环境自动监测技术综述

环境自动监测技术综述（精选8篇）

环境自动监测技术综述篇1

摘要：目前水质自动监测技术在水环境保护中应用较广。本文首先介绍了水质自动监测系统，其次分析了水质自动监测在水环境保护中的作用，最后阐述了水质自动监测系统的应用。

关键词：水质;自动监测;水环境控制

水污染的前提是对水环境质量变化情况进行定时、定点的人工采样与监测。通过累积的各类监测数据，分析水环境的现状和变化规律，这个过程需要大量的人力、财力和物力，而这种方式所得到数据都是瞬时数据。因此必须采取自动化的水质监测技术，使所得到的数据是连续性的，更好的反应出水环境的实际状况，进而采取水环境保护措施。

1水质自动监测系统

水质自动监测系统是通过实时的水质自动监测站，获得连续的在线水质监测数据，通过现代化的数据采集系统将所监测水体的水质数据上传至管理中心，实现管理中对自动监测站的远程监控，更加真实的反应水体的水质，及时了解水质的变化规律。水质在线自动监测系统是将多种监测指标的分析仪表组合，从采样、分析到记录、整理数据、中心遥测组成的系统，并利用监控及分析软件，实现水质的自动监测。水质自动监测系统的优点是：无需人工、运行稳定和维护方便。主要的水质监测指标有：流量、浓度、溶解氧和pH等参数。监测所得到数据可现场读取或通过无线传输到监控中心。水质自动监测系统可以连续进行监测、得出实时数据并进行远程控制，使有关部门可以及时掌握水质状况，预防水质污染的事故，并在发生大型污染事故时掌握水质信息，进行突发事件的处理。

2水质自动监测系统的功能

2.1在线自动监测水质

自动监测系统可以监测水源地及饮用水的多种参数，主要包括：溶解氧、pH和浊度等。并可以对排污口和污水处理厂进行实时监测，监测其各项水质参数是否超标。

2.2预警预报水质

自动监测系统具有报警功能，接受现场设备的报警信息。报警功能可以通过声音、图像、表格等形式体现。还可以对现场监测信息准确反应，为环境监控提供准确的信息。如出现水质超标、仪器设备故障或供电故障时都会引发报警系统。

2.3信息发布和在线查询水质

自动监测系统具有信息发布和在线查询的功能，并可以显示图标并打印等，为环境管理和决策提供准确的数据支持。并可以保存长期的监测数据及运行数据，方便以后查询和检索。

3水质自动监测在水环境保护中的作用

3.1为水环境的治理提供依据传统的监测方式对于水环境的监测通常是瞬时的，无法进行系统和长期的监测，因此，监测结果并不能很好反映出真实的状况，也是水环境治理决策带来不利影响。目前自动化水质监测设备进行大量的使用，为水质提供实时监测，保证监测数据的准确性，为水环境治理提供资料。

3.2提高了水质监测的工作效率

水样采集、化验和数据统计等工作是十分复杂的，通过应用水质自动监测系统就可以对水体进行自动监测，并记录数据及时分析。对于监测人员的工作提供极大的帮助，降低管理人员的劳动强度，避免工作人员由于自身能力有限或不规范等人为原因造成的水质数据偏差，保证水质监测数据的准确性。在出现重大污染事故前有效预警，使工作人员可是及时采取措施，提升了水质监测的工作效率。

3.3降低水质监测的管理成本

目前所采用的水质自动监测仪器设备价格较高，但对于传统的水质监测来说，综合成本较低。传统的水质监测中，对于人力的投入较大，其费用与自动水质监测仪器的.购置费相差不多，因此水质监测的成本是降低了。

3.4提高水质采样工作的安全性

水质监测前需要进行水质采样，但通常水质采样区域的地形较为复杂，在样品采集时可以避免人工工作可能发生的安全是事故，使用自动水质监测可以得到更加准确的数据，使水质采样更加安全。

4水质自动监测系统的应用

4.1地表水监测中的运用

对地表水进行水质自动监测，可以对地表水质实际监测和远程控制，对重点断面水体和流域水质情况实时监测，预报流域的水体污染事件，预防跨地区的水污染事件产生纠纷，把握总量控制情况。目前我国水质自动监测技术在地表水监测中应用较多，我国水质自动监测站近年来建设也取得一定的成绩，环境保护部门在我国重要的河流、入海口、湖泊和水利项目中建设了许多水质自动监测站。

4.2水库中的应用

水质自动监测系统在水库中的应用，可以监测的指标有20余种。水库水质监测中，采用西东监测系统，可以实现远程实时调控，提高水环境的监测和监管能力，对于较为重要的水源地水质，可以及时掌握水质实时状态，保证饮用水水源的安全，让居民的饮用水健康。对水质可以实现数据远程传输、监测和自动控制，可以随时查询水质信息，如发现水源地水质监测项目超出规定要求，系统会自动报警，并采取应急措施，对水质进行全程监管，保证饮用水安全。

4.3排污口污水水质

监测环保局在进行污水排放管理时通常存在很多的问题：一是工作人员少，检查周期长，不能及时掌握各个企业的排污情况;二是排污费拖欠，排污单位缴费不及时。以上两个问题可以通过在排污口进行流量和水质的自动监测来管理，自动监测系统可以对实时监测企业的污水排放情况，还可以对阀门进行远程控制。自动监控系统能够实时监测企业排放口的污水水质和水量。如果排污企业不按时缴纳排污费，自动监测系统可以通过远程控制电动阀门的开关，欠费即关闭排污阀门。此外，还可以在监测系统中设定COD限值，如果监测系统监测到污水COD超标，也可关闭阀门，停止排污企业污水排放。

5结论

水质在线自动监测系统以自动分析仪器为核心，运用现代化技术及分析软件组成的综合性在线自动监测体系。对主要流域重点断面水质状况进行掌握，需要实时水质自动监测，对水质进行连续监控和远程控制，更好的对水体进行治理和监管。

参考文献

[1]杜魁.我国水质自动监测技术现状分析[J].知识经济，2012(23).

[2]孙进.关于影响水质自动监测系统运行因素的探讨[J].北方环境，2011(9).

[3]夏光耀，洪流，尹丽君.水质自动监测系统建设与维护初探[J].科技创新导报，2010(3).

[4]王玉华，赵学民，周怀东.水质自动监测技术及其应用分析[J].水文，2004(3)

环境自动监测技术综述篇2

光化学污染即光化学烟雾污染, 是指大气中的氮氧化物 (NOx) 和碳氢化合物 (HC) 等一次污染物在阳光照射下发生一系列光化学反应, 生成O3、PAN、高活性自由基、醛、酮、酸等二次污染物, 参与光化学反应过程的一次污染物和二次污染物的混合物所形成的烟雾污染现象[1]。

光化学污染现象使大气能见度降低, 污染气体强烈刺激人体的某些器官, 使人眼睛发红、流泪、咽喉疼痛, 甚至造成呼吸障碍, 肺功能异常, 严重时会危及人的生命。其氧化性也会使橡胶老化、开裂, 植物叶片受害变黄, 以致枯死。光化学烟雾还可随气流飘移数百公里, 使远离城市的乡村也受害。从保护人体健康及自然生态系统的角度出发, 需要对光化烟雾进行长期的观测和研究。本文根据自动监测技术的发展水平并结合作者多年观测的实践经验, 对光化污染监测发展历程和监测技术做了介绍, 有助于广大环境科研或监测人员了解目前光化学污染监测较为前沿的技术和手段, 为环境管理做好技术支撑。

1 欧美和我国光化污染监测的发展

1990年初的欧洲光化污染非常严重, 臭氧超标形势严峻。1993年欧洲环境委员会 (EEA) 成立, 同时成立了欧洲环境信息和观测网络 (Eionet) , 目前有32个成员国和6个合作国建立了586个地面臭氧监测站[2]开展30多项针对光化污染的研究监测。在加强地面臭氧污染监测的同时, 欧盟还加强了对形成臭氧前体物质排放量的统计和监测。目前, 欧盟各成员国必须每年向欧盟环保局报告臭氧前体物质如挥发性有机物 (VOC) 、NOx、CO、NH3等的排放量, 并确保上述污染物的排放量不超过欧盟确定的目标值。

1990年美国国会通过清洁空气法修订案, 美国EPA要求各州或地方在臭氧污染问题严重地区必须开始建立光化学评估监测站 (PAMS) , 全面监测臭氧、臭氧前体物及部分含氧挥发性有机物 (VOCs) 以了解臭氧高污染发生的原因。除了光化学评估监测站 (PAMS) 外, 美国有州和地方空气监测网 (SLAMS) 以及国家空气监测网 (NAMS) 承担臭氧污染监测。目前美国建有约1 200个臭氧监测站形成了光化污染常规监测网[3], 用以光化污染状况监测评估、污染预警、前体物状况和区域输送分析。

2000年左右, 我国部分城市如北京、上海、广州、重庆等开始开展臭氧监测, 并在该领域做了一些探索。2008年国家正式开展臭氧监测试点工作, 北京、天津、沈阳、青岛、上海、重庆和广东省参与试点, 监测的参数有臭氧、臭氧前体物 (SO2、NO2、CO) , 部分站配有VOCS、NMHC监测设备和气象仪。2013年京津冀、长三角、珠三角等重点区域以及直辖市和省会城市均开展GB 3095—2012《环境空气质量标准》新增指标 (PM2.5、CO、O3等) 监测。2013年初, 全国范围内74个重点城市建成的496个国控站点均已开展O3自动监测, 形成国家监测网络。此外, 如北京、上海、重庆、广州、南京、武汉等地根据需要建设有针对大气复合污染监测的综合监测实验室 (超级站) , 除常规臭氧及其前体物外, 还有光化烟雾污染的重要监测因子:细粒子颗粒物、NOy、VOCS、NMHC、大气稳定度、紫外辐射以及气象参数等。

2 光化污染自动监测技术

开展大气光化学污染监测主要是开展臭氧以及对生成臭氧 (光化烟雾) 的主要前体物质和光化污染生成物的监测 (NOx、NOy、CO、SO2、甲烷/非甲烷总烃、高沸点/低沸点臭氧前体物、有机气溶胶等) , 同时对太阳辐射强度以及城市的气象 (风速、风向、温度、相对湿度等) 、空气扩散条件等进行同步观测。本文根据自动监测技术的发展, 对光化污染较为前沿的自动监测新技术进行介绍。

2.1 O3、NOX、SO2和CO监测

O3是光化反应产生的最直接、最重要的污染物, 常常作为光化烟雾污染强弱的指标, NOx=NO+NO2, NO2的存在是产生光化反应的必要条件, 而SO2和CO是光化污染反应的重要前体物。以上4种参数监测技术从20世纪80年代开始发展至今, 目前已非常成熟, 本文就不再赘述。

2.2 臭氧柱浓度的监测

柱浓度是指污染气体在空间上的垂直分布浓度, 长期监测污染物的柱状浓度可以反映其在空间中的浓度变化趋势, 对开展城市空气质量监测, 研究区域空气污染分布以及污染通量传输具有重要作用。目前监测污染物柱状浓度主要使用的是被动DOAS监测技术[4,5,6,7], 利用污染物的吸收光谱不同, 采用光谱拟合技术得到污染气体的斜柱浓度, 即污染气体沿光路的积分浓度, 结合辐射传输模型计算出大气质量因子以及污染物的垂直柱浓度。

2.3 总反应性氮氧化物NOy

总反应性氮氧化物NOy=NOx+NOz=NOx+NO3+2N2O5+HNO3+HNO4+HONO+PAN+MPAN+硝酸盐+烷基硝酸盐。对环境空气中总反应性氮氧化物NOy进行监测可以帮助了解大气中总反应性氮氧化物的组成特征以及形成光化学烟雾的机理[8,9,10]。在监测方法上NOy与NOX相同, 均为化学发光法, 监测方法的区别在于:NOy的钼转化炉在样品气采样入口处, 所有的含氮氧化物在采集入口处根据电磁阀的切换, 一路通过钼转化炉全部转化为NO, 参与化学发学反应得到NOy值, 一路不通过钼转化炉直接参与化学发光反应得到NO值;而NOX的钼转化炉在仪器内部, 样品气通过采样管进入仪器后, 大部分非NO2的含氮氧化物已经挥发或反应成其它物质而不能被捕获。

2.4 非甲烷总烃 (NMHC) 和挥发性有机物 (VOCs)

(1) 非甲烷总烃 (NMHC) 监测

非甲烷总烃 (NMHC) 通常是指除甲烷以外的所有可挥发的碳氢化合物 (其中主要是C2~C8) , 是形成光化学烟雾污染的重要前体物[11,12], 长期观测NMHC, 通过光化烟雾反应动力学模型和轨迹模式绘制EKMA曲线, 如图1所示, 以了解当地光化污染是受NHMC控制还是受NOX控制, 以便做相应的污染防治工作。

非甲烷总烃自动监测方法主要是采用气相色谱法, 气相色谱的分离原理实质上是利用样品中各组分在色谱柱中的气相和固定相间的分配系数不同, 当汽化后的试样被载气带入色谱柱中运行时, 组分就在其中的两相间进行反复多次的分配 (吸附-脱附-放出) , 由于固定相对各种组分的吸附能力不同 (即保存作用不同) , 因此各组分在色谱柱中的运行速度就不同, 经过一定的柱长后, 便彼此分离, 顺序离开色谱柱进入检测器, 产生的离子流信号经放大后, 在记录器上描绘出各组分的色谱峰。非甲烷总烃常常和甲烷一起检测, 检测器一般采用氢火焰离子检测器 (FID) 。

氢焰检测器 (FID) 是以氢气和空气燃烧的火焰作为能源, 利用含碳氢化合物在火焰中燃烧产生离子, 在外加的电场作用下, 使离子形成离子流, 根据离子流产生的电信号强度, 检测被色谱柱分离出的组分。

(2) 挥发性有机物 (VOCs) 监测

挥发性有机物 (VOCs) 是指沸点在50~260℃、室温下饱和蒸气压超过133.32 Pa的易挥发性有机化合物。大多数VOCs化合物 (如低碳数的烯烃、烷烃, 如表1所示) 具有大气化学反应活泼性, 是形成光化学烟雾污染的重要前体物[13,14], VOCs日益成为表征城市大气污染的重要指标。

VOCs自动监测方法主要也是采用气相色谱法, 使用在线气相色谱分析仪, 一般可以检测低沸点 (C2~C5) 项目:乙烷, 乙烯, 丙烷, 丙烯, 异丁烷, 正丁烷, 反式-2-丁烯, 顺式-2-丁烯, 1-丁烯, 异戊烷, 正戊烷, 1, 3-丁二烯, 反式-2-戊烯, 1-戊烯, 异戊二烯。可检测高沸点 (C6~C12) 项目:苯, 甲苯, 乙苯, 间、对二甲苯, 邻二甲苯, 1, 3, 5-三甲苯, 1, 2, 4-三甲苯, 1, 2, 3-三甲苯, 2, 2, 4-三甲基戊烷, 正己烷, 正庚烷, 2-甲基庚烷, 辛烷等, 检测器分别采用的是氢焰检测器 (FID) 和离子化检测器 (PID) 。

光离子化检测器 (PID) 原理是使用紫外灯 (UV) 光源, 将有机物“击碎”成可被检测器检测到的正负离子 (离子化) , 所形成的分子碎片和电子由于分别带有正负电荷, 从而在2个电极之间产生电流, 根据电流信号的强度检测该组分的浓度。在被检测后, 离子重新复合成原来的气体, 因此PID检测器是一种非破坏性检测器。

2.5 PAN/PPN在线监测

PAN (过氧乙酰硝酸酯) 和PPN (过氧丙酰硝酸酯) 是大气光化烟雾的特征污染物, 对人体健康、植物及生态环境有极大的危害。PAN和PPN可以作为光化学反应的指示物, 其浓度的获得对于正确估算光化学臭氧产生率十分重要。

PAN/PPN在线气相色谱1992年开始研发, 经过多次升级后于近几年从德国传入我国。其原理是样品气在低于室温的毛细管柱进行气相色谱分离后, 由电子捕获器 (ECD) 检测。其动态的校准单元是基于NO校准气流的光化学合成PAN或PPN。

2.6 OH· (羟基自由基) 监测

OH·是大气中最重要的氧化剂, 它控制了绝大多数大气痕量组分的氧化去除, 尤其是在光化学烟雾的产生、城市大气中二次气溶胶的生成等过程中起着重要作用[15,16]。虽然我国对城市大气中的常规气相污染物和颗粒物已有一些测量和研究, 但对于城市大气污染产生的机制了解得并不十分清楚, 而对城市大气OH·的系统测量基本上属于空白。

对OH·的测量应用较广泛的技术是激光诱导荧光LIF法。LIF方法是基于OH·在308 nm附近存在尖锐吸收光谱的物理特性, 使用窄带激光器在此波段内照射含OH·的气体样品使得OH·产生共振荧光, 在入射激光的正交方向上对307~311 nm波段内荧光光子进行计数, 结合标定实验导出的灵敏度, 从而定量测定大气中OH·的浓度。

2.7 PM10、PM2.5、PM1 (颗粒物) 监测

伴随光化烟雾还会有大量细粒子即二次细颗粒物 (secondary fine particulate matters, SFPM) 产生, 如硫酸盐、硝酸盐、铵盐、黑炭 (BC) 以及有机碳 (OC) 等, 因此对光化污染监测需对颗粒物PM10、PM2.5、PM1进行长期监测。颗粒物自动监测方法主要有β射线法、微量振荡天平法、光散射法以及β射线法联用光散射法等。

β射线法、微量振荡天平法经过30多年的发展已经比较成熟, 光散射法是近几年发展起来较新的技术。其原理如下:半导体激光源以高频率产生绿色激光照射样气室, 其频率足够快, 保证在样气中的颗粒物质量浓度在一定范围 (0.1~1 500μg/m3) 内, 不会错过穿过气室的任何颗粒物。如有颗粒物存在, 激光照在上面会发生散射, 在同一平面上与激光照射方向成90°角的检测器会收到被对面的反射镜聚焦的散射光, 其强弱与颗粒物的直径大小有关系。

光散射法单独使用不但可以测量颗粒物质量浓度, 还可以测量不同粒径大小颗粒物 (如直径从0.25~32μm) 的数量浓度。光散射法也可以和β射线法联用, 可以使颗粒物监测仪在短时间内的分辨率、准确度和精确度有很大提高。

2.8 太阳辐射观测

光化烟雾反应与太阳辐射直接相关, 一般太阳辐射越强, 大气光化反应就越厉害, 臭氧浓度会更高, 因此对太阳辐射进行长期观测是很有必要的。目前测量太阳辐射光谱特性的仪器是太阳辐射计, 它可用于同时测量不同波长的太阳直接辐射、天空散射辐射、地面反射辐射或太阳总辐射等辐射量, 可以计算出大气中水气、臭氧以及氮氧化物等污染气体分子在整个大气层中的总含量, 反演出气溶胶粒子谱和光学特性等参数。

2.9 大气稳定度

大气稳定度是指叠加在大气背景场上的扰动能否随时间增强的量度。大气稳定度是影响污染物在大气中扩散的极重要因素[17]。当大气层不稳定, 热力湍流发展旺盛, 对流强烈, 污染物易扩散, 但是全层不稳定时, 湍流受到抑制, 污染物不易扩散稀释, 特别当逆温层出现时, 通常风力弱或无风, 低空像蒙上一个“盖子”, 使烟尘聚集地表, 造成严重污染。

目前使用普遍的大气稳定度自动仪主要是基于β射线测量方法的24 h自动采样和PM10颗粒物质量浓度在线监测仪器。同时, 仪器在设定的每个采样分析周期中, 通过盖革计数器测量所收集颗粒物样品中氡元素之放射性大小, 获得大气稳定度值 (与样品中氡元素之放射性大小正相关) 及相关参数。

2.1 0 气象综合观测

有利于光化反应的的气象条件除了太阳辐射强、大气稳定外, 还有低湿度、低风速和高压, 因此气象综合观测是必不可少的。气象监测参数包括风向、风速、温度、湿度、压力、雨量等。

比较常用的机械式的气象传感器使用时间长活动部位会有结垢和腐蚀等问题, 影响数据准确性, 且故障率比较高。目前有一种采用超声风新技术的一体式气象仪, 其风向、风速使用超声风原理, 雨量传感器使用雨鼓声学振动压力感应式或多普勒方式, 压力、温度和湿度传感器集成在内部 (电容传感器) , 这类一体式传感器集成化好、维护量极低、数据较为准确和稳定。

超声风工作原理:风传感器有3个等间距的超声波变换器位于同一水平面上, 它们组成一个变换器阵列。通过测量超声波从1个变换器传播到另外2个变换器所用的时间来确定风速和风向。风传感器测量沿变换器阵列所形成的3条路径的传送时间 (双向) , 此传送时间取决于沿超声波路径的风速。如果风速为零, 则正向和反向传送时间相同。当风向与声音路径的方向相同时, 上风向传送时间将变长, 而下风向传送时间将变短。

雨鼓声学振动压力感应式的原理是:其传感器上部为不锈钢鼓面, 内部为空腔, 空腔内部设置了高精确性的微震动传感器。在监测雨量的时候, 可以将每个微弱的雨滴到鼓面的震动转变为电信号, 通过仪器内部计算模块进行准确计算得出实时降雨强度。

多普勒方式测雨量是根据雷达气象学原理, 降水强度与降水粒子的反射因子有关, 也与降水粒子的含水量有关, 而反射因子与回波强度有关, 回波强度与基本反射率和回波厚度有关, 因此多普勒方式依据降水粒子的基本反射率、回波厚度和降水含量来定量估算降水强度。

2.1 1 遥感监测

遥感监测技术也是这几年迅速发展起来的新技术, 它是以卫星、飞机、地面基站等方式, 将工作平台从地面上升到高空, 因此可以得到大面积的动态信息, 具有整体性和宏观性的特点, 被用来弥补地面环境监测的不足。遥感监测技术主要是通过物体对大气中各种频率电磁波的辐射或反射, 不与物体进行直接接触, 远距离辨识及测量目标对象的一种监测技术。大气环境遥感主要监测对象是大气中的O3、C02、S02、CH4等与大气环境质量和全球环境变化密切相关的大气可变组分以及气溶胶、有害气体、沙尘暴等大气杂质。

在对臭氧遥感监测中, 使用较广泛的传感器有TOVS、TOMS等[18]。其中, TOVS探测器选用9.6!m作为探测通道, 通过测量地面发射的电磁辐射在臭氧9.6!m吸收带处被大气中臭氧吸收的强度来探测大气中臭氧的含量。TOMS是通过测量后向太阳紫外辐射中的4个光谱通道的辐射值 (其波长分别为312、317、331和339 nm) , 其中臭氧的最强吸收 (312 nm) 辐射和最弱吸收 (331 nm) 辐射的比值就可以反演出大气中臭氧的总量。

2.1 2 其它监测

除以上监测项目外, 可以根据当地实际情况, 对气溶胶化学组分进行监测, 如在线测量可溶性阴阳离子浓度, 有助于对细颗粒物的成分进行来源解析。

另外还可以对OC/EC (有机碳/元素碳) 进行监测 (热化学法) [19], 其中EC直接来源于化石燃料的不完全燃烧, 是一次人为大气污染的很好的指标。OC则包括污染源直接排放的一次有机碳POC和碳氢化合物通过光化学反应等途径生成的二次有机碳SOC, 常常用OC/EC的值来判断二次污染程度, 因此准确测量OC、EC的值, 对于追溯大气气溶胶污染来源及气溶胶的形成与变化过程有很重要的意义。

3 结语

随着自动监测新技术的不断发展, 对光化污染的监测能力和手段有显著提升。

环境自动监测技术综述篇3

【关键词】企业发展；环境自动监测系统；设计；管理措施；原理；空气监测；水质监测；噪声监测

随着社会经济的快速发展，环境问题得到了人们的普遍关注。因手段与方法制约，传统环境监测已无法适应环保管理要求，环境自动监测技术的出现，为评价环境质量、监控污染源提供了强有力的保障。作为国家环境保护重点监控的对象，企业通过环境自动监测系统的建立，可达到国家节能减排的目标。目前大多数企业都装设了环境自动监测设备与零散系统，但还存有诸多问题，如信息化、系统化与完整性。为此必须从实际出发，建立完整的企业环境自动监测系统。本文通过对开放性、灵活性、兼容性等因素的充分考虑，采用自动监测客观、可靠的监测数据，实现环境可持續发展。

一、环境自动监测系统的原理

环境监测具有大量环境参数，通常分为2种：手工监测与自动监测。化学分析法、重量法等为手工监测的主要方式，其后逐渐向仪器分析法发展，检测项目所需参数也大幅度增多，监测范围逐步向水与废水、空气与废气等方面扩展。手工监测具有广泛的适应范围，但其具有较长的监测周期，无法达到实时监控的目的。

环境自动监测的监测因子构成部分为气象参数、气体成分参数、水体中的离子浓度等，颗粒物、二氧化硫、一氧化碳等都为监测项目。根据类别通常可分为空气质量监测、噪声监测、水质监测等。

因目的不同环境自动监测系统设置的侧重点也存有极大的区别，但其基本构成基本相同，如图1所示。系统支持可动态实时维护整个系统，保证系统始终处于正常运行状态。质量保证可校核系统，确保系统数据收集的准确性、可靠性。监控中心则对各个子系统数据实时跟踪，以此分析、整理数据，并进行预警发布及污染情况报告。

由低层向上层划分，整个系统网络结构层次可分为3个层次，如现场层、网络传输层、数据采集与处理。具体内容如下：

现场层：数据采集传输仪与各类监测、采样设备为该层次的主要内容，其功能为采集、储存、发送与命令接受数据。

网络传输层：是指数据传输得以实现的网络实体，其方式分为2种：有线、无线。

数据采集与处理层：利用网络传输层与现场层互相通讯、数据交换及下达指令，达到现场层数据采集与集中远程监控的目的。数据采集层在校验解码采集或现场自动上传的数据后，利用Web Service服务模式向数据处理中心上传。

二、企业环境自动监测系统设计分析

企业环境自动监测系统设计需对多种因素进行充分考虑，统一标准，该系统不仅要具备在线自动监测仪表、视频摄像监视装置、网络集成等设备，还需与底层汇编语言等相结合，是一个集环保数据多功能于一体的系统，要求其能够达到数据采集、监测、监视、分析与管理的目标。以企业环保信息中心为主体，进行企业范围内环境监测信息网的建立，通过各类方式对数据进行收集、整理与统计，以此对企业污染源具体情况进行实时掌握，为治理环境提供可靠依据。

1、系统图形功能设计

为实现网上编辑与控制图形的目的，需设计强大的交互图形开发功能，以此为图形界面、各类图形元件制作提供便利，并实现图形管理、建模与完善监控系统的作用。如矢量化图形的功能为缩放、分层、旋转与组合复用等。在系统图形功能设计中要求各类设备分布信息能够综合直观显示及表达，并监视设备采集的参数信息，并进行数据直接统计。在一张表示企业厂区地理位置的平面图内全部信息都可显示，通过对地图上某一监控目标的点击，可监控此对象信息，通过显示的详细信息，对该对象进行操作。与此同时，声光报警可运用于超标数据，对环境监测功能加以完善。

2、数据基本处理与归档

系统设计中标准数据库系统应以归档为目的，需对数据库系统加以充分考虑，要求其具备安全、可靠与功能强大等特点。根据时间段数据，进行过程数据归档，由管理员设定时间段划分，整体而言，可选取永久保存方式运用于历史数据。同时数据管理人机界面也需设计于系统内，如查询界面、设定界面。

3、各子系统设计与集成

企业环境自动监测系统为大系统，其组成部分为子系统6个与监控中心1个，预留发展接口。具体如下：

（1）空气质量连续监测子系统。为对区域内污染物时空分布等情况进行全面掌握，需选取集合图形布点方式与功能区域布点方式，设计空气质量连续监测子系统。在设计中，需对主导风向、地形、污染物污染现状与发展趋势等进行充分考虑，同时对周边环境内极易产生的干扰因素加以排除，并将一个背景对照点设置于和监测区域主导风向上风向远离位置。同时对空气质量连续监测子站（2个）增加设置，每个子站采样标准点的设置，需进行公共辅助设施配置，如电源空调、通讯光缆等。

（2）固定污染源烟气自动监测子系统。假设每小时20万平方米风量的大型固定污染源在线监测安装，各个点位需进行公共辅助设施的配备。设计时可采用2种方式：第一，公用热工信号与环保信号，这种情况下可部分重用环境监测信号能与能源热工信号，实现规划统一，同时由能源信号转接入环境监测信号，避免建设重复。第二，环保信号专用。

（3）水质自动监测子系统。

水质自动监测设备需分别安装于总排口与车间排口位置，按照工艺段污染源与主要污染因子特征，车间排口监测项目不仅要对传统PH流量进行充分考虑，还需对油分、氨氮等监测因子加以重视。按照循环冷却水系统内部检测PH等水质参数，对接入监控中心进行充分考虑。其具体监测点位设计如表1所示。

表1 水质自动监测点位设计

（4）噪声在线子系统。

因噪声点位便于移动，配置较为灵活，可根据企业需求进行点位数量确定。通过数据采集模块现场设备可自动进行噪声信息采集，利用RS232接口和GPRS透明数据传输终端连接，此时，数据处理、协议封装工作由GPRS透明数据传输终端内置嵌入式处理器进行，并向GSM网络发送。（5）视频监控子系统。通常选取室内外2个屏，投影方式为室内形式，大屏为室外形式。根据企业实际情况安装视频监控，一般安装于制高点。利用视频线与控制线将前端摄像機输出连接至视频编码器，通过视频编码器达到统一视频信号数字化的目的。随后利用MPEG—4算法压缩视频，根据TCP/IP协议将以上数据打包，向主干网络接入。

（6）监控中心。确保在线系统运行维护的质保实验室、计算机软硬件系统为构成监控中心投资预算的主要成分。监控中心能对生产单元的排污浓度、附近空气质量、噪声及废水排放情况等进行实时监控。监控中心还应做好数据汇聚与环保数据仓库工作，在分析、整理、统计数据后，及时对环境状况进行评价。

三、企业环境自动监测管理措施

1、为确保环境监测的及时性、准确性与科学性，达到生态环境改善与保护的目的，必须提高企业环境自动监测管理水平。通过环境自动监测管理平台的建立，相关人员需对环境质量状况进行综合评定与定期发布。同时在数据采集、传输时必须确保信息的真实性，避免人为破坏环境自动监测监控设施。确保设备运行的安全性、正常性。2、通过环境自动监测规划的合理编制，需进行环境质量自动监测点的合理确定。按照环境管理规定，企业还需进行年度污染源自动监测监控设施建设规划的制定，按照年度建设计划，企业应进行污染源自动监测监控设备的安装及投入应用。根据规定应向环境保护部门及时备案。3、按照职责人工，选取分级管理的方式进行环境自动监测，采用分级监督管理方式自动监测污染源。作为污染源自动监测设备运行维护的责任主体，排污企业需在建立污染源自动监测系统后及时达到设备运行正常与数据传输稳定的目标，并向法定计量检定单位定期进行污染源自动监测设备计量检定申请。如需维修、停用、拆除或更新污染源自动监测设备时，需及时向相关部门报告，并在一定时间完成工作，确保设备运行的正常性。

四、结束语

综上所述，遵循我国环境监测相关技术规定，必须充分考虑如何完善环境自动监测系统，才能确保监测数据的准确性。应确保系统设计符合企业发展现状及所在地交通、环境质量等条件。遵循监测目的与系统功能，充分发挥环境自动监测系统的功能，确保环境质量的全面提升。

参考文献

[1]吴立新.环境监控中心建设实例分析——以金华市环境监控中心为例[J].环境污染与防治.2008（06）

[2]许煌伟.面向冲突治理的晋江市环境自动监测监控系统有效性研究[D].华侨大学.2014

环境自动监测技术综述篇4

环境空气自动监测系统减振方法实例分析

从一个环境空气自动监测系统振动污染治理实例着手,通过对治理过程中的`经验教训分析,详细阐述了减振动技术在实际工作中的灵活运用.

作者：张清爽刘红霞孙静作者单位：德州市环境保护监测中心站,山东,德州,253034刊名：环境与可持续发展英文刊名：ENVIRONMENT AND SUSTAINABLE DEVELOPMENT年，卷(期)：“”(3)分类号：X707关键词：环境空气自动监测系统减振

环境自动监测技术综述篇5

摘要：本研究从PM2.5颗粒物样品的采集、分析环节、PM2.5颗粒物质量检测、检测仪器精密度的控制和电机电刷的控制等5个方面，对环境空气PM2.5自动监测质量核查进行分析，以期为提高环境空气自动监测质量、维护生态环境平衡提供参考。

关键词：PM2.5; 自动检测; 质量核查

PM2.5是指等效直径≤2.5 μm的气溶胶颗粒，如果空气中的PM2.5含量超标，不但会对大气环境造成污染，而且很容易诱发支气管炎、心血管疾病和哮喘等疾病，危害人们的身体健康。因此，加强对环境空气PM2.5的自动监测，做好监测质量的核查分析工作，对推动社会和谐稳定发展有着积极的意义。

1 PM2.5颗粒物样品采集的控制措施

首先，采集人员需要按照规定的要求开展样品采集工作，保证采样器和地面高度间距≥1.5 m。如果采集时的风速>8 m/s，则不能进行样品采集工作。同时，采集点需要远离污染源和障碍物，以确保采集样品的代表性，以及样品采集工作的有效性与合理性。

其次，在测定样品的日平均浓度时，为了避免因采集时间集中和采集次数较少的不利影响，监测人员需要采取间断采样方式，并且测定的次数需要≥4次，采样累计时间需要≥18 h，以保证采集样品的全面性，以及样品日平均浓度的准确性。

最后，在样品采集的过程中，采集人员需要利用镊子将称重后的滤膜放在采样夹滤网上，保证滤膜毛和进气方向相互对应。在每一次的浓度测定结束后，监测人员需要更换滤膜，以保证测定结果的准确无误。在测定样品日平均浓度时，采集样品可直接放置在滤膜上，在完成采样工作后用镊子取出滤膜，并将滤纸灰尘面进行对折，放入样品盒或者纸袋中，详细记录采样的过程。

2 分析环节的控制措施

一方面，监测人员需要将滤膜放置于恒温恒湿箱中，并以平衡状态保持24 h，其平衡状态的条件为温度15～30 ℃，湿度45%～55%，并将温度和湿度进行详细记录，为保障滤膜质量满足监测。在滤膜处于平衡状态后，监测人员需要利用0.01 mg和0.10 mg分析天平称量滤膜的重量，并将称量的结果详细记录，保障数据分析和计算时的准确性。

另一方面，在对恒温恒湿箱中相同滤膜进行称量时，监测人员需要保证称量条件相同，并且需要在滤膜平衡1 h后称重。在对PM2.5和PM10样品滤膜称重的过程中，如果两次称重的重量误差<0.40 mg或<0.04 mg时，需要互相满足恒重的要求。

3 PM2.5颗粒物质量的控制措施

为满足连续采样及测试要求，滤膜上PM2.5颗粒物浓度的监测仪器主要为石英振荡天平质量传感器，以确保准确检测出滤膜上的质量增量。因为采样的流量固定，如果想要缩短测试的周期，则质量传感器灵敏度需要更高，这也容易导致传感器元器件出现老化和侵蚀污损等情况，影响其定量性能，导致监测数据的准确度和精密度失真。因此，监测人员需要定期利用标准膜对质量传感器进行检验与校准。

由于标准膜质量直接影响到PM2.5颗粒物的检测质量和质量传感器的校准结果，所以，其保存和使用工作非常重要。在使用石英振荡天平质量传感器时，监测人员需要正确放置标准膜，并在检验和校准的过程中，防止PM2.5颗粒物从管壁掉在标准膜上。同时，标准膜数量需要保持在2个以上，这样在检验与校准的操作过程中，可以利用多个标准膜对质量传感器进行检验与校准，从而通过分析响应时间和响应读数相近程度，准确判断质量传感器检验与校准的效果。

4 精密度的控制措施

在检验和校准质量传感器后，如果取下PM2.5颗粒物切割器，让子站2台监测仪器同时进行PM10浓度的.测试，检测人员会发现很多时候两者数据并不相同，数据平均值的时段越短，两者之间的差异性就越大，即检测的精密度存在问题。当精密度问题比较严重时，PM2.5和PM10的浓度关系会与实际情况偏离较多，出现PM2.5≥PM10的检测结果。因此，监测人员需要采取有效的精密度控制措施。

在实际的测试工作中，监测人员可以在确保监测数据的获取率基础上，定期取下来PM2.5切割器，并让子站2台监测仪器在规定时间内同时开始PM10的浓度测试，并依据测试的数据结果，分析判断颗粒物浓度检测精密度的控制水平。同时，检测人员可以利用5 min内的平均值监测数据，建立线性回归方程，以系数(如>0.99)、截距(如±5 μg/m)与斜率(如1.00±0.05)为质量控制的指标，确定颗粒物检测仪器精密度能否符合要求的标准。如果精密度不符合要求标准，监测人员需要检查系统的气密性、样品传输管道清洁度、温度控制、切割头清洁度及完整性和质量传感器的准确性等，并采用逐一排除法，直到最终发现问题的原因所在，进而实现质量检查和控制的目标。

5 电机电刷的控制措施

环境自动监测技术综述篇6

前言：电力系统设备的状态监测和故障诊断是近

10年来发展较快的新技术，具有良好的发展和应用前景。但是，目前状态监测与故障诊断的应用还不普遍，还存在种种问题，包括一些认识上的误区。在实际应用中，有故障预报、故障诊断和状态监测等几个在内容上相近但存在差别的概念。一般来说，他们在内容上没有严格的界限，采用的方法很多都是一样的，都要进行在线检测盒数据分析，而且最终目标也是一致的，即防范于未然。本文主要讲述避雷器的在线监测和故障诊断技术。根据国家电网公司的规划，我国交、直流特高压输电工程的建设步伐将逐步加快。随着电压等级和杆塔高度的提高以及电网规模进一步扩大，电网结构更加复杂，加之近年来我国气候环境变化异常、雷电活动日益频繁，防电问题必将更加突出。

1、避雷器在线监测与故障诊断原理

金属氧化物避雷器在线监测和故障诊断的方法主要有全电流法，阻性电流分量法，功率损耗和元件温度，在参考文献中主要用到全电流法，监测避雷器的泄露电流，在一定程度上判断阻性电流的变化。这种方法简单方便，但在正常情况下，总泄露电流的阻性分量只占容性分量的10%左右，这使得监测到的总泄露电流的有效值或平均值主要取决于容性电流分量。

泄露电流是评估10kV配电网MOA运行状态的有效特征量，可通过监测正在运行的MOA泄露电流有没有发生畸变来评估MOA的运行状态。当10kV配电网的MOA正常运行时，其全泄露电流较小，只有微安级，且为工频正弦波；老化后的MOA的泄露电流幅值增大，且波形发生严重畸变，不再是标准的工频正弦波。10kV配电网中氧化锌的泄露电流及其微弱，很容易被噪声淹没，单纯从没有处理过的原始波形上无法区别正常避雷器和老化避雷器。消噪后的泄露电流可以为氧化锌避雷器运行状态的在线评估提供幅值和波形两个有效数据。

2、在线监测与故障诊断基本方法

通过改进阈值的小波消噪算法对10kV配电网避雷器的泄露电流信号进行消噪处理，并验证了本文所提出的算法在消噪效果上的优势，为配电网避雷器在线监测的工程实际应用提供了指导。改进阈值的平移不变量小波消噪算法原理，阈值的选取是利用小波阈值去噪的关键步骤，通常采用硬阈值法和软阈值法。近年来，有人提出采用软硬阈值法相结合的思路，本文中姑且称为软硬折中阈值法，其计算式见文献。另外，在一些特殊的情况下，10kV配电网氧化锌避雷器的泄露电流信号的不连续邻域中，采用阈值方法时其信号会再某一目标水平内上下浮动，这种现象称为伪吉布斯现象。此外，由于传统的阈值法缺乏平移不变性，因此极易在去噪后产生振铃效应。利用平移不变量小波去噪的方法能够很好的抑制伪吉布斯现象，其具体算法为：先把包含噪声的待处理信号循环平移n次，采用阈值法进行去噪处理，再对去噪结果取平均值，即“平移-去噪-平均”。改进后的阈值函数，采用硬阈值法得到的小波系数会出现不连续点，产生伪吉布斯现象，重构后的信号震荡较大，采用软阈值法得到的函数连续性好，但小波系数始终存在一定的偏差，导致重构信号的误差较大，软硬折中阈值法虽然可以结合二者的优点，但其阈值函数仍存在不连续点。阈值的选择既不能过大，也不能过小。若阈值过大，则会过滤掉原来不该被消除的有用信号，使信号严重失真；若阈值过小，则不能达到消噪的根本目的。在小波变换中，原始信号与污染噪声的传播特性有本质区别，每层小波系数所对应的阈值与污染噪声的小波系数传播特性应该是一致的。

由于我国6-10kV系统为中性点不接地系统，地电位升无法通过变压器中性点耦合到母线上，电网GPR过高可能会反击到低压避雷器上。而避雷器额定电压选取的原则是参考系统的最大工频过电压，通常不会考虑到地电位升高的问题。这样，当地网GPR过高导致反击到避雷器两端的电压超过其工频耐受电压时，就可能导致其被击穿而放电，发生避雷器爆炸事故。对于位于高电阻率地区的发变电站，如果放宽对接地电阻的要求时，需要按照站内低压避雷器所能承受的反击过电压来决定。但目前国内外尚未有文献对低压避雷器所能承受的最大地网反击过电压做系统的研究工作，通常只是根据避雷器的工频耐受特性，简单的套用解析公式进行估算。

3、案例分析

以发、变电站10kV系统额定电压为17kV的电站型避雷器为例，其1s工频耐受电压约为额定电压的1.25倍，即21.25kV，由于10kV系统的相电压为5.8kV，则通过公式可以计算出其最大允许的稳态地电位升为8.58kV。然而，一般入地短路电流直流分量衰减的时间常数为0.05s左右，在4个周期即0.2s以后就基本衰减为0，如果避雷器1s的工频耐压仍然采用暂态的最大值来校验显然是不合适的。而且从继电保护的角度来看即使考虑后备保护，故障也一般可以在0.5s以内切除，耐受时间取为1s也稍偏严格。另外在避雷器被击穿后，地网通过击穿的避雷器向线路对地电容充电，导致母线电压迅速上升，作用在避雷器两端的电压将急剧下降。

以氧化锌避雷器为研究对象，对地网电位升高时吸收能量进行系统的研究，并通过与避雷器的允许通流容量进行对比，从而得到避雷器对地电位升的反击耐受能力。通过建立仿真模型，对仿真结果进行分析，可以得出从短路时刻直至5s故障切除过程中通过A相避雷器的电流在初始阶段由于地网GPR的直流分量较大，避雷器中的放电电流也相对较大，最大值为61.94A，持续时间大约为4ms。随着直流分量的衰减，其后放电电流减小至<1A。在整个故障过程中B相和C相避雷器中的放电电流均只有mA数量级，远小于A相避雷器的放电电流，这主要是因为短路时刻地网GPR与A相母线电压相位相反，作用在A相避雷器上的电压远大于B相和C相避雷器上的电压。即使在进入了稳态阶段，避雷器中的放电电流和两端电压的正负半周方向产生了一定程度的偏移。从仿真图中可以看出，随着地网GPR的升高，避雷器产生的吸收能量先缓慢增加。当地网GPR上升到一定的区域后，吸收能量将急剧增加，这是因为此时虽然线路电容充电减小了稳态时避雷器两端的电压，但其值仍然大于避雷器的放电电压。也就是说，此时避雷器不仅在初始阶段会产生放电脉冲，而且在地网的GPR直流分量衰减后的稳态过程中仍然有强大的放电电流，从而导致整个故障期间积累的吸收能量急剧增加。

总结：国内外超特高压输电线路的进行统计表明，雷击事故在线路故障中占有很大的比例，也是特高压输电线路跳闸事故的主要原因。日本50%以上的超高压电力系统事故是由雷击引起的，统计到的54次特高压线路跳闸中，雷击引起的跳闸共53次；美国、俄罗斯等12个国家的275-500kV输电线路连续3a的运行资料表明，雷害事故占总事故的60%。国家电网公司的统计表明，由于雷击造成的线路跳闸数占总线路跳闸数的40.5%。可见避雷器发生故障的几率很大。金属氧化物避雷器的电阻阀片的主要成分为氧化锌，该物质有着非常优越的非线性特性，并具有响应快、通流容量大、性能稳定等特点，因此在发输配电网中得到了广泛应用。10kV配电网中的避雷器被击穿时会造成一点接地故障，当出现2个不同相的避雷器同时发生接地故障时，会引起开关保护发生动作进而造成大面积停电。特殊情况下，受损的避雷器发生爆炸，极易导致周围其他设备发生损坏。国内对避雷器的故障检测通常是每2a拆下避雷器进行预防性试验。但由于配电网避雷器数量太多，每次检测都要消耗大量的人力、财力并断电，且配电网避雷器常常采用复合绝缘材料外套，很难从外观上发现避雷器短路接地，因此传统的避雷器检测技术很难在第一时间检测到故障点所在位置，不利于配电网的安全运行。随着在线监测技术的迅猛发展，研究人员发现通过监测一些参数可以知道避雷器的运行状况，而通过泄露电流来反应避雷器运行情况的方法经过无数次的实践后被认为

是一个简便而又可靠的方法。准确获得完整清晰的泄露电流波形对判断避雷器运行状态起着决定性作用。因此避雷器的在线监测和故障诊断技术在当今智能变电站的重要的组成部分，同时也是智能电网建设的决定性因素。

参考文献：

（1）谭波，杨建军，鲁海亮，文习山，接地网电位升对10 kV避雷器的反击仿真分析，高电压技术第39卷第5期2013年5月31日

（2）张博宇，苏宁，吕雪斌，张翠霞，殷禹，陈立栋，带串联间隙1 000 kV特高压交流输电线路避雷器关键技术参数分析，高电压技术第39卷第3期2013年3月31日

（3）董莉娜，胡可，王微波，夏云峰，胡琴，胡建林，小波消噪在10 kV金属氧化物避雷器在线检测中的应用，高电压技术第40卷第3期2014年3月31日

（4）Daiana Antonio da Silva, Eduardo Coelho Marques da Costa, Jorge Luiz De Franco, Marcel Antonionni, Rodolfo Cardoso de Jesus, Sanderson Rocha Abreu, Kari Lahti, Lucia Helena Innocentini Mei, Jose Pissolat, Reliability of directly-molded polymer surge arresters: Degradation by immersion test versus electrical performance, Electrical Power and Energy Systems 53(2013)488-498(5)George R.S.Lira, Edson G.Costa, Tarso V.Ferreira, Metal-oxide surge arrester monitoring and diagnosis by self-organizing maps, Electric Power Systems Research, 2014, Vol.108(6)Maximilian Nikolaus Tuczek and Volker Hinrichsen, Recent Experimental Findings on the Single and Multi-Impulse Energy Handling Capability of Metal-Oxide Varistors for Use in

自动监测技术在环境保护中的应用篇7

资源保护中的一个重要环节就是环境监测,监测数据的准确可靠性与及时性直接关系到资源保护的成败。资源监测中相关人员需要严格按照相关法律法规进行,要想达到资源保护的监督管理目的,就需要不断引进先进的技术与设备,实现现代化与自动化建设,从而促进监测信息采集水平的提高。本文以水资源保护为切入点,分析自动监测技术在环境保护中的应用。

1 水资源保护中水质监测现状

我国水质监测大多时候采用自动监测方法,只有在应急时才会依靠传统人工检测的方式。这是因为人工监测需要在现场进行水源采样,并将其采样水源带回实验室,技术人员通过仪器分析水质,最终得出相关数据。整个监测过程耗时耗力,过程繁琐,一旦某个环节出现差错,整个采样分析工作便需要重新进行,造成人力物力的浪费;而在这之前水质监测过程中需要的仪器设备只能在国外购买,一直到近些年国产实验设备才得到推广,在降低实验成本的基础上提高监测质量[1]。进行水质采样时如果其中含有泥沙等沉降性固体,则需要分离除去。分离方法:将样本水质摇晃均匀后倒入筒形玻璃容器,常见的量筒容量在1~2 L之间,静止30 min,将不含沉降性固体但含有悬浮性固体的水样移入到盛样容器,加入保存剂,同时测定水温、PH、导电率与总悬浮率等。

2 水质自动监测技术的应用

水质自动监测系统可以做到全方位、全时段与远程监控,及时掌握水资源流域重点断面与水质情况,预防预警重大水质污染事故的发生;当流域水资源发生重大污染事故时能够及时掌握水质情况,达成预防与解决水污染事故的目的。

2.1 系统功能

水质自动监测系统功能可分成:在线自动监测、水质预警预报和信息查询三个方面。在线自动监测实现水源地与饮用水相关数据监测,并可以拓展监测功能,实时监测排污口与污水处理厂污水情况;自动监测系统具有报警系统,可以及时接收监测地设备报警信息;最后就是实现水质信息的实时发布与查询,为相关工作提供准确的数据支持。同时实现数据信息的长时间保存与随时查询,方便后续工作的进行[2]。

2.2 作用分析

首先水质自动监测系统可以实现水质的自动监测,同时分析监测数据。这样便大大降低工作人员的工作强度,提高工作效率,从而避免因为工作人员失误造成数据偏差情况的出现,确保监测数据的真实可靠;很多时候水质采样的地区地形复杂,采样中极易出现安全事故。应用自动监测技术后则能够有效避免此类事故的出现;最后有效降低管理成本,虽说设备整体造价偏高,但要比传统方法成本更低,传统监测中人力成本就已远远高于仪器采买成本。

2.3 水库监测

水库水质监测中,采用西东监测系统,可实现远程实时调控、数字信息和视频信息传输,提升水环境监测、预警应急和环境监管能力,对严密监控水源地水质、快速查明超标行为具有重要作用,对保护饮用水源水质安全、确保百姓喝上放心水具有深远意义。可以实现水质信息在线查询、分析、显示、打印等功能。

3 环境保护中应用自动监测技术的价值

3.1 提供相关数据支持政府决策

我国倡导可持续发展,其中需要协调社会、经济与环境三者之间的关系。加上我国已经加入WTO,因此政府在出台相关决策时需要与国际接轨。除此之外,政府出台各项重大决策时都要考虑环境因素,推行环境影响评分制度保证重大决策的正确合理性,这需要政府掌握环境质量及变化趋势,在此基础上对环境做出科学预测。建立完善的环境自动监测系统可以及时掌握各项环境资料,提供完善全面的技术服务与支持,对企业进行更好更全面的监督。

3.2 提高环境纠纷仲裁效率

社会经济发展促进工业进步,但因为工业污染造成的环境纠纷数量也在不断增加。对于那些特定的污染事件,因为本身的不可重现性,纠纷双方往往各执一词,出具的环境监测数据也存在极大的差别。这便造成上一级环保主管部门难以确定事故责任,仲裁结果不具科学合理性,而引入环境自动监测系统可以充分解决这个问题。环保部门可以在敏感水域或行政交界处建立子站,监测周围环境的变化情况,提供完整、准确及科学的环境数据。所以自动监测系统在重大污染事物预防与应急处理中有着明显优势。通过自动监测系统的预警功能:可以及时发现污染隐患;在发生后可以依照数据及时分析事故原因,做出正确应对措施降低损失[3]。

3.3 储备不间断的环境数据

在环境保护工作中环境历史数据有着重要作用。传统的手工采样、实验室分析与数据处理等,这种模式根本不可能大幅度提升有效数据储存量。加上手工采样是无奈之举,现如今基本上已经实现自动采集,通过实时在线数据监测,数据量要比手工采集量增加数百倍或数千倍。长时间下来,环境部门会积累大量的历史环境数据,为分析环境变化趋势提供数据支持。

4 结语

随着人们物质生活水平与企业生产能力的提高,生活废水与工业废水的规模不断扩大,造成水资源污染情况加重,给环保部门带来极大的挑战。在这种背景下水质自动监测站应运而生,地区不同水质存在差别,监测环境也存在差别,水质自动检测系统是发展的必然趋势。

参考文献

[1]赵锐,贾予平,张屹,等.游泳池水质自动监测与人工监测结果的比较[J].中国卫生检验杂志,2015(24):112.

[2]刘伟,黄伟,余家燕,等.中国水质自动监测评述[J].环境科学与管理,2015(5):45.

环境自动监测技术综述篇8

关键词：环境；空气；自动监测；系统运行；质量管理

中图分类号：X830 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）21-0062-02

1 概述

我国社会经济经过三十多年的高速发展，环境污染问题已经成为阻碍经济继续发展的障碍，环境空气污染每年给我国造成重大经济损失，危害着人民群众的健康。我们只有不断加强环境监测能力的建设，不断发展现代化的环境监测技术和质量管理体系，才能适应广大人民群众对环境空气质量管理的需求。20世纪70年代，发达国家陆续建立起环境空气质量连续自动监测系统，用于采集和分析环境空气质量的状况和变化，我国自80年代开始引进国外的系统设备，至今已在全国所有重点城市和地区建立起这类监测系统。

自动监测系统的建立，对空气质量日报和预测预报工作的开展发挥了重要作用，并使我国的空气质量监测能力达到新水平[1]。特别是2012年的环境空气质量新标准实施以来，我国几大经济发达地区，如珠江三角洲、长江三角洲和京津唐环渤海地区的环境空气质量自动监测能力更是达到了国际先进水平，自动监测已经成为我国城市环境空气质量监测的主要技术手段。

2 环境空气质量自动监测系统运行的质量管理要素

在环境空气质量自动监测的质量管理中应该包含管理体系实施中的全部措施，目的是为了防止因仪器或系统的各种故障、干扰和信号偏离造成相关数据的失真，而影响环境空气质量的客观评价，环境空气监测的质量管理需要能满足环境空气质量评价的目的，并具备空气监测质量管理条件的措施和完整的数据信息，以保证监测系统得出的监测数据本身不仅具有代表性，而且是有效的和可靠的[2]。

2.1 专业人员的管理

按实验室组织架构可分成系统支持人员（系统设备和系统技术）、质量控制人员、质量保证人员、数据（库）管理人员。系统支持人员主要由一线的技术人员组成，要求每位成员必须掌握一定的仪器设备操作技能和系统集成方面的专业知识，熟悉各种不同类型监测仪器的操作。质量控制、质量保证和数据（库）管理人员必须对系统在用的仪器设备有一定的了解，并且熟知整套监测技术规范的应用。

根据国家有关文件的规定，从事环境空气自动监测工作的所有人员必须取得上级政府部门颁发的上岗证，并且由上级管理部门定期对持证人员进行专业知识的培训和考核，有利于巩固和提高管理人员的业务水平。

2.2 系统设备的管理

系统的管理主要分为物资和数据管理两部分。其中物资管理有：仪器设备的管理，系统的管理，（站房）实验室设施构成与流动、备品备件与耗材、维护工具供应方面的管理；数据的管理主要有：数据的审核，数据的储存和应用，数据发布等管理工作。

仪器设备的管理涉及到资产的安全问题，整个系统的设备资产登记必须按照财务工作需要，实行备案登记制度，记录每台设备的价格，安装位置等信息。其他物资的管理需建立台账制度，记录好购买和使用物资清单。

数据的管理工作涉及到安全性和保密性两个方面，所以数据的审核和储存必须由专业人员负责，定期对采集回来的基础数据进行审核，有利于提高数据准确性，并且定期对基础监测数据进行保存，以防丢失；数据的应用和发布必须严格按照国家相关规定，在固定的媒介上，以特定的方式向社会公开发布。

2.3 文件管理

2.3.1 质量管理体系文件的建立与构成

对空气质量自动监测系统进行科学、有效管理的另一体现是系统文件档案的健全化和管理的完整化，为此需对系统运行的各个环节建立和维持严格的和完整的文件档案。

依据国家技术规范和实验室程序文件，建立包含环境空气自动监测的各项制度、规程、作业指导书等在内的质量管理体系，它的内容主要有：

①建立数据审核制度、系统仪器设备器材等资产管理制度、专项资金使用审批制度和文件档案管理制度等；

②空气质量自动监测系统等同一个独立的实验室，需要制定专业的规程来保证系统的有序运转。

常用规程有：外来人员进入受控区处理办法、实验室管理程序、标准传递认证规程和监测子站操作规程等；

③在仪器设备验收合格后，必须为每台监测设备编写作业指导书，一般相同型号的设备只需编写一套即可，并纳入实验室体系文件中管理。

2.3.2 质量管理（记录）档案制度

衡量一个正常运行的监测系统技术水平高低的标准在于整个系统运行的可靠性和所获取监测数据的准确性，由于自动监测仪器与一般分析仪器相比，在性能上有其特殊性，不但分析测试范围的量级较低，而且还要适合长时间无人值守连续工作，因此保证系统运行可靠性的关键在于对整个系统的高质量管理[3]。

为达到上述目标，必须安排专人做好各项工作的记录，主要有：巡检记录、检修记录、预防性维护记录、数据审核记录、校准记录、标准认证记录等。

2.3.3 安全管理制度

安全管理制度包括：资产登记制度、现场用电安全操作制度、数据审核保存制度。

3 质保/质控体系介绍

为了保证监测数据的可靠性，环境空气质量自动监测系统必须采取有效的质保/质控措施，主要有：系统支持、标准的量值溯源、监测数据质量控制和成效审核等

3.1 系统支持

为了保障空气自动监测系统的正常运行，日常的管理工作必须做到：对每个监测子站进行定期巡检和维修、系统仪器设备的维护维修、子站系统和网络系统管理、在用和库存设备校准、备件耗材采购保存等，只有完成上述五项工作，才能确保整个系统的正常运行。

3.2 量值溯源的标准认证

3.2.1 流量的标准传递

专指监测采样流量和气体稀释系统流量的校准和传递认证。仪器设备的流量计在长期使用后或维修过程中可能会发生流量计量读数度的偏移和改变二影响监测结果，因此必须使用经国家权威计量部门认证或国际标准认证的标准流量计对实验室监测设备的流量计进行检查校准和传递认证，确保监测设备在认证有效期限内使用的合法性和有效性。

3.2.2 臭氧标准传递

有臭氧监测能力的空气自动监测系统必须配置臭氧物质标准，臭氧的物质标准一般都是由臭氧发生器产生，臭氧发生器的计量基于臭氧标准紫外光度计。

每工作一段时间，臭氧发生器都会出现能力衰减，因此每个实验室都应定期采用臭氧标准紫外光度计重新标定认证臭氧发生器的工作标准序列。臭氧标准紫外光度计则需要定期由国家权威计量部门认证或国际标准认证才能保证其计量范围的合法性[3]。

3.2.3 温度/气压传感器校准

空气自动监测系统实验室的环境温度计和大气压计，以及仪器设备中温度传感器和大气压传感器，都是与监测质量密切相关的必要计量器具和计量元件。

实验室的环境温度计和大气压计又可以同时作为标准传递工具，因此实验室的环境温度计和大气压计，也需要每年送有资质的计量单位进行检定认证。

3.2.4 钢瓶气的标准传递认证等标准物质管理和工具的供应

在经费充足情况下建议直接从有标气生产资质的企业购买，标准为一级标准气体或工具，这样既方便又准确。

3.3 监测数据的质量控制

监测数据的质量控制主要是对子站分析仪器的检查和校准、监测数据人工审核等。

3.4 监测质量的成效审核

成效审核主要是针对监测（网络）各监测项目的准确度、数据的可靠性（包含精度审核等）与相符性（数据采集、传输各环节的相符性）、监测数据的代表性（主要指单位时段内的有效数据量）等的审核，由于该项工作的工作量较大，建议采取每年抽查的方式开展审核。