63地表水环境质量连续自动监测系统

地表⽔水环境质量连续自动监测系统近年来，⽔水质自动监测技术在许多国家地表⽔水监测中得到了⼴广泛的应用，我国的⽔水质自动监测站（以下简称⽔水站）的建设也取得了较⼤大的进展，环境保护部已在我国重要河流的⼲干支流、重要支流汇⼊入⼝口及河流⼊入海⼝口、重要湖库湖体及环湖河流、国界河流及出⼊入境河流、重⼤大⽔水利⼯工程项目等断面上建设了100个⽔水质自动监测站，监控包括七⼤大⽔水系在内的63条河流，13座湖库的⽔水质状况。　　现有100个⽔水站分布在25个省（自治区、直辖市），由85个托管站负责日常运⾏行维护管理⼯工作。其中：（1）位于河流上有83个⽔水站，湖库17个；（2）位于国界或出⼊入国境河流有6个，省界断面37个，⼊入海⼝口5个，其他42个。目前还有36个⽔水质自动站正在建设中，⽔水站仪器设备更新项目也在实施中。第⼆二节地表⽔水污染连续自动监测系统⼀一、地表⽔水污染连续自动监测系统的组成采⽔水设备、⽔水质污染监测仪器及附属设备，⽔水⽂文、⽓气象参数测量仪器，微型计算机及⽆无线电台。任务是对设定⽔水质参数进⾏行连续或间断自动监测，并将测得数据作必要处理；接受中⼼心站的指令；将监测数据作短期贮存，并按中⼼心站的调令，通过⽆无线电传递系统传递给中⼼心站。⼆二、⽔水质自动监测站的布设及装备采水设备网状过滤器采水泵送水管道高位贮水槽吸水泵潜水泵配置2套定期清洗压缩空气压缩喷射清洁水超声波或化学试剂清洗自动监测系统的基本分析原理及对监测结果的影响（1）化学光度法（2）化学滴定法（3）电化学法（4）燃烧法  化学光度法：是按照设定程序在⽔水样中加⼊入各种试剂，并控制反应条件进⾏行⼀一系列化学反应，然后利用朗伯比尔定律测量反应液的吸光度，从⽽而计算⽔水样中污染物浓度。这种⽅方法⼀一般是经过⼤大量实验验证的经典⽅方法，⽅方法稳定可靠，灵敏度⾼高、重现性好，但测量时间长、试剂用量⼤大。总磷的测定  化学滴定法：是按照设定程序在⽔水样中加⼊入各种试剂，并控制反应条件进⾏行⼀一系列化学反应，然后缓慢加⼊入滴定用试剂，用库仑计或比⾊色计判断滴定的终点，根据滴定的试剂用量计算⽔水样中污染物的浓度。这种⽅方法⼀一般也是采用经典⽅方法，⽅方法稳定可靠，使用范围⼴广，重现性和灵敏度较⾼高，但测量时间长、试剂用量⼤大。COD，⾼高锰酸盐的测定  电化学法：利用物质间的电化学效应制作成测量电极，并将物质浓度转化为电信号的测量⽅方法，特点是测量速度快，试剂用量小，但稳定性差、漂移⼤大，如果不及时校准，测量结果误差较⼤大。pH值，溶解氧  燃烧法：：将⽔水样⾼高温催化燃烧，将⽔水和污染物燃烧成⽓气态，冷却后除⽔水，然后通过检测器检测⽓气态物质浓度的⽅方法。优点是速度较快，试剂用量少，稳定性好，但⾼高温部件和进样部件要求⾼高，容易出现故障。三、监测项目及监测⽅方法表9.3水污染可自动监测的项目及方法项目监测方法常规指标水温pH电导率浊度溶解氧铂电阻法或热敏电阻法电位法(pH玻璃电极法)电导电极法光散射法隔膜电极法(极谱或原电池型)综合指标化学需氧量(COD)高锰酸盐指数总需氧量(TOD)总有机碳(TOC)生化需氧量(BOD)库仑滴定法或比色法电位滴定法高温氧化-氧化锆氧量仪法燃烧氧化-非色散红外吸收法或紫外催化氧化-非色散红外吸收法微生物膜电极法单项污染指标总氮总磷氟离子氯离子氰离子氨氮六价铬苯酚密封燃烧氧化-化学发光法比色法离子选择电极法离子选择电极法离子选择电极法离子选择电极法或膜浓缩-电导率法比色法比色法或紫外吸收法　    ⽔水质自动监测站的监测项目包括⽔水温、pH、溶解氧（DO）、电导率、浊度、⾼高锰酸盐指数、总有机碳（TOC）、氨氮，湖泊⽔水质自动监测站的监测项目还包括总氮和总磷。以后将选择部分点位进⾏行挥发性有机物（VOCs）、⽣生物毒性及叶绿素a试点⼯工作。图9.16连续自动监测水质常规指标系统示意图⼀一、有机污染物指标COD⾼高锰酸盐指数BOD5TOCUV254自动监测手工监测四、有机污染物自动监测⽅方法1、COD的自动监测图9.24COD自动监测仪测定流程示意图将氧化⽔水样后剩余的重铬酸钾用库仑滴定法测定，根据消耗电量与加⼊入的重铬酸钾总量所消耗的电量之差，计算出⽔水样的COD值（6）COD监测仪流动注射法（FIA）基本原理：试剂连续进⼊入直径为1mm的⽑毛细管中，⽔水样定量注⼊入载流液中，在流动过程中完成混合、加热、反应和测量。四、有机污染物自动监测⽅方法2、TOC的自动监测TOC：TotalOrganicCarbon总有机碳，是以碳的含量表示⽔水体中有机物质总量的综合指标。燃烧氧化-非⾊色散红外吸收法四、有机污染物自动监测⽅方法3、UV254的自动监测溶解于⽔水中的不饱和烃和芳香烃等有机物对254nm附近的紫外线有强烈吸收，⽽而⽆无机物对其吸收甚微。四、有机污染物自动监测方法3、UV254的自动监测图9.26单光程双波长UV吸收自动监测仪工作原理示意图由低压汞灯发出约90%的254nm紫外光束，通过⽔水样发送池后，聚焦并射到与光轴成45°的半透射半反射镜上，将其分成两束，⼀一束经紫外光滤光片得到254nm的紫外光（测量光束），它反映了⽔水中有机物对254nm光的吸收和⽔水中悬浮粒⼦子对该波长光吸收及散射⽽而衰减的程度。另⼀一束光成90°角反射，经可见光滤光片滤去紫外光（参比光束）射到另⼀一光电转换器上，它反映⽔水中悬浮粒⼦子对参比光束（可见光）吸收和散射后的衰减程度。假设悬浮粒⼦子对紫外光的吸收和散射与对可见光的吸收和散射近似相等，则两束光的电信号经差分放⼤大器作减法运算后，其输出信号即为⽔水样中有机物对254nm紫外光的吸光度。TOC是发展主流岛津TOC-4100TOC分析仪五、⽔水质污染监测船⽔水质污染监测船是⼀一种⽔水上流动的⽔水质分析实验室。⼀一般装备有⽔水体、底质、浮游⽣生物等采样系统或⼯工具。