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水质在线监测系统范文1
中图分类号：F49 文献标识码：A 文章编号：16723198（2013）11017202
工业锅炉作为一种有效的供热压力设备被广泛应用于输油行业中。水质不良是影响锅炉安全、经济运行的重要因素之一。没有经过净化的水质进入锅炉以及锅炉的水汽系统，在经过一段时间的运行之后，就会在锅炉受热面生成水垢。另外，锅炉在高温下与水不断接触会产生严重的腐蚀。金属腐蚀产物融入水中，使锅水的含盐量增加，进一步促进了水垢的形成。水质的恶性循环不仅会缩短锅炉的使用周期，而且给锅炉附属设备的正常运行造成不良影响。因此，要时刻加强对锅炉水质的监测和控制。
目前，企业内部锅炉操作人员每两小时对锅炉水质进行检测，以保证锅炉的安全运行。但是传统的人工化验在实际操作中表现出种种弊端，比如：人为误差的存在，易受环境变化的影响，稳定性和准确性差等特点，最重要的是人工化验不能实时监测水质状况，适应不了自动化生产的需要。而引入水质在线监测系统可以实时的在线监测，测量精度高，在一定程度上减小了环境因素对测量结果的影响，同时节省了人力、物力。因此，锅炉水质在线监测系统得到了广泛的应用。
1 洪湖站水系统概况
洪湖输油站锅炉额定蒸发量为20t/h，蒸汽压力为125MPa，属于锅外水处理的低压自然循环蒸汽锅炉。洪湖输油站锅炉原水为王洲村水厂来水，站内锅炉水处理工艺流程（见图1）：王洲村水厂来水依次进入消防水罐、原水罐、稳压水箱、活性炭过滤器、精密过滤器、高压泵、反渗透装置，经钠离子交换器软化后，进入软化水罐，再经除氧水泵加压进入低位解析除氧器，除氧水经除氧水箱密闭储存后经补水泵加压流入冷凝水罐，通过冷凝水余热加热进一步除氧后由给水泵上水进入锅炉。
图1 洪湖输油站锅炉水处理工艺流程示意图2 水质在线监测系统组成
根据工业锅炉水质国家标准GB/T 1576-2008，对于额定蒸汽压力在1.0-1.6MPa之间的蒸汽锅炉，为保证锅炉的安全运行，给水中的硬度、PH值、溶解氧、油含量、全铁、电导率，以及锅水中碱度、PH值、溶解固形物、磷酸根、亚硫酸根、相对碱度必须保持在一定的范围内。另外，洪湖输油站锅炉给水采用的是低位解析除氧原理，并未使用亚硫酸盐除氧剂，因此不对亚硫酸根进行监测。同时，站内锅炉为全焊接结构锅炉，不对相对碱度进行监测。
2.1 监测点设置
锅炉给水和锅水不同水质参数监测点位置的确定关系到整个在线水质监测系统的平稳运行。合理的监测位置的设定不仅能反馈当前位置的水质状态，还能间接反映出系统中各种附属设备的运行情况，方便操作人员辨识锅炉运行中所遇到的安全隐患。
锅水水质的监测点一般设置在锅水取样点处，便于集中管理，如图1监测点1号位置，监测项目有碱度、PH值、溶解固形物、磷酸根。
给水水质监测点的位置比较复杂，具体情况如下：
监测点2号位置（即软化水罐之后）监测浊度和硬度。目的是为了考察锅炉给水浊度和硬度是否达标。如果浊度超标，可能是站内活性炭过滤器、精密过滤器没有清洗，或者是反渗透系统的RO膜没有定时更换；如果硬度超标，可能是钠离子交换树脂“中毒”，交换剂层高度不够或运行速度太快，钠盐浓度太大，反洗阀门或盐水阀门泄漏。
3号位置为溶解氧监测点。溶解氧控制值适用于经过除氧装置处理后的给水，此外除氧水箱为在线溶解氧测试仪提供一定的稳压环境，因此，将溶解氧监测点定在除氧水箱之后。
4号位置为电导率、PH和含铁监测点。这三个参数点设置在锅炉给水线上，是为了更直接地了解锅炉给水的品质。
5号位置为含油监测点，处于冷凝水罐的回水线上。主要考虑锅炉换热器的冷凝水中是否带有含油杂质。
2.2 水质在线监测系统组成
2.2.1 系统硬件配置
水质在线监测系统由监测层、传输层、监控层三层配置组成，其配置结构如图2所示。监测层设备主要为11台在线水质分析仪，分别为工业浊度计、水硬度在线监测仪、工业PH计（2台）、工业溶氧仪、含油分析仪、在线铁离子检测仪、工业电导率、工业碱浓度计、总固体溶解控制测定仪、工业在线磷酸根分析仪。这些仪表均采用高精度AD转换和单片机微处理技术，能完成测量、量程自动转换、仪表自检等多种功能。电流输出采用光电耦合隔离技术，抗干扰能力强，实现远传。具有良好的电磁兼容性。仪表采用RS485通讯接口，方便联入计算机进行监测和通讯。
图2 水质在线监测系统的配置系统配置图由于本监控系统采集数据种类较多，为实现系统稳定、安全、高效运行，传输层设备主要为由两台计算机控制的冗余以太局域网，实现各个PLC站、上位机之间数据的传输。计算机通讯网络采用开放式10/100M标准以太网TCP/IP通信服务。物理接口为10BASE-T/100BASE-TX （RJ45），传输介质为双绞线或光纤。
监控层设备主要为2台工作站（Windows以上版本操作系统）采用CPU冗余配置的法国施耐德公司Modicon Unity Quantum 140 CPU 671 60可编程逻辑控制器（PLC），Modicon Quantum系列I/O模块以及与之配套的8口以太网交换机，完成现场参数的采集、转换与控制功能。Unity Quantum CPU使用可擦写存储器技术，支持控制器的执行存储和指令集。Modicon Quantum系列I/O模块与11台在线水质监测设备的接口相匹配。所有I/O模块均可通过Unity Pro、Concept或ProWORX进行完全配置。系统选用了Modicon Unity Quantum 140 AVI 04000型号模拟量输入模块，输入电流线性测量范围为4-20 mA。输出模块为Modicon Unity Quantum 140 DDO 84300型号数字量输出模块。系统所涉及的11台在线水质监测设备、电磁阀、变送器等设备电缆均接到PLC机柜内，实现数据的集中采集和控制功能。另外，还有1台报警打印机、1台报表打印机等附属设备。
2.2.2 系统软件配置
控制系统软件由上位机监控组态软件和PLC编程软件组成。上位机监控组态软件主要控制系统的操作和监控，上位机可以对PLC数据的读写进行监控，实现生产区工况数据的采集、传送以及调度的自动化和信息化。
上位机监控软件为基于Windows 2000操作系统的InTouch 10.0 HMI组态软件。可用于可视化和工业过程控制。通过使用Wonderware智能符号使用户可以快速创建并部署客户化的应用程序，连接并传递实时信息。InTouch应用程序可以从移动设备、瘦客户端、计算机节点、以及通过Internet进行访问，从而在很大程度上提高运行和工程的生产率。
PLC编程软件为法国施耐德公司开发的Unity Pro4.0软件，用于Modicon Premium、Quantum以及Atrium PLC。编程语言有5种标准的IEC 61131-3以及C++。同时与Concept和PL7程序兼容。Unity Pro4.0软件嵌入了开放的XML技术，利于数据交换和定制。以下为PLC控制系统主程序流程图见图3。
图3 PLC控制系统主程序流程图现场监测仪表内部的变送器将化学信号或电化学信号转化为4-20 mA的电流信号，I/O模块将电流信号转化为PLC所需的数字信号，PLC与通信设施实现向上一级提供工艺流程图、动态数据画面、历史曲线、报表显示、数据存储、设备状态监控与报警提示、远程操作等多种功能。每种水质参数都显示在对应的组态控制界面上。如果水质参数符合要求，报警指示灯显示为绿色，复位按键不能点击；若水质参数超过报警值，组态界面的报警指示灯显示红色，复位按键可点击。从界面上可直观地判断锅炉给水和锅水的水质不合格状况，从而快速采取解决措施，提高工作效率。
3 结束语
通过采用先进的软硬件配置实现锅炉给水和锅水水质的在线监测，有效地提高了劳动生产率，实现了水质的自动化管理，节省了人力、物力；通过对采集到的水质数据进行分析，能够准确掌握锅炉的运行情况，为锅炉的节能降耗提供理论依据。
参考文献
[1]赵振荣.锅炉的水质分析与控制[J].水处理技术，2003，（5）：4546.
水质在线监测系统范文2
纯化水作为一种制药用水，其不仅在加工以及制备方面标准十分严格，在存储以及管道输送方面的标准也极为严格。制药企业纯化系统通常可以分为两部分，分别是管道分配系统和制备装置，在工作中加强对其的在线监测以及管理等，以此使纯化水质量得到有效的保证。
一、制药工程纯化水系统的在线监测与自动控制设计
（一）制药工程纯化水生产的特点。在药品企业中，对纯化水进行生产制备在药品生产中发挥着重要作用，绝大多数制药企业其纯化水系统一般都是全天不间断的运行的，工作强度很高，正是这个原因，需要提高对纯化水生产系统的要求，以实现其可持续发展。
（二）纯化水系统的在线检测与自动控制。在纯化水系统中，必不可少的重要设备有两个，分别是自动控制自动化以及在线监测。因纯化水系统一般都是全天不间断的运行，然而系统的实时控制系统以及相关模块的共同作用让系统自动检测、在线控制等得以实现。实时控制系统的作用是对纯化水系统的生产运行的环节进行监管与控制，其中主要有实时生产管理，警报、开关数量以及供给顺序等安全方面的连锁，生产过程互连锁等。对水质进行自动检测主要方法是在系统内部设置电阻率仪以及电导率仪等。同时还需要分析水质检测数据，并对其进行自动传统，以便在纯化水出现质量问题时可以及时发现，并根据问题，有针对性的采取相应措施进行处理，设备的监控主要是由实时控制系统来进行，可把出现故障的环节尽快找出，并做到及时排除。
二、制药工程纯化水系统自动控制流程
（一）原水部分。纯化水系统的原水部分设别主要包括原水罐、原水进水阀以及原水泵。原水部分的主要功能就是提前对用于制作纯化水的普通饮水进行处理，为纯化水生产提供水源，原水部分是纯化水系统的收个环节，这个环节的自控控制，主要是针对原水罐液位的子佛国你监控、检测以及原水进水阀的连锁，原水部分的自动控制目标就是保证原水罐液位数值能够满足纯化水生产系统运行的需求，同时确保正常供应系统运行水源。
（二）处理系统部分。纯化水原水处理过程中，预处理系统部门是其重要的组成部分，其工作过程是由多介质过滤器、软化器等，根据不同制药工程药品生产实际情况的差别，使用的设备也有差异。预处理系统的功能是通过物理手段初步处理正式膜纯化处理前的原水，市政自来水系统的自来水在使用前会用氯化物进行消毒处理，原水中本身也会存在异性的化学成分或大颗粒，预处理过程就是过滤或消除原水中的化学物质，对酸碱值进行调和，从而使硬度、污染指数以及池度等实现最大限度的降低，让其和膜纯化处理的基础性要求相符。这一环节的自动控制主要是对进出水阀门与管道压力的控制，以及自动控制与管理预处理设备。
（三）纯化水设备部分。在纯化水系统的自动控制中发挥重要作用的环节是纯化制备环节，同时这一环节也是对原水进行纯化的重点，其进行纯化处理一般采取的是膜纯化技术，通过这种方式，让预处理的原水实现纯化，继而使生产的纯化水符合制造药品的需求。不同企业其生产条件不同，那么纯化设备的构成也会有所差异，一般情况下，其构成主要包括监测仪器、保安过滤器等，若有的企业条件较佳，对水质检测还会采用TOC检测仪器设备来进行，有的企业条件较差对水质检测一般采用电导率仪来实现。纯化制备环节自动控制包括有很多方面，例如原水自动过滤及软化、紫外设备状态、进水或者出水以及反渗透和温度控制等。
（四）储存与分配部分。纯化水经过制备加工以及纯化之后，需要对其进行存储，存储设备是专门的，使用时由专门的管道分配系统，分配至相应的药品生产线使用，在药品衔接中发挥重要作用的是储存以及分配。储存系统含有呼吸器、纯化水储存罐体、进出水阀门以及液位传感器等。这个阶段的自动控制主要是对纯化水迹和储罐之间的循环、储罐与用水点之间的循环以及传感器与仪表数据的自动检测。分配系统是利用卫生型泵将储存罐体中的纯化水按照需求自行分配。
三、结语
水质在线监测系统范文3
【关键字】物联网 水环境 在线监测系统
我国是一个水资源分布十分广泛的国家，但由于人口基数过大，导致水资源一直处于总量紧缺、人均占有量小等情况。同时我国水资源还存在地域分布不均，水土资源匹配不平衡，城市缺水情况严重、水资源污染情况日趋严重等问题。基于这种情况，我国利用物联网、FPRS、Zighee等技术研发了水环境实时监测系统和预警平台，对我国主要江河湖泊等水环境进行监控管理，实现主要流域水质的监控、信息传递与处理以及平台及时显示和预警等功能，提高了我国江河流域水资源管理力度和水环境突发事件的应急处理能力。
一、基于物联网的水环境在线监测系统的整体构架和设计
我国水环境的检测技术起步在国际上相对较晚，和发达国家之间相比存在很大差距，目前水环境检测相关技术尚处于探索阶段。以物联网为基础建立水环境在线监测系统是一个有效的水环境网络检测途径。水环境在线监测系统和普通信息系统存在一定的差异，其设计、构建和实施均需以水环境资源的发展为中心。因此，实现系统正常运行，其系统组成、流程和功能需要以水环境监测流程为设计依据，水环境监测流程如下图1。
二、基于物联网的水环境在线监测系统构建
l、数据采集。基于物联网的水环境在线监测系统的数据采集需要完成自动采集环境污染信息、自动定位以及完成数据存储上传。数据采集终端的功能主要有安全保护、自动定位、自动计量、本地显示存储等功能。安全保护具有自动运行、通电保护、通电自行恢复运行、状态测试等功能，主要是用于系统的自我保护以及方便维修和故障处理；自动定位主要是能够将投放位置显示出来，并将其所在位置的地理信息传输到总监控区；自动计量主要是能够自行对重点污染水源的污水排放量进行计量，并对其进行连续等比采样，记录和监控污染设备的运行情况；本地显示存储主要是用于查看当前历史水质信息，能够存储本地数据，存储有效期为一个月。
2、数据传输和处理。数据传输需要传输设备、通讯网络。其传输网络是采用中国移动的GPRS网、中国电信CDMA网、3G等，现场采集使用485总线以及CAN总线会哦这无限传感器网络等。这里主要介绍了无限传感器网络的运用。无限传感器网络相较于传统的水环境监测系统相比具有省掉人工进行水样采集的工序；减少人工进行数据分析和处理的工序；提高被测参数的可靠性和及时性等优势。数据处理需要水质安全监测系统软件和数据处理智能分析软件，进行海量数据的分析和处理，计算出水质变化的情况，并给供用户提供相关数据。
3、监控预警平台构建。监控预警平台构建需要数据库、存储流域基础地理数据、流域地形数据、监测点宅问数据以及社会经济数据等。数据库主要是为了管理和储存海量观测数据，并能够直接显示、查询和输出各项基础数据、监测数据。同时，监控预警平台构建还需要对流域水质管理体系和业务模型、突发事件应急处理系统关键技术、水质监测和预警平台功能体系等进行研究。让监控平台能够实现异构数据的集成、功能反复利用、协同处理数据等功能，并为其提供优良的迅速构建和扩展环境。
水质在线监测系统范文4
题，生态环境的破坏和环境污染问题越来越突出，人们生活环境的质量也在不断恶化，在这种情况下环境在线监测技术应运而生，也逐渐成为了科学家们非常重视的课题。本文对我国的在线监测技术做了较详细的分析，并对当前环境问题的特点，探讨了在线监测技术的发展趋势。
关键词：环境监测 现状 发展趋势
近年来，环境与资源约束瓶颈加大，环境污染呈加剧蔓延趋势，新污染物质和持久性有机污染物的危害逐步显现，生态与环境问题变得更加复杂，环境风险更加巨大，环境问题引起了国家的高度重视。而环境自动在线监测技术的出现也为良好的保护环境的目标，提供了有力的保证，这项技术在全国各地区普遍推广的同时，也在应用过程中出现了一些问题，值得每位热爱环保的同仁去思考解决这些问题。
1 我国在线监测技术现状
我国的环境自动监测技术发展十分迅速，覆盖区域也十分广阔。自从 20世纪80年代初我国开始实行环境自动监测技术后，其它类型的环境自动监测技术也在我国陆续推广应用。此技术的发展一方面大大地推动了城市空气质量提高进程，另一方面也促进了其他环境自动监测技术的发展。目前地下水自动监测技术、噪声控制自动监测技术、水污染自动监测技术等各种环境自动监测技术已经在全国各地发展起来，并且发展势头相当猛烈，对治理环境污染起到了不可磨灭的作用。
科技发达化、信息技术化，成为推进我国环境自动监测技术水平全面提高的催化剂。环境自动监测系统包括自动采样系统、自动监测仪表、数据采集与传输系统、中心站数据收集与处理系统四大部分。随着我国环境自动监测技术的进步、仪表智能化发展及网络技术和地理信息系统技术发展， 新建的环境自动监测系统现已趋于日益完善的状态。
我国的自动监测系统规范化问题日益突出。国家环保总局已着手组织编制了新的空气自动监测技术规范、污染源在线监测技术规范、水质自动监测技术规范等规范性文件，却明显落后于环境自动监测应用的发展要求。国内仪器种类虽多，但是由于各地区差异太大，而导致对同一监测指标因方法不同而造成数据不同等问题相当严重。很多技术人员对仪器监测数据的真实性也表示怀疑，如果继续这样下去就可能造成安全隐患，对环境保护构成威胁。
系统方案不严密：大气环境自动监测系统是一项较大规模的建设性工程项目，由于在经验和技术上的不足，较多的系统方案粗糙，不严密而匆匆上马，致使系统漏洞百出，给扩充和改造带来了极大的不便。我国环境自动监测技术系统发展还存在着一定的盲目性，比如有些地区盲目的在乡镇，地级以上城市应用此技术，效率低，质量差；缺乏对此技术应用的理性思考。
2 我国在线监测技术发展趋势
随着国民经济的发展，环境付出了很大的代价。我国在水质自动监测系统的起步建设比国外要迟一些，现在正处在探索阶段，1988 年天津设立了我国第一个水质连续自动监测系统的测试点。结合国内外环境监测工作发展的历史、规律及特点，我国环境监测发展趋势有如下特点：
2.1 在环境污染物的监测中，将以有机污染物的监测为主。我国经济发展过程中出现越来越多的环境污染问题，近年来国家已充分重视和加强对环境污染的治理。但现在仍旧有很多企业随意偷排污水和排污不达标，造成环境污染严重，这都是环保意识单薄及诸多利益的驱使造成的，因此必须建立一个高效的、先进的、适用的检测方法和监控手段。加强环境监测力度，建立污水在线监测系统，提高水质监测能力，势在必行。
2.2 从监控介质上，将对水、悬浮物、沉积物、大气、生物界面整个体系的有毒有害的“三致”物质作全面监控。基于多种有毒污染物如多环芳烃类、多氯联苯类、某些重金属等在环境介质中能积累、迁移、转化的事实，要保障环境安全，不能局限在只对水质加以监测、保护，还要考虑与水体相关的环境介质（水/悬浮物/沉积物/大气/生物界面）的综合作用。
2.3 采用GPRS无线监测系统对环境进行监测，加强环境参数的及时、准确、快捷。由于环境管理工作的实际需要，对于一些污染事故的现场和污染物排放源的监测，往往亟需回答的不是某种污染物浓度值，而是“是什么（类）污染物”，这就要求发展能在现场定性或快速定量的分析技术， 可以利用基于GPRS网络环检测系统同样的原理，可以实现更多的应用。采用GPRS构建水质数据采集系统，能很好地满足水质信息采集监测的需求。同时该系统运行费用低，系统容易扩展，留有数据接口，通过配置或改变不同的传感器，系统也适用于大气和噪音监测，与有线MODEM、无线数传电台数据传输相比，该系统在技术上更具先进性。
参考文献：
[1]吴邦灿.环境监测管理学[M].中国环境科学出版社，2004.
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[3]但德忠.我国环境监测技术的现状与发展[J].中国测试技术， 2005，31.
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[6]吴美玲.基于GPRS的污水处理远程监控系统的设计[D].武汉：武汉理工大学，2006.
[7]葛爱欣.基于GPRS技术的污水水质在线监测系统的设计.太原：太原理工大学，2012.
水质在线监测系统范文5
关键词：水质环境；监测技术；仪器；发展
前言
我国自改革开放以后，社会经济发展迅速，但随之而来的主要问题是环境污染，尤以水污染问题最为突出，对公众生活方方面面都有严重影响，这给我国水资源保护及水质监测管理带来巨大的挑战。针对当前我国水质污染现状，水质监测等部门对水质环境监测技术和仪器方面加以分析，以提升我国水质环境监测水平。
1 水质环境自动监测系统的产生及发展
1.1 水质环境自动监测系统的产生
20世纪70年代初，日本、美国等国就开始研究自动在线监测系统，并将其首先应用于城市、污水处理厂等区域的在线监测。在实践中总结出两种在线监测技术，一种采用的是实时在线监测，另一种则是间歇式在线监测，两种技术可以对水温、电导率、氟化物、氟化物、浊度等进行测定。20世纪70年代末，T-N、COD、T-P等项目也被加入到测定内容当中。环境执法部门通过对远程监控体系传来的监测数据进行分析，做出对应的行政决策。这些年地表的水质环境随着人们环保意识的提高得到极大的改善，某些经济发展水平靠前的国家在城市环境管理中的自动监测体系中将市政污水排放系统也纳入其监测范围，甚至视其为重点管理项目。
自动监测系统日趋成熟，但人们对监测数据的可靠度仍有质疑。针对这一问题，技术人员通过不断的改进、研究发现，采用优化监测布点的方法有助于监测结果可靠性的提高。水土流失日益加重这一现象也是水样监测作为在线监测系统的重点研究对象原因之一。新增的监测项目对自动监测系统的功能性提出了更高的要求，它要拥有自动校正、自动清洗、远程传输及报警等多项功能。
1.2 自动监测系统成熟后COD监测体系的应用
水|环境自动监测系统在几十年的不断发展中已经日趋成熟，世界各国也越来越重视有机污染物的监测工作，COD（锰法和铬法）监测体系发展迅速。T-N和T-P是水质富营养化的两大重要指标，因此针对这两大指标的监测系统发展较早，相对而言，水温、浊度、DO的监测系统发展则极为落后。
COD监测体系可以采用很多方法，根据所用氧化剂划分可以分为铬法、锰法、紫外法、OH-法，其中紫外法不使用氧化剂；根据测量方法划分可以分为光学法及库伦法。由于铬法、锰法中采用的氧化剂Cr6+、Mn均为有毒重金属，因此在日本等国家中，COD法被光吸收UV法所取代，日本目前所持有的COD自动在线监测仪至少有3500台，UV仪就有2500台。
1.3 水质环境简易现场监测技术和仪器的发展
我国水资源遍布范围广，地理环境也很复杂，发生水环境污染事故的概率也较高，因此相对于自动在线监测技术，简易现场监测技术的发展前景更广阔。简易现场监测技术的手段有很多，其中XPF（车载型X线荧光光谱仪）的使用情况较多，测量起来也更为方便，尤其对固体样品的监测技术优势更明显，不用进行消解处理就能直接用于监测工作中。车载型GC的优势在于对有机物污染的测定，很多经济发展程度较高的国家都已经在使用这种监测方法，而该技术进入我国时期比较靠后，由于其所具备的强大优势，在我国会有强大的市场发展前景。
PASTEL UV型水质快速监测仪在现在已有的便携式监测仪器中，是最有推广前景的一个。它可以在短短40s的时间里检测出TOC、COD和BOD的含量，这种优势既来源于它巧妙的设计原理，也与其高集成的中心处理器有很大关系。这个高集成的中心处理器能够储存的实测图谱可达成千上万个，最终测量值就是根据实测图谱和标准方式的测定成果进行比对研究所得到的。由此，PASTEL UV型水质快速监测仪既能够凭借极大限度的减少监测所需时间来提升监测效率，又将繁复的前处理程序省略掉，还可以降低使用化学试剂造成的二次污染。
2 监测技术和仪器的发展
2.1 实验室监测技术和仪器的发展
第五次全国环境监测会议以后，实验室监测技术和相关仪器都迎来了高速发展时期，各级监测站也引进了很多实验室监测分析仪器，新引进的这些仪器既可以作为常规环境的监测仪器，又可以为实验室的科研分析及精密分析服务。其中，使用较多的大型实验分析仪器有HPLC-MC（液相色谱-质谱仪）、GS-MS（气相色谱-质谱仪）、ICP-AES（等离子发射光谱仪）、XRF等。
2.2 监测技术和仪器的总体发展
在北美及欧洲的水质环境监测管理中，应用最多的是混合毒性参数。
水质环境管理要以预防为重点，这就要求将监测的重点放在环境水及排水中所含的污染物质对生态环境及人体健康的影响方面。而传统的以单个化学物质为对象的测定方式及其把控政策具有以下缺点：
（1）监测对象均为已知的化学污染物，而对很多未知的化学有毒物质缺乏监测，危险度评价结果参考度不足。
（2）对污染物相互之间的增强及拮抗作用（又称复合作用）缺乏考虑。
（3）要想对更多的化学物质进行监测，经费和时间也会叠加增多。
为了避免以上几点的发生，则要先利用生物及化学的组合参数锁定污染严重的化学物质，然后对发现的化学物质开展测定及研究工作。
为了对水中的混合毒性参数进行监测，德国指出要对慢性毒性、变异原性、急性毒性、残留性、生物浓缩性这几个混合毒性参数进行监测。对水生生物采用的监测分析方法是变异原性试验、急性毒性试验和残留物中的生物分解实验等。
内分泌干扰物这种化学物质可以进到人体内部，其对人体产生的类似于雌性激素的作用会对人体正常的激素分泌状态产生破坏。内分泌干扰物会降低生物体的数量，生殖器官受这种物质的影响会发生异常，终会导致生物物种生殖能力的下降，这种危害性就是其作为对包括人类在内的所有生物危害程度最严重的因素的原因。当前发现并公布的内分泌干扰物有双酚A、二恶英类、有机氯农药、壬基酚、Hg等多达77种。
传统上对二恶英等POPs类有机污染物的监测分析法是GC-MS法，这种方法的缺点是要进行繁复的前处理，分析一组式样往往要用2～3天才能完成，所需资金也比较多。而用生物传感器就能简单、迅速的对二恶英等污染物进行检测。生物传感器的研发原理是优良的分子识别功能和组合转换功能，利用与待测物质能够产生良好选择性反应的生物分子进行监测，反应进行中，生物分子及其反应生成物浓度出现改变，借助转换器将其转化成可以测定的电信号，完成对待测物质的选择性测定。这种方法不仅有操作简单、时间短、资金投入少的优点，还能在检测有毒物质时保证安全、高精度的检测。这里可以采用的生物分子最常见的是抗体和酶。
3 结束语
我国现阶段在水质监测方面的技术和仪器还远不能应对我国地域广泛、水质环境复杂、水质污染因素多样等特点，在技术上国家需要继续加大投入加快创新步伐，仪器研发改进方面需要增加人力、物力的投入，为水质环境监测水平的不断提高尽心尽力。
参考文献
水质在线监测系统范文6
关键词：废水；比对监测；在线自动监测
前言
为确保国家重点监控企业污染源自动监测数据的有效性，国家环境保护部制定了《国家重点监控企业污染源自动监测数据有效性审核办法》和《国家重点监控企业污染源自动监测设备监督考核规程》，要求环保部门对国控企业污染源自动监测设备定期进行监督考核，确定其自动监测设备是否正常运行。国控企业污染源自动监测设备比对监测是监督考核的重要内容，比对监测结果是判定在线数据是否有效的重要依据，如果比对监测结果不满足相关技术规范的，即判定为监督考核不合格。文章从技术规范、仪器设备、质量控制等几个方面对废水国控重点源的比对监测技术进行分析探讨。
1 现行废水国控重点源比对监测相关技术规范及其要求
《水污染源在线监测系统安装技术规范（试行）》（HJ/T353-2007），适用于水污染源的化学需氧量（CODcr）、总有机碳（TOC）、氨氮、总磷、pH及紫外（UV）吸收等水质在线自动监测分析仪、温度计、流量计、水质自动采样器、数据采集传输仪的设备选型、安装、调试、试运行、监测站房的建设。
《水污染源在线监测系统验收技术规范（试行）》（HJ/T354-2007）规定水污染源在线监测系统的验收技术要求。HJ/T354-2007中规定，验收比对监测至少获得6组实际水样比对测定数据对，计算仪器自动测定值与手工监测值之间的相对误差或绝对误差，80%相对误差或绝对误差值应满足验收指标的要求；采用国家认可的质控样，分别用两种浓度的质控样进行考核，一种为接近实际废水浓度的样品，另一种为超过相应排放标准浓度的样品，每种样品至少测定2次，质控样测定的相对误差不大于标准值得10%[1]；实际水样与质控样考核均满足规范要求，验收比对监测为合格。如表1所示。
《水污染源在线监测系统运行与考核技术规范（试行）》（HJ/T355-2007），适用于水污染源在线监测系统中的仪器设备运行和考核的技术要求。
《水污染源在线监测系统数据有效性判别技术规范（试行）》（HJ/T356-2007），适用于水污染源排水中化学需氧量（CODcr）、氨氮（NH3-N）、总磷（TP）、pH值、温度和流量等监测数据的有效性判别。比对监测总数应不少于3对，其中2对实际水样比对试验相对误差应满足HJ/T355-2007表1规定的要求[2]。质控样考核方法与考核指标与HJ/T354-2007中规定相同。
2 蚌埠市废水国控重点源在线监测仪器使用现状
蚌埠市共有4家工业废水及8家污水处理厂国控重点源，均安装了自动监测系统。这12家企业中：CODcr水质在线自动监测仪15台，1台为苏州聚阳环保科技股份有限公司生产，其他14台均为美国哈希公司生产；TOC水质自动分析仪5台，3台为日本岛津公司生产，2台为日本东丽公司生产；氨氮水质自动分析仪20台，仅1台为WTW公司生产，其他均为美国哈希公司生产。美国哈希公司生产的CODmax水质在线自动分析仪的测试原理为重铬酸钾高温消解-比色法，与COD手工监测所采用的国标方法较为接近，准确性、稳定性均较为优秀。
3 质量保证及质量控制
3.1 采样及运输
采样是国控废水重点源比对监测的第一个重要环节。每次采样前，应根据被监测企业的生产情况提前制定好监测方案，并及时通知环境监察部门，安排出合理的采样时间和采样路线。国控废水重点源企业比较固定，可以根据企业位置分布、生产周期，划分成几条固定路线，并安排固定人员负责，从而使采样人员对被监测企业的生产情况、排污情况、监测点位及主要污染物都有一定的了解。
现场采样之前，首先观察流量、水况，当流量、水况均无异常时，再严格按照技术规范的要求，进行样品采集工作。如现场人员发现，企业排水与以往相比，有显著变化，则需要暂停采样，待现场的监察人员进行核实后，再根据情况确定是否进行下一步工作。
蚌埠市废水国控重点源比对监测采用手工采样，分装平行双样，一份样品由环保部门实验室进行监测分析，一份样品由在线监测仪器进行离线分析。此种比对方法可以减少水质样品的不一致性对比对监测结果的影响，但对整个采样及运输过程的质控要求则更为严格。废水采样所用到的采样器及采样瓶，必须严格按照规范要求进行清洗，采样容器清洁无污染。采集较为均匀的水样，分装到两个采样瓶中，从而确保平行样品的一致性。根据监测项目的不同，选择正确的采样瓶，并在已采集的水样中添加适当的固定剂。废水所含成分较为复杂，在存放过程中造成的组分损失较为突出，因此，要尽量减少从采样到分析的时间间隔内组分变化所引起的损失。购置不同规格的冷藏箱，根据样品数量的不同，选择使用，从采集样品后到运输到实验室期间，在1-5℃冷藏并暗处存放，可满足大部分样品的保存要求，加用棉布等做为隔离，防止过分震动、碰撞，以免造成样品损失。采集并分析全程序空白及密码样，对采样、运输到实验室分析整体环节进行质量控制。以上质量保证和质量控制工作，可以提高废水国控重点源比对监测结果的准确性。
3.2 实验室分析
实验室环境必须满足废水国控重点源所监测项目的监测条件；实验室内要安排专人定期进行检查，并记录检查结果，如发现异常，及时处理并进行复查。
实验室在用仪器设备按期检定、校准并进行期间核查，以确保量值准确，数据可靠；仪器设备使用人员按照作业指导书的要求，准确操作及维护仪器；质量管理部门定期对仪器使用情况进行检查，并及时反馈。
样品分析加做空白试验，以检查实验用水、试剂等其他条件是否正常；采取加带自配标准样品为自控样或测定加标样品为自控措施；质量管理部门发放国家标准样品作为质控样品进行考核。
在一些方法标准中，对空白试验、平行样、加标均有一定的要求。这些也是检查实验室分析人员质控措施是否到位，质控数据是否合格的依据。如：HJ636-2012《水质 总氮的测定 碱性过硫酸钾-消解 紫外分光光度法》标准中有如下规定：
（1）每批样品应至少做一个空白试验，空白试验的校准吸光度Ab应小于0.030。[3]
（2）每批样品应至少测定10%的平行双样，样品数量小于10个时，应至少测定一个平行双样。当样品总氮含量≤1.00mg/L时，测定结果相对偏差应≤10%；当样品总氮含量>1.00mg/L时，测定结果相对偏差应≤5%。[3]
（3）每批样品至少测定10%的加标样品，样品数量少于10时，应至少测定一个加班样品，加标回收率应在90%～110%之间。[3]
实验室分析人员严格按照标准及规范的要求，加强质量保证和质量控制，可以进一步提高比对监测结果的准确性。
4 对废水国控重点源比对监测技术的几点建议
（1）比对监测时，尽可能保证比对样品均匀一致。建议采样时，应将瞬时水样汇入较大容器中，搅拌均匀后，采用少量多次的办法，分装混合样品到2个采样瓶中，各自分析，从而确保样品的一致性，使得比对监测结果具有可比性。
（2）国控废水重点源比对监测时，实际水样比对总数为3对，低于监督性监测所要求的频次，而其中2对实际水样比对试验相对误差满足要求即视为合格，其评价标准也过于偏低，建议适当增加比对样品个数，进行一定的数据分析，研究出新的百分比合格率。
（3）采样及实验室分析人员必须通过考核持证上岗，样品的采集、保存、运输、分析、记录严格按照规范要求进行，并做好质量保证工作。
（4）比对监测时，所采用的分析方法要尽量保持一致，包括前处理过程，以降低测定比对监测结果之间的差异。
（5）污染源在线系统使用质控样考核试验比对时，因国家有证标准物质浓度有限，不能满足与实际废水浓度相近时，也可使用实验室自行配置的标准溶液稀释作为质控样品发放，但必须与国家有证标准物质进行比对、验证后才可以使用。
（6）在线自动分析仪进水处加有过滤装置，进样量与实验室也有很大差距。因此，纯净均一的标准样品比对监测相对误差较小，而悬浮物含量较高的实际水样，在线自动分析仪与实验室分析数据之间的差距，往往较大，从而造成比对监测结果不合格，建议采取不通过过滤装置直接注入自动分析仪进行分析，从而降低比对数据之间的偏差。
（7）对于色度高、悬浮物多、浑浊度大等水质情况较复杂的企业，建议维护人员应缩短在线自动分析仪的校准周期、提高在线系统监测数据的准确率，污染源在线监测仪器除了专业人员定期维护校准外，还应委托质量监督部门按期进行检定或校准工作，以确保其数据的准确性。
（8）废水中的重金属污染对人类及环境的危害日益突出，废水重金属国控企业均已安装重金属在线自动监测仪器，但由于国家尚未出台重金属在线自动分析仪器验收及有效性判别的技术规范，地方环保部门无法正常开展相关工作，建议相关部门结合重金属污染的特性，尽快出台相应的技术规范，以确保废水重金属在线监测数据准确有效。
参考文献
[1]HJ/T354-2007.国家环境保护总局.水污染源在线监测系统验收技术规范（试行）[S].中国环境科学出版社，2007.
