導(dǎo)語：如何才能寫好一篇水質(zhì)監(jiān)測(cè)，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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現(xiàn)場(chǎng)采樣：是技術(shù)活，也是體力活

“想象中，水質(zhì)監(jiān)測(cè)就是拿上儀器去江邊上取一杯水，然后通過機(jī)器一會(huì)就能完成檢測(cè)看到結(jié)果?！痹诤芏嗳说挠∠笾?，水質(zhì)監(jiān)測(cè)是一件很簡(jiǎn)單的事情。然而記者近日S廣東省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心及廣州市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站工作人員一起參加水質(zhì)監(jiān)測(cè)工作才發(fā)現(xiàn)，實(shí)際工作遠(yuǎn)比想象的要復(fù)雜得多。

2月6日下午15時(shí)，在監(jiān)測(cè)人員帶領(lǐng)下，記者登上了位于東莞新沙港碼頭的一條監(jiān)測(cè)采樣船，出發(fā)前往監(jiān)測(cè)斷面?！斑@艘船我們平時(shí)?？吭趶V州黃沙碼頭，每個(gè)月要開出來幾天開展各個(gè)斷面的水質(zhì)監(jiān)測(cè)工作。”廣州環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站工作人員介紹說，廣州市大部分的河段都受潮汐影響，根據(jù)監(jiān)測(cè)采樣工作要求，這些河段斷面采樣必須是漲潮跟退潮各監(jiān)測(cè)一次，“一個(gè)斷面基本就要花一天的時(shí)間，光是柴油都要燒掉兩三千塊錢，成本非常高?！?/p>

十幾分鐘過后，監(jiān)測(cè)采樣船來到位于廣州番禺的一個(gè)水質(zhì)斷面，船只隨即停在了采樣點(diǎn)上，水樣被緩緩抽了上來?！霸谀睦锶∷?，是有嚴(yán)格規(guī)定的，并不是說隨便打一桶水上來就可以了，也不允許只是采集岸邊的水樣?！睆V東省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心主任呂小明告訴記者，所有的采樣點(diǎn)都經(jīng)過嚴(yán)格的論證，采樣的時(shí)候必須到達(dá)指定的點(diǎn)位取水。

一個(gè)斷面要采左中右三個(gè)位置的水樣，而且要分別采上層跟下層兩個(gè)水樣，“上層是離水面0.5米的地方，下層是離底部0.5米的地方。”廣東省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心水環(huán)境監(jiān)測(cè)科副科長(zhǎng)魯言波提到，算下來一個(gè)斷面分別要采六組水樣。

“這艘船的設(shè)備比較先進(jìn)，水樣直接可以抽上來，但是很多時(shí)候采水樣都只能是依靠人工來做，辛苦很多?！睆V州市環(huán)境監(jiān)測(cè)站監(jiān)測(cè)人員為記者演示了一番人工采樣的過程，只見工作人員穿上救生衣，然后倚靠在船舷上，用繩子綁住的圓柱形取水器緩緩放入河中，到達(dá)指定位置取好水之后再慢慢提上來?！坝袝r(shí)候風(fēng)浪大，一不小心就可能掉到河里去。有些斷面沒辦法行船，只能在一些橋上放著長(zhǎng)長(zhǎng)的線下去，這個(gè)取水器每次取幾十毫升的水，要取滿幾十升的水樣，對(duì)體力是非常大的挑戰(zhàn)。更別說，有時(shí)候遇上大雨過后水流湍急，一些地方只是雇用漁民的木船去采水樣，危險(xiǎn)性可想而知?！?/p>

采集好的水樣經(jīng)過半個(gè)小時(shí)的沉淀之后，開始被裝到樣品瓶中?！皽y(cè)重金屬的水樣還必須要先經(jīng)過過濾，然后才能裝瓶?！?/p>

數(shù)據(jù)公布：檢測(cè)兩百多項(xiàng)指標(biāo)，十幾個(gè)工作日才能完成

與采水樣的艱辛相比，樣品的檢測(cè)工作也是一項(xiàng)十分繁重的任務(wù)。

在采樣船的工作平臺(tái)上，記者看到裝好水樣的瓶子，滿滿當(dāng)當(dāng)有兩百多個(gè)之多?！斑@些都是這個(gè)斷面的水樣？”看到記者的疑惑，廣州市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站站長(zhǎng)王宇駿解釋說：“漲潮一次，退潮一次，就有12組樣品，每組樣品有二十幾個(gè)指標(biāo)，加上空白樣、平行樣（用于比對(duì)采樣檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性的），算下來差不多有238個(gè)樣品，這僅僅是這個(gè)斷面每個(gè)月要檢測(cè)的水樣。廣州全市就有40多個(gè)斷面，全省有400多個(gè)監(jiān)測(cè)斷面，每個(gè)月需要檢測(cè)的樣品數(shù)量可想而知?！?/p>

記者了解到，類似記者此次乘坐的采樣船，國(guó)內(nèi)并不多見，監(jiān)測(cè)點(diǎn)也是交通較為便利，省內(nèi)很多監(jiān)測(cè)點(diǎn)山高路遠(yuǎn)需要長(zhǎng)途跋涉，水上采樣大都是用小船或者雇用漁船，水樣很多時(shí)候要提到岸上再裝瓶，對(duì)體力也是不小的考驗(yàn)?！斑@些瓶子來之前要清洗，有些要滅菌，然后貼上標(biāo)簽，工作量也不小的?！?/p>

“樣品送到實(shí)驗(yàn)室之后，也不是直接就放到機(jī)器上，然后馬上能夠出結(jié)果。”王宇駿提到，做一次水質(zhì)全分析，需要20多臺(tái)大型專業(yè)儀器進(jìn)行檢測(cè)，包括原子吸收分光光度計(jì)、氣相色譜儀、離子色譜儀、熒光顯微鏡、放射性測(cè)量?jī)x、氣質(zhì)聯(lián)用儀、等離子質(zhì)譜聯(lián)用儀等，而且檢測(cè)過程也是非常專業(yè)而且復(fù)雜的，例如做PH值這樣的一般化學(xué)指標(biāo)檢測(cè)，工程師先用磁力攪拌器攪拌緩沖溶液校準(zhǔn)儀器，預(yù)熱半小時(shí)后再測(cè)樣品的PH值。重金屬含量分析則大概需要1、2天時(shí)間，檢測(cè)BOD項(xiàng)目，要先培養(yǎng)5天，然后才能夠做檢測(cè)。

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關(guān)鍵詞：地表水；水質(zhì)監(jiān)測(cè)；問題分析；解決措施

所謂的地表水其實(shí)就是在儲(chǔ)存在地殼表面的水資源，它是人們生活和生產(chǎn)的主要水資源之一。但是從當(dāng)前我國(guó)社會(huì)發(fā)展的實(shí)際情況來看，由于其環(huán)境問題日益突出，這就使得地表水環(huán)境在不斷的惡化，因此給人們的生活和生產(chǎn)帶來了嚴(yán)重的影響，因此我們就需要加大其監(jiān)測(cè)力度，從而對(duì)地表水水質(zhì)進(jìn)行有效的控制，為水資源的控制管理提高相關(guān)的數(shù)據(jù)經(jīng)濟(jì)，以確保我國(guó)社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

1、我國(guó)地表水污染現(xiàn)狀和地表水監(jiān)測(cè)概況

在人們?nèi)粘Ｉ詈蜕a(chǎn)的過程中，水資源的利用有著十分重要的意義，它是人們的生命之源。但是在當(dāng)前我國(guó)社會(huì)發(fā)展的過程中，地表水水質(zhì)污染的情況比較嚴(yán)重，這不僅對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著嚴(yán)重的影響，還對(duì)人們的身體健康有著嚴(yán)重的影響。因此我們就需要采用相應(yīng)的技術(shù)手段來對(duì)其進(jìn)行處理，來對(duì)其水資源的污染情況進(jìn)行治理。而且從當(dāng)前我國(guó)水資源分布的實(shí)際情況來看，水資源的南北分布情況的差異也比較大，這就使得在我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中，洪澇災(zāi)害和干旱災(zāi)害的現(xiàn)象十分的突出。另外隨著社會(huì)的地步發(fā)展，人們對(duì)水資源的需求量也越來越大，這就使得段資源短缺的問題在日益加劇，這就給人們的生活有著嚴(yán)重的影響。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，我們發(fā)現(xiàn)在我國(guó)有上億人所取用飲水都是屬于不安全的應(yīng)用水，這就對(duì)人們的身體健康有著嚴(yán)重的影響，因此我們就必須要采用相應(yīng)的監(jiān)測(cè)技術(shù)，來對(duì)其水質(zhì)的相關(guān)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，并且采用相應(yīng)的處理技術(shù)來對(duì)水質(zhì)的污染問題進(jìn)行有效的解決。

目前由于我國(guó)在水質(zhì)監(jiān)測(cè)方面起步比較晚，而且部分人對(duì)環(huán)境的保護(hù)意識(shí)還不強(qiáng)，因此這就導(dǎo)致水資源的檢查效果沒有得到很好的提升。不過，隨著時(shí)代的不斷進(jìn)步，人們也開始對(duì)水資源保護(hù)的相關(guān)方法進(jìn)行探討，從而將一些先進(jìn)的監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用到其中，這就使得地表水水質(zhì)監(jiān)測(cè)的效果得到有效的提高。

2、我國(guó)地表水水質(zhì)監(jiān)測(cè)存在的問題

2.1監(jiān)測(cè)斷面不足，分布不均且缺乏統(tǒng)一管理

雖然我國(guó)在地表水監(jiān)測(cè)工作中，其監(jiān)測(cè)技術(shù)比較成熟，而且其應(yīng)用效果也比較突出，但是在對(duì)大部分流域或者湖泊進(jìn)行監(jiān)測(cè)的過程中，其監(jiān)測(cè)布局還存在著許多不合理的問題，這就使得地表水水質(zhì)檢查的相關(guān)無法得到有效的保障。而且在不同的地區(qū)中，其當(dāng)?shù)卣墓芾碚咭簿痛嬖谥欢ǖ牟町?，因此這就極其容易導(dǎo)致人們?cè)?，都?huì)在水質(zhì)監(jiān)測(cè)的過程中，無法對(duì)其進(jìn)行統(tǒng)一的管理，從而使得我國(guó)地表水水質(zhì)監(jiān)測(cè)的效果無法得到很好的提高。

2.2監(jiān)測(cè)站網(wǎng)需要適時(shí)的更新和優(yōu)化

雖然國(guó)控的水環(huán)境監(jiān)測(cè)站點(diǎn)已經(jīng)經(jīng)過了幾次的優(yōu)化，基本可以從宏觀上反映出我國(guó)的整體或者是一個(gè)流域整體的地表水環(huán)境的質(zhì)量狀況。但是，同時(shí)我們也應(yīng)該明白，依靠我國(guó)現(xiàn)行的國(guó)控水環(huán)境監(jiān)測(cè)站點(diǎn)還是不能夠及時(shí)的來反映出各條河流及各個(gè)湖泊的整體的治理效果的，因此，就必須要更加細(xì)致的按照行政區(qū)劃的劃分來分為具體的省控以及市控點(diǎn)。除此之外，由于我國(guó)在環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)方面存在著水利與環(huán)保兩個(gè)部門的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，所以有時(shí)候會(huì)出現(xiàn)對(duì)同一水域的重復(fù)監(jiān)測(cè)的狀況。這就要求我們的管理層必須結(jié)合兩個(gè)部門的實(shí)際情況來對(duì)監(jiān)測(cè)站網(wǎng)進(jìn)行更加優(yōu)化的配置，既不能漏測(cè)，也不能浪費(fèi)，盡量的做到以流域管理為中心的監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)全覆蓋。

2.3水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀器和技術(shù)水平達(dá)不到。

水質(zhì)監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)要求與國(guó)外一些水質(zhì)監(jiān)測(cè)工作較早的發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)地表水監(jiān)測(cè)技術(shù)仍然較為落后。目前我國(guó)所進(jìn)行的水質(zhì)監(jiān)測(cè)主要以理化監(jiān)測(cè)為主，生物監(jiān)測(cè)、遙感技術(shù)監(jiān)測(cè)應(yīng)用和水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)都相對(duì)滯后。這些非傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)手段能夠從很大程度上彌補(bǔ)傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)手段的不足。

3、改進(jìn)地表水水質(zhì)監(jiān)測(cè)質(zhì)量的措施

3.1改進(jìn)水環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)

隨著我國(guó)的地表水富營(yíng)養(yǎng)化問題的日益加重，對(duì)于水質(zhì)實(shí)施實(shí)時(shí)的在線監(jiān)測(cè)也很有必要，通過遠(yuǎn)程的傳輸系統(tǒng)可以把監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)自動(dòng)的傳到各級(jí)環(huán)保部門或者環(huán)境監(jiān)測(cè)的執(zhí)法部門。相信這也會(huì)非常有助于各個(gè)流域或城市治理水污染或廢水的排放問題的。

3.2實(shí)行有效的簡(jiǎn)易的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。我國(guó)地域廣闊，河流縱橫，各個(gè)流域內(nèi)的環(huán)境污染事故也是頻頻發(fā)生，尤其是鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的發(fā)展迅速導(dǎo)致環(huán)境污染事故次數(shù)增多，于是，就要求我們必須發(fā)展簡(jiǎn)易的現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)設(shè)備。這其中，車載型的x-射線熒光光譜儀（XRF）就是一個(gè)很不錯(cuò)的測(cè)量常量、少量至微量的金屬成分的便利手段，尤其是對(duì)于被污染的土壤中的底質(zhì)、廢物等固體的樣品，可以在不經(jīng)過消解的情況下進(jìn)行直接的測(cè)量。另外，像MS、GC-PID等儀器都是測(cè)量有機(jī)污染物的比較好的儀器，但是這些儀器在我國(guó)還沒有普遍的使用，在今后的水質(zhì)監(jiān)測(cè)中，要逐漸的普及這樣的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)設(shè)備，這樣可以便于我們的研究人員快速的作出分析和判斷，也必定會(huì)使我們的水質(zhì)監(jiān)測(cè)工作有所提高。

3.3加強(qiáng)生物監(jiān)測(cè)和遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)

生物監(jiān)測(cè)是水環(huán)境污染監(jiān)測(cè)的方法之一，它是指利用生物個(gè)體、種群或群落對(duì)環(huán)境污染或變化所產(chǎn)生的反應(yīng)闡明環(huán)境污染狀況，具有敏感性、富集性、長(zhǎng)期性和綜合性等特點(diǎn)。雖然生物監(jiān)測(cè)的方法在我國(guó)近幾年得到了很大程度的發(fā)展，但是還是存在技術(shù)不足的問題。而遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)，水質(zhì)遙感監(jiān)測(cè)方法可以反映水質(zhì)在空間和時(shí)間上的分布情況和變化，發(fā)現(xiàn)一些常規(guī)方法難以揭示的污染源和污染物遷移特征，而且具有監(jiān)測(cè)范圍廣、速度快、成本低和便于進(jìn)行長(zhǎng)期動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的優(yōu)勢(shì)。

4、結(jié)束語

由此可見，在當(dāng)前我國(guó)地表水水質(zhì)監(jiān)測(cè)工作中，還存在著許多的問題，這不僅對(duì)水資源監(jiān)測(cè)的效果有著嚴(yán)重的影響，還阻礙了我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。因此我們就要對(duì)這些問題進(jìn)行分析，從而采用相應(yīng)的解決對(duì)策來對(duì)其進(jìn)行處理，從而使得地表水水質(zhì)監(jiān)測(cè)質(zhì)量得到有效的提高?！?/p>

參考文獻(xiàn)

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關(guān)鍵詞：水資源；管理；水質(zhì)監(jiān)測(cè)；服務(wù)

1重點(diǎn)城市供水水源地水質(zhì)監(jiān)測(cè)

在我國(guó)水資源管理工作開展的過程之中，供水的水源地一般指的是，給與集中供水和取水的水口，以此作為中心的地理區(qū)域。在我國(guó)各個(gè)大中型城市內(nèi)部都已經(jīng)按照地區(qū)的環(huán)境，以及整體工作的開展范圍有計(jì)劃地規(guī)定了供水水源地，以及相應(yīng)的保護(hù)地區(qū)。為了能夠切實(shí)履行我國(guó)所提出的與水資源保護(hù)法有關(guān)的要求，相關(guān)部門也賦予了行政主管部門統(tǒng)一管理水資源的職能，以此加強(qiáng)城市在供水過程中，對(duì)于水源地的保護(hù)和管理。同時(shí)，我國(guó)也下發(fā)了組織重點(diǎn)城市供水水質(zhì)資源狀況監(jiān)測(cè)的相應(yīng)通知，要求能夠經(jīng)過國(guó)家相應(yīng)的人員進(jìn)行認(rèn)證考核，對(duì)各地區(qū)江、河、湖、地下水，以及工業(yè)的廢水進(jìn)行監(jiān)測(cè)，了解到城市內(nèi)部水源地的水質(zhì)情況，保證監(jiān)測(cè)結(jié)果擁有公平和公正性。

2水資源管理中水質(zhì)監(jiān)測(cè)與服務(wù)存在的問題

2.1監(jiān)測(cè)斷面類型不全

目前，在我國(guó)很多省市內(nèi)部對(duì)于水質(zhì)量的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中大多數(shù)所涉及到的工作內(nèi)容，都是對(duì)地表水的監(jiān)測(cè)，同時(shí)，所設(shè)立的對(duì)應(yīng)部門也是地表水監(jiān)測(cè)站，而具體的省市內(nèi)部，針對(duì)江、河、湖、地下水，以及工業(yè)的廢水的水質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測(cè)的相關(guān)工作，則涉及到的比較少。有關(guān)的數(shù)據(jù)調(diào)查能夠了解到，當(dāng)前我國(guó)大部分省市對(duì)于水質(zhì)量監(jiān)測(cè)的網(wǎng)站約在120～150處左右，這些監(jiān)測(cè)站一般情況下都是對(duì)地表水進(jìn)行監(jiān)測(cè)所組成的站點(diǎn)，但是其中缺乏一定高科技技術(shù)的融入，同時(shí)對(duì)于水質(zhì)監(jiān)測(cè)工作的開展也存在著漏洞，需要及時(shí)的進(jìn)行改善。例如：當(dāng)前的河北省對(duì)于水質(zhì)量監(jiān)測(cè)站就有132處網(wǎng)點(diǎn)，但是幾乎沒有地下水和大氣水質(zhì)量監(jiān)測(cè)站，全國(guó)所擁有的1000多條河流中，設(shè)有專門站點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)的河流僅僅只有60多條。所以在河北省的這一特點(diǎn)上就能夠看出，當(dāng)?shù)氐乃|(zhì)量監(jiān)測(cè)類型并不全面，并且能夠覆蓋的密度相對(duì)比較小，這也很難真正的反應(yīng)出水質(zhì)量監(jiān)測(cè)過程中，存在的一系列問題，嚴(yán)重影響了這一工作順利的開展和進(jìn)行。

2.2監(jiān)測(cè)條件手段單一

當(dāng)前，在我國(guó)各個(gè)省市內(nèi)部對(duì)水質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測(cè)的過程之中，還缺乏相應(yīng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，這一系統(tǒng)的缺乏就會(huì)導(dǎo)致水質(zhì)質(zhì)量和相應(yīng)的水資源一旦出現(xiàn)問題，難以及時(shí)得到反饋，同時(shí)也缺乏必要的應(yīng)急監(jiān)測(cè)和專業(yè)裝備。這種現(xiàn)象導(dǎo)致水質(zhì)量在監(jiān)測(cè)過程中，很難對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行科學(xué)合理的分析，即便是通過監(jiān)測(cè)最終反饋出了調(diào)查的結(jié)果，也很難以快速地做出反應(yīng)。特別是在各個(gè)省市面對(duì)突發(fā)性的水質(zhì)污染事件的時(shí)候，由于應(yīng)急監(jiān)測(cè)設(shè)備和預(yù)警預(yù)告準(zhǔn)備得并不充足，因此也顯示出力不從心的現(xiàn)狀。在實(shí)施應(yīng)急的監(jiān)測(cè)過程之中，往往大部分地區(qū)所采取的都是傳統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)取樣的手段，并結(jié)合使用實(shí)驗(yàn)室分析的方法，即便是如此，也很難滿足當(dāng)前我國(guó)社會(huì)之中，對(duì)于水資源管理工作實(shí)際開展過程中所提出的需求。

2.3缺乏信息服務(wù)系統(tǒng)

目前，我國(guó)的大部分省市并沒有針對(duì)水資源監(jiān)測(cè)，建立起相對(duì)于比較全面的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，所以水資源的信息開發(fā)過程中，還存在著數(shù)據(jù)空間缺失水資源的現(xiàn)狀，以及利用不足的情況，導(dǎo)致很多建設(shè)項(xiàng)目不能夠及時(shí)地被開啟，影響到水質(zhì)量監(jiān)測(cè)最終得到的結(jié)果。而在水質(zhì)工作開展過程中，我國(guó)很多省市能夠達(dá)到數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)的程度相對(duì)較低，這也難以實(shí)現(xiàn)信息資源的共享效果。在江、河、湖、地下水，以及工業(yè)的廢水質(zhì)量監(jiān)測(cè)信息采集的過程中，通過傳輸和處理等手段進(jìn)行時(shí)，質(zhì)量監(jiān)測(cè)這項(xiàng)工作的開展一直都處于相對(duì)比較落后的狀態(tài)，長(zhǎng)久以來大部分監(jiān)測(cè)指標(biāo)采取的監(jiān)測(cè)手段仍是現(xiàn)場(chǎng)取樣，實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行分析，數(shù)據(jù)處理則采取人工處理的一種模式，最終監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)導(dǎo)致結(jié)果存在的誤差比較大。

3水資源管理中的水質(zhì)監(jiān)測(cè)與服務(wù)質(zhì)量提升的策略

3.1調(diào)整和充實(shí)水質(zhì)監(jiān)測(cè)斷面

目前，我國(guó)各個(gè)省市對(duì)于水質(zhì)質(zhì)量監(jiān)測(cè)的相關(guān)站點(diǎn)，在發(fā)展階段已經(jīng)呈現(xiàn)出一個(gè)較快的速度，與20世紀(jì)80年代相比，由于經(jīng)濟(jì)水平不斷的提高，相當(dāng)一部分水質(zhì)監(jiān)測(cè)中心站在設(shè)置的過程之中，已經(jīng)有效地得以改進(jìn)，并且融入了最為先進(jìn)的思想理念。但是，由于人們對(duì)于水資源需求量的不斷提升，水質(zhì)監(jiān)測(cè)站的設(shè)置依然無法滿足水質(zhì)量監(jiān)測(cè)的工作需求。同時(shí)在考慮水質(zhì)質(zhì)量監(jiān)測(cè)的過程之中，也很難與實(shí)際情況相互結(jié)合，導(dǎo)致江、河、湖、地下水，以及工業(yè)的廢水同步監(jiān)測(cè)工作開展較難。而城市是一個(gè)地區(qū)經(jīng)濟(jì)和人口密集之處，在進(jìn)行監(jiān)測(cè)點(diǎn)和監(jiān)測(cè)網(wǎng)點(diǎn)布置的過程中，還需要重點(diǎn)對(duì)其進(jìn)行考慮，保證每一個(gè)河流城市的河段至少能夠設(shè)置三個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，這樣才能夠掌握河水進(jìn)入城市之前和之后水質(zhì)量的狀況。同時(shí)也需要對(duì)重點(diǎn)的入河排污口進(jìn)行水質(zhì)的質(zhì)量監(jiān)測(cè)，利用環(huán)保法給予行政管理部門相應(yīng)的責(zé)任，通過監(jiān)測(cè)及時(shí)地了解入河排污的達(dá)標(biāo)情況，出現(xiàn)超標(biāo)的排污入河情況，及時(shí)向相關(guān)部門報(bào)告，要求采取加強(qiáng)管理和治理，達(dá)到污水排放達(dá)標(biāo)的效果，這樣才能夠提高水資源的整體質(zhì)量。

3.2供水水源地水質(zhì)監(jiān)測(cè)

飲用水是人類生存最為基本的需求，所以飲用水的質(zhì)量安全直接關(guān)系到社會(huì)經(jīng)濟(jì)情況和整體的發(fā)展?fàn)顩r，甚至直接影響到人民群眾的生命安全，乃至社會(huì)的穩(wěn)定狀況。目前，在我國(guó)各個(gè)省市內(nèi)部已經(jīng)開設(shè)了相關(guān)的市區(qū)中江、河、湖、地下水，以及工業(yè)的廢水水資源質(zhì)量監(jiān)測(cè)站，但是對(duì)于水源地的質(zhì)量監(jiān)測(cè)還沒有全方面全網(wǎng)絡(luò)覆蓋，應(yīng)逐步涉及和覆蓋到所有的市級(jí)縣、區(qū)內(nèi)部，這樣才能夠真正實(shí)現(xiàn)水質(zhì)質(zhì)量監(jiān)測(cè)范圍的最大化，也能夠有效地利用監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，保證人們飲用水安全，為人們提供最佳的生活環(huán)境。

3.3加強(qiáng)水功能區(qū)水質(zhì)監(jiān)測(cè)

目前，我國(guó)很多地區(qū)都已經(jīng)完成了水功能的區(qū)域劃分，在水資源保護(hù)和管理工作上，也提出了相對(duì)比較科學(xué)的依據(jù)，其中很多省市已經(jīng)隨著水利廳的要求，出臺(tái)了一系列加強(qiáng)水功能監(jiān)督和管理的措施，并且已經(jīng)開展和劃分了重點(diǎn)水功能區(qū)監(jiān)測(cè)的位置，以此作為這項(xiàng)工作開展的重點(diǎn)實(shí)施部門。同時(shí)，相關(guān)監(jiān)測(cè)部門也根據(jù)水功能的要求進(jìn)行了區(qū)域的劃分，重點(diǎn)了解了水質(zhì)量監(jiān)測(cè)工作的開展?fàn)顩r，其中包括：江、河、湖、地下水，以及工業(yè)的廢水等多個(gè)重點(diǎn)水功能保護(hù)區(qū)，監(jiān)測(cè)的頻率也由原有的不固定，變成了每個(gè)月監(jiān)測(cè)一次，及時(shí)的把監(jiān)測(cè)的結(jié)果送到水利部門和相關(guān)的部門，以便于對(duì)水資源保護(hù)和監(jiān)測(cè)工作進(jìn)行糾正和改善。這樣能夠取得最好的效果，同時(shí)也針對(duì)飲用水安全和水功能的區(qū)域管理提出了相關(guān)的要求，擴(kuò)大了監(jiān)測(cè)的范圍，增加了監(jiān)測(cè)的頻率，進(jìn)一步加強(qiáng)了水功能區(qū)域中水質(zhì)質(zhì)量監(jiān)測(cè)工作的整體效果和質(zhì)量。

4結(jié)束語

綜上所述，在國(guó)家發(fā)展的最新實(shí)際背景下，人們的物質(zhì)生活水平逐漸得到了良好的提高，在這樣的情況之下，人們對(duì)于社會(huì)中各項(xiàng)公共設(shè)施也提出了前所未有的要求，其中水資源的質(zhì)量更是備受人們的關(guān)注。所以在以上內(nèi)容中，本文針對(duì)目前我國(guó)水質(zhì)監(jiān)測(cè)工作，對(duì)水資源管理中的應(yīng)用與服務(wù)進(jìn)行分析，了解到其中存在的一些問題，并提出科學(xué)合理的提升對(duì)策，希望能夠有效地滿足現(xiàn)代水資源保護(hù)的需求，確保我國(guó)的水資源能夠合理地被開發(fā)和使用。

參考文獻(xiàn)：

[1]田士奇.淺談加強(qiáng)吉林省水環(huán)境監(jiān)測(cè)中心能力建設(shè)的必要性[J].農(nóng)業(yè)與技術(shù)，2015，35（17）：61-63.

篇4

關(guān)鍵詞：水污染；水質(zhì)監(jiān)測(cè)；無線通信網(wǎng)絡(luò)

中圖分類號(hào)：TP391.76

近年來，由于工業(yè)的快速發(fā)展，水體污染事件嚴(yán)重危害到公共健康和人類的生活質(zhì)量，導(dǎo)致水環(huán)境逐漸惡化。過去人們通過人工現(xiàn)場(chǎng)采樣、實(shí)驗(yàn)室儀器分析為主要手段進(jìn)行水質(zhì)監(jiān)測(cè)模式，這些方式監(jiān)測(cè)頻次低、采樣誤差大，難以滿足現(xiàn)代環(huán)境管理的需求。隨著計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)軟件輔助的水質(zhì)監(jiān)測(cè)逐漸走入工程師的視野，綜合了微電子技術(shù)、嵌入式計(jì)算技術(shù)、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)及無線通信技術(shù)，能夠自動(dòng)采集監(jiān)測(cè)信息，自動(dòng)處理，滿足了水質(zhì)監(jiān)測(cè)中快速、準(zhǔn)確和自動(dòng)的需求。

1 硬件設(shè)計(jì)

1.1 ZigBee無線通信模塊

ZigBee是一種最新流行的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。它具有成本花費(fèi)少，近距離傳輸信息，復(fù)雜程度比較低，功耗比較少，數(shù)據(jù)傳遞速率比較慢等特點(diǎn)。其數(shù)據(jù)傳遞速率一般為10KB/秒至250KB /秒，成本費(fèi)用中不收專利費(fèi)，與此同時(shí)還優(yōu)化時(shí)延功能，擴(kuò)大了網(wǎng)絡(luò)節(jié)數(shù)點(diǎn)等，眾多優(yōu)點(diǎn)使其普及范圍越來越廣。雖然ZigBee技術(shù)還不夠成熟，但是其應(yīng)用價(jià)值很高，在未來的基礎(chǔ)設(shè)施和商業(yè)市場(chǎng)等領(lǐng)域中會(huì)有更廣闊的市場(chǎng)。

在水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，ZigBee 模塊是傳感器節(jié)點(diǎn)的基礎(chǔ)部分，它在路由節(jié)點(diǎn)處也能夠作為FFD，和水質(zhì)檢測(cè)模塊共同實(shí)現(xiàn)輔助水質(zhì)檢測(cè)的功能。而另外三個(gè)普通傳感器節(jié)點(diǎn)上的ZigBee 模塊都是RFD，作為樹型網(wǎng)絡(luò)的葉設(shè)備連接到網(wǎng)絡(luò)中[1]。樹型網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞囊环N，是星型網(wǎng)絡(luò)集合在一起構(gòu)成的系統(tǒng)。它能夠?qū)崿F(xiàn)信息的節(jié)點(diǎn)“跳躍”，跨越障礙到達(dá)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)。

1.2 傳感器

在用于輔助水質(zhì)監(jiān)測(cè)的計(jì)算機(jī)軟件中，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分為三層，經(jīng)研究探討發(fā)現(xiàn)樹型網(wǎng)絡(luò)最適合用于輔助水質(zhì)監(jiān)測(cè)。首先，在最底層中，傳感器節(jié)點(diǎn)主要負(fù)責(zé)收集相關(guān)數(shù)據(jù)并獲的水質(zhì)參數(shù)。在中間層中，所有從傳感器接受的傳送數(shù)據(jù)匯總至網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器，由協(xié)調(diào)器對(duì)所有數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。與此同時(shí)，中間層還添加了一級(jí)路由，實(shí)現(xiàn)了水質(zhì)參數(shù)功能。在最上層中，計(jì)算機(jī)占據(jù)中央位置，它能夠?qū)碜跃W(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器的全部數(shù)據(jù)進(jìn)行展示。

2 WSN工作原理

WSN即Wireless Sensor Networks，是利用WSN技術(shù)和GPRS等技術(shù)來監(jiān)測(cè)水體水文信息。

2.1 GPRS網(wǎng)絡(luò)通信

GPRS在信息傳遞中主要使用移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，它具有傳遞速度比較快，涵蓋范圍比較廣，使用費(fèi)用比較低，受環(huán)境約束比較少等優(yōu)勢(shì)。它作為GSM的延續(xù)，數(shù)據(jù)傳遞速率有了很大的提高，是一種通用的分組無線服務(wù)技術(shù)。在水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，GPRS作為水質(zhì)數(shù)據(jù)信息的傳送通道在進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和處理之后，將數(shù)據(jù)傳送至數(shù)據(jù)中心。

2.2 WEB應(yīng)用程序設(shè)計(jì)

水質(zhì)在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由水資源信息采集中心、水質(zhì)監(jiān)測(cè)站等組成[2]。在監(jiān)測(cè)站所測(cè)得的相關(guān)水質(zhì)數(shù)據(jù)信息以數(shù)據(jù)通信骨干網(wǎng)為主要通道，GPRS作為備用通道，將數(shù)據(jù)信息傳遞至數(shù)據(jù)信息中心。水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的WEB程序設(shè)計(jì)如下：

首先，PLC作為系統(tǒng)中心控制取水單元和水樣預(yù)處理單元。取水單元中，雜物隔離網(wǎng)、取樣浮子、自吸水泵、壓力流量傳感器和采水管道為主要成分[2]。在水樣預(yù)處理單元中，一旦出現(xiàn)異常情況，PLC會(huì)切斷其電源并使用備用泵，方便幫助工作人員對(duì)故障進(jìn)行分析和處理。

第二，輔助分析單元是主要由管理軟件進(jìn)行控制，同時(shí)它也是由PLC間接控制的。它的主要功能是進(jìn)行純水等類型水的制備。

第三.水質(zhì)監(jiān)測(cè)分析單元具有自動(dòng)量程轉(zhuǎn)換、遙控、標(biāo)準(zhǔn)輸出接口和數(shù)字顯示、自動(dòng)清洗、狀態(tài)自檢和報(bào)警、干運(yùn)轉(zhuǎn)和斷電保護(hù)、來電自動(dòng)恢復(fù)等[3]。在水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，C0D、總氮和等儀器可以對(duì)誤差進(jìn)行自動(dòng)標(biāo)識(shí)并進(jìn)行校正。

3 水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

3.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的的設(shè)計(jì)構(gòu)想為針對(duì)不同功能依上而下設(shè)計(jì)不同的模塊，主要有三個(gè)模塊：數(shù)據(jù)庫模塊，模型庫模塊與水質(zhì)管理模塊。在不同模塊中設(shè)定不同的程序，實(shí)現(xiàn)每個(gè)程序都能夠獨(dú)立自主的完成其內(nèi)部任務(wù)，并盡量將每個(gè)任務(wù)都細(xì)化。首先，利用arcview本身具有的編輯功能， 基本上可以實(shí)現(xiàn)對(duì)視圖特征及其屬性數(shù)據(jù)的添加、編輯和刪除等功能[2]。與此同時(shí)， 以方便為中心，增添了其它方便基本信息利用的功能，如添加與刪除。這些設(shè)計(jì)能夠?yàn)椴僮髟黾臃奖阈?，還沒有用過arcview的用戶只要點(diǎn)擊按鈕即可。

水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以分析和計(jì)算不同種類的水資源相關(guān)數(shù)據(jù)信息。比如說降雨的多少，蒸發(fā)量和水位高度的統(tǒng)計(jì)、離子數(shù)量是否超標(biāo)等。針對(duì)以上幾點(diǎn)功能，系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要利用復(fù)雜程度比較低的比較手段，編制出平均值的代碼程序。

3.2 WSN 節(jié)點(diǎn)

WSN即Wireless Sensor Network，無線傳感網(wǎng)絡(luò)。它由很多靜止或是活躍的傳感器節(jié)點(diǎn)構(gòu)成，能夠以自組織形式構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。在網(wǎng)絡(luò)覆蓋的地區(qū)內(nèi)，監(jiān)測(cè)、收集、處理與傳送相對(duì)應(yīng)的信息，互聯(lián)網(wǎng)與衛(wèi)星和任務(wù)管理中心相連，與此同時(shí)和匯聚網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)相連。匯聚網(wǎng)節(jié)點(diǎn)和不同的傳感器節(jié)點(diǎn)相連。它可以比較方便的獲得隨機(jī)性的研究數(shù)據(jù)[1]。

3.3 組網(wǎng)方案

ZigBee 網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有三種：星型、樹型、網(wǎng)狀型[1]。星型網(wǎng)絡(luò)是目前應(yīng)用比較頻繁的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。它呈輻射狀，網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器作為通信中心，和其他的終端設(shè)備（END）相連，并傳播相關(guān)數(shù)據(jù)和命令。網(wǎng)型網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境適應(yīng)力比較強(qiáng)，網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器負(fù)責(zé)構(gòu)成基本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，終端設(shè)備不參與路由且任意兩個(gè)終端設(shè)備在其覆蓋范圍內(nèi)都能通過無線相連接，通信障礙比較少，可靠性非常強(qiáng)。在進(jìn)行組網(wǎng)方案設(shè)計(jì)時(shí)，主要考慮以下幾個(gè)因素：

首先，網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器是網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的中心節(jié)點(diǎn)，因此，要考慮在同一時(shí)間內(nèi)，對(duì)通信狀況沒有影響下，中心節(jié)點(diǎn)所能接受的連接點(diǎn)的數(shù)量最上限。

第二，要考慮信號(hào)的有效覆蓋的最大范圍，與此同時(shí)還要考慮到當(dāng)距離發(fā)生變化時(shí)網(wǎng)絡(luò)的有效性變化與否。

第三，考慮網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中節(jié)點(diǎn)密度對(duì)網(wǎng)絡(luò)的各項(xiàng)性能是否有影響。

第四，考慮網(wǎng)絡(luò)性能和網(wǎng)絡(luò)路由器中各項(xiàng)參數(shù)的聯(lián)系。

第五，由于傳感器的節(jié)點(diǎn)位于室外，因此電池的更換比較麻煩，其電量對(duì)網(wǎng)絡(luò)整體性有著很大的影響。因此在水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，需要考慮傳感器的電能利用率。

在以上參考因素基礎(chǔ)上，依照設(shè)備的不同功能編制相應(yīng)的計(jì)算機(jī)程序，使每個(gè)設(shè)備都可以與其他設(shè)備連接，并對(duì)服務(wù)搜索進(jìn)行初始化。然后進(jìn)行設(shè)備綁定，使每個(gè)節(jié)點(diǎn)都加入進(jìn)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，只有當(dāng)每個(gè)節(jié)點(diǎn)的指示燈都發(fā)亮的時(shí)候即說明組網(wǎng)完成。

3.4 監(jiān)測(cè)中心系統(tǒng)方案

在水質(zhì)監(jiān)測(cè)中，當(dāng)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)組建完成后，需要利用傳感器對(duì)不同水質(zhì)的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行采樣，再利用信號(hào)調(diào)整電路對(duì)其放大，使其適于A/D轉(zhuǎn)換。首先要選擇合適的傳感器類型，并根據(jù)傳感器設(shè)定相應(yīng)的測(cè)量設(shè)備與方法。然后對(duì)水溫、PH 值和電導(dǎo)率等參數(shù)進(jìn)行測(cè)量。由于檢測(cè)的位置位于靠近海邊等潮濕的環(huán)境中，在設(shè)計(jì)電源的時(shí)候，最好采用太陽能供電，且最好為雙電源。

4 結(jié)束語

供水系統(tǒng)和人們生活息息相關(guān)，必須保證飲水和用水健康才能創(chuàng)造更好的生活環(huán)境，提高人民的生活水平。因此建立合理、完備的水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是十分重要的，如何在原有的水質(zhì)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上擴(kuò)大其容量，增加通信成功率是未來要研究的重點(diǎn)內(nèi)容。

參考文獻(xiàn)：

[1]李莉.ZigBee技術(shù)在無線水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的組網(wǎng)研究[D].西安建筑科技大學(xué)，2013：13-15.

[2]敖俊宇.基于ZigBee的水質(zhì)監(jiān)測(cè)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究[D].南昌大學(xué)，2012：22-23.

篇5

【關(guān)鍵詞】 水質(zhì)監(jiān)測(cè) 系統(tǒng) 研究 MSP430 GSM 設(shè)計(jì)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們生活水平日益提高，人們對(duì)生存環(huán)境質(zhì)量也更為關(guān)注，環(huán)境意識(shí)的提升使我國(guó)的生態(tài)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展取得了良好的進(jìn)展，我國(guó)的生產(chǎn)和可持續(xù)發(fā)展能力得到了較大的提升，改善生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)生態(tài)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)人民生活富裕、生態(tài)良好文明的必經(jīng)之路。目前隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和工業(yè)化水平的提高，工業(yè)廢水和城鄉(xiāng)生活污水的排放量大大增加，致使水質(zhì)日趨惡化，資源短缺和水污染加重等水環(huán)境問題日益突出，使人們的健康和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展受到了嚴(yán)重的威脅和制約。因此，要加大水污染治理的力度，加強(qiáng)對(duì)水污染的控制，采用新技術(shù)對(duì)水質(zhì)進(jìn)行全時(shí)段的動(dòng)態(tài)監(jiān)控。水質(zhì)參數(shù)在線監(jiān)測(cè)及遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)是目前廣泛應(yīng)用的一種技術(shù)裝置，用現(xiàn)代管理手段對(duì)水環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，是我國(guó)實(shí)現(xiàn)對(duì)水質(zhì)變化和污染物總量進(jìn)行控制的重要方法。

1 水質(zhì)監(jiān)測(cè)技術(shù)的現(xiàn)狀

通過加大環(huán)境保護(hù)力度，優(yōu)先發(fā)展環(huán)境產(chǎn)業(yè)可以有效實(shí)現(xiàn)對(duì)生存環(huán)境質(zhì)量的提升和保護(hù)，我國(guó)主要是通過制定一系列污水排放標(biāo)準(zhǔn)并加監(jiān)管力度的手段，對(duì)水質(zhì)分析項(xiàng)目分析進(jìn)行定期監(jiān)測(cè)，對(duì)污水和廢水排放標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)，輔助罰款、停產(chǎn)整頓等手段來實(shí)現(xiàn)對(duì)水污染的整治和對(duì)水資源進(jìn)行有效保護(hù)的。我國(guó)普遍采用通過人工采集、分析數(shù)據(jù)、手工匯總制表等工作手段來實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境的監(jiān)理，這些手段存在一定的缺陷，比如采樣間隔時(shí)間長(zhǎng)，數(shù)據(jù)分析匯總慢且傳遞不及時(shí)，對(duì)當(dāng)?shù)丨h(huán)境現(xiàn)狀的反映不及時(shí)、不準(zhǔn)確等。目前我國(guó)從事水質(zhì)參數(shù)檢測(cè)研究工作的比較少，盡管環(huán)境監(jiān)測(cè)部門現(xiàn)在已經(jīng)計(jì)劃實(shí)施城市水質(zhì)參數(shù)與污水流量監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)項(xiàng)目，通過數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)對(duì)水質(zhì)情況和污染物排放情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，但是到目前為止還缺乏基層水環(huán)境在線監(jiān)測(cè)與數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸?shù)膬x器設(shè)備。因此，需要發(fā)展環(huán)境監(jiān)測(cè)儀器設(shè)備項(xiàng)目，通過研制一種連接基層監(jiān)測(cè)部門與轄區(qū)內(nèi)企業(yè)之間的現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)在線監(jiān)測(cè)與遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)，來實(shí)現(xiàn)對(duì)水質(zhì)進(jìn)行全時(shí)段的動(dòng)態(tài)監(jiān)控，以便對(duì)環(huán)境能夠最好的進(jìn)行保護(hù)。國(guó)外目前已經(jīng)早在20世紀(jì)70年代就已經(jīng)發(fā)展了水質(zhì)移動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。通過在一個(gè)水系或一個(gè)地區(qū)設(shè)置若干個(gè)有連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀器的監(jiān)測(cè)站，由一個(gè)中心站控制若干個(gè)子站，隨時(shí)對(duì)該區(qū)的水質(zhì)污染狀況進(jìn)行連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)，形成一個(gè)連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的方式對(duì)水質(zhì)污染綜合指標(biāo)進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)，并通過全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)和GPRS/GSM無線數(shù)據(jù)通訊裝置對(duì)信息進(jìn)行傳輸，建立網(wǎng)絡(luò)化的“環(huán)境評(píng)價(jià)體系”和“自然災(zāi)害防御體系”，來實(shí)現(xiàn)對(duì)水環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行綜合性評(píng)價(jià)，從而有效防治和控制水污染及保護(hù)水資源。

2 水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

為了實(shí)現(xiàn)對(duì)水質(zhì)進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)，需要研制和開發(fā)出水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，以美國(guó)GLOBAL WATER公司的wQ系列水質(zhì)參數(shù)檢測(cè)傳感器為研究模型，通過在線監(jiān)測(cè)儀器，單片機(jī)電路、信號(hào)調(diào)理電路、A/D轉(zhuǎn)換電路和液晶顯示器電路的硬件設(shè)計(jì)，以及A/D轉(zhuǎn)換程序、數(shù)字平滑濾波程序、數(shù)據(jù)運(yùn)算處理程序和字體顯示程序的編寫，把MSP430單片機(jī)作為現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)在線監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)的核心器件與電路進(jìn)行合理配置，把水質(zhì)傳感器監(jiān)測(cè)到的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成4-20mA/0—5V的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，并通過數(shù)據(jù)運(yùn)算處理得出實(shí)際化學(xué)或物理量的數(shù)據(jù)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)在線監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸子系統(tǒng)和數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)進(jìn)行合理化設(shè)置，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控中心的服務(wù)器與監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀之間的遠(yuǎn)程通訊和對(duì)轄區(qū)內(nèi)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的各項(xiàng)水質(zhì)參數(shù)的數(shù)據(jù)接收、存儲(chǔ)、查詢、統(tǒng)計(jì)以及通行分析，來建立一個(gè)完整的水質(zhì)參數(shù)在線監(jiān)測(cè)及遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)。

2.1 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的軟件構(gòu)架——水資源質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)

客觀、科學(xué)、公正地監(jiān)測(cè)、評(píng)價(jià)水資源質(zhì)量是反映水環(huán)境狀況的首要表征，水質(zhì)水量同步監(jiān)測(cè)、資料配套是相關(guān)部門及時(shí)、快速、準(zhǔn)確地提供水質(zhì)動(dòng)念信息的主要手段。在實(shí)際工作中要以社會(huì)需要為前提，通過多種方式向社會(huì)展開全方位服務(wù)。通過有效地采集、存儲(chǔ)、分析、報(bào)告、預(yù)測(cè)、公布的手段把實(shí)時(shí)、大量的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及時(shí)、準(zhǔn)確的上報(bào)，通過科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支撐為水行政主管部門提供決策的考量和執(zhí)法的依據(jù)，以有效做好水資源保護(hù)工作。目前我國(guó)廣泛采用的水環(huán)境管理信息系統(tǒng)是通過應(yīng)用Internet技術(shù)、GIS技術(shù)，以Microsoft的XML語言為基礎(chǔ)，在的服務(wù)平臺(tái)上，應(yīng)用W EB G I s，有機(jī)結(jié)合地理信息系統(tǒng)的空間圖形與水環(huán)境評(píng)價(jià)屬性數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)各層空間信息、屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)采集、實(shí)時(shí)傳輸、分類存儲(chǔ)、更新顯示、分析評(píng)價(jià)、有效管理、報(bào)告和。這個(gè)系統(tǒng)最用覆蓋面廣、運(yùn)行費(fèi)用低、安全、穩(wěn)定、可擴(kuò)充性強(qiáng)、業(yè)務(wù)操作簡(jiǎn)捷、日常運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)便的特點(diǎn)。

2.2 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的硬件構(gòu)架——立體化監(jiān)測(cè)解決方案

實(shí)驗(yàn)室、移動(dòng)和自動(dòng)監(jiān)測(cè)立體化共同構(gòu)成了立體化的監(jiān)測(cè)解決方案。實(shí)驗(yàn)室是四級(jí)監(jiān)測(cè)體系中進(jìn)行同常水質(zhì)分析工作的基本單位，實(shí)驗(yàn)室監(jiān)測(cè)具有監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)規(guī)范、統(tǒng)一的特性。建立起相應(yīng)的移動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是預(yù)防重大流域的突發(fā)性水污染事故和災(zāi)害的重要手段同，通過應(yīng)急移動(dòng)監(jiān)測(cè)解決方案可以使實(shí)現(xiàn)對(duì)污染物質(zhì)的迅速監(jiān)測(cè)。自動(dòng)站監(jiān)測(cè)解決方案是通過自動(dòng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)站對(duì)水質(zhì)進(jìn)行連續(xù)或間歇地實(shí)時(shí)監(jiān)控。

3 水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的總結(jié)與展望

我國(guó)通過單片機(jī)數(shù)據(jù)檢測(cè)技術(shù)與數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)進(jìn)行合理組合設(shè)計(jì)出了適合在我國(guó)基層環(huán)境與水質(zhì)監(jiān)測(cè)單位應(yīng)用的水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)及遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)，這一系統(tǒng)的設(shè)計(jì)為我國(guó)基層水環(huán)境及水質(zhì)監(jiān)測(cè)提供了一種新的檢測(cè)手段和系統(tǒng)設(shè)備。通過綜合應(yīng)用解決方案，在提高水質(zhì)監(jiān)測(cè)信息數(shù)據(jù)傳輸和分析效率的同時(shí)，還有效提升了有關(guān)部門對(duì)突發(fā)、惡性水質(zhì)污染事故的預(yù)警預(yù)報(bào)及快速反應(yīng)能力，使水質(zhì)量實(shí)現(xiàn)了應(yīng)急移動(dòng)監(jiān)測(cè)，有效提升了我國(guó)水質(zhì)監(jiān)測(cè)的水平。

參考文獻(xiàn)：

篇6

水質(zhì)監(jiān)測(cè)是進(jìn)行水污染防治和水資源保護(hù)的基礎(chǔ)，是貫徹執(zhí)行水環(huán)境保護(hù)法規(guī)和實(shí)施水質(zhì)管理的依據(jù)。通過水質(zhì)監(jiān)測(cè)，達(dá)到以下目的：

1）提供代表水質(zhì)質(zhì)量現(xiàn)狀的數(shù)據(jù)，供評(píng)價(jià)水體環(huán)境質(zhì)量使用。

2）確定水中污染物的時(shí)空分布規(guī)律，追朔污染物的來源污染途徑遷移轉(zhuǎn)化和消長(zhǎng)規(guī)律，預(yù)測(cè)水體污染的變化。

3）判斷水污染對(duì)環(huán)境生物和人體健康的影響，評(píng)價(jià)污染防治措施的實(shí)際效果，為制定有關(guān)法規(guī)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)等提供科學(xué)依據(jù)。

1.水資源及水體污染

地球表面約有70％為水所覆蓋，其余約占地球表面30％的陸地也有水的存在。地球總水量138.6*108億m3，其中淡水儲(chǔ)量為3.5*108億m3占總儲(chǔ)水量的2.53％。由于開發(fā)困難或技術(shù)經(jīng)濟(jì)的限制，到目前為止，海水深層地下水冰雪固態(tài)淡水等還很少被直接利用，比較容易開發(fā)利用的與人類生活關(guān)系最為密切的湖泊河流和淺層地下淡水資源，只占淡水總儲(chǔ)量的0.34％，為104.6*104億m3，還不到全球水總儲(chǔ)量的萬分之一。通常所說的水資源，主要指這部分可供使用的逐年可以恢復(fù)更新的淡水資源。

水中的雜質(zhì)懸浮物（水中呈懸浮狀態(tài)不穩(wěn)定）膠體（是許多分子和離子的集合體）溶解物（能溶于水的物質(zhì)統(tǒng)稱為溶解物）

生活污水和工業(yè)廢水中的雜質(zhì)（其成分復(fù)雜，雜質(zhì)種類繁多）

水體污染水的污染最終會(huì)引起水體的污染包括各種廠礦如化工廠冶煉廠造紙廠等等有害物質(zhì)的排出如汞鉛鉻鎘銅，水體遭到污染居民的健康和工業(yè)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及自然環(huán)境都要受到危害。危害的程度取決于污染物質(zhì)的濃度特性等因素。

2.水質(zhì)指標(biāo)和水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)

1）水質(zhì)指標(biāo)是衡量水中雜質(zhì)的標(biāo)度，能具體表示出水中雜質(zhì)的種類和數(shù)量，是水質(zhì)評(píng)價(jià)的重要依據(jù)。水質(zhì)指標(biāo)種類繁多可達(dá)百種以上。也分為物理指標(biāo)化學(xué)指標(biāo)微生物學(xué)指標(biāo)三大類物理指標(biāo)常用的有溫度渾濁度色度嗅味固體含量電導(dǎo)率等?；瘜W(xué)指標(biāo)有以下幾種類型A表示水中離子含量的指標(biāo)如鈣鎂離子的含量等B表示水中溶解氣體含量的指標(biāo)如二氧化碳等c表示水中有機(jī)物含量的指標(biāo)如化學(xué)需氧量等D表示水中有毒物質(zhì)含量的指標(biāo)分無機(jī)有毒物如汞鉛等有機(jī)有毒物如酚類化合物等微生物學(xué)指標(biāo)常用的有細(xì)菌總數(shù)等。

2）水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)各用戶的水質(zhì)要求和廢水排放容許濃度，對(duì)一些水質(zhì)指標(biāo)作出的定量規(guī)范，水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)是環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的一種，是水質(zhì)監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)的重要依據(jù)。國(guó)家對(duì)生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)都有明確的規(guī)定，這里就不一一捅編了。

3.水質(zhì)分析方法及類型

水質(zhì)分析就是分析天然水生活用水生活污水生產(chǎn)廢水等各類水體含有哪些成分含量是多少等，是分析方法分析技術(shù)在水質(zhì)研究中的應(yīng)用。

1）化學(xué)分析法以物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)為基礎(chǔ)的分析方法稱為化學(xué)分析法。其又分為滴定分析法和重量分析法。滴定分析法又稱容量分析法，這種方法是將一種已知準(zhǔn)確濃度的試劑溶液滴加到被測(cè)物質(zhì)的溶液中，直到所加的試劑與被測(cè)物質(zhì)按化學(xué)計(jì)量關(guān)系定量反應(yīng)完為止，再根據(jù)試劑溶液的濃度和用量，計(jì)算被測(cè)物質(zhì)的含量。重量分析法是通過一系列的操作步驟（如反應(yīng)沉淀過濾烘干恒重等）使樣品中的待測(cè)組分轉(zhuǎn)化為另一種純粹的固定化學(xué)組成的化合物，再通過稱量該化合物的質(zhì)量，從而計(jì)算出待測(cè)組分的含量通常我們做有如下測(cè)定A色度的測(cè)定。B濁度的測(cè)定。C水中總堿度的測(cè)定。D水中總硬度的測(cè)定。E氯化物的測(cè)定莫爾法。F化學(xué)需氧量的測(cè)定重鉻酸鉀法。G氨氮的測(cè)定納氏試劑光度法。

2）儀器分析法通過用復(fù)雜或特殊的儀器設(shè)備，測(cè)試物質(zhì)的某些物理或物理化學(xué)性質(zhì)來進(jìn)行分析的方法叫儀器分析法。通常我們用A比色法B分光光度法。盡管儀器分析法有很多優(yōu)點(diǎn)，是分析測(cè)試的一個(gè)發(fā)展方向，但是，目前它還不可能完全取代化學(xué)分析法。

4.水質(zhì)監(jiān)測(cè)

1）水質(zhì)監(jiān)測(cè)其主要內(nèi)容是A站網(wǎng)布設(shè)（對(duì)照斷面控制斷面消減斷面）B樣品采集（注意的是水樣采集后，由于環(huán)境的改變微生物的作用及化學(xué)的作用，水樣水質(zhì)會(huì)受到不同程度的影響，應(yīng)盡快進(jìn)行分析測(cè)定。）C確定監(jiān)測(cè)項(xiàng)目D水質(zhì)分析E數(shù)據(jù)處理及資料整編等。

2）水質(zhì)評(píng)價(jià)是根據(jù)水的不同用途，選定評(píng)價(jià)參數(shù)，按照一定的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和評(píng)價(jià)方法，對(duì)水體質(zhì)量定性或定量評(píng)定的過程。目的在于準(zhǔn)確的反應(yīng)水質(zhì)的情況，指出發(fā)展趨勢(shì)，為水資源的規(guī)劃管理開發(fā)利用和污染的防治提供依據(jù)。

3）水質(zhì)評(píng)價(jià)的一般程序

A調(diào)查整理分析水質(zhì)監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)和有關(guān)資料。B確定水質(zhì)評(píng)價(jià)參數(shù)C選擇評(píng)價(jià)方法，建立水質(zhì)評(píng)價(jià)的數(shù)學(xué)模型。D確定評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。E提出評(píng)價(jià)結(jié)論。F繪制水質(zhì)圖。

篇7

關(guān)鍵詞：傳感器、水質(zhì)監(jiān)測(cè)、應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TU991.21 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

一、前言

水體環(huán)境在一定程度上影響著人類的生活水平，水質(zhì)的好壞直接對(duì)人的身體健康產(chǎn)生影響。以往，在研究水體環(huán)境有毒物的分析方法過程中，大多還停留在光度法的水平上。光度法所具有的靈敏度普遍較低，并且操作復(fù)雜，無法現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行測(cè)定。近年來傳感器在水污染監(jiān)測(cè)方面得到了迅速的發(fā)展和應(yīng)用，主要是由于傳感器具有選擇性好、靈敏度高、價(jià)格低廉、快速、操作簡(jiǎn)便、在線連續(xù)監(jiān)測(cè)等優(yōu)點(diǎn)。

二、傳感器的工作原理

傳感器主要組成部分有感受器——分子識(shí)別元件，以及換能器——轉(zhuǎn)換部分。分子識(shí)別部分用來對(duì)被測(cè)對(duì)象進(jìn)行識(shí)別,它是能夠引起某種物理或化學(xué)變化的主要功能部件。傳感器的選擇性完全由分子識(shí)別元件功能的好壞來決定。在分子識(shí)別元件接觸到被識(shí)別物時(shí),能夠發(fā)生熱變化、光變化、化學(xué)變化以及直接誘導(dǎo)電信號(hào)。

三、應(yīng)用于水質(zhì)監(jiān)測(cè)的幾種常見傳感器

1、電導(dǎo)率傳感器

電導(dǎo)率傳感器分為兩種：電感式和傳導(dǎo)式。電感式測(cè)量的電導(dǎo)率傳感器由于克服極化及積垢的影響,在造紙、電鍍及制漿行業(yè)等得到廣泛應(yīng)用。傳導(dǎo)式測(cè)量的電導(dǎo)率傳感器在普通和清潔水體的精確測(cè)量中較為適用,通常最大量程范圍為(0-2.0×104)LS/cm。

2、pH傳感器

電位型聚吡咯(PPy)pH傳感器是以鉑絲為基體研制的。利用電化學(xué)方法在0.1mol/L吡咯單體和0.1mol/L吡咯單體+0.1mol/L磷酸氫鈉水溶液中制備了PPy膜,用紅外光譜表征未摻雜(Pt/PPy)和摻雜碳酸氫根聚吡咯(Pt/PPy(HCO- 3))的結(jié)構(gòu),并對(duì)聚吡咯膜的電化學(xué)阻抗譜特征進(jìn)行探討。Pt/PPy在中性(pH=6.85)、酸性(pH=4.01)、堿性(pH=9.14)溶液中的高頻和中頻區(qū)包含2個(gè)半圓,低頻區(qū)表現(xiàn)為半無限擴(kuò)散W arburg型阻抗(ZW),對(duì)應(yīng)H+從溶液相向電極表面的擴(kuò)散過程。Pt/PPy(HCO- 3)在相應(yīng)的溶液中電荷轉(zhuǎn)移電阻和膜電阻明顯增大,交流阻抗圖譜在相應(yīng)的pH緩沖溶液中包含2個(gè)半圓,而在低頻區(qū)沒出現(xiàn)半無限擴(kuò)散W anburg阻抗特征。 Pt/PPy表現(xiàn)出良好的電位特性(pH值在3-10范圍內(nèi),其能斯特斜率為49.32mV/pH),良好的線性(r=-0.9971),以及響應(yīng)時(shí)間較短,并且對(duì)常規(guī)陽離子(K+、Na+)的選擇性系數(shù)也較小。而且，人們還研究出一種借助高分子聚合物薄膜作為基底材料的光纖傳感器,它是將剛果紅燃料固定化到經(jīng)化學(xué)處理過的高聚合物薄膜上制成的。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí),采取了雙臂反射傳感方式及流動(dòng)注射進(jìn)樣法。此類傳感器靈敏度較高,具有牢固耐用的優(yōu)點(diǎn),特別是響應(yīng)時(shí)間短(低于0.03min)。

3、BOD傳感器

對(duì)水體被有機(jī)物污染狀況進(jìn)行檢測(cè)最常用指標(biāo)之一就是生化需氧量(BOD)。以往對(duì)BOD進(jìn)行測(cè)定需長(zhǎng)達(dá)5d的培養(yǎng)期,且難以操作、具有較差重復(fù)性、消耗大量時(shí)間和精力，而且干擾性強(qiáng),不適合現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。因此，迫切需要一種易于操作、精確快速。具有較大自動(dòng)化程度和適用范圍的新方法進(jìn)行測(cè)定。而適應(yīng)BOD生物傳感器能夠在10-15min準(zhǔn)確檢測(cè)出BOD含量,能夠在線監(jiān)測(cè)水質(zhì)狀況,應(yīng)用前景相當(dāng)廣闊。

在上世紀(jì)七十年代,人們第一次研制相互BOD微生物傳感器,它由固定化土壤菌群與氧電極構(gòu)成,可以在15min內(nèi)測(cè)定污水的BOD值?，F(xiàn)階段，不僅有對(duì)天然淡水和城市污水水體進(jìn)行監(jiān)測(cè)的BOD傳感器,還有利用耐滲透壓的酵母菌種作為敏感材料做出的專門適用于海洋水體高鹽度特點(diǎn)的,能夠連續(xù)使用超過一個(gè)月的快速測(cè)定BOD的生物傳感器。

目前，國(guó)外已將生物傳感器快速BOD測(cè)定儀商品化,然而其價(jià)格較為昂貴,而且在使用時(shí)性能穩(wěn)定性不足,儀器的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性尚待提高。此外，國(guó)內(nèi)的BOD測(cè)定儀還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足以在實(shí)際中應(yīng)用,大部分研究處于實(shí)驗(yàn)室階段,還沒有形成商品,所以研發(fā)性能優(yōu)異、適合國(guó)情、價(jià)格合理的快速BOD測(cè)定儀十分迫切。

4、測(cè)定重金屬離子的傳感器

隨著人們生活水平的不斷提高，有關(guān)部門越來越重視測(cè)定廢水中重金屬離子的濃度?，F(xiàn)階段，研發(fā)人員已經(jīng)成功研發(fā)了一個(gè)以生物體發(fā)光測(cè)量技術(shù)和固定化微生物為基礎(chǔ)的較為完整的重金屬離子生物有效性測(cè)定的監(jiān)測(cè)及分析系統(tǒng)。將弧菌屬細(xì)菌體內(nèi)的一個(gè)操縱子在一個(gè)銅誘導(dǎo)啟動(dòng)子的控制下導(dǎo)入產(chǎn)堿桿菌屬細(xì)菌中,細(xì)菌在銅離子的誘導(dǎo)下發(fā)光,隨離子濃度的增大發(fā)光程度也增大。將微生物和光纖一起包埋在聚合物基質(zhì)中,能夠得到具有高靈敏度、較強(qiáng)選擇性、較大測(cè)量范圍且具有較強(qiáng)儲(chǔ)藏穩(wěn)定性的生物傳感器?，F(xiàn)階段,此類微生物傳感器能夠達(dá)到最低測(cè)量濃度 1×10-9mol。

除此之外，還有一種對(duì)銅離子濃度進(jìn)行專門測(cè)量的電流型微生物傳感器。此類傳感器生物元件為酒釀酵母重組菌株,這種菌株帶有酒釀酵母CUP1基因上的銅離子誘導(dǎo)啟動(dòng)子與大腸桿菌lacZ基因的融合體。該類傳感器工作原理如下,第一步是CUP1啟動(dòng)子被Cu2+誘導(dǎo),然后以乳糖作為底物進(jìn)行測(cè)量。假如溶液中存在Cu2+,這些重組體細(xì)菌就能夠以乳糖作為碳源,這將改變好氧細(xì)胞需氧量。這種生物傳感器能夠在濃度范圍(015-2)×10-3mol內(nèi)對(duì)CuSO4溶液進(jìn)行測(cè)定?，F(xiàn)階段，已經(jīng)把各類金屬離子誘導(dǎo)啟動(dòng)子轉(zhuǎn)入大腸桿菌中,使得大腸桿菌會(huì)在含有各種金屬離子的溶液中出現(xiàn)發(fā)光反應(yīng)。針對(duì)其發(fā)光強(qiáng)度就能夠?qū)χ亟饘匐x子的濃度進(jìn)行測(cè)定,其測(cè)量范圍能夠從納摩爾到微摩爾,需要大約60-100min。

四、傳感器存在的問題

現(xiàn)階段傳感器在水質(zhì)監(jiān)測(cè)方面的應(yīng)用仍面臨著許多困難,如傳感器識(shí)別元件響應(yīng)穩(wěn)定性、傳感器的使用壽命、選擇性、小型化等都還需要研究和完善。

( 1) 再生性問題。一些傳感器在工作的過程中,往往出現(xiàn)識(shí)別元件與待測(cè)物質(zhì)發(fā)生不可逆性化學(xué)反應(yīng)等情況,這必然降低識(shí)別元件的識(shí)別能力,從而影響傳感器的靈敏度。

( 2) 小型化問題。儀器小型化將降低樣品體積、試劑消耗和生產(chǎn)費(fèi)用,便于攜帶,利于現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)。

( 3) 載體材料的選擇。選擇性識(shí)別元件的載體材料是直接影響傳感器工作性能的重要組成部分,而且載體材料本身能起到一定的選擇性識(shí)別功能,例如:在測(cè)定溶液中氣體濃度時(shí)可采用一種高分子滲透膜,只允許氣體通過而不允許液體滲透或者相反。

隨著新型材料的合成,半導(dǎo)體技術(shù)以及壓電晶體技術(shù)等的應(yīng)用和發(fā)展,傳感器的研究正在走向成熟。

五、結(jié)語

傳感器由于具有連續(xù)在線監(jiān)測(cè)的優(yōu)點(diǎn),目前在我國(guó)尤其具有實(shí)用價(jià)值。例如:部分排污單位,為追求更大的經(jīng)濟(jì)效益,在環(huán)保部門進(jìn)行取樣檢查過程中,為逃避監(jiān)督檢查，采取臨時(shí)開動(dòng)治理設(shè)備或者臨時(shí)將排放物稀釋的手段。如果采取生物傳感技術(shù)開展在線分析,就能夠杜絕此類現(xiàn)象；不僅節(jié)省了大量人力物力,還能夠加強(qiáng)監(jiān)督力度。未來傳感器在水質(zhì)監(jiān)測(cè)中的發(fā)展趨勢(shì)主要包括:進(jìn)一步拓寬在水質(zhì)監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用；加快了從實(shí)驗(yàn)室到商品化的進(jìn)程；結(jié)合其他精密儀器、取長(zhǎng)補(bǔ)短；多功能生物傳感器將漸漸取代單一功能的生物傳感器；生物傳感器未來的發(fā)展方向?qū)⑹俏⑿突⒓苫约爸悄芑?/p>

傳感器具有快速、在線、連續(xù)檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn),適應(yīng)現(xiàn)代水質(zhì)分析監(jiān)測(cè)的需要,在不久的將來, 傳感器將在水環(huán)境分析監(jiān)測(cè)領(lǐng)域得到廣泛使用。

參考文獻(xiàn)：

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吳文杰 蔣梁中：《智能傳感器在水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的應(yīng)用》，《傳感器技術(shù)》， 2005年09期

篇8

關(guān)鍵詞：自來水；水質(zhì)監(jiān)測(cè)；措施

中圖分類號(hào)：TU991文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

隨著經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，由于人類活動(dòng)多引發(fā)的各種問題頻繁爆發(fā)、動(dòng)車安全，食品安全等關(guān)乎民生的一系列安全問題越來越受到人們的關(guān)注，而飲用水安全問題更是首當(dāng)其沖。

1、自來水水質(zhì)對(duì)人的影響

自來水質(zhì)量直接影響著人類生活品質(zhì)和人體的發(fā)育與健康。伴隨著現(xiàn)代化工業(yè)，特別是醫(yī)藥、化肥、農(nóng)藥、有機(jī)化工、石油化工等工業(yè)的快速發(fā)展，有機(jī)化合物的種類不斷增多。同時(shí)，現(xiàn)已有多種有機(jī)物通過不同的途徑進(jìn)入了人類生活環(huán)境，特別是水環(huán)境。

1.1、致病菌

致病菌往往會(huì)帶來介水疾病，人們?cè)陲嬎^程中，很容易引發(fā)細(xì)菌性痢疾、傷寒、病毒性肝炎、霍亂等疾病。

1.2、有毒重金屬

水體中鉛、錳、汞、鍋等重金屬是人體必需的痕量元素，但濃度過高就對(duì)人

體健康有巨大損害，低劑量的這些污染物就能使機(jī)體代謝發(fā)生紊亂、誘發(fā)疾病，甚至死亡。如:錳污染會(huì)引起肺炎和其它疾?。汇U對(duì)成人心血管系統(tǒng)、消化系統(tǒng)以及神經(jīng)系均會(huì)造成損傷；而腎功能受到破壞主要是由于錫中毒引起的。

1.3、毒性有機(jī)污染物

在水體中，含有毒性的有機(jī)污染物雖然含量很小，但部分物質(zhì)很難被生物所分解，也會(huì)對(duì)化學(xué)氧化和吸附造成阻力。在低劑量、長(zhǎng)周期的情況下，常常會(huì)對(duì)人體健康造成不可逆的嚴(yán)重影響。近年來科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，很多合成有機(jī)物是內(nèi)分泌系統(tǒng)的破壞者。水體的有毒有害有機(jī)物在對(duì)人體造成的各種危害中尤以遺傳性疾病和癌癥倍受關(guān)注。

2、自來水水質(zhì)監(jiān)測(cè)

水質(zhì)監(jiān)測(cè)是供水企業(yè)實(shí)行水質(zhì)管理的重要組成部分，基本監(jiān)測(cè)項(xiàng)目一般為水溫、pH值、堿度、電導(dǎo)率、溶解氧、營(yíng)養(yǎng)鹽(含氮、磷物質(zhì))、生物毒性(重金屬)等。

2.1、pH值

pH值反映了溶液中各種溶解性化合物達(dá)到的酸堿平衡狀態(tài)。pH值會(huì)影響

其它水質(zhì)指標(biāo)，pH值低于7時(shí)，產(chǎn)生刺激性味道;pH值提高，水會(huì)產(chǎn)生苦味，

色度也會(huì)增加。

2.2、電導(dǎo)率

電導(dǎo)率是以數(shù)字表示溶液傳導(dǎo)電流的能力，是水中無機(jī)污染的綜合指標(biāo)。一些有害物質(zhì)在進(jìn)入水體后將以離子形式存在，電導(dǎo)率的測(cè)量不需要其他藥劑，波動(dòng)范圍小。同時(shí)電導(dǎo)率對(duì)一些水中突增物質(zhì)也具有很好的指示效果.

2.3、氧化還原電位(ORP)

氧化還原電位不能作為某種氧化物質(zhì)與還原物質(zhì)濃度的指標(biāo)，但能幫助了解水體可能存在什么樣的氧化物質(zhì)或還原物質(zhì)及其存在量，是水體綜合性指標(biāo)之一。

2.4、生物毒性(重金屬)

盡管錳、銅、鋅等重金屬是生命活動(dòng)所需要的微量元素，但是大部分重金屬如汞、鉛、錫等并非生命活動(dòng)所必須，而且較低濃度的重金屬離子就會(huì)對(duì)人體和魚類生物有毒害作用，輕則發(fā)生怪病(水俱病、骨痛病等)，重者就會(huì)死亡。

2.5、氯化物

在自然界中，氯化物的分布十分廣泛，而其存在于天然水體中可能是因?yàn)辂}類沉積物的溶解或被排放的工業(yè)廢水污染所造成的。實(shí)踐證明，如果氯離子含量過高，就會(huì)產(chǎn)生與鹽一樣的咸味。

2.6、耗氧量

耗氧量是測(cè)定水中有機(jī)物含量的間接指標(biāo)，表示水受到污染程度的指標(biāo)之一。耗氧量大時(shí)，說明水體受到有機(jī)物污染嚴(yán)重，因此消毒時(shí)氯的用量增多，殘留余氯也會(huì)增多，使水的味道變差。

3、自來水水質(zhì)檢測(cè)常見問題

3.1、對(duì)水質(zhì)質(zhì)量不夠重視

水源水水質(zhì)的好壞是直接關(guān)系到自來水水質(zhì)的優(yōu)劣。但在實(shí)際供水過程中，供水單位往往只注重水量的供應(yīng)，卻忽略了對(duì)水源質(zhì)量的檢測(cè)控制，導(dǎo)致一些質(zhì)量不佳、污染嚴(yán)重的水體混入到安全飲用水中。因此，供水部門必須高度重視水源質(zhì)量，積極主動(dòng)地站在保護(hù)水源的第一線，做到讓政府和全社會(huì)關(guān)心和支持這一工作，充分認(rèn)識(shí)保護(hù)水源的重要意義。

3.2、自來水管道的問題

城市自來水管網(wǎng)水質(zhì)是指送到用戶水龍頭的自來水水質(zhì)，自來水廠的水從出

廠到用戶水龍頭水質(zhì)呈降低趨勢(shì)，甚至超過國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)?？梢娋S護(hù)管網(wǎng)水質(zhì)是保證

高標(biāo)準(zhǔn)飲用水水質(zhì)的主要環(huán)節(jié)之一，也是實(shí)現(xiàn)我國(guó)城市供水水質(zhì)與國(guó)際先進(jìn)水平

接軌的重要保障。管網(wǎng)水質(zhì)的變化一般表現(xiàn)為：水的顏色變黃或變紅、濁度及色度增高、氣味或味道變壞等水質(zhì)惡化現(xiàn)象。這些都與管網(wǎng)的使用年限、材質(zhì)以及施工等因素息息相關(guān)。同時(shí)，凈化設(shè)施是凈化工藝的“硬件”，是確保出廠水質(zhì)的前提。輸送水時(shí)一般都是采用金屬管道，金屬管壁很容易受到水的腐蝕而產(chǎn)生結(jié)垢，而且管道中的微生物和有機(jī)物會(huì)粘附在管道內(nèi)壁，容易滋生厭氧菌，使細(xì)菌含量超標(biāo)，對(duì)水質(zhì)形成污染。

4、自來水水質(zhì)處理措施

4.1、加強(qiáng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)工作

國(guó)內(nèi)目前在水質(zhì)監(jiān)測(cè)上大多采用國(guó)外的設(shè)備和技術(shù)，設(shè)備價(jià)格昂貴，且有些

設(shè)備不適合中國(guó)的環(huán)境條件，因此應(yīng)加大水源監(jiān)測(cè)經(jīng)費(fèi)的投入力度，擴(kuò)大實(shí)驗(yàn)室規(guī)模，提高監(jiān)測(cè)能力，以改變水質(zhì)監(jiān)測(cè)手段落后、儀器設(shè)備不足、陳舊老化的局面。同時(shí)還要不斷提高隊(duì)伍業(yè)務(wù)素質(zhì)，增強(qiáng)監(jiān)測(cè)與分析能力。同時(shí)，為了確保自來水水源水質(zhì)的質(zhì)量，供水部門應(yīng)不斷加大對(duì)水源安全工作的監(jiān)督力度。如果發(fā)現(xiàn)個(gè)人、不法企業(yè)污染水源現(xiàn)象或發(fā)生突發(fā)性污染事故，及時(shí)收集水質(zhì)和水樣的圖像、圖片和相關(guān)數(shù)據(jù)，并在第一時(shí)間上報(bào)給環(huán)保部門或者政府機(jī)關(guān)。在供水調(diào)度和凈化處理上采取應(yīng)急措施，盡可能地將危害降低到最低。此外，供水部門也應(yīng)掌握水源變化規(guī)律與污染的因果關(guān)系，如有的污染與大氣變化、水文條件和季節(jié)變化有關(guān)，有些水庫上游受到水庫藻類暴發(fā)、牲畜排放物、生活污水和生活垃圾等的污染。

4.2、加強(qiáng)對(duì)輸配水管道的管理

對(duì)于新運(yùn)行的輸配水管道，應(yīng)在投入使用前進(jìn)行徹底的沖洗消毒，搶修管線結(jié)束后在送水前也要沖洗。另外為全面掌握水質(zhì)狀況，在供水水源、水廠和配水管道上都設(shè)立有水質(zhì)采樣控制點(diǎn)，按照國(guó)家規(guī)定采樣化驗(yàn)頻次進(jìn)行分析化驗(yàn)。同時(shí)，要想提高管網(wǎng)水質(zhì)，就要在提高出廠水水質(zhì)的基礎(chǔ)上，不斷提高管網(wǎng)質(zhì)量，加強(qiáng)對(duì)其的維護(hù)，防止高質(zhì)量的出廠水在管道內(nèi)增加微生物生長(zhǎng)、腐蝕管道和漏失等影響造成的水質(zhì)污染。

4.3、建立水質(zhì)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)

水質(zhì)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)通常由源水水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)和預(yù)替系統(tǒng)3個(gè)子系統(tǒng)組成，每個(gè)子系統(tǒng)又是由多個(gè)部分組成，系統(tǒng)組成如（圖1）所示：

圖1水質(zhì)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)圖

4.4、在線水質(zhì)監(jiān)測(cè)

目前，全國(guó)各地的供水公司已經(jīng)認(rèn)識(shí)到了管網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的重要性，并己經(jīng)陸續(xù)投入運(yùn)行了城市供水管網(wǎng)水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，為城市供水安全做了有益的嘗試和探索，上海、杭州、溫州、成都、天津己經(jīng)建立了一定數(shù)量的管網(wǎng)水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)點(diǎn)。目前，我國(guó)的管網(wǎng)在線水質(zhì)監(jiān)測(cè)只選擇濁度、余氯這兩項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行。

結(jié)束語

總之，水污染事件的頻繁發(fā)生給供水安全帶來了很大挑戰(zhàn)，不僅危害了人們的身體健康，還給國(guó)家?guī)砭薮蟮慕?jīng)濟(jì)損失，為此，加強(qiáng)對(duì)自來水水質(zhì)的檢測(cè)和處理迫在眉睫。

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篇9

【關(guān)鍵詞】51單片機(jī)，水質(zhì)檢測(cè)，433M無線模塊，傳感器

本設(shè)計(jì)中對(duì)水質(zhì)的檢測(cè)方法主要采用通過前端電路對(duì)水質(zhì)PH值、水質(zhì)渾濁度和水質(zhì)溫度等數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，然后通過無線方式將水質(zhì)采集數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸?shù)奖O(jiān)控室中的主機(jī)進(jìn)行分析。

設(shè)計(jì)思路：以單片機(jī)為主要控制器件設(shè)計(jì)的一種無線遠(yuǎn)程水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，主要包括硬件電路的設(shè)計(jì)和系統(tǒng)程序的設(shè)計(jì)。硬件電路主要包括傳感器的選擇，單片機(jī)的選擇，無線傳輸方式選擇，顯示部分設(shè)計(jì)等;軟件設(shè)計(jì)主要包括主程序設(shè)計(jì)和子程序設(shè)計(jì)，監(jiān)測(cè)結(jié)果通過顯示模塊進(jìn)行顯示。

1.系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

本設(shè)計(jì)采用兩組單片機(jī)系統(tǒng)，甲機(jī)負(fù)責(zé)各路水質(zhì)傳感器、水位檢測(cè)等數(shù)據(jù)采集，乙機(jī)負(fù)責(zé)信號(hào)處理、輸出、顯示及水泵電機(jī)的驅(qū)動(dòng)。甲乙兩單片機(jī)之間的信號(hào)采用大功率433MGFSK制式遠(yuǎn)程無線數(shù)傳模塊進(jìn)行通信，該數(shù)傳模塊與單片機(jī)之間接口可直接采用串口通信，系統(tǒng)框圖如圖1所示。

2.硬件設(shè)計(jì)

2.1微處理器

本設(shè)計(jì)采用的是STC系列中的12c5A60S2單片機(jī)。該單片機(jī)是宏晶科技生產(chǎn)的單時(shí)鐘/機(jī)器周期（1T）的單片機(jī)，是高速/低功耗/超強(qiáng)抗干擾的新一代8051單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051。與普通的51單片機(jī)相比，其具有以下特點(diǎn)：1.使用同樣頻率晶振情況下，其速度是普通51單片機(jī)的8～12倍。

2.內(nèi)部自帶有8路10位的D/A轉(zhuǎn)換電路，即P1口的8路I/O口?？梢酝ㄟ^程序定義打開此功能，設(shè)計(jì)者無需在電路中單獨(dú)接入D/A轉(zhuǎn)換電路。

3.具有雙串口功能，即多開了一個(gè)串口。硬件上為P1口的P1.2（RXD）和P1.3（TXD）。

4.具有4個(gè)16定時(shí)器和PWM功能。其中兩個(gè)定時(shí)器與傳統(tǒng)8051兼容，16位定時(shí)器T0和T1，沒有定時(shí)器2，但有獨(dú)立波特率發(fā)生器，做串行通訊的波特率發(fā)生器，再加上2路PCA模塊可再實(shí)現(xiàn)2個(gè)16位定時(shí)器。

5.具有EEPROM和SPI接口。

6.中斷優(yōu)先級(jí)有四種狀態(tài)可以定義。

2.2 LCD1602液晶屏

作為本系統(tǒng)的顯示部分，將采用設(shè)計(jì)者比較常用的LCD1602液晶屏。1602LCD是指顯示的內(nèi)容為16X2，即可以顯示兩行，每行16個(gè)字符液晶模塊（顯示字符和數(shù)字）。LCD1602采用標(biāo)準(zhǔn)的16引腳接口，其接口分為液晶命令口和液晶數(shù)據(jù)操作口，其中DB0～DB7作為液晶數(shù)據(jù)操作口接單片機(jī)的P0口，由于STC系列單片機(jī)的P0口可以配置為準(zhǔn)雙向口或強(qiáng)上拉，因此，P0口無需接上拉電阻，可以直接驅(qū)動(dòng)液晶屏。此外，RS、R/W和E口分別接單片機(jī)的P2.0、P2.1和P2.2作為液晶命令口。VEE是調(diào)整液晶屏偏置電壓的輸入端，在該端口接入一個(gè)10K的電位器，通過調(diào)整該電位器可以改變液晶的對(duì)比度。

2.3 TS濁度傳感器。TS濁度傳感器是一種主要用于洗衣機(jī)、洗碗機(jī)等產(chǎn)品的水污濁程度測(cè)量的傳感器。通過測(cè)量水的污濁程度來判斷所洗物品潔凈程度， 從而確定最佳的洗滌時(shí)間。該傳感器的工作原理是： 當(dāng)光線穿過一定量的水時(shí)， 光線的透過量取決于該水的污濁程度， 水越污濁， 透過的光就越少。光接收端把透過的光強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的電流大小， 透過的光多， 電流大， 反之透過的光少， 電流小。通過測(cè)量接收端電流的大小，就可以計(jì)算出水的污濁程度。TS 濁度傳感器內(nèi)部原理如圖2所示（ 虛線框內(nèi)為濁度傳感器內(nèi)部）。濁度電流信號(hào)經(jīng)過電阻R1 轉(zhuǎn)換為0 V～5 V 電壓信號(hào)， 利用A/D 轉(zhuǎn)換器進(jìn)行采樣處理， 單片機(jī)就可以獲知當(dāng)前水的污濁度。

2.4 PH值傳感器。本設(shè)計(jì)中采用PH值玻璃電極傳感器，主要由PH值測(cè)量電極和運(yùn)算放大電路所組成，其測(cè)量核心部件為PH值測(cè)量電極。PH值測(cè)量電極主要由指示類電極和參考類電極組成。指示類電極主要有玻璃電極和金屬電極兩類。其中的玻璃電極應(yīng)用較為廣泛。PH玻璃電極是20世紀(jì)初出現(xiàn)的電化學(xué)式傳感器，它包括：電極引線，電極帽，鉛玻璃，PH敏感玻璃膜，內(nèi)參比液，Ag-AgcL電極。其工作原理是：當(dāng)玻璃PH電極與被測(cè)物接觸時(shí)，由于水化作用，其膜與水接觸形成水合交層，每當(dāng)氫離子進(jìn)入或離開玻璃膜時(shí)，膠層的電中性會(huì)被破壞，這樣，在界面上就會(huì)形成電位，該電位的大小取決于溶液膠層中氫離子的活度。同時(shí)，參比電極與溶液接觸產(chǎn)生一個(gè)近似恒定的電位。這樣，與溶液接觸的一對(duì)電極偶便存在一個(gè)電位差E，其大小與H的活度呈對(duì)應(yīng)關(guān)系，通過對(duì)該電壓測(cè)量計(jì)算即可得到PH值。

2.5 443M無線傳輸模塊。無線數(shù)據(jù)傳輸廣泛運(yùn)用在車輛監(jiān)控、遙控、遙測(cè)、小型無線網(wǎng)絡(luò)、無線抄表、門禁系統(tǒng)、小區(qū)傳呼、工業(yè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、無線標(biāo)簽、身份識(shí)別、非接觸RF智能卡、小型無線數(shù)據(jù)終端、安全防火系統(tǒng)、無線遙控系統(tǒng)等領(lǐng)域中。目前的無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)主要有2.4GHz頻段和443MHz頻段。而就其性能而言， 2.4 GHz頻段設(shè)備信號(hào)傳輸距離短，傳輸過程衰減大，信號(hào)穿透、繞射能力弱，信號(hào)易被物體遮擋。443MHz頻段設(shè)備信號(hào)強(qiáng)，傳輸距離長(zhǎng)，穿透、繞射能力強(qiáng)，傳輸過程衰減較小?？紤]到實(shí)際情況，本系統(tǒng)將采用443MHz無線大功率收發(fā)模塊，該收發(fā)模塊有232/485和TTL三種接口類型，可以根據(jù)電路要求選擇相應(yīng)的接口類型。設(shè)計(jì)者無需考慮模塊的內(nèi)部接口協(xié)議，只需將單片機(jī)的串口端引出并與單片機(jī)共地，即可將該單片機(jī)所需發(fā)送的數(shù)據(jù)變成無線信號(hào)傳送出去，接收端與發(fā)送端的工作原理一致，兩者可以互換。

3.軟件設(shè)計(jì)

篇10

關(guān)鍵詞：水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；智能化環(huán)保系統(tǒng)；系統(tǒng)構(gòu)建

現(xiàn)階段我國(guó)的水資源污染非常嚴(yán)重，做好水污染治理勢(shì)在必行。在水污染治理中，水質(zhì)監(jiān)測(cè)具有重要的作用。近年來，我國(guó)在水污染控制方面進(jìn)行了深入的研究，在全國(guó)范圍內(nèi)建立了環(huán)境監(jiān)測(cè)站，并安裝了水質(zhì)測(cè)試系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)水環(huán)境的監(jiān)測(cè)。隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對(duì)水質(zhì)監(jiān)測(cè)智能化環(huán)保系統(tǒng)給予了高度重視，逐漸實(shí)現(xiàn)了水質(zhì)監(jiān)測(cè)智能化和環(huán)保性。

1 水質(zhì)監(jiān)測(cè)智能化環(huán)保系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

固定監(jiān)測(cè)站點(diǎn)是水質(zhì)監(jiān)測(cè)智能化環(huán)保系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中最基礎(chǔ)的功能，其主要包括電源模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、存儲(chǔ)模塊、主控制模塊、檢測(cè)箱控制模塊、遠(yuǎn)程通信模塊以及遠(yuǎn)距離預(yù)警模塊等模塊組成，實(shí)現(xiàn)對(duì)固定站點(diǎn)的水質(zhì)監(jiān)測(cè)；生物遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)主要由云臺(tái)、遠(yuǎn)程通信模塊、攝像頭和生物網(wǎng)箱等組成，實(shí)現(xiàn)對(duì)水資源中生物狀況的監(jiān)測(cè)；移動(dòng)站點(diǎn)的監(jiān)測(cè)模塊主要由電源模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、定位模塊、遠(yuǎn)程通信模塊、水質(zhì)監(jiān)測(cè)船等組成。

在實(shí)際的水質(zhì)監(jiān)測(cè)過程中，首先檢測(cè)箱控制模塊發(fā)揮作用，實(shí)現(xiàn)水資源的采樣，將其運(yùn)輸?shù)綑z測(cè)箱中，開始對(duì)水質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)；數(shù)據(jù)采集模塊負(fù)責(zé)對(duì)被監(jiān)測(cè)水中的硬度、渾濁度、氨氮含量、溫度、鹽度、溶氧量等指標(biāo)進(jìn)行采集，并將相關(guān)的指標(biāo)數(shù)據(jù)等傳輸?shù)街骺刂颇K中，由主控制模塊對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行理；然后遠(yuǎn)程通信模塊將水質(zhì)監(jiān)測(cè)的結(jié)果數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，實(shí)現(xiàn)對(duì)水質(zhì)的智能化環(huán)保監(jiān)測(cè)[1]。如果水質(zhì)監(jiān)測(cè)的結(jié)果不符合國(guó)家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，此時(shí)遠(yuǎn)距離預(yù)警模塊還會(huì)發(fā)出報(bào)警信息，使指定用戶了解到水質(zhì)監(jiān)測(cè)的結(jié)果。遠(yuǎn)距離報(bào)警模塊發(fā)出預(yù)警信息之后，環(huán)保部門就可以根據(jù)報(bào)警信息找出水質(zhì)污染指標(biāo)超標(biāo)的位置。系統(tǒng)中的存儲(chǔ)器可以存儲(chǔ)各種水質(zhì)測(cè)量指標(biāo)的數(shù)值，環(huán)保部門可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢。生物網(wǎng)箱中的生物活動(dòng)狀況可以通過攝像頭、遠(yuǎn)程通信模塊傳輸?shù)娇刂浦行?，控制中心?duì)攝像頭拍攝的圖像進(jìn)行處理，就能夠顯示出生物活動(dòng)狀況，對(duì)水質(zhì)污染情況進(jìn)行識(shí)別和分析。

2 水質(zhì)監(jiān)測(cè)智能化環(huán)保系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

2.1 移動(dòng)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的實(shí)現(xiàn)

移動(dòng)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的電源模塊采用鉛酸蓄電池供電，主控制器采用處理器MsP430，其消耗的能源比較低，是一種環(huán)保型的處理器。系統(tǒng)的通信模塊采用GSM模塊TC35，GPS模塊選擇GBIO型號(hào)。在檢測(cè)過程中，控制中心向通信模塊GSM發(fā)送指定位置經(jīng)緯度的消息，處理器MsP430解碼船載GSM接收到的消息，得出制定的位置經(jīng)緯度，并將這個(gè)數(shù)值和GPS模塊得到的經(jīng)緯度數(shù)值進(jìn)行比較，以此為依據(jù)對(duì)水質(zhì)監(jiān)測(cè)船的舵機(jī)旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行控制，就可以對(duì)水質(zhì)監(jiān)測(cè)船進(jìn)行控制，使其在制定的位置采樣，并將采樣數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂浦行?，一般情況下，采樣數(shù)據(jù)每隔10分鐘傳輸一次，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控[2]。

2.2 固定監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的實(shí)現(xiàn)

固定監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的主控制器采用嵌入式產(chǎn)品STM32103VBT6芯片，STM32103VBT6芯片是一種價(jià)格低廉、執(zhí)行代碼效率高、功耗低的產(chǎn)品，將其應(yīng)用到固定監(jiān)測(cè)站點(diǎn)中可以實(shí)現(xiàn)高效執(zhí)行。在固定監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的設(shè)計(jì)中，最重要的設(shè)計(jì)部位為傳感器測(cè)量電路的設(shè)計(jì)，具體又分為溶氧量傳感器測(cè)量電路、鹽度傳感器測(cè)量電路、氨氮傳感器測(cè)量電路、硬度傳感器測(cè)量電路、PH傳感器測(cè)量電路和渾濁度傳感器測(cè)量電路等，分別實(shí)現(xiàn)對(duì)水質(zhì)溶氧量、鹽度、氨氮、硬度、以及渾濁度等指標(biāo)的測(cè)量。不同類型的測(cè)量電路設(shè)計(jì)的方法雖然不一致，但是原理上大體一致。以傳感器測(cè)量電路為例，在實(shí)際的設(shè)計(jì)過程中，電路的前端為信號(hào)放大電路，主要由放大器AD620組成，設(shè)計(jì)一個(gè)電位器，對(duì)放大增益值進(jìn)行調(diào)整，分壓電力提供基準(zhǔn)電壓，可以通過加一定值將負(fù)信號(hào)提高到正電壓。電路的后端為電壓跟隨器電路，主要由放大器OP07組成，隔離前后級(jí)的電路。其他類型的傳感器電路的設(shè)計(jì)和傳感器測(cè)量電路非常相似。系統(tǒng)的遠(yuǎn)程通信模塊采用工業(yè)級(jí)的SIEMENSMC35i，系統(tǒng)存儲(chǔ)模塊采用sD卡卡座管腳和主控芯片STM32F103VBT6的SPII接口相連來實(shí)現(xiàn)，整個(gè)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)采樣、檢測(cè)、分析、存儲(chǔ)和實(shí)時(shí)監(jiān)控等功能[3]。

2.3 生物監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的實(shí)現(xiàn)

在生物監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的實(shí)現(xiàn)中，將開放式的飼養(yǎng)網(wǎng)箱放入到監(jiān)測(cè)站點(diǎn)水環(huán)境中，在飼養(yǎng)網(wǎng)箱的內(nèi)部飼養(yǎng)指示魚，攝像頭采用高清攝像頭ICETEK―P300，將攝像頭安裝在網(wǎng)箱上，用來采集圖像，提取相關(guān)的信息。采集之后，由微處理器對(duì)圖像進(jìn)行處理，微處理器采用型號(hào)TMS320DM357的DSP芯片，采用決策支持算法對(duì)圖像處理提取的特征量進(jìn)行分析和判斷，如果遇到異常情況，則發(fā)送報(bào)警信息。對(duì)魚體的檢測(cè)和識(shí)別采用色差閾值分割方法，對(duì)魚的活動(dòng)情況采用幀間差分法。生物監(jiān)測(cè)站點(diǎn)還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)水質(zhì)溶氧量參數(shù)的簡(jiǎn)單識(shí)別。

3 結(jié)語

水質(zhì)監(jiān)測(cè)智能化環(huán)保系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)主要包括生物監(jiān)測(cè)站點(diǎn)、固定監(jiān)測(cè)站點(diǎn)和移動(dòng)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)各地的水環(huán)境監(jiān)測(cè)，為水環(huán)境治理提供重要的依據(jù)。在水質(zhì)監(jiān)測(cè)智能化環(huán)保系統(tǒng)的構(gòu)建中，一定要充分利用各種先進(jìn)的技術(shù)和方法，不斷提升系統(tǒng)的智能化和環(huán)保性，才能真正發(fā)揮其作用。

參考文獻(xiàn)

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