國(guó)家地表水水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)介紹

國(guó)家地表水水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)介紹

    實(shí)施地表水水質(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。

     及時(shí)、準(zhǔn)確、有效是水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)的技術(shù)特點(diǎn)，近年來，水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)在許多國(guó)家地表水監(jiān)測(cè)中得到了廣泛的應(yīng)用，我國(guó)的水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站（以下簡(jiǎn)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(guó)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(kù)湖體及環(huán)湖河流、國(guó)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(kù)的水質(zhì)狀況。

    現(xiàn)有100個(gè)水站分布在25個(gè)?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市），由85個(gè)托管站負(fù)責(zé)日常運(yùn)行維護(hù)管理工作。其中：（1）位于河流上有83個(gè)水站，湖庫(kù)17個(gè)；（2）位于國(guó)界或出入國(guó)境河流有6個(gè)，省界斷面37個(gè)，入?？?個(gè)，其他42個(gè)。目前還有36個(gè)水質(zhì)自動(dòng)站正在建設(shè)中，水站儀器設(shè)備更新項(xiàng)目也在實(shí)施中。

地表水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站儀器配置與運(yùn)行方式

    水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目包括水溫、pH、溶解氧（DO）、電導(dǎo)率、濁度、高錳酸鹽指數(shù)、總有機(jī)碳（TOC）、氨氮，湖泊水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目還包括總氮和總磷。以后將選擇部分點(diǎn)位進(jìn)行揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）、生物毒性及葉綠素a試點(diǎn)工作。

    水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站的監(jiān)測(cè)頻次一般采用每4小時(shí)采樣分析一次。每天各監(jiān)測(cè)項(xiàng)目可以得到6個(gè)監(jiān)測(cè)結(jié)果，可根據(jù)管理需要提高監(jiān)測(cè)頻次。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)通過公外網(wǎng)VPN方式傳送到各水質(zhì)自動(dòng)站的托管站、省級(jí)監(jiān)測(cè)中心站及中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站。

    為充分發(fā)揮已建成的100個(gè)國(guó)家地表水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站的實(shí)時(shí)監(jiān)視和預(yù)警功能，經(jīng)研究定于2009年7月1日在互聯(lián)網(wǎng)上發(fā)布國(guó)家水站的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。

    每個(gè)水站的監(jiān)測(cè)頻次為每4小時(shí)一次，按0:00、4:00、8:00、12:00、16:00 20:00、24:00整點(diǎn)啟動(dòng)監(jiān)測(cè)，發(fā)布數(shù)據(jù)為最近一次監(jiān)測(cè)值。

    每個(gè)水站發(fā)布的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目為pH、溶解氧（DO）、總有機(jī)碳（TOC）或高錳酸鹽指數(shù)（COD_Mn）及氨氮（NH₃-N）共5項(xiàng)。執(zhí)行《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838—2002）中相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)每個(gè)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的結(jié)果給出相應(yīng)的水質(zhì)類別?？傆袡C(jī)碳（TOC）目前沒有評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

    為使水質(zhì)狀況表達(dá)容易理解，按水質(zhì)類別將水質(zhì)狀況分為優(yōu)（I、II類水質(zhì)）、良（III類水質(zhì)）、輕度污染（IV類水質(zhì)）、中度污染（V類水質(zhì)）及重度污染（劣V類水質(zhì)）。

評(píng)價(jià)指標(biāo)在GB3838-2002標(biāo)準(zhǔn)中的標(biāo)準(zhǔn)限值

單位：mg/L

    水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站為在線連續(xù)監(jiān)測(cè)設(shè)備，在儀器故障檢查維修、日常維護(hù)校準(zhǔn)時(shí)將出現(xiàn)數(shù)據(jù)缺失現(xiàn)象。水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站在日常運(yùn)行中也會(huì)經(jīng)常受到停電、洪水、斷流、雷擊破壞、通訊中斷等意外影響，造成水站暫停運(yùn)行。目前部分水站的儀器設(shè)備已運(yùn)行8~9年，已超過使用壽命，造成故障率較高或停止運(yùn)行，目前已列更新計(jì)劃，年底前實(shí)施完畢。

主要監(jiān)測(cè)指標(biāo)含義

    pH：表征水體酸堿性的指標(biāo)，pH值為7時(shí)表示為中性，小于7為酸性，大于7為堿性。天然地表水的pH值一般為6~9之間，水體中藻類生長(zhǎng)時(shí)由于光合作用吸收二氧化碳，會(huì)造成表層pH值升高。

    溶解氧（DO）：代表溶解于水中的分子態(tài)氧。水中溶解氧指標(biāo)是反映水體質(zhì)量的重要指標(biāo)之一，含有有機(jī)物污染的地表水，在細(xì)菌的作用下有機(jī)污染物質(zhì)分解時(shí)，會(huì)消耗水中的溶解氧，使水體發(fā)黑發(fā)臭，會(huì)造成魚類、蝦類等水生生物死亡。在流動(dòng)性好（與空氣交換好）的自然水體中，溶解氧飽和濃度與溫度、氣壓有關(guān)，零度時(shí)水中飽和氧氣含量可14.6mg/L，25℃為8.25 mg/L。水體中藻類生長(zhǎng)時(shí)由于光合作用產(chǎn)生氧氣，會(huì)造成表層溶解氧異常升高而超過飽和值。

    高錳酸鹽指數(shù)（COD_Mn）：以高錳酸鉀為氧化劑，處理地表水樣時(shí)所消耗的量，以氧的mg/L來表示。在此條件下，水中的還原性無機(jī)物（亞鐵鹽、硫化物等）和有機(jī)污染物均可消耗高錳酸鉀，常被作為地表水受有機(jī)污染物污染程度的綜合指標(biāo)。也稱為化學(xué)需氧量的高錳酸鉀法，以別于常作為廢水排放監(jiān)測(cè)的重鉻酸鉀法的化學(xué)需氧量（COD）。

    總有機(jī)碳（TOC）：代表水體中有機(jī)物質(zhì)含量的另一項(xiàng)綜合指標(biāo)。采用燃燒水樣中的有機(jī)物，通過測(cè)定生成的二氧化碳（CO₂）含量，以C元素的量來表示總有機(jī)碳的含量。對(duì)于化學(xué)成分相同的水樣，總有機(jī)碳與高錳酸鹽指數(shù)存在一定的相關(guān)性。

    氨氮（NH₃-N）：氨氮以溶解狀態(tài)的分子氨（又稱游離氨，NH₃）和以銨鹽（NH₄⁺）形式存在于水體中，兩者的比例取決于水的pH值和水溫，以含N元素的量來表示氨氮的含量。水中氨氮的來源主要為生活污水和某些工業(yè)廢水（如焦化和合成氨工業(yè)）以及地表徑流（主要指使農(nóng)田使用的肥料通過地表徑流進(jìn)入河流、湖庫(kù)等）。

應(yīng)用實(shí)例

    隨著國(guó)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。

    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(zhǎng)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(kù)區(qū)蓄水期間，共取得庫(kù)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)。

    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)。

    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(zhǎng)的水質(zhì)特異性指標(biāo)預(yù)測(cè)判斷水體的藻類生長(zhǎng)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。

    2008年四川汶川特大地震發(fā)生后，中國(guó)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(guó)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(guó)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)上發(fā)布自動(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。

    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(kù)入口）、門頭溝沿河城自動(dòng)站（官?gòu)d水庫(kù)出口）、天津果河橋自動(dòng)站（于橋水庫(kù)入口）、沈陽大伙房水庫(kù)及上海青浦急水港自動(dòng)站等國(guó)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。

全國(guó)主要流域重點(diǎn)斷面水質(zhì)自動(dòng)站分布表