實施地表水水質(zhì)的自動監(jiān)測,可以實現(xiàn)水質(zhì)的實時連續(xù)監(jiān)測和遠程監(jiān)控,及時掌握主要流域重點斷面水體的水質(zhì)狀況,預警預報重大或流域性水質(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情況。
及時、準確、有效是水質(zhì)自動監(jiān)測的技術(shù)特點,近年來,水質(zhì)自動監(jiān)測技術(shù)在許多國家地表水監(jiān)測中得到了廣泛的應用,我國的水質(zhì)自動監(jiān)測站(以下簡稱水站)的建設(shè)也取得了較大的進展,環(huán)境保護部已在我國重要河流的干支流、重要支流匯入口及河流入?、重要湖庫湖體及環(huán)湖河流、國界河流及出入境河流、重大水利工程項目等斷面上建設(shè)了100個水質(zhì)自動監(jiān)測站,監(jiān)控包括七大水系在內(nèi)的63條河流,13座湖庫的水質(zhì)狀況。
現(xiàn)有100個水站分布在25個。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市),由85個托管站負責日常運行維護管理工作。其中:(1)位于河流上有83個水站,湖庫17個;(2)位于國界或出入國境河流有6個,省界斷面37個,入?5個,其他42個。目前還有36個水質(zhì)自動站正在建設(shè)中,水站儀器設(shè)備更新項目也在實施中。
地表水質(zhì)自動監(jiān)測站儀器配置與運行方式
水質(zhì)自動監(jiān)測站的監(jiān)測項目包括水溫、pH、溶解氧(DO)、電導率、濁度、高錳酸鹽指數(shù)、總有機碳(TOC)、氨氮,湖泊水質(zhì)自動監(jiān)測站的監(jiān)測項目還包括總氮和總磷。以后將選擇部分點位進行揮發(fā)性有機物(VOCs)、生物毒性及葉綠素a試點工作。
水質(zhì)自動監(jiān)測站的監(jiān)測頻次一般采用每4小時采樣分析一次。每天各監(jiān)測項目可以得到6個監(jiān)測結(jié)果,可根據(jù)管理需要提高監(jiān)測頻次。監(jiān)測數(shù)據(jù)通過公外網(wǎng)VPN方式傳送到各水質(zhì)自動站的托管站、省級監(jiān)測中心站及中國環(huán)境監(jiān)測總站。
為充分發(fā)揮已建成的100個國家地表水質(zhì)自動監(jiān)測站的實時監(jiān)視和預警功能,經(jīng)研究定于09年7月1日在互聯(lián)網(wǎng)上發(fā)布國家水站的實時監(jiān)測數(shù)據(jù)。
每個水站的監(jiān)測頻次為每4小時一次,按0:00、4:00、8:00、12:00、16:00 :00、24:00整點啟動監(jiān)測,發(fā)布數(shù)據(jù)為近一次監(jiān)測值。
每個水站發(fā)布的監(jiān)測項目為pH、溶解氧(DO)、總有機碳(TOC)或高錳酸鹽指數(shù)(CODMn)及氨氮(NH3-N)共5項。執(zhí)行《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》(GB3838—02)中相應標準,對每個監(jiān)測項目的結(jié)果給出相應的水質(zhì)類別?傆袡C碳(TOC)目前沒有評價標準。
為使水質(zhì)狀況表達容易理解,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))。
評價指標在GB3838-02標準中的標準限值
單位:mg/L
序號 | 分類 標準值 項目 | Ⅰ類 | Ⅱ類 | Ⅲ類 | Ⅳ類 | Ⅴ類 |
1 | pH(無量綱) | 6~9 |
2 | 溶解氧(DO) ≥ | 飽和度90% (或7.5) | 6 | 5 | 3 | 2 |
3 | 高錳酸鹽指數(shù) ≤ | 2 | 4 | 6 | 10 | 15 |
4 | 氨氮(NH3-N) ≤ | 0.15 | 0.5 | 1.0 | 1.5 | 2.0 |
水質(zhì)自動監(jiān)測站為在線連續(xù)監(jiān)測設(shè)備,在儀器故障檢查維修、日常維護校準時將出現(xiàn)數(shù)據(jù)缺失現(xiàn)象。水質(zhì)自動監(jiān)測站在日常運行中也會經(jīng)常受到停電、洪水、斷流、雷擊破壞、通訊中斷等意外影響,造成水站暫停運行。目前部分水站的儀器設(shè)備已運行8~9年,已超過使用壽命,造成故障率較高或停止運行,目前已列更新計劃,年底前實施完畢。
主要監(jiān)測指標含義
pH:表征水體酸堿性的指標,pH值為7時表示為中性,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,水體中藻類生長時由于光合作用吸收二氧化碳,會造成表層pH值升高。
溶解氧(DO):代表溶解于水中的分子態(tài)氧。水中溶解氧指標是反映水體質(zhì)量的重要指標之一,含有有機物污染的地表水,在的作用下有機污染物質(zhì)分解時,會消耗水中的溶解氧,使水體發(fā)黑發(fā)臭,會造成魚類、蝦類等水生生物死亡。在流動性好(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。水體中藻類生長時由于光合作用產(chǎn)生氧氣,會造成表層溶解氧異常升高而超過飽和值。
高錳酸鹽指數(shù)(CODMn):以高錳酸鉀為氧化劑,處理地表水樣時所消耗的量,以氧的mg/L來表示。在此條件下,水中的還原性無機物(亞鐵鹽、硫化物等)和有機污染物均可消耗高錳酸鉀,常被作為地表水受有機污染物污染程度的綜合指標。也稱為化學需氧量的高錳酸鉀法,以別于常作為廢水排放監(jiān)測的重鉻酸鉀法的化學需氧量(COD)。
總有機碳(TOC):代表水體中有機物質(zhì)含量的另一項綜合指標。采用燃燒水樣中的有機物,通過測定生成的二氧化碳(CO2)含量,以C元素的量來表示總有機碳的含量。對于化學成分相同的水樣,總有機碳與高錳酸鹽指數(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入河流、湖庫等)。
應用實例
隨著國家水質(zhì)自動監(jiān)測系統(tǒng)的運行,充分發(fā)揮了實時監(jiān)視和預警功能。在跨界污染糾紛、污染事故預警、重點工程項目環(huán)境影響評估及保障公眾用水方面已經(jīng)發(fā)揮了重要作用。
02年在浙江-江蘇的跨省污染糾紛處理過程中,自動站的連續(xù)監(jiān)測數(shù)據(jù)在監(jiān)督企業(yè)污染治理和防止超標排放方面發(fā)揮了重要作用。
長江干流重慶朱沱和宜昌南津關(guān)水質(zhì)自動監(jiān)測站在03年5~6月三峽庫區(qū)蓄水期間,共取得庫區(qū)上下游25個水質(zhì)實時數(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01~06年淮河干流大型污染團的遷移過程,為沿淮自來水廠及時調(diào)整處理工藝,保證飲水提供了依據(jù),為環(huán)境管理及時提供了技術(shù)支持。
漢江武漢宗關(guān)自動監(jiān)測站自建立以來,每年對漢江水華的預警監(jiān)測都發(fā)揮了重要作用,及時通知武漢市主要飲用水處理廠提前做好處理,保障水廠出水達標。
07、08、09年太湖藍藻預警監(jiān)測期間,太湖沙渚、西山和蘭山嘴水質(zhì)自動監(jiān)測站開展了加密監(jiān)測,通過水質(zhì)pH、溶解氧等藻類生長的水質(zhì)特異性指標預測判斷水體的藻類生長狀況,為飲用水水質(zhì)預警提供了大量實時數(shù)據(jù),發(fā)揮了重要作用。
08年四川汶川特大地震發(fā)生后,中國環(huán)境監(jiān)測總站立即通過水質(zhì)自動監(jiān)測系統(tǒng)遠程查看災區(qū)水質(zhì)狀況,將災區(qū)7個水質(zhì)自動監(jiān)測站的監(jiān)測頻次由原來的4小時一次調(diào)整為2小時一次,在時間分析了地震災區(qū)地震前后水質(zhì)狀況,并將災區(qū)水質(zhì)無明顯變化的情況及時向國務院抗震救災總指揮部上報,并編制《汶川大地震后相關(guān)國家水質(zhì)自動監(jiān)測站水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果》,每天在互聯(lián)網(wǎng)上發(fā)布自動監(jiān)測結(jié)果,為保障災區(qū)飲用水,穩(wěn)定災區(qū)群眾發(fā)揮了重要作用。
08年北京奧運會期間,利用北京密云古北口自動站(密云水庫入口)、門頭溝沿河城自動站(官廳水庫出口)、天津果河橋自動站(于橋水庫入口)、沈陽大伙房水庫及上海青浦急水港自動站等國家水質(zhì)自動監(jiān)測站對城市的飲用水源實施嚴密監(jiān)控,每日以《奧運城市地表水自動監(jiān)測專報》形式上報環(huán)境保護部,為奧運期間飲水提供了技術(shù)保障。
主要流域重點斷面水質(zhì)自動站分布表
序號 | 水系 | 點位名稱 | 斷面情況 | 分布 |
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1 | 松花江 8 | 黑龍江肇源 | 干流 | 河流:7 國界:3 干流:7
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2 | 黑龍江同江 | 干流(入黑龍江前) |
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3 | 吉林長春松花江村 | 干流 |
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4 | 吉林白城白沙灘 | 嫩江(入松花江前) |
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5 | 黑龍江黑河 | 黑龍江干流 |
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6 | 內(nèi)蒙古呼倫貝爾黑山頭 | 額爾古納河(國界) |
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7 | 黑龍江撫遠烏蘇鎮(zhèn) | 烏蘇里江(國界) |
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8 | 吉林延邊圈河 | 圖們江(國界) |
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9 | 遼河 6 |
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