期一般更短一些（10~30min），前者一般為30~60min.
從儀器結構上講，采用化不發(fā)光法或FIA-光度法的在線總氮、總磷儀的結構更簡單一些。
3.8其他在線分析儀器
TOD自動分析儀：技術原理一般為燃燒氧化-電極法。
油類自動分析儀：技術原理一般為熒光光度法。
酚類自動分析儀：技術原理一般為比色法。
UV自動分析儀：技術原理為比色法（254nm）。具有簡單、快捷、價格低的特點。不適于地表水的自動在線監(jiān)測，國外一般是用于污染源的自動監(jiān)測，并經常經換算表示成COD、TOC值。應用的前提條件是水質較穩(wěn)定，在UV吸收信號與COD或TOC值之間有較確定的線性相關關系。
關鍵詞：地表水；STM32單片機；水質傳感器；智能監(jiān)測
中圖分類號：S273.2 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2016）16-4283-04
DOI：10.14088/ki.issn0439-8114.2016.16.054
中國是人均淡水資源貧國，水資源可用量、人均和單位面積的水資源數(shù)量極為有限[1]。隨著社會經濟的快速發(fā)展，工廠廢棄物直接排放到河流中，導致水質污染日益嚴重，因此保護水環(huán)境迫在眉睫，浙江省政府為確保水質安全推出“五水共治”的政策[2]，該政策主要為了治理自來水、江水、河水等的污染問題。而水質監(jiān)測就是對水環(huán)境中的污染物及污染因素進行監(jiān)測，其目的是評價污染物產生的原因及污染途徑為防治污染提供技術支持[3]。因此監(jiān)測水質的必要性不言而喻，依靠水質監(jiān)測手段可以確定水環(huán)境控制目標及改善水環(huán)境質量狀況的效果[4]。
目前，水質監(jiān)測方法主要有兩種方式：人工采集[5]和水質自動監(jiān)測站。人工方式勞動強度大，檢測周期長，不能實現(xiàn)在線實時自動監(jiān)測，難以全面準確反映水質參數(shù)的動態(tài)變化。水質自動監(jiān)測站建設周期長投資成本高，覆蓋水域有限，實時監(jiān)測范圍小，不能同時對多點進行實時監(jiān)測[6]。若出現(xiàn)極端突況，水質受到嚴重污染，如工業(yè)廢水傾倒，甚至受到二次污染，則傳統(tǒng)的水質監(jiān)測方法難以實現(xiàn)實時在線反映水質動態(tài)情況。因此，本研究設計了表水水質智能監(jiān)測系統(tǒng)，該測系統(tǒng)可以實現(xiàn)自動在線實時監(jiān)測。
1 總體方案設計
根據國家水質監(jiān)測標準[7]，包括溫度、pH、溶解氧（DO）、化學需氧量（COD）、五日生化需氧量（BOD5）、氨氮（NH3-N）、總磷（以P計）等項目。主要對地表水物理特性進行監(jiān)測，確定將溫度、酸堿度、溶解氧、濁度和電導率5個參數(shù)作為監(jiān)測對象，實現(xiàn)5個參數(shù)實時在線監(jiān)測，在LCD顯示屏上實時顯示采集的水質參數(shù)數(shù)據，同時本地存儲數(shù)據，并通過GPRS通訊模塊上傳到遠程監(jiān)控中心。
根據上述功能要求，系統(tǒng)主要由單片機主控模塊、傳感器模塊、數(shù)據存儲模塊、液晶顯示模塊和通訊模塊組成，系統(tǒng)框架如圖1所示。
2 系統(tǒng)硬件設計
本設計水質監(jiān)測系統(tǒng)主要由主控模塊、傳感器檢測模塊、存儲模塊和顯示模塊以及其他模塊組成。水質檢測系統(tǒng)通過傳感器模塊采集水質參數(shù)，由主控模塊處理采集到的水質參數(shù)，將數(shù)據存儲于存儲模塊中，并且把結果實時顯示在LCD顯示屏上，實現(xiàn)實時在線監(jiān)測水質參數(shù)。
2.1 最小系統(tǒng)
最小系統(tǒng)包括單片機及電源、時鐘、復位等部分組成[8]，其中單片機為整個系統(tǒng)控制中心。該系統(tǒng)采用STM32系列閃存微控制器作為主控模塊，該模塊采用ARM公司最新的Cortex-M3內核架構，具有高性能、低功耗、性價比高的特性[9]，最小系統(tǒng)電路如圖2所示。
2.2 數(shù)據采樣模塊
數(shù)據采樣模塊是水質監(jiān)測系統(tǒng)的一個重要部分[10]，按照系統(tǒng)設計要求，該系統(tǒng)需實時采集pH、溫度、溶解氧、濁度、電導率5個參數(shù)。系統(tǒng)采用的水質傳感器型號分別為ZA-TU-A101型濁度傳感器、ZA-CDT-A101-485型電導率傳感器、ZA-DO-A101-485溶解氧傳感器的型號是、ZA-PH-A101-485型酸堿度傳感器。
除濁度傳感器采用12位的A/D轉換器與單片機進行通訊外，其余傳感器均采用MODBUS協(xié)議，通過RS485接口與單片機進行通訊。傳感器接口電路見圖3～圖7。
2.3 存儲模塊
存儲模塊是采集器的關鍵模塊，要求存儲可靠，寫入速度快、容量大，實現(xiàn)本地備份防止數(shù)據無故丟失[11]。系統(tǒng)采用SD卡（Secure digital memory card）作為存儲模塊[12]。每小時發(fā)送N組數(shù)據，每組數(shù)據有5個參數(shù)，每個參數(shù)大小為8 bit，則一天發(fā)送的數(shù)據為N×24×5×8 bit。當N=3時，采用128 Mb的SD卡，那么SD卡約能存儲一年的數(shù)據，體現(xiàn)了系統(tǒng)的可調行。
SD卡與單片機通訊模式可分為SD卡模式與SPI模式[13]，系統(tǒng)采用SD卡模式，該模式需要4條數(shù)據總線實現(xiàn)高速數(shù)據傳輸，各個引腳功能如表1所示，存儲模塊的硬件電路如圖8所示。
2.4 液晶顯示模塊
LCD液晶顯示模塊主要是為了實時顯示水質參數(shù)數(shù)據、采集時間、采集點，系統(tǒng)采用ILI9341型號液晶屏[14]。為了提高顯示圖片速度和圖像質量，該系統(tǒng)采用16 bit并行接口與單片機通訊，接口電路如圖9所示。
3 系統(tǒng)軟件設計
3.1 軟件開發(fā)環(huán)境
STM32軟件的開發(fā)基于IAR embedded workbench開發(fā)平臺[15]，整個軟件開發(fā)、調試和仿真都在Window7操作系統(tǒng)下完成。
3.2 系統(tǒng)主程序流程
系統(tǒng)工作時首先要進行初始化，需要初始化的模塊包括USART、GPGS、DS1302、KEY、GPIO、LCD等。系該統(tǒng)主要包括3個模塊，分別為MODBUS協(xié)議模塊、按鍵模塊、GPRS模塊，系統(tǒng)主程序流程圖如圖10所示。
3.3 系統(tǒng)主要模塊
按鍵模塊，按下鍵同時調節(jié)參數(shù)，根據按鍵功能不同操作進入數(shù)據界面。模塊中包含以下功能鍵：選擇、確認、加和減。開始進入IP地址調試，通過選擇、確認、加和減的功能鍵調試，然后對時間點及測試點進行確認。
MODBUS協(xié)議模塊，主機發(fā)送數(shù)據，通過RS485將數(shù)據發(fā)送給傳感器，然后置于接收狀態(tài)，傳感器接到主機發(fā)送的數(shù)據，并把數(shù)據返回給主機，最后將數(shù)據傳到液晶的數(shù)據口并顯示。
GPRS模塊經過IP和端口數(shù)據讀取后，進行串口初始化，發(fā)送，等待接受。GPRS模塊首先配置APN進入TCP功能，打開一條TCP連接，每隔1 h發(fā)1次，每次發(fā)3組數(shù)據到TCP終端，直至1 h后關閉GPRS。
3.4 遠程監(jiān)控中心模塊
遠程監(jiān)控中心的地址為http：//60.190.216.49：8002。
4 系統(tǒng)的實現(xiàn)
4.1 試驗準備及過程
系統(tǒng)試驗測試地點分別選取浙江農林大學東湖、臨安苕溪河、臨安東湖水庫。時間分別于2015年1月27-29日、1月30日、2月2日對3個地點進行水質監(jiān)測。系統(tǒng)實物如圖11所示。
上電開機并完成設備初始化后，設備每隔1 min定時采集傳感器數(shù)據并通過LCD液晶屏實時顯示數(shù)據，將數(shù)據打包封裝后通過GPRS模塊上傳至遠程監(jiān)測中心。為了系統(tǒng)備份的需要，采集的數(shù)據同時存儲于本地SD卡中。根據遠程監(jiān)測中心獲得的數(shù)據用Excel軟件進行分析處理后可得表2。
4.2 數(shù)據分析與討論
本試驗主要對水質的濁度、酸堿度、溫度、溶解氧、電導率5個指標進行監(jiān)測。根據地表水環(huán)境質量標準基本項目標準限值以及地表水水域環(huán)境功能和保護目標可知[16]。由表3可知，浙江農林大學東湖水質符合Ⅰ類水標準，臨安東湖村水庫和臨安苕溪河水質符合Ⅱ類水標準。同時，根據臨安苕溪河濁度大于東湖水庫的濁度。結果表明，浙江農林大學東湖的水質優(yōu)于東湖村水庫、臨安苕溪河。
5 結語
本研究開發(fā)了一種能檢測水質溫度、酸堿度、溶解氧、濁度、電導率5個水質參數(shù)的監(jiān)測系統(tǒng)。該監(jiān)測系統(tǒng)能在液晶顯示屏上實時顯示數(shù)據，本地存儲數(shù)據通過GPRS模塊發(fā)送至遠程監(jiān)測中心。通過對浙江農林大學東湖、臨安東湖村水庫、臨安苕溪河3個地點的河流水質實時監(jiān)測，處理水質數(shù)據，表明浙江農林大學東湖的水質優(yōu)于東湖村水庫、臨安苕溪河。該系統(tǒng)試驗過程中運行穩(wěn)定，具有低功耗、低成本、配置靈活、應用范圍廣、環(huán)境適應力強等特點。
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【關鍵詞】水質自動監(jiān)測；系統(tǒng)；問題
引言
通過利用現(xiàn)代計算機應用技術、傳感技術、自動測量技術、通信技術以及自動控制的相關技術，建設一套綜合性的水質自動監(jiān)測系統(tǒng)，其主要核心是水質自動分析儀器。隨著我國不斷出臺相關環(huán)境管理政策以及眾多要求，對于水質的實時監(jiān)測就顯得越來越重要，及時建設地表水質自動監(jiān)測系統(tǒng)成為了目前必須實施的一項重大項目。但是由于我們在這方面仍然處于剛起步階段，所以建設過程中有眾多問題都需要研究分析，最后給出相應的解決方案。
1 水質自動監(jiān)測系統(tǒng)的構成
一般來說，水質自動監(jiān)測系統(tǒng)（on-line Water Quality Monitoring System）主要由以下幾個部分構成：分析測量單元、采水單元、預處理單元、輔助單元、數(shù)據采集和傳輸單元、過程邏輯控制（PLC）單元、遠程數(shù)據管理中心等，并且各個單元之間相互聯(lián)系，實時通信，它們之間主要依靠水樣輸送系統(tǒng)、信號傳輸系統(tǒng)、純水輸送系統(tǒng)、壓縮空氣出送系統(tǒng)等一系列處理系統(tǒng)進行相互聯(lián)系通信。該系統(tǒng)是一套以在線自動分析儀器為核心，運用自動測量技術、計算機應用技術、現(xiàn)代傳感器技術以及相關的通訊網絡和專用分析軟件所組成的自動檢測系統(tǒng)。該系統(tǒng)集采樣、預處理過濾、數(shù)據采集、儀器分析及存儲的綜合功能于一體，實現(xiàn)了水質的在線自動檢測，并具系統(tǒng)具備擴展工程，可根據需要增加檢測項目和軟件升級。（期系統(tǒng)結構見圖1，虛線部分為自動站組成部分）
2 水質自動檢測系統(tǒng)的功能特點
（1）系統(tǒng)高度集成，儀器、管道-體化，機電、防腐蝕，防堵塞，防雷電，抗電磁干擾。
（2）系統(tǒng)采用開放式屏架結構，操作方便，自由組合，實時性強，動態(tài)范圍廣，組網靈活。
（3）該系統(tǒng)具有檢測項目超標和一起狀態(tài)信號顯示、報警工程；并運用通訊和分析軟件采集統(tǒng)計和處理在線自動檢測數(shù)據，可生成年、季、月、周、日的平均數(shù)據以及各種監(jiān)測、圖表（棒狀圖、對比圖、曲線圖多軌跡圖等）。
（4）系統(tǒng)可以自動運行、停電保護、維護檢測狀態(tài)測試、來電自動恢復功能，便于維修和應急故障處理等功能。
3 在地表水水質自動監(jiān)測系統(tǒng)建設過程中應注意的若干問題
3.1 水質監(jiān)測系統(tǒng)的穩(wěn)定性
我們在建設監(jiān)測系統(tǒng)的過程中，首先要考察研究所有可能影響系統(tǒng)穩(wěn)定性的因素，即就是要在建設初期進行相關調研，分析來自檢測儀器以外都存在那些干擾因素，并且通過對這些干擾的研究做出相應的排除干擾的方案。例如：檢測過程中水體的流動快慢對溶解氧帶來的干擾；礦物質以及長菌污染對系統(tǒng)監(jiān)測的干擾；水體中酸堿度受到水體中氯離子的干擾等等。
3.2 系統(tǒng)建設過程中要充分考慮水體的特性和功能
在監(jiān)測系統(tǒng)的建設過程中，我們有很多的外部因素需要考慮。比如：假如我們要將監(jiān)測系統(tǒng)建設在河流旁邊，我們就必須考慮到以下幾個方面：第一，要考慮到河水的流量；第二，要考慮到河流的深度；第三，要考慮到河水水流速度；第四，還要考慮到河流的漲落潮等一系列的人文因素，與此同時，我們還要考慮到河流的使用功能，比如航運等。我們可以依靠河流中的懸浮物以及礦物質所含比重，并且參考其他相關監(jiān)測指標，在河流旁邊選擇較為合適的監(jiān)測點進行監(jiān)測任務，通過對這些特殊監(jiān)測點的實時監(jiān)測，我們就可以根據數(shù)據分析分析出這一地域在每一時期的水質情況，為相應的工作作為實驗數(shù)據參考。
3.3 在系統(tǒng)建設過程中要充分考慮外部環(huán)境因素的影響
在建設水質自動監(jiān)測系統(tǒng)過程中，我們應當充分考慮外部環(huán)境因素對系統(tǒng)的影響。首先，我們在建設系統(tǒng)時，水質監(jiān)測站的主體結構通常采用的都是以混凝土為主要的原料，處于防護考慮，應該在監(jiān)測站的周圍設置響應范圍的防護措施，以防止遭到人為的破壞；其次，我們還應該考慮到自然因素可能帶來的影響。主要需要考慮的包括以下幾點：粉塵以及腐蝕性氣體對相關儀器設備的腐蝕程度；系統(tǒng)的溫度是否需要借助空調等制冷設備進行調節(jié)；監(jiān)測站地區(qū)的濕度以及降水量對相關設備的影響程度。一般的水質監(jiān)測系統(tǒng)的內部配置都會包含以下系統(tǒng)：照明以及電源控制系統(tǒng)、數(shù)據的傳輸系統(tǒng)以及水樣的排水系統(tǒng)、檢測取樣以及儀器的系統(tǒng)等。所以，在建設規(guī)劃過程中，在站點內部要配置足夠大的面積來放置這些系統(tǒng)，并且可以對這些系統(tǒng)以及周邊的儀器進行人工維護。在對監(jiān)測點地址進行選定時，應該綜合考慮交通、通訊以及自然環(huán)境對其可能的影響。通常情況下，我們會選擇污染源較為集中的上游或者下游作為監(jiān)測站選址；在選址時盡可能不要破壞其周圍的自然環(huán)境，并且要便于管理；還有就是應該使進水口與監(jiān)測站之間的距離越短越好。
3.4 系統(tǒng)取樣和過濾時要注意的問題
在這一自動系統(tǒng)運行中，其取樣過程與過濾過程有許多問題需要注意。在取樣時，我們要充分考慮該系統(tǒng)在長時間取樣的狀態(tài)下，有可能管道會因為泥沙、長菌等長時間堆積造成堵塞，這樣不但會造成取樣不暢，更重要的是會污染水樣。所以，我們應該在以下幾方面加強注意：第一，關于水樣采集系統(tǒng)。一般來說，水樣采集系統(tǒng)常采用雙泵取樣系統(tǒng)或者是雙過濾系統(tǒng)，在此基礎上，人們通常還會應用流量傳感器判斷管道是否堵塞或者判斷采樣泵是否發(fā)生故障，還可以通過采用管道自動清洗系統(tǒng)以及自動殺菌系統(tǒng)自動清洗污染物以及細菌的有機物，從而消除這些物質對水樣的污染；第二，通常影響進水的因素包含以下幾點：
（1）當河流處于豐水期或者枯水期兩個不同的時期時，造成的水位變化會嚴重影響進水取樣口的深度造成嚴重影響；
（2）由于河流中的不同水質，即正常水質或者異常誰知也會嚴重影響取樣；
（3）無法預期的暴雨也會嚴重影響進水口；
（4）假如進水口一旦堵塞，就會嚴重影響取樣。因此，這些問題在系統(tǒng)取樣以及過濾時要非常重視。
3.5 水質監(jiān)測站點的管理、維護以及保養(yǎng)工作
建設這樣一個監(jiān)測站其投資是非常高的，所以我們應該配置相關的管理人員對其時刻進行看護以及維修，并且應該對這些管理人員進行相應的技術培訓，保證其有能力勝任管理工作。通常來說，系統(tǒng)設備的保養(yǎng)工作主要涉及以下幾個方面：定期清洗和校正相關設備；及時、準確地判斷異常情況以及排除故障。
4 總結
隨著人們生活水平的不斷提高，人們對生活質量的要求越來越高，這些年來，已經建設的自動監(jiān)測系統(tǒng)已經為相關部門提高了很多重要的數(shù)據，為國家的相關決策提供依據，所以我們必須將建設一個高效益的系統(tǒng)作為工作的重中之重，這次過程中我們也必須考慮到上述的相關問題。
參考文獻：
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關鍵詞： 無線傳感器網絡；水產養(yǎng)殖；水質監(jiān)測；ZigBee
中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2015）05-0263-03
Monitoring of Water Quality in Aquaculture Based Wireless Sensor Networks
ZHANG Lin-jiang，LIU Zhi-long，TANG Guo-pan
（Henan University of Animal Husbandry and Economy， Zhengzhou 450011，China）
Abstract：Water quality of aquaculture enterprises related to aquatic animals living environment， directly affect the economic efficiency of enterprises. Through wireless sensor networks， real-time monitoring of water quality in aquaculture. Sensor detection points each pond obtain pond water temperature， dissolved oxygen value， pH and other parameters； wireless sensor network each node sensor data collected by the route summary， through GPRS module remote in time to the monitoring center； water quality index system based on the data， thus develop appropriate water quality regulation measures or automatically start the appropriate equipment to regulate water quality， to achieve water quality monitoring homes pond.
Key words： Wireless sensor networks； aquaculture； water quality monitoring； ZigBee
長期以來，我國水產養(yǎng)殖企業(yè)多以追求產量、短期經濟效益為目標，保護養(yǎng)殖水質意識淡薄，養(yǎng)殖病害逐年加重，時有藥物濫用現(xiàn)象發(fā)生，養(yǎng)殖水域環(huán)境遭到不同程度的破壞，水產品質量安全得不到有效保障，解決水產養(yǎng)殖水質狀況已經成為水產養(yǎng)殖業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的重要研究方向。水質良好程度對水產養(yǎng)殖（魚、蝦、螃蟹等）具有十分重要的作用。從水產養(yǎng)殖環(huán)境的角度出發(fā)，及時掌握水產養(yǎng)殖水質變化，有效規(guī)避養(yǎng)殖風險，提高養(yǎng)殖產量，建立成本合理、反饋實時性高的水質監(jiān)測網絡才能有效保障養(yǎng)殖安全。
1 水產養(yǎng)殖水質監(jiān)測現(xiàn)狀分析
目前，國內水產養(yǎng)殖業(yè)大多還是通過人工取樣、化學分析的檢測方式進行水質監(jiān)測，耗時費力、實效性差，一些水質指標的檢測還需要有專業(yè)人員進行操作。由于市場上的水質監(jiān)測儀器價格昂貴，各水產養(yǎng)殖公司、水產研究機構和水產院校除極少數(shù)配備了以外，一般單位不會采用這種監(jiān)測儀器。隨著水產養(yǎng)殖業(yè)的信息化技術的發(fā)展，水產行業(yè)將發(fā)生經營手段的轉變，逐步選擇先進的、成本低廉的水質監(jiān)測系統(tǒng)服務于養(yǎng)殖作業(yè)流程。
2 無線傳感器網絡水質監(jiān)測技術
本研究基于無線傳感器網絡，通過ZigBee、GPRS、視頻監(jiān)控等信息化技術手段，實現(xiàn)水產企業(yè)遠程水質環(huán)境信息監(jiān)測，順應信息化時代的要求。
2.1 無線傳感器網絡
無線傳感器網絡主要包含有節(jié)點、網關和軟件。在無線傳感器網絡中，測量節(jié)點與傳感器連接，路由器就是一種測量節(jié)點，它能延長無線傳感器網絡的傳輸距離，并能增加可靠性。數(shù)目巨大的傳感器節(jié)點通過隨機或固定布撒的方式，布置在給定的監(jiān)測區(qū)域，每個節(jié)點收集監(jiān)測目標區(qū)域的信息，采集到的數(shù)據通過多跳的方式傳送到網關節(jié)點，稱為匯聚節(jié)點（sink節(jié)點）。匯聚節(jié)點將收集到的數(shù)據直接或通過互聯(lián)網和衛(wèi)星上報給管理者。使用軟件平臺對數(shù)據進行采集、加工、分析和顯示。無線傳感器網絡如圖1所示。
2.2 ZigBee
本研究所采用的ZigBee技術是一種成本、功耗和速率都較低的雙向無線通訊技術。主要用于短距離、低功耗、傳輸速率要求不高的各種電子設備之間進行數(shù)據傳輸，可工作在2.14GHz、868MHz和915MHz3個頻段上，它的傳輸距離在10m至75m的范圍內。具有ZigBee功能的設備能非常容易的在一個小范圍內組成臨時專用網絡，方便地建立一種標準的無線連接，取代有線電纜進行數(shù)據傳輸。
2.3 傳感器
傳感器能按一定規(guī)律能將感受到被測量的信息轉換成為電信號，輸出其他所需形式的信息，滿足信息的傳輸處理和存儲等要求。傳感器的智能化讓物體有了人類一樣的觸覺、味覺、嗅覺等感應器官。使用環(huán)境監(jiān)測傳感器采集池水溫度、PH值、溶氧值、亞硝酸鹽、氨氮、硫化氫、CO2濃度等衡量池塘水質好壞的環(huán)境信息，監(jiān)控養(yǎng)殖場環(huán)境，確保養(yǎng)殖安全。
2.4 GPRS
GPRS（General Packet Radio Service），是一項基于GSM系統(tǒng)高速數(shù)據處理的無線分組交換技術，以"分組"的形式傳送資料到使用者，提供端到端與廣域的無線IP連接。本研究通過GPRS網絡實現(xiàn)了水質監(jiān)測數(shù)據的遠程網絡監(jiān)控。
2.5 B/S和移動終端
B/S（瀏覽器/服務器）的客戶端用戶界面是瀏覽器，服務器端由WEB和數(shù)據庫服務器進行數(shù)據交互的系統(tǒng)架構。水質監(jiān)測系統(tǒng)采用B/S架構模式， 簡化了系統(tǒng)開發(fā)的流程，管理者可以隨時隨地在系統(tǒng)平臺監(jiān)測水產養(yǎng)殖環(huán)境信息，使用和維護非常方便快捷。
2.6 視頻監(jiān)控
在水產養(yǎng)殖場，實現(xiàn)對養(yǎng)殖環(huán)境全過程視頻監(jiān)控，能夠及時發(fā)現(xiàn)由于極端天氣引起的養(yǎng)殖場水質快速變化和水產動物異常反應問題，并采取相應措施，在節(jié)約人力成本、提升安全管理水平方面起到明顯作用。項目采納了深圳福斯康姆智能科技有限公司的視頻監(jiān)控方案，在養(yǎng)殖場安裝無線網絡視像頭，通過WIFI連接互聯(lián)網，基于百度云平臺實現(xiàn)了養(yǎng)殖場的視頻管理監(jiān)控。同時，視頻監(jiān)控實現(xiàn)了手機APP的在線瀏覽，管理者可以通過手機實現(xiàn)養(yǎng)殖場各種場景的實時視頻監(jiān)控。
3 無線傳感器網絡水質監(jiān)測系統(tǒng)設計研究
基于ZigBee技術，設計以由CC2530微處理器芯片和CC2591射頻前端組建的無線傳感器網絡硬件電路，構建由協(xié)調器、路由器、傳感器節(jié)點等組成的無線傳感器網絡系統(tǒng)。以無線傳感器網絡為主要研究對象，根據水產養(yǎng)殖水質環(huán)境監(jiān)測的特點，采用ZigBee無線傳感器網絡技術建立了一個水產養(yǎng)殖水質監(jiān)測系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中，傳感器節(jié)點可對養(yǎng)殖水質環(huán)境信息進行采集，然后將采集到的信息通過無線網絡發(fā)送到協(xié)調器節(jié)點；協(xié)調器節(jié)點再通過串口將數(shù)據按照規(guī)定的格式發(fā)往數(shù)據管理中心，數(shù)據中心根據這些數(shù)據進行合理的決策和管理，從而實現(xiàn)了科學的水產養(yǎng)殖。基于無線傳感器網絡的水質監(jiān)控系統(tǒng)由傳感器節(jié)點、數(shù)據采集匯聚節(jié)點、GPRS數(shù)據傳輸、智能控制系統(tǒng)（PC機或手機智能控制）四部分組成，如圖2所示。
3.1 傳感器節(jié)點
考慮到亞硝酸鹽傳感器、氨氮傳感器、硫化氫傳感器價格比較貴，實驗池塘監(jiān)測代價可能太高，目前設計為三路傳感器，分別為水溫傳感器、PH 值傳感器、溶解氧傳感器，智能控制平臺預留檢測模塊，方便以后擴充檢測功能。傳感器環(huán)境節(jié)點負責對水質環(huán)境信息的采集、處理和發(fā)送。
3.2 數(shù)據采集匯聚節(jié)點
匯聚節(jié)點網關部分主要包括CC2530微處理器芯片和CC2591射頻前端，遵循RS232串口通信協(xié)議進行通信、數(shù)據傳輸，依據ZigBee協(xié)議進采集各個傳感器節(jié)點發(fā)送來的數(shù)據。該模塊放在一防護等級為 IP65 的防水盒中（可防止淋雨），主要實現(xiàn)對多路傳感器節(jié)點信號的路由、采集、放大、曲線校準、串口發(fā)送、告警等功能。數(shù)據通過 RS232 串口發(fā)送給GPRS數(shù)傳設備。
3.3 GPRS數(shù)據傳輸
采用GPRS無線網絡實現(xiàn)遠距離數(shù)據雙向透明傳輸?shù)脑O備，無需搭建有線網，建設和維護成本低。在 GPRS 傳輸過程中數(shù)據按客戶數(shù)據幀傳輸，避免一幀用戶數(shù)據被多次打包發(fā)送，從而導致流量增大的情況；采用動態(tài)域名解析方式，節(jié)省服務器端固定IP 的使用費；自帶設備與 SIM 卡綁定功能，防止 SIM 卡被盜用替換；數(shù)據按幀發(fā)送，采用完備的防掉線機制，節(jié)省流量，保證數(shù)據終端永遠在線。
3.4 智能控制系統(tǒng)
傳感器采集存儲的養(yǎng)殖水環(huán)境的水溫、PH值、溶氧度（DO）等多個水質參數(shù)，可通過GPRS向數(shù)據監(jiān)測中心發(fā)送采集的數(shù)據，并通過手機短信的方式向集約化水產養(yǎng)殖管理者發(fā)送水質DO預警信息。管理者除了可通過計算機或智能手機查看和控制，按照設定的時間采集水質狀況數(shù)據，將數(shù)據呈現(xiàn)在曲線圖上，根據實際水質狀況，系統(tǒng)自動或手動打開增氧機、噴灑水質調理劑等方式改善水質。
4 基于無線傳感器網絡的水質監(jiān)測優(yōu)勢
1）預防風險。基于無線傳感器網絡的水質監(jiān)測系統(tǒng)操作簡單、數(shù)值輸出快而精確，實時的監(jiān)控并快速采取相應措施，預防極端氣候造成水質指標超標引起的病害，規(guī)避水產養(yǎng)殖業(yè)的養(yǎng)殖風險。
2）安裝和擴展方便。本監(jiān)測系統(tǒng)免布線、維護方便、擴展性好，ZigBee無線網絡可以獨立于具體的應用環(huán)境，對系統(tǒng)進行相應的修改就可很容易擴展到其他應用領域。
3）不間斷監(jiān)測。可實時24小時連續(xù)的采集和記錄監(jiān)測點位的水溫、溶氧、氨氮、PH值等各項參數(shù)情況，實時顯示和記錄存儲監(jiān)測信息。
4）監(jiān)控方便。不管在辦公室還是在家中，通過任何一臺接入互聯(lián)網的電腦或智能手機都可以訪問監(jiān)控數(shù)據，在線查看監(jiān)控點位的水質變化情況，實現(xiàn)遠程監(jiān)測。
5）強大的數(shù)據處理能力。監(jiān)測系統(tǒng)能繪制柱狀圖和餅圖，可隨時打印每時刻的水溫、溶氧，氨氮、PH值等數(shù)據及運行報告。
5 結束語
隨著我國農業(yè)信息化應用的迅速發(fā)展，水產集約化養(yǎng)殖采用新的網絡技術已逐漸成為養(yǎng)殖業(yè)的關注的熱點。研究設計基于ZigBee技術的無線傳感器網絡水質監(jiān)測系統(tǒng)，對水產養(yǎng)殖各種水質環(huán)境因子的實時監(jiān)測，并且為進一步降低養(yǎng)殖成本，規(guī)避風險，提高養(yǎng)殖收益，實現(xiàn)科學養(yǎng)殖提供一種可行的信息化技術手段。
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【關鍵詞】環(huán)境監(jiān)測技術；應用現(xiàn)狀；發(fā)展
前言：
現(xiàn)代工業(yè)的快速發(fā)展以及城市建設工作的推進等人類活動對生態(tài)環(huán)境產生了極大的影響，造成了現(xiàn)代全球生態(tài)環(huán)境嚴重惡化的現(xiàn)狀。作為影響人類生存環(huán)境與生活質量的重要因素，生態(tài)環(huán)境保護工作已經成為世界各國密切關注的重點。在我國傳統(tǒng)發(fā)展活動中，生態(tài)環(huán)境也同樣發(fā)生了發(fā)達國家發(fā)展中的生態(tài)環(huán)境破壞問題。
1.我國環(huán)境監(jiān)測技術歷史概述
我國環(huán)境監(jiān)測工作的開展起步于上世紀七十年代。與發(fā)達國家環(huán)境監(jiān)測工作一樣經歷了以典型污染事故調查為主、以污染源監(jiān)督性監(jiān)測為主以及以環(huán)境質量監(jiān)測為主的三個階段。在“六五”和“七五”期間，我國環(huán)境監(jiān)測站的建設有了跨越式的發(fā)展。至“八五”我國環(huán)境監(jiān)測工作日趨成熟。借鑒國外先進經驗、結合我國實際情況制定了檢測工作的基本方針。我國環(huán)境監(jiān)測技術在這一過程中也得到快速發(fā)展。由傳統(tǒng)實驗室檢測、自動化檢測以及現(xiàn)場快速檢測三方面組成主要技術。同時，針對現(xiàn)代環(huán)境監(jiān)測需求將GPS遙感技術等應用于環(huán)境監(jiān)測工作中，促進了環(huán)境監(jiān)測目標的實現(xiàn)。
2.環(huán)境監(jiān)測技術的應用現(xiàn)狀分析
2.1實驗室分析檢測技術現(xiàn)狀分析
在我國環(huán)境監(jiān)測技術應用中，室外采樣、實驗室分析是較為常用監(jiān)測方法。針對實驗室分析技術的應用需求。實驗室分析技術也從傳統(tǒng)的手工檢測方式向著全自動檢測方向發(fā)展。利用氣象色譜、液相色譜、紅外光譜等自動化儀器對環(huán)境監(jiān)測采集樣品進行檢測分析，得出檢測結果后有專業(yè)監(jiān)測人員對結果進行分析評價。在目前環(huán)境監(jiān)測技術發(fā)展的今天，實驗室檢測分析技術主要應用于農藥殘留、高精度水源、空氣質量分析等領域。利用實驗室檢測技術以及專業(yè)人員的操作實現(xiàn)環(huán)境監(jiān)測數(shù)據的高精度需求。
2.2自動化在線監(jiān)測技術應用現(xiàn)狀分析
針對現(xiàn)代環(huán)境監(jiān)測需求，自動監(jiān)測系統(tǒng)得到了越來越多的關注。發(fā)達國家已經將成熟技術和產品運用到大氣、地面水、企業(yè)“三廢”檢測以及城市綜合污水監(jiān)測等方面。我國目前也針對環(huán)境監(jiān)測自動化需求開發(fā)了一系列產品。主要針對城市廢氣監(jiān)測、工業(yè)園區(qū)污水監(jiān)測等作為重點進行自動化在線監(jiān)測。但是在檢測項目上存在很多的不足，而且自動化程度與降低故障率等方面仍有很多工作要做。目前，我國有限的幾個直轄市及省會城市建立了城市污水與空氣自動監(jiān)測系統(tǒng)。設備來源主要依靠于進口。從使用效果來看，空氣自動監(jiān)測系統(tǒng)能夠實現(xiàn)良好的運轉，但是水質監(jiān)測系統(tǒng)運行故障率居高不下。其一方面與管理工作及資金投入因素有關，另一方面也與我國污水治理程度以及地面水實態(tài)有著很大的關系。針對這樣的情況，在我國污水與空氣自動檢測系統(tǒng)引進與運行管理中，應科學的進行實地調研工作，以此避免盲目引進造成的資金浪費。對于現(xiàn)代自來水監(jiān)測需求，城市環(huán)境檢測部門可以采用國產水質自動監(jiān)測系統(tǒng)對自來水進行水質監(jiān)測。針對自來水水質較好、監(jiān)測難度相對較低、公民關注度高的現(xiàn)狀優(yōu)先考慮自來水水質自動監(jiān)測系統(tǒng)的運用。同時，利用現(xiàn)代網絡系統(tǒng)對城市自來水水質監(jiān)測進行公示，為提高城市形象、提高城市公信度奠定基礎。
為了促進我國自動化在線監(jiān)測技術的發(fā)展，相關產品生產企業(yè)應加快對國外先進經驗和技術產品的關注。借鑒國外先進講演促進我國自動化環(huán)境監(jiān)測技術的發(fā)展，為推廣這一技術的應用奠定堅實的基礎。以降低故障率、提高自動化程度、增加監(jiān)測項目為主要發(fā)展方向，促進我國環(huán)保工作的開展。
2.3現(xiàn)場快速檢測技術的應用分析
現(xiàn)場快速檢測技術在環(huán)境監(jiān)測工作中主要應用與突發(fā)性環(huán)境污染事故的檢測與研究。通過對突發(fā)性環(huán)境污染事件的現(xiàn)場快速檢測，為應急預案的提出與實施提供一手資料。同時，現(xiàn)場快速檢測技術還應用于鄉(xiāng)鎮(zhèn)等沒有監(jiān)測能力的環(huán)保機構。以現(xiàn)場檢測為環(huán)境監(jiān)測工作提供數(shù)據信息。針對現(xiàn)場快速檢測需求，快速檢測一起設備多為便攜式設備，沒有繁雜的手續(xù)與過程，通過人員的快速掌握、設備的自動化運行實現(xiàn)現(xiàn)場快速檢測目的。目前，現(xiàn)場快速檢測技術的應用主要集中在上文所述的突發(fā)性環(huán)境抗污染調查以及偏遠地區(qū)的環(huán)保工作中。在我國多年的環(huán)保工作以及環(huán)境監(jiān)測開展中，現(xiàn)場快速檢測技術一直占有重要地位。針對近年來自動化檢測技術的不斷應用，快速檢測技術的應用方向以及需求也發(fā)生了變化。快速檢測技術正向著高精度、應急突發(fā)事件檢測的方向發(fā)展。針對這一需求，我國相關設備生產企業(yè)也加快了自身的研發(fā)進度。借鑒國外先進儀器設計思路、結合我國實際國情進行新型快速自動化檢測儀器的研發(fā)。這為我國現(xiàn)場快速檢測技術在環(huán)境監(jiān)測工作的運用奠定了良好的基礎，也為我國環(huán)境監(jiān)測技術的發(fā)展提供了良好的技術與設備支持。
3.環(huán)境監(jiān)測技術的發(fā)展方向分析
通過上文的論述以及現(xiàn)代環(huán)境監(jiān)測工作的需求可以看出，目前我國環(huán)境監(jiān)測技術根據不同的需求也向著三個方向發(fā)展。高精度實驗室檢測、高精度自動化在線監(jiān)測、快速現(xiàn)場檢測技術是環(huán)境監(jiān)測技術發(fā)展的主要方向。在此基礎上，針對大范圍環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、氣象觀測系統(tǒng)、局域環(huán)境監(jiān)測需求，遙感技術也正在與環(huán)境監(jiān)測技術進行整合優(yōu)化。通過遙感技術在環(huán)境監(jiān)測技術的運用是環(huán)境監(jiān)測工作能夠以更大范圍監(jiān)測形成預警體系，為預防環(huán)境污染以及突發(fā)事件奠定基礎。
4.結論
綜上所述，我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略需要環(huán)境監(jiān)測工作作為基礎，需要環(huán)境監(jiān)測技術的快速發(fā)展進行支持。本文以環(huán)境監(jiān)測技術應用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢分析為我國環(huán)保工作的開展提供更多的分析資料，以對環(huán)境監(jiān)測技術的需求分析促進我國環(huán)境監(jiān)測設備的研發(fā)與應用。
參考文獻：
關鍵詞：環(huán)境質量；在線監(jiān)控；指揮系統(tǒng)；管理
中圖分類號： X8 文獻標識碼： A 文章編號： 1673-1069（2016）20-122-2
0 引言
環(huán)境監(jiān)測技術是以環(huán)境為對象，在物理、化學和生物技術的支持之下，對染污物進行定性、定量的系統(tǒng)分析，它相較于傳統(tǒng)的環(huán)境監(jiān)測技術而言，運用了電子信息輔助技術，可以構建環(huán)境質量管理在線監(jiān)控指揮系統(tǒng)，在計算機通信技術的支持下，實時地傳遞監(jiān)測數(shù)據，并對各個分散監(jiān)測點的數(shù)據實施信息采集、分析、處理和共享，形成一套綜合性的環(huán)境質量管理在線監(jiān)控指揮系統(tǒng)，實施有效的城市環(huán)境監(jiān)測工作和污染控制。
1 環(huán)境質量管理在線監(jiān)控指揮系統(tǒng)的概念及分類
環(huán)境質量管理在線監(jiān)控指揮系統(tǒng)涵蓋了環(huán)境質量管理的多種要素，如污染源在線監(jiān)測、主要水域水質在線監(jiān)測、城市空氣質量在線監(jiān)測、城市噪音質量監(jiān)測等，在這個環(huán)境質量管理在線監(jiān)控指揮系統(tǒng)下，可以實施自動采樣，對污染源實施有效的監(jiān)督和管理。
環(huán)境質量管理在線監(jiān)控指揮系統(tǒng)可以劃分為以下幾個類別：
①空氣質量在線監(jiān)控管理系統(tǒng)。空氣質量在線監(jiān)控管理要由統(tǒng)一的中心站實施控制，對分散的子站進行自動連接，監(jiān)測空氣污染的因子的濃度與時間、空間之間的關系狀況，并且可以實施對同一區(qū)域內多點的同時連續(xù)監(jiān)測，從而獲取準確的大氣污染信息。
②水質在線監(jiān)控管理系統(tǒng)。對于水質的污染狀況的監(jiān)控和管理較為困難，由于水環(huán)境中的污染物種類較為復雜，在監(jiān)測時需要進行化學預處理，在采水設備、水質污染監(jiān)測儀器和檢測儀器的應用之下，要運用電子信息技術進行監(jiān)測數(shù)據的傳遞和管理。
③煙氣在線監(jiān)控管理系統(tǒng)。煙氣在線監(jiān)控管理系統(tǒng)主要以煙塵、二氧化硫、一氧化氮為監(jiān)測對象，在線記錄煙氣中污染物的實時濃度，系統(tǒng)對于大氣污染源煙氣的排放量要進行自動采集、記錄和監(jiān)控，實現(xiàn)對煙氣環(huán)境的數(shù)據傳輸與處理。
④環(huán)境在線監(jiān)控和調度指揮中心系統(tǒng)。城市環(huán)境中存有各種污染源，這就需要各類在線監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據的監(jiān)測中心，進行集中統(tǒng)一的管理，要在電子通信技術之下，對前端監(jiān)測點的實時監(jiān)控數(shù)據進行傳輸，由監(jiān)控中心系統(tǒng)對基礎數(shù)據進行實時的顯示，從而實現(xiàn)對環(huán)境在線監(jiān)控和指揮的無縫對接。
2 環(huán)境質量管理在線監(jiān)控指揮系統(tǒng)的總體要求及原則
2.1 先進性原則
環(huán)境質量管理在線監(jiān)控指揮系統(tǒng)要利用先進而成熟的計算機軟硬件技術，采用B/S模式結構的中心軟件，在無線數(shù)據傳輸和數(shù)字擴頻微波傳輸方式的支持下，運用先進的信息備份技術、集中管理技術、災難恢復技術、超短波無線數(shù)據傳輸技術、GPRS/GSM通信技術等，提升系統(tǒng)的傳輸性能和抗干擾能力。
2.2 通用性原則
環(huán)境質量管理在線監(jiān)控指揮系統(tǒng)要充分考慮其可擴充性和可維護性，用模塊化的構造和參數(shù)化的方式，對系統(tǒng)的硬件進行配置、刪減和擴充等，從而使系統(tǒng)具有良好的可移植性，并且在參數(shù)的定義和生成方式之下，使系統(tǒng)的功能具有普遍適應性，可以支持多種新的應用。
2.3 成熟性原則
環(huán)境質量管理在線監(jiān)控指揮系統(tǒng)是基于無線數(shù)據傳輸之下的成熟技術，廣泛地應用于電力、供水、環(huán)保等領域，具有快速的傳輸速率以及安全可靠的性能。
3 環(huán)境質量管理在線監(jiān)控指揮系統(tǒng)的軟硬件平臺建設
3.1 硬件平臺設計與建設
3.1.1 在線監(jiān)測系統(tǒng)前端儀表
這主要有廢水排放在線監(jiān)測系統(tǒng)和廢氣排放在線監(jiān)測系統(tǒng)，其中：廢水排放在線監(jiān)測系統(tǒng)采用先進的在線監(jiān)測技術和設備，對污染源的排放狀態(tài)實施在線監(jiān)測，主要監(jiān)測參數(shù)有：化學耗氧量、流量、氨氮、pH值、重金屬等。廢氣排放在線監(jiān)測系統(tǒng)重點監(jiān)測煙氣中SO2、NOX、CO以及顆粒物的排放濃度，主要選用顆粒物測定儀設備，對廢氣排放濃度進行監(jiān)測。
3.1.2 通信系統(tǒng)
在環(huán)境質量管理在線監(jiān)控指揮系統(tǒng)中，電子通信技術系統(tǒng)主要采用無線、有線和IP網絡的方式，可以選擇多種傳輸方式，如GSM/GPRS、無線數(shù)據傳輸專網、數(shù)傳電臺、電話線等，這些電子通信技術各有其優(yōu)劣勢，可以進行選擇式的使用。
3.1.3 指揮中心系統(tǒng)
這是環(huán)境質量管理在線監(jiān)控指揮系統(tǒng)的核心和首腦，它對于污染源數(shù)據的功能在于分析和指揮全局，其硬件設備主要有中心數(shù)據通信機、數(shù)據采集工作站、投影設備、網絡交換機等，對于在線監(jiān)測數(shù)據的處理具有快捷處理和存儲穩(wěn)定的功能。
3.2 軟件平臺設計與建設
3.2.1 在線監(jiān)測中心軟件系統(tǒng)的設計
①數(shù)據采集傳輸平臺。它是在線監(jiān)測系統(tǒng)的基礎，它的功用在于實現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據和圖像的數(shù)據存儲，并提供控制功能和應用程序的平臺，實現(xiàn)對系統(tǒng)的遠程監(jiān)測與控制。在這個平臺上，主要是采用TCP/IP的方式加以實現(xiàn)，具體運用GPRS和ADSL兩種不同的方式，從而保證系統(tǒng)平臺的實時、快速地響應。
②數(shù)據庫平臺。它是系統(tǒng)平臺的核心，對分散的各監(jiān)測點的監(jiān)測原始信息可以實現(xiàn)實時的監(jiān)測、統(tǒng)計和分析，并生成圖表，用于數(shù)據顯示和數(shù)據查詢，需求者可以通過WEB瀏覽平臺，實現(xiàn)基本數(shù)據的應用與共享，在提供相應的數(shù)據格式接口的條件之下，采用XML的形式，整合各種業(yè)務數(shù)據資源，達到數(shù)據的統(tǒng)一存儲、備份和恢復的使用目標。
③應用程序平臺。在這個系統(tǒng)平臺之下，采用統(tǒng)一的用戶認證服務方式，實現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據瀏覽、管理與控制、信息配置管理的功能，在簡潔而便捷地應用程序平臺界面之下，對基礎數(shù)據進行統(tǒng)計、分析和處理。
④WEB瀏覽平臺。這個瀏覽平臺是一種便捷的體現(xiàn)方式，它在授權的安全認證方式之下，實現(xiàn)瀏覽功能，它集成了業(yè)務部門的基本，也添加了排污申報、排污收費、項目審批等模塊，生成了實時數(shù)據、實時曲線、匯總圖表等，最終實現(xiàn)信息資源共享的電子化工作模式。
⑤系統(tǒng)接口平臺。為了實現(xiàn)數(shù)據的同步傳輸，要轉發(fā)約定格式的數(shù)據，確保其同步、無誤上傳，由此可知，這個系統(tǒng)接口平臺的可擴展性和強大的靈敏性特點，在這個系統(tǒng)平臺上，可以通過特定部門的不同要求，自動生成特定格式的文件，并在網頁方式下實現(xiàn)傳送和添加功能。
3.2.2 不同子系統(tǒng)的設計與建設
①污染源在線監(jiān)控子系統(tǒng)。在這個子系統(tǒng)之下，需要建構以下幾大模塊，即通信采集模塊、數(shù)據管理模塊、數(shù)據報表模塊、網頁瀏覽模式、GIS顯示平臺、視頻監(jiān)控平臺，實現(xiàn)對污染數(shù)據的處理和分析、上報、數(shù)據補調等功能。
②空氣質量在線監(jiān)控子系統(tǒng)。這是在集成系統(tǒng)之下，實現(xiàn)組網通信，構建智能化程度較高的空氣自動監(jiān)測數(shù)據處理中心，從而提升和優(yōu)化空氣自動監(jiān)測的可持續(xù)發(fā)展能力。
③噪音在線監(jiān)控子系統(tǒng)。這是在國家環(huán)境監(jiān)測技術規(guī)范之下，對環(huán)境噪音進行監(jiān)測、評價、，對噪聲數(shù)據進行自動采集、存儲和傳輸，最大程度地提高噪音監(jiān)測的精度、頻度。
總之，環(huán)境質量管理在線監(jiān)控指揮系統(tǒng)可以確保數(shù)據信息的原始性和可靠性，在科學先進而成熟的互聯(lián)網技術支持下，可以極大程度地減少人為誤差，實現(xiàn)不間斷的環(huán)境質量數(shù)據實時采集和傳輸，從而提高管理控制效能。
參 考 文 獻
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關鍵詞：物聯(lián)網；監(jiān)管系統(tǒng)；水產養(yǎng)殖
中圖分類號：S951.2 文獻標識號：A 文章編號：1001-4942（2013）08-0001-04
物聯(lián)網是物聯(lián)化、互聯(lián)化、智能化的網絡，能夠將信息的獲取延伸到池塘的每一個角落，并通過信息網絡實現(xiàn)更廣域的互聯(lián)互通[1]。農業(yè)物聯(lián)網是物聯(lián)網技術在農業(yè)生產、經營、管理和服務中的具體應用。物聯(lián)網技術正在逐步改變傳統(tǒng)水產養(yǎng)殖業(yè)親自到池塘邊進行觀察、采集、檢測獲取環(huán)境信息和現(xiàn)場管理的模式。傳統(tǒng)模式不但耗時長，還會造成生產措施的延后，造成一定的經濟損失。本文提出并構建了水產養(yǎng)殖生產過程中的4個系統(tǒng)：水產養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)、水產品健康養(yǎng)殖智能化管理系統(tǒng)、水產養(yǎng)殖對象個體行為視頻監(jiān)測系統(tǒng)、“氣象預報式”信息服務系統(tǒng)。其中，水產養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)是對養(yǎng)殖環(huán)境的測控；水產品健康養(yǎng)殖智能化管理系統(tǒng)可以進行精細投喂和水產品的疾病診斷；水產養(yǎng)殖對象個體行為視頻監(jiān)測系統(tǒng)可以對水產品個體行為進行遠程測控，進行動物行為診斷；“氣象預報式”信息服務系統(tǒng)可以為水產養(yǎng)殖進行天氣預報式的預測和采取防范措施。水產物聯(lián)網可以有效解決傳統(tǒng)水產養(yǎng)殖在養(yǎng)殖業(yè)中的不足，實現(xiàn)降低養(yǎng)殖風險、提高水產質量和水質的目標。
1我國水產養(yǎng)殖現(xiàn)狀與對物聯(lián)網技術的需求
我國是水產養(yǎng)殖大國，同時又是一個水產弱國。水產養(yǎng)殖業(yè)主要沿用消耗大量資源和粗放式經營的傳統(tǒng)方式[2]。水產養(yǎng)殖產量占到了全世界的73%。養(yǎng)殖過程中不合理投喂和用藥極大地惡化了水質環(huán)境，影響水產品質量，加劇水產病害的發(fā)生，使得水產品質量安全、水環(huán)境污染、養(yǎng)殖風險等問題非常嚴重[3]。同時，缺少水產養(yǎng)殖規(guī)范，雖然農業(yè)部制定了一批無公害水產養(yǎng)殖的規(guī)范，但是由于我國水產養(yǎng)殖的現(xiàn)狀無法確切地執(zhí)行，導致養(yǎng)殖過程中無法按照標準規(guī)程實行喂養(yǎng)、漁藥等[4]。
當前在水產養(yǎng)殖過程中對物聯(lián)網技術的需求突出表現(xiàn)在以下4個方面：①水產品養(yǎng)殖場缺乏有效信息監(jiān)測技術和手段，水質在線監(jiān)測和控制水平低，實現(xiàn)對水質和環(huán)境信息的實時在線監(jiān)測、水質異常報警與預警等是迫切需求；②國內水產養(yǎng)殖相關傳感器應用較多，但存在穩(wěn)定性差、準確性低、維護成本較高的問題；③水產品病害發(fā)生情況嚴重，相關技術人員缺乏，實現(xiàn)水產品精細喂養(yǎng)與疾病預測、建設水產品健康養(yǎng)殖智能化管理系統(tǒng)將在一定程度上解決這個問題；④目前盡管有農業(yè)網站、農林電視節(jié)目等資源，但沒有將信息充分整合到一起，養(yǎng)殖戶也缺乏“天氣預報式”的服務。
2水產養(yǎng)殖物聯(lián)網系統(tǒng)總體架構（圖1）
針對水產品養(yǎng)殖場缺乏有效信息監(jiān)測技術和手段，水質在線監(jiān)測和控制水平低等問題，采用智能水質傳感器、無線傳感網、3G、IPV6、智能控制等技術，建設水產養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)對水質和環(huán)境信息的實時在線監(jiān)測、水質異常報警與預警，通過無線傳感網、互聯(lián)網、通信網等信息傳輸通道，以計算機、手機等不同的終端設備，將水質異常報警信息及水質預警信息及時通知養(yǎng)殖管理人員和專業(yè)技術人員。同時根據水質監(jiān)測結果，實時調整控制措施，自動啟動增氧機等控制設備，保持水質穩(wěn)定，為水產品創(chuàng)造健康的水質環(huán)境，確保水產品養(yǎng)殖的環(huán)境安全。
2.1水產養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)
主要包括以下幾個方面的建設內容：
2.1.1基于智能感知技術的水質及環(huán)境信息智能感知技術采用具有自識別、自標定、自校正、自動補償功能的智能傳感器，對水質和環(huán)境信息進行實時采集，全面感知養(yǎng)殖環(huán)境的實際情況。
2.1.2基于無線傳感器網絡的水質及環(huán)境信息無線傳輸技術當前無線傳感網絡對環(huán)境的監(jiān)控基本處于成熟階段[5，6]，可運用無線通信技術、嵌入式測控技術和計算機技術，實現(xiàn)短距離通訊和無線通信；研制系列無線采集節(jié)點、無線控制節(jié)點和無線監(jiān)控中心，開發(fā)無線網絡管理軟件，構建適合集約化水產養(yǎng)殖應用的水質及環(huán)境信息無線傳輸系統(tǒng)，將有效解決水產養(yǎng)殖領域應用覆蓋范圍大、能耗約束強、環(huán)境惡劣和維護能力差等條件下信息的可靠傳輸難題。
2.1.3水質管理決策模型建設水質好壞影響水產品的生長速度和健康水平，最終影響水產品的質量，嚴重的會導致水產養(yǎng)殖的重大損失。養(yǎng)殖環(huán)境信息、水質信息、養(yǎng)殖措施和養(yǎng)殖生物量間的定量關系描述是水產養(yǎng)殖數(shù)字化、精細化管理的前提和難題。本系統(tǒng)將根據氣溫對水溫的影響，餌料及水產品的代謝物對養(yǎng)殖水體pH值的影響，養(yǎng)殖密度對日增重量、日生長量和成活率的影響，水體增氧對養(yǎng)殖水體中溶氧量和氨氮的影響，氨氮、亞硝態(tài)氮對化學需氧量（COD）的影響，氨氮、亞硝態(tài)氮對葡萄糖吸收能力的影響，殘餌、糞便對水質的影響等，建立水質參數(shù)預測、生物增長等系列定量關系動力學模型，解決水質動態(tài)預測問題，為水質預警控制、飼料投喂和疾病預防預警提供數(shù)據支持。
2.1.4基于智能控制技術的環(huán)境設備控制技術針對現(xiàn)有養(yǎng)殖設備（如增氧機）工作效率低、能耗高、難以用精確數(shù)學模型描述等問題，通過分析研究控制措施與參數(shù)動態(tài)變化規(guī)律，動態(tài)調整環(huán)境控制措施，實現(xiàn)養(yǎng)殖設備的智能控制，以降低能量消耗，節(jié)約成本。
2.2水產品健康養(yǎng)殖智能化管理系統(tǒng)
整合水產品精細喂養(yǎng)與疾病預測、診斷決策等子系統(tǒng)，建設水產品健康養(yǎng)殖智能化管理系統(tǒng)，形成一套包括硬件裝置和軟件系統(tǒng)的集約化水產養(yǎng)殖場健康養(yǎng)殖數(shù)字化平臺，實現(xiàn)水產養(yǎng)殖全過程可視化、自動化、科學化管理。主要建設內容包括：
2.2.1水產品精細投喂智能決策系統(tǒng)依水產品在各養(yǎng)殖階段營養(yǎng)成分需求，根據各養(yǎng)殖品種長度與重量的關系，光照度、水溫、溶氧量、養(yǎng)殖密度等因素與魚餌料營養(yǎng)成分的吸收能力、餌料攝取量的關系，借助養(yǎng)殖專家經驗建立不同養(yǎng)殖品種的生長階段與投喂率、投喂量間定量關系模型。利用數(shù)據庫建庫技術，對水產品精細飼養(yǎng)相關的環(huán)境、群體信息進行管理，建立適合不同水產品的精細投喂決策系統(tǒng)，解決喂什么、喂多少、喂幾次等精細喂養(yǎng)問題，精細投喂系統(tǒng)也可以為水產品質量追溯提供基礎數(shù)據。
2.2.2自動化投飼系統(tǒng)利用監(jiān)控軟件和網絡技術，通過局域網、手機等工具，實現(xiàn)遠程異地監(jiān)控。在人員不在養(yǎng)殖現(xiàn)場的情況下，能實時掌握投料情況、養(yǎng)殖產品的進食情況。利用遠程控制系統(tǒng)，進行定時定量精準投喂控制，實現(xiàn)自動化定時精準投料養(yǎng)殖，減少飼料損耗。在相對集中的養(yǎng)殖場所建立監(jiān)控平臺，在零星養(yǎng)殖場所可通過手機進行監(jiān)控。
2.2.3水產品疾病診治系統(tǒng)水產品用藥很多，要對癥下藥才可以[7]。從水產品疾病早預防、早診治的角度出發(fā)，在對氣候環(huán)境、水環(huán)境和病源與水產品疾病發(fā)生關系研究的基礎上，確定各類病因預警指標及其對疾病發(fā)生影響的可能程度，建立水產品預警指標體系，根據預警指標的等級和疾病的危害程度，建立水產品疾病預警模型；建立疾病診斷推理網絡關系模型，建立水產品典型病蟲害圖像特征數(shù)據庫，實現(xiàn)水產品疾病的早預防、及時預警和精確診治。
2.3水產養(yǎng)殖對象個體行為視頻監(jiān)測系統(tǒng)
養(yǎng)殖場視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要實現(xiàn)對水產品養(yǎng)殖環(huán)境的遠程監(jiān)測管理。現(xiàn)代水產養(yǎng)殖場采用全封閉管理方式，有利于水產品的安全生產，可有效杜絕外界環(huán)境對水產品的不利影響，為了方便外界人員觀看水產品養(yǎng)殖加工的實時情況，在水產養(yǎng)殖及加工場地內設置可移動的監(jiān)控設備，利用視頻攝像頭的動態(tài)可視化特點，將水產養(yǎng)殖及生產加工環(huán)節(jié)予以實時監(jiān)控。主要建設內容包括：
①水產環(huán)境視頻采集系統(tǒng)，實現(xiàn)現(xiàn)場環(huán)境的采集功能；②傳輸系統(tǒng)；③遠程監(jiān)測系統(tǒng)；④移動終端，通過手機等移動終端可以異地監(jiān)測水產養(yǎng)殖場的情況。
2.4“氣象預報式”信息服務系統(tǒng)
整合當?shù)責峋€、農業(yè)信息網站資源等的水產養(yǎng)殖技術、水產養(yǎng)殖行業(yè)新聞及市場動態(tài)信息，利用網格技術、數(shù)據庫異構分布技術、中間件技術、云計算技術、人工智能等技術充分融合現(xiàn)有的水產信息資源，采用三網融合技術，為養(yǎng)殖企業(yè)和養(yǎng)殖戶提供水產養(yǎng)殖信息服務，解決生產管理、養(yǎng)殖技術推廣、市場信息服務等問題。采用手機報、惠農短信、農林電視節(jié)目等信息技術手段，為養(yǎng)殖戶提供適時的水質環(huán)境預測預報、應急防范、技術咨詢服務。
3物聯(lián)網技術在水產養(yǎng)殖方面的應用前景
雖然當前物聯(lián)網在水產養(yǎng)殖中還未廣泛應用，僅處于試驗階段，但江蘇無錫市山區(qū)鵝湖鎮(zhèn)物聯(lián)網智能養(yǎng)魚、蘇州昆山陽澄湖漁業(yè)產業(yè)園、金壇長蕩湖漁業(yè)科技示范園[8]、無錫宜興物聯(lián)網養(yǎng)螃蟹[9]等實驗區(qū)均取得了可喜的成果，說明物聯(lián)網在水產養(yǎng)殖方面發(fā)展?jié)摿薮螅ㄟ^物聯(lián)網技術支持，水產養(yǎng)殖會發(fā)展得更快。物聯(lián)網是我國未來幾年的重點發(fā)展產業(yè)，得到了政府的大力支持[10]，物聯(lián)網技術也將在“十二五”期間快速發(fā)展，技術體系會更加完善，相關的政策會更加健全。
“十二五”規(guī)劃中對水產養(yǎng)殖業(yè)、增殖漁業(yè)、捕撈業(yè)、加工業(yè)和休閑漁業(yè)五大產業(yè)體系做出了詳細規(guī)定。其中，水產養(yǎng)殖在產業(yè)中所占比重被再度要求加重[11]。這就要求水產養(yǎng)殖向高密度、集約化發(fā)展，這就需要水產物聯(lián)網技術的支持，在保持水環(huán)境質量的基礎上，實行標準化養(yǎng)殖，對水產養(yǎng)殖的過程進行全程監(jiān)控，保證水產養(yǎng)殖的規(guī)范化、標準化。水產養(yǎng)殖在物聯(lián)網技術的支持下將會得到更快的發(fā)展。
4結語
建立水產養(yǎng)殖物聯(lián)網系統(tǒng)是現(xiàn)代水產養(yǎng)殖的必然趨勢。該系統(tǒng)可以對水產養(yǎng)殖過程進行測控，成為水產養(yǎng)殖的“管家”[12]；還可以對水產環(huán)境變化、水質狀況進行監(jiān)測，并準確投喂，及時增氧，對可能出現(xiàn)的水產疾病進行預報，及時采取措施；還可完善水產養(yǎng)殖生產技術，保證養(yǎng)殖生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán)，進一步提高水產品質量，應對勞動力成本上升，最終可獲得更好的社會效益、經濟效益和生態(tài)效益。
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關鍵詞：地表水環(huán)境方法監(jiān)測發(fā)展方向發(fā)展對策
中圖分類號：X83文獻標識碼： A 文章編號：
我國的水環(huán)境監(jiān)測，整體是起步較晚，發(fā)展速度較快，但是與國外的發(fā)展還有一定的差距，其發(fā)展仍然是任重道遠。今后的發(fā)展方向，就是要在提高監(jiān)測質量的基礎上，對優(yōu)先監(jiān)測給予重視，特別是要重視有機污染物的監(jiān)測。在做好常規(guī)監(jiān)測的同時，逐步推進水環(huán)境監(jiān)測的現(xiàn)代化，有計劃的實現(xiàn)水質自動監(jiān)測網絡，借鑒并引進國外先進的監(jiān)測技術，并將遙感及地理信息系統(tǒng)等高新技術與水環(huán)境監(jiān)測結合起來。
一、地表水環(huán)境監(jiān)測概況
1、水環(huán)境監(jiān)測方法
我國水環(huán)境監(jiān)測方法可以歸為三類: ①自動監(jiān)測。執(zhí)行國家環(huán)保局、美國EPA 和EU 認可的儀器分析方法, 并按照國家環(huán)境保護局批準的水質自動監(jiān)測技術規(guī)范進行；②常規(guī)監(jiān)測。執(zhí)行GB 3838 ——2002《地表水環(huán)境質量標準》 中規(guī)定的標準分析方法；③應急監(jiān)測。凡有國家認可標準方法的項目, 必須采用標準方法。沒有標準方法的項目, 采用等效方法進行測定。
在水環(huán)境監(jiān)測領域, 針對不同流域和管理需要,一般采取常規(guī)監(jiān)測和水質自動監(jiān)測有機地結合的方式。早在20 世紀70 年代初期, 美國等發(fā)達國家就對河流、湖泊等地表水開展了水文水質同步連續(xù)自動監(jiān)測及污染源水質連續(xù)監(jiān)測, 日本則有以流域為主和以污染源為主的兩類水質自動監(jiān)測系統(tǒng), 其特點是只測水質參數(shù)而不測水文參數(shù)。20 世紀80 年代末, 我國開始從國外引進水環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng), 水環(huán)境實時動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的研發(fā)逐漸受到重視。自1998年以來, 水質自動監(jiān)測站有了較快的發(fā)展。
2、水環(huán)境監(jiān)測站網
目前, 我國地表水監(jiān)測網絡由260 個重點監(jiān)測站組成, 監(jiān)測250 條河流、18 個湖泊和10 個水庫, 監(jiān)測斷面759 個; 全國省控以上站網監(jiān)測1 868 條河流、182 個湖泊和440 個水庫, 共設置監(jiān)測斷面9000多個。另外, 國家已經建成82 個水質自動監(jiān)測站,地方投資建設的有79 個。水利系統(tǒng)已建成由水利部、流域、省及其地( 市) 水環(huán)境監(jiān)測中心、分中心共251 個監(jiān)測機構組成的四級水質監(jiān)測體系; 已有水質監(jiān)測站點3 240 處, 基本覆蓋了全國主要江河湖庫; 有51 家水環(huán)境監(jiān)測中心的實驗室通過了國家級計量認證, 占水利系統(tǒng)質檢中心的61.4%。環(huán)保系統(tǒng)共有國家、省、地、縣四級環(huán)境監(jiān)測站2 268 個, 絕大多數(shù)環(huán)境監(jiān)測站也從事著水環(huán)境監(jiān)測及其相關環(huán)境監(jiān)測的工作; 已有80%~ 85%的市級站、56%的縣級站正常開展地面水的常規(guī)監(jiān)測。
全國的監(jiān)測站網主要是以常規(guī)監(jiān)測為主, 還未形成水質自動監(jiān)測網，與發(fā)達國家相比有一定差距。美國1975 年在各州共有13 000 個監(jiān)測站組成水質自動監(jiān)測網, 分為國家水質監(jiān)測網和州及地區(qū)水質監(jiān)測網, 前者主要分布于美國的18 條主要河流流域中, 后者按照《清潔水法》中規(guī)定的目標設立。我國的水質自動監(jiān)測系統(tǒng)僅限于一些重點流域, 數(shù)量較少, 與水污染現(xiàn)狀相背離。
3、水環(huán)境監(jiān)測項目
常規(guī)監(jiān)測項目包括必測項目、選測項目和特定項目, 根據不同水體有不同的要求。自動監(jiān)測項目包括必測項目有7 種和選測項目14 種。我國水污染以有機物污染為主的現(xiàn)狀使水環(huán)境優(yōu)先監(jiān)測提上了日程。1992 年, 國家環(huán)保局公布水中優(yōu)先控制的污染物黑名單, 共68 種, 其中有毒有機污染物58種。它代表我國的水環(huán)境污染狀況, 標志著我國水環(huán)境監(jiān)測從宏觀走向微觀、從監(jiān)測重金屬和綜合性指標轉向以監(jiān)測有毒有機物為主的監(jiān)測技術路線。
國外許多國家很早就注意到這個問題, 并開始了水環(huán)境優(yōu)先控制污染物的監(jiān)測。美國是最早開展水中優(yōu)先監(jiān)測的國家, 已建立了一套完整的法規(guī)、標準和監(jiān)測體系。1976 年美國公布了《清潔水法》,受控的水中優(yōu)先控制污染物129 種, 其中114 種為有毒有機污染物, 建立起了EPA 標準物質庫和配套的600 系列監(jiān)測分析方法, 制定了嚴格的QA/ QC 措施; 前蘇聯(lián)繼1975 年公布了496 種有毒有機污染物在水中的最高允許濃度之后, 又在1984 年公布了水中561 種有毒有機物的衛(wèi)生標準。我國1996 年7月頒布了GB 8978 —— 96《污水綜合排放標準》, 除了對原來的GB 8978 ——88 內容作了部分修改外, 主要還增加了約30 余項有毒有機物的排放標準, 標志著我國水環(huán)境監(jiān)測轉向以無機和有機污染物的全面控制。與此同時,HJ/T91——2002《水和廢水監(jiān)測技術規(guī)范》也做了適當?shù)男抻? 與污水綜合排放標準相協(xié)調, 增加了一些有毒有機物監(jiān)測項目。
4、水環(huán)境質量標準
水環(huán)境質量標準是開展水環(huán)境監(jiān)測的依據, 沒有標準也就無法判斷水質的優(yōu)劣及污染物的超標情況。我國水環(huán)境質量標準有: GB 3838—— 2002《地表水環(huán)境質量標準》、GB 3097 —— 1997《海水水質標準》、GB 11607 —— 89《生活飲用水衛(wèi)生規(guī)范、漁業(yè)水質標準》、GB 5084——92《農田灌溉用水水質標準》。在排放標準方面, 頒布了GB 8987——96《污水綜合排放標準》和近20 多個行業(yè)的污水排放標準。
近年來, 世界各國為適應發(fā)展變化的水資源管理和監(jiān)測形勢, 不斷修訂和實施水環(huán)境質量標準, 對水質監(jiān)測更加重視。我國最新的GB 3838——2002《地表水環(huán)境質量標準》在1999 年標準的基礎上又增加了五氯酚、丙烯腈、氯乙烯、苯、甲苯等苯系物及三溴甲烷等揮發(fā)性鹵代烴類的監(jiān)測標準, 項目總數(shù)達40余項, 重視了有毒有機污染物的監(jiān)測, 可以更有效的控制水污染現(xiàn)狀。
美國沒有全國統(tǒng)一的水質標準。美國環(huán)保局只是負責建立各類水質基準, 各州根據聯(lián)邦環(huán)保局提供的水質基準并結合水體具體功能制定各州和流域的水質標準, 即水環(huán)境質量標準。我國的水環(huán)境標準是國家統(tǒng)一的, 主要是根據全國的情況制定的,針對共性問題。我國幅員遼闊, 各地水文和氣候條件差異較大, “一刀切”模式的標準存在弊端, 因此各地方要根據地區(qū)的經濟、環(huán)境狀況和管理水平制定地方標準, 解決環(huán)境的個性問題, 地方標準應更嚴于國家標準。
二、地表水環(huán)境監(jiān)測進展
1、水環(huán)境監(jiān)測發(fā)展方向
隨著科學技術的不斷進步和發(fā)展, 各種新的技術也不斷地應用于環(huán)境監(jiān)測的實際工作中。水環(huán)境監(jiān)測規(guī)范鼓勵各級水環(huán)境監(jiān)測中心在水環(huán)境監(jiān)測工作中積極采用新技術、新方法、新材料、新設備等。但應注意所采用的新技術、新方法要經過驗證, 證明行之有效方可使用。水環(huán)境監(jiān)測應基于實驗室儀器設備的現(xiàn)狀對分析方法進行選擇, 積極鼓勵采用新的先進技術（ 如等效或參照采用有關國際標準等）, 以提高水環(huán)境監(jiān)測技術水平。
隨著科技的發(fā)展及自動化程度的提高, 對水環(huán)境的監(jiān)測應實行水污染的動態(tài)監(jiān)測。水污染動態(tài)監(jiān)測是在常規(guī)水質監(jiān)測的基礎上發(fā)展起來的, 是針對水污染特點, 在時間或水質水量方面進行動態(tài)的同步監(jiān)測。在監(jiān)測項目、時間、頻率以及監(jiān)測范圍方面, 是根據各河道污染的主要水質指標, 分河段按不同水情和污染狀況, 采取不同監(jiān)測頻率, 對河道水污染進行跟蹤性或監(jiān)視性監(jiān)測, 以確定污染的影響范圍與程度, 便于管理部門及時采取對策。同時, 動態(tài)監(jiān)測能及時掌握河道水量水質變化。水污染動態(tài)監(jiān)測信息傳遞, 要做到迅速、準確，以提高監(jiān)測資料的時效性。
目前, 我國要積極發(fā)展在線監(jiān)測, 提高監(jiān)督監(jiān)測能力。雖然我國目前對廢水的在線監(jiān)測尚屬試驗推廣階段, 但隨著技術條件的成熟, 已在全國很多地方陸續(xù)開展。
隨著遙感技術的進步, 遙感監(jiān)測在水環(huán)境等領域的應用引起了環(huán)境保護部門較廣泛的重視。國內外通過各方面的努力實踐認為, 各種水體污染在遙感圖像上除有的不清晰外, 都有不同程度的反映。目前, 遙感已成為我們用以監(jiān)測的依據, 其在環(huán)境監(jiān)測中的應用是一先進的技術途徑。遙感監(jiān)測能有效解決水環(huán)境監(jiān)測的大范圍性、連續(xù)性、動態(tài)性以及高效性等技術問題。
2、水環(huán)境監(jiān)測發(fā)展對策
積極發(fā)展在線監(jiān)測, 提高監(jiān)督監(jiān)測能力。經過不斷實踐, 在取得豐富的在線監(jiān)測技術基礎上, 廢水CEMS將會在全國各地全面鋪開。建立有效的生態(tài)監(jiān)測機制, 全面真實地反映環(huán)境質量變化狀況。生態(tài)監(jiān)測克服了理化監(jiān)測的缺陷, 它有理化監(jiān)測所不能替代的作用和所不具備的一些特點,在環(huán)境監(jiān)測中占有特殊的地位, 它的優(yōu)點主要表現(xiàn)在以下4個方面：① 能綜合地反映環(huán)境質量狀況；②具有連續(xù)監(jiān)測的功能；③具有多功能性；④監(jiān)測靈敏度高。
建立監(jiān)督監(jiān)理快速反映隊伍, 為監(jiān)理執(zhí)法撐硬腰桿。合理利用水資源、切實改善水環(huán)境, 努力做好水環(huán)境監(jiān)測工作, 確保人民群眾的用水安全。積極應用遙感技術監(jiān)測水環(huán)境。遙感能進行大范圍、連續(xù)、動態(tài)、有效的監(jiān)測預報, 為水環(huán)境的各種污染的治理工作提供依據。
綜上所述, 在中國現(xiàn)階段杜絕污染事故的發(fā)生還非常困難, 水污染事故的發(fā)生呈突然的、隨機的特點, 然而由于缺乏危險源信息, 缺乏先進的實時監(jiān)測系統(tǒng), 無法實現(xiàn)重點流域和重點污染源的實時監(jiān)控,環(huán)保部門的現(xiàn)場監(jiān)察、監(jiān)測能力十分薄弱, 所以突發(fā)環(huán)境事件時難以形成統(tǒng)一、高效的指揮體系。當事故發(fā)生后, 現(xiàn)有監(jiān)測能力和技術難以為應急搜索工作提供技術保障, 對流域事故污染源進行動態(tài)管理體系, 已成為中國環(huán)境管理工作的當務之急。
參考文獻：
[1] 蔣樹艷.實驗室水質監(jiān)測的質量控制和質量保證[J]. 中國資源綜合利用. 2010(07)
