河長制水環境水質監測常規五參水質在線監測

“水是生命之源、生產之要、生態之基。”江河湖泊具有重要的資源功能、生態功能和經濟功能，是最重要的水源，也是人類賴以生存的基礎。

為進一步加強河湖管理保護工作，落實屬地責任， 健全長效機制，12 月 11 日，經中央全面深化改革領導小組第 28 次會議審議通過，中共公廳、辦公廳印發了《關于全面推行河長制的意見》。

《意見》要求建立由黨政主要負責同志領導的省、市、縣、鄉“四級河長體系”，確認了六方面的主要任務：加強水資源保護、加強河湖水域岸線管理保護、加強水污染防治、加強水環境治理、加強水生態修復和加強監管。

《意見》對河湖水質提出了更高的要求，在其指導下，北京、上海、江蘇、福建、浙江等地紛紛推出了地方性“河長制”《實施細則》和《實施辦法》，打響了污染防治、河道治理、建立河道管理保護長效機制的攻堅戰。

1.2河道治理與長效監管

 

 

河道治理是“河長制”的重要工作內容，上海 市《關于本市全面推行河長制的實施方案》中，提 出了 2017 年底，實現全市河湖河長制全覆蓋，全市 中小河道基本消除黑臭，水域面積只增不減，水質 有效提升；到 2020 年，基本消除喪失使用功能（劣 于Ⅴ類）水體，重要水功能區水質達標率提升到78%，河湖水面率達到 10.1% 的工作目標。

與短期的河道治理相比，河道水質的長效管理持續時間更長，涉及部門和行業更多，協調和管理難度更大，是河湖管理保護中的一個難點。缺乏有效的河道水質長效監管解決方案，業已修復的河道也容易被再次污染，黑臭， 產生不良的社會影響。

 

1.3水域功能和標準分類

依據地表水水域環境功能和保護目標，按功能高低依次劃分為五類；

Ⅰ類 主要適用于源頭水、國家自然保護區；水質很好。既無天然缺陷又未受人為直接污染，不需要任何處理。

Ⅱ類主要適用于集中式生活飲用水地表水源地一級保護區、珍稀水生生物棲息地、魚蝦類產卵場、仔稚幼魚的索餌場等；

Ⅲ類 主要適用于集中式生活飲用水地表水源地二級保護區、魚蝦類越冬場、洄游通道、水產養殖區等漁業水域及游泳區；

Ⅳ類主要適用于一般工業用水區及人體非直接接觸的娛勒用水區；

Ⅴ類 主要適用于農業用水區及一般景觀要求水域。

優為Ⅰ類和Ⅱ類水質，良好為Ⅲ類水質，輕度污染為Ⅳ類水質，中度污染為Ⅴ類水質，重度污染為劣Ⅴ類水質。

1.4地表水主要水質指標詳解

溶解氧 （DO）：代表溶解于水中的分子態氧。水中溶解氧指標是反映水體質量的重要指標之一，含有有機物污染 的地表水，在細菌的作用下有機污染物質分解時，會消耗水中的溶解氧，使水體發黑發臭，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，零度時水中飽和氧氣含量可 14.6mg/L，25℃為 8.25mg/L。水體中藻類生長時 由于光合作用產生氧氣，會造成表層溶解氧異常升高而超過飽和值。

pH 值：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。

水溫：水溫指標是一個比較特殊的物理指標。實際上對人體的健康及安全等并無直接的危害，其環境效應主要體現在兩個方面：一是水溫變化對水生生物的生長和發育存在著加速或抑制作用，二是水 溫對其他水質指標的環境效應有協同作用，比如在其他水質指 標含量不變的情況下，水溫升高或降低，可能會導致某些環境災害現象的發生。

濁度：濁度是表現水中懸浮物對光線透過時所發生的阻礙程度。水中含有泥土、粉砂、微細有機物、無機物、浮游動物和其他微生物等懸浮物和膠體物都可使水樣呈現濁度。濁度值對于了解水質狀況 和水質處理有重要的指導意義。

COD：在水樣中加入已知量的重鉻酸鉀溶液，并在強酸介質下以銀鹽作催化劑，經沸騰回流后，以試亞 鐵靈為指示劑，用硫酸亞鐵銨滴定水樣中未被還原的重鉻酸鉀由消耗的硫酸亞鐵銨的量換算成消耗氧的質量濃度。重鉻酸鉀的氧化能力很強，能夠較完全地氧化水中大部分有機物和無機性等還 原性物質，適用于污染較嚴重的水樣分析。

總氮：水中各種形態無機和有機氮的總量。包括 NO3、NO2 和 NH4 等無機氮和蛋白質、氨基酸和有機胺等有機氮，以每升水含氮毫克數計算。常被用來表示水體受營養物質污染的程度。水中的總氮含 量是衡量水質的重要指標之一。其測定有助于評價水體被污染和自凈狀況。地表水中氮、磷物質超標時，微生物大量繁殖，浮游生物生長旺盛，出現富營養化狀態。

水中油：水中的油類物質主要來自于工業廢水和生活污水的污染，各種油類漂浮在水體表面，影響空氣與水體界面間的氧交換；分散于水體中的油類可被微生物氧化分解，從而消耗水中的溶解氧，使水 質惡化，紅外分光光度法不受油品種的影響，能比較準確地反映石油類的污染程度。

氨氮：水中以游離氨 (NH3) 和銨離子 (NH4+ ) 形式存在的氮，也稱水合氨，也稱非離子氨。非離子氨是引起水生生物毒害的主要因子。水中的氨氮受微生物作用，可分解成亞硝酸鹽氮，繼續分解，最終 成為硝酸鹽氮，此過程消耗水中 DO，還會造成藻類大量繁殖，即水體富營養化，水體發臭，魚類死亡等等

總磷：就是水體中磷元素的總含量，水樣經消解后將各種形態的磷轉變成正磷酸鹽后測定的結果，以每升水樣含磷毫克數計量。對于引發水體富營養化而言，磷的作用遠大于氮的作用，水體中磷的濃 度不很高時就可以引起水體的富營養化。

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2、河長制水質監測系統解決方案

河道水質怎么檢測處理-多參數水質傳感器“河長制”河道水質監測系統解決方案為河長制的落實提供全方位的產品支持、系統平臺支持和技術支撐。通過現場檢測和實時在線監測，配合信息化系統和應用終端，幫助河道管理部門及時、準確地掌握河道水質信息，為預警預報重大流域性水質污染事故，監管污染物排放，以及監督總量控制制度落實等提供幫助。該解決方案主要包括感知層、網絡層和應用層。感知層主要是水質分析解決方案，包括了水質監測中心、岸邊站、水質監測浮標和便攜式水質檢測箱，提供了多種獲取河道水質信息的方法，可以依據河道監測需求以進行選擇。網絡層主要是網絡通訊以及水質數據庫，存儲河道及水質數據。應用層以應用軟件為主，包括電腦管理終端和移動管理終端。

         

2.1水質監測中心

河道水質怎么檢測處理-多參數水質傳感器水質監測中心是固定性水質監測站，具有較大的內部空間，支持安裝復雜的水質監測設備并提供良好的測試環境。水質監測中心一般由采水和配水單元、分析測試單元、系統控制單元和通訊單元等組成，具備完善的供水、供電、防雷、防水、保暖、防凍、網絡通訊以及視頻監控等功能。在監測站內，還加裝化學試劑柜、實驗臺等設施，放置實驗室分析測試設備等，使其在在線水質監測功能之外，同時具備實驗室水質分析能力。水質監測中心具有很大的靈活性，分析測試單元可根據不同的監測需求進行選擇，即可用于重點監控江河斷面的水質監測，也可用于普通河道的水質監測。

監測指標

PH、ORP、電導率 /TDS、溶解氧、濁度、COD、高錳酸鹽指數、氨氮、總磷、總氮等。

2.2岸邊站

岸邊站是半長期性水質監測站，一般采用彩鋼或不銹鋼材料建造，表面做噴塑或烤漆處理。岸邊站由采水和配水單元、分析測試單元、系統控制單元和通訊單元等組成，具備完善的供水、供電、防雷、防水、保暖、防凍、網絡通訊以及視頻監控等功能。

岸邊站占地面積小，建設周期短，適用于土地資源緊缺，地形復雜，無法建設磚瓦結構站房的場景。岸邊站可采用整體設計，在必要時可進行整體遷移。

監測指標

PH、ORP、電導率 /TDS、溶解氧、濁度、COD、高錳酸鹽指數、氨氮、總磷、總氮等。

2.3水質監測中心和岸邊站的結構設計

             

采水單元

采水單元主要用于從河道抽取水樣，通常由采樣泵、采樣浮筏和粗隔離柵、壓力流量監控及采水管道等組成。

配水單元和樣品預處理單元

水單元采集的水樣，通過配水單元分配給不同的分析測試設備，以及自動留樣器。配水單元同時也具備自動清洗功能，通過使用自來水進行反向沖洗，可以排除管路和系統內的泥沙等雜質和污染物，確保管路通常。

樣品預處理單元負責水樣的預處理及分配過程，保證水樣滿足各分析儀器的進樣要求。通常情況下，常規五參數（溫度、pH、溶解氧、電導率、濁度）的測量不需要進行預處理，可以直接分析。其他分析儀器，如氨氮等，通常需要經過多級過濾，進行預處理后，才可進樣測試。

2.4水質監測浮標

江河、湖泊、水庫是重要的飲用水水源，也是水環境治理和監管的重要環節。基于自動水質分析儀器的水質監測站具有強大的水質監測能力，具有良好的測試準確性和可靠性。但在實際應用中，也面臨一些局限性，特別是：

● 占用岸邊土地資源，選址難度大；

● 需要一定的供電供水等基礎保障設施，在偏遠的山區難以實現；

● 采樣點比較固定，無法對特殊位置進行取樣等。

水質檢測浮標結合了現代傳感器技術，自動控制技術和物聯網技術，可以實時監測水體的化學和理變化，實現數據的遠傳和分析。通過大數據建立水質污染指數模型和特征污染物預測數據庫，可以對河道水質變化進行預測，并對突發性污染事件進行預警。

主要監測指標

● 水質參數： pH、ORP、電導率、TDS、鹽度、溶解氧、濁度、溫度、氨氮、COD、TOC、葉綠素 a、藍綠藻、硝氮等；

應用領域

● 水源地預警；

● 江河、湖泊、濕地、海洋等的生態監測；

● 藍藻、赤潮的監測和預警；

● 富營養化狀況監測和調查；

● 生態修復工程的效果評估和長效監管；

● 水產養殖水質環境監測；

● 突發性污染事件監測和預警。

水質監測浮標

        

主要特點

● 直接投放到河道中進行水質監測，使用簡單靈活，不占用岸邊土地；

● 浮標體采用不銹鋼材質制作，抗撞擊能力強，防生物附著性，耐腐蝕；

● 大浮力設計，有效載荷更高，可搭載更多水質監測設備和輔助設備，存放電池和電子設備的密封箱水密封性佳；

● 浮標具有自平衡能力，具有良好的抗風抗浪性能；

● 采用傳感器進行水質監測，可根據測試需求配置不同傳感器，測試過程綠色無污染；

● 支持蓄電池和太陽能雙重供電，有效提高續航時間；

● 支持無電報警，提示運維周期；

● 支持單點標定、多點標定、動態標定功能；

● 支持雙向通訊，可遠程控制浮標，調整測量參數；

● 支持大容量的數據采集和存儲；

● 支持數據無線傳輸，可設置測試和數據發送間隔；

● 支持傳感器自清洗功能，減少日常維護量；

● 支持 GPS，支持全球定位；

● 支持離水報警和位置偏離報警，加強防盜功能；

● 具有警視燈標，有效提醒過往船只，防止碰撞；

● 具有固定及回收系統，可根據水下不同情況選擇不同形式的錨和拋錨方式。

4.1.硬件方案

序號	設備名稱及關鍵參數
1	在線多參數傳感器   - 標配5種參數   （溶解氧、電導率、PH、氨氮，溫度、濁度傳感器）   - 信號輸出：Rs485（Modbus/RTU）   - 線纜長度可選   - 防護等級IP68
2	一體式熒光法溶氧傳感器   - 熒光法電極   - 0-20mg/L， 0~200%飽和度   - 信號輸出：Rs485（Modbus/RTU）   - 線纜長度可選   - 防護等級IP68
3	在線PH傳感器   - 標配工業PH電極   - 內置溫度補償   - 信號輸出：Rs485（Modbus/RTU）   - 線纜長度可選   - 防護等級IP68
4	數據采集儀   -基本接口：8路AI，8路DI，1路RS485，6路RS232，2路繼電器輸出 支持 GPRS/CDMA/ADSL/L AN/PSTN撥號等多種通訊方式
5	氨氮傳感器 - 高量程版 （測離子銨氮NH4+） （離子選擇電極法，免藥劑） - 0-1000mg/l   NH4-N （不低于100ppm） - 精度：±3%F.S. - 內置溫度補償 - 信號輸出：Rs485（Modbus/RTU） - 線纜長度可選 - 防護等級IP68

軟件方案

PC端上位機畫面

通過有線/GPRS無線模塊實時傳輸給PC的上位機軟件，做到了遠程監測而不必一直監控觸摸屏，節省了人力物力。

      

            

l  移動端顯示

通過有線/GPRS無線模塊實時傳輸給移動設備上，做到了遠程監測而不必一直監控觸摸屏，節省了人力物力。

            

        

1. 方案特點

◆ 智能化站點控制，具備設備運行狀況實時監控、遠程監控、動態顯示及數據管理功能

◆ 采水方案、數據傳輸多樣化，根據實際需求可選

◆ 準確、穩定可靠的分析技術，獨特的高度定量設計

◆ 系統集成度高、故障率低，維護量小，有效數據率大大提高

◆ 擴展性強，并兼容市場主流的各家儀表

◆ 以第三方運營為保障手段，確保系統和設備的有效運行