研华2016智慧城市案例精选集（十）：“紧盯”水质地表水污染无处遁形
供稿：研华（中国）公司
- 关键词：智慧城市,水质监测
- 摘要：通过对国家地表水水质的监测，不仅能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，更能预报预警重大或流域性水质污染事故，及时评估与抑制相关污染事故。
通过对国家地表水水质的监测，不仅能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，更能预报预警重大或流域性水质污染事故，及时评估与抑制相关污染事故。
专访 | 北京晟德瑞环境技术有限公司刘丰
撰文 | 龙芳
北京晟德瑞环境技术有限公司成立于 2000年，公司隶属于北控集团下属京仪集团环保板块的核心企业，业务涉及环境监测、数字环保、综合节能和医疗废弃物处理、废水处理等领域。
地表水是人类生活、作业用水的最重要的来源。随着我国现代工业的发展和社会的飞跃进步，地表水的污染形势日益严峻，同时，国家对地表水质的监测要求也愈发强烈。
截止目前，我国的地表水监测站建设取得较大进展。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数百个水质自动监测站。全国各相关省、市、县均在所属重要河流 /湖泊也建置了地表水自动监测站。十三五期间，环保部在“十二五”国家地表水监测网基础上，对我国的地表水监测网络进行了重新优化布局，监测点位从原先的 149个增加到现在的300个，增幅达100%。
科学架构
“我国的地表水监测网络分为四个级别——国控点、省控点、市控点、县控点，”北京晟德瑞环境技术有限公司刘丰说，“国控监测点就是把控国界、省界、重点流域、重点湖库方面水质的状况监测，省控监测点即把省内重要的断面监测起来，市控监测点即管市级重要断面，县控监测点即管监测县、区级断面。其目标就是实现各自的范围重要断面的水质状况监测。”作为承建了我国大多数地表水国控监测点及部分市控监测点的北京晟德瑞环境技术有限公司，已经在行业里深耕了十六年，对于地表水的监测有一套独到的解决方案。
据刘丰介绍，地表水水质监测系统涵盖采水与控制系统、配水系统、分析系统、数据采集与传输系统。采水系统负责把水样从监测点位采集上来，控制单元按照仪器特定的需求对水样做前处理，再分配到各个仪器，仪器对水质的各种参数及某些指定物质进行分析，由数据采集和传输单元把监测的结果采集上来、存储到本地，并把需要的数据上传到上一级监测单位。除了严谨的架构外，仪器的选型也需要非常准确与可靠，系统的任何一个环节出问题，都能直接导致整个系统的不可靠。因此一些辅助系统，如供电系统，防雷、安防类的防护系统，供水系统，勘察人员日常必备的物品，及一些质控方面的设备等都力求精益求精。在站点的建设上，北京晟德瑞还特别注意了极寒地区的保温与防护措施，系统维护的便捷与成本，最大限度的保证站点的正常运行与数据采集。
地表水水质监测站往往处于偏僻的地方，维护一次通常需要花费很多的人力物力，早在 2000年，北京晟德瑞就在地表水监测行业率先使用了双嵌入式系统，既解决了系统可靠性与功能性的平衡问题，又大幅度降低了运营成本。通过多年的改进，有的系统甚至用了十多年还能正常运行！
全面监测
我国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）。通过水质监测站点对相关参数，我们便能判断某断面水质状况的类别。
水质自动监测站的监测基本项目包括水温、pH、溶解氧、电导率、浊度、高锰酸盐指数、总有机碳、氨氮，如果是湖泊则还需增加总磷总氮、叶绿素 a等，总氮和总磷是监测水的富营养化，部分特定区域还需要监测铜、铅、六价铬、镉之类的重金属指标、挥发性有机物、生物毒性等等。监测的项目少则有标准 7项，多的则达 30余项。
站点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/减少监测频次，最短为 1小时，最长的间隔为 24小时，在水质发生污染时系统会自动加密，调高监测频次。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。
2007年，为充分发挥已建成的100多个国家地表水质自动监测站的实时监视和预警功能，国家水站的实时监测数据正式对外公开发布，在国家环境监测总站的“国家地表水水质自动监测实施数据发布系统”里，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启动监测，发布数据为最近一次监测值。在发布平台上，我们还能实时看到各站点简介、实时状态（如正常或者故障）等。
预警于民
太湖每年发生蓝藻事故。自从该系统上线后，每年通过对湖水水质 pH、溶解氧等藻类生长的水质特异性指标以及富营养化参数的监测（总磷总氮），预测判断水体的藻类生长状况，预知相关参数到达何种程度必然会爆发蓝藻，这样能在蓝藻发生之前及时采取相关措施，确保公众安全用水。
根据相关报道，2002年在浙江 ¬江苏的跨省污染纠纷处理过程中，自动站的连续监测数据在监督企业污染治理和防止超标排放方面发挥了重要作用；2008年四川汶川特大地震发生后，中国环境监测总站立即通过水质自动监测系统远程查看灾区水质状况，将灾区 7个水质自动监测站的监测频次由原来的4小时一次调整为 2小时一次，第一时间分析了灾区地震前后水质状况，并将灾区水质无明显变化的情况及时向国务院抗震救灾总指挥部上报，并编制《汶川大地震后相关国家水质自动监测站水质监测结果》，每天在互联网上发布自动监测结果，为保障灾区饮用水安全，稳定灾区群众发挥了重要作用。
由此可见，我国国家地表水水质的自动监测，不仅能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，更能预报重大或流域性水质污染事故，及时评估与抑制相关污染事故，达到预警功能，在保障公众用水安全方面发挥了重大作用。
智能未来
当前，地表水监测站往往是由大量的人工维护，部分试剂需要每周更换，一些关键的易耗品更是每年更换，如果故障随时发生，那么则需要人工随时去解决。刘丰认为，“地表水监测行业将向智能化发展，往互联网 +方向发展，很多事情可以靠远程自动化、智能化来解决，不需要大量人工干预。我们做这些系统就是将来要智能化，能够预测到故障何时何地发生。”如此一来，以往有一个定期建设任务定期去做，将来智能化程度一旦提升，将会大大减少这些定期的工作量。
“未来，涉及地表水的整个数据都要汇总起来，”刘丰认为，地表水的监测不能仅仅停留在国家重要河流、湖区的断面上，还要把源头和能够大量采样水质的整个数据汇总起来，把各个污染源源头和各个水质结合起来，包括地下水、自来水、污水厂、企业污染源的排放等都需要纳入系统中，与地表水关联起来，这样能真正做到地表水大数据的管理。
