河长制水环境水质监测常规五参水质在线监测

“水是生命之源、生产之要、生态之基。”江河湖泊具有重要的资源功能、生态功能和经济功能，是重要的水源，也是人类赖以生存的基础。

为进一步加强河湖管理保护工作，落实属地责任， 健全*机制，12 月 11 日，经*全面深化改革小组第 28 次会议审议通过，中共公厅、办公厅印发了《关于全面推行河长制的意见》。

《意见》要求建立由党政主要负责同志的省、市、县、乡“四级河长体系”，确认了六方面的主要任务：加强水资源保护、加强河湖水域岸线管理保护、加强水污染防治、加强水环境治理、加强水生态修复和加强监管。

《意见》对河湖水质提出了更高的要求，在其指导下，北京、上海、江苏、福建、浙江等地纷纷推出了地方性“河长制”《实施细则》和《实施办法》，打响了污染防治、河道治理、建立河道管理保护*机制的攻坚战。

1.2河道治理与*监管

河道治理是“河长制”的重要工作内容，上海 市《关于本市全面推行河长制的实施方案》中，提 出了 2017 年底，实现全市河湖河长制全覆盖，全市 中小河道基本消除黑臭，水域面积只增不减，水质 有效提升；到 2020 年，基本消除丧失使用功能（劣 于Ⅴ类）水体，重要水功能区水质达标率提升到78%，河湖水面率达到 10.1% 的工作目标。

与短期的河道治理相比，河道水质的*管理持续时间更长，涉及部门和行业更多，协调和管理难度更大，是河湖管理保护中的一个难点。缺乏有效的河道水质*监管解决方案，业已修复的河道也容易被再次污染，黑臭， 产生不良的社会影响。

1.3水域功能和标准分类

依据地表水水域环境功能和保护目标，按功能高低依次划分为五类；

Ⅰ类 主要适用于源头水、国家自然保护区；水质很好。既无天然缺陷又未受人为直接污染，不需要任何处理。

Ⅱ类主要适用于集中式生活饮用水地表水源地一级保护区、*水生生物栖息地、鱼虾类产卵场、仔稚幼鱼的索饵场等；

Ⅲ类 主要适用于集中式生活饮用水地表水源地二级保护区、鱼虾类越冬场、洄游通道、水产养殖区等渔业水域及游泳区；

Ⅳ类主要适用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区；

Ⅴ类 主要适用于农业用水区及一般景观要求水域。

优为Ⅰ类和Ⅱ类水质，良好为Ⅲ类水质，轻度污染为Ⅳ类水质，中度污染为Ⅴ类水质，重度污染为劣Ⅴ类水质。

1.4地表水主要水质指标详解

溶解氧 （DO）：代表溶解于水中的分子态氧。水中溶解氧指标是反映水体质量的重要指标之一，含有有机物污染 的地表水，在细菌的作用下有机污染物质分解时，会消耗水中的溶解氧，使水体发黑发臭，会造成鱼类、虾类等水生生物死亡。在流动性好（与空气交换好）的自然水体中，溶解氧饱和浓度与 温度、气压有关，零度时水中饱和氧气含量可 14.6mg/L，25℃为 8.25mg/L。水体中藻类生长时 由于光合作用产生氧气，会造成表层溶解氧异常升高而超过饱和值。

pH 值：表征水体酸碱性的指标，pH 值为 7 时表示为中性，小于 7 为酸性，大于 7 为碱性。天然地表水的 pH 值一般为 6~9 之间，水体中藻类生长时由于光合作用吸收二氧化碳，会造成表层 pH 值升高。

水温：水温指标是一个比较特殊的物理指标。实际上对人体的健康及安全等并无直接的危害，其环境效应主要体现在两个方面：一是水温变化对水生生物的生长和发育存在着加速或抑制作用，二是水 温对其他水质指标的环境效应有协同作用，比如在其他水质指 标含量不变的情况下，水温升高或降低，可能会导致某些环境灾害现象的发生。

浊度：浊度是表现水中悬浮物对光线透过时所发生的阻碍程度。水中含有泥土、粉砂、微细有机物、无机物、浮游动物和其他微生物等悬浮物和胶体物都可使水样呈现浊度。浊度值对于了解水质状况 和水质处理有重要的指导意义。

COD：在水样中加入已知量的重铬酸钾溶液，并在强酸介质下以银盐作催化剂，经沸腾回流后，以试亚 铁灵为指示剂，用*铵滴定水样中未被还原的重铬酸钾由消耗的*铵的量换算成消耗氧的质量浓度。重铬酸钾的氧化能力很强，能够较*地氧化水中大部分有机物和无机性等还 原性物质，适用于污染较严重的水样分析。

总氮：水中各种形态无机和有机氮的总量。包括 NO3、NO2 和 NH4 等无机氮和蛋白质、氨基酸和有机胺等有机氮，以每升水含氮毫克数计算。常被用来表示水体受营养物质污染的程度。水中的总氮含 量是衡量水质的重要指标之一。其测定有助于评价水体被污染和自净状况。地表水中氮、磷物质超标时，微生物大量繁殖，浮游生物生长旺盛，出现富营养化状态。

水中油：水中的油类物质主要来自于工业废水和生活污水的污染，各种油类漂浮在水体表面，影响空气与水体界面间的氧交换；分散于水体中的油类可被微生物氧化分解，从而消耗水中的溶解氧，使水 质恶化，红外分光光度法不受油品种的影响，能比较准确地反映石油类的污染程度。

氨氮：水中以游离氨 (NH3) 和铵离子 (NH4+ ) 形式存在的氮，也称水合氨，也称非离子氨。非离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，可分解成亚硝酸盐氮，继续分解，终 成为硝酸盐氮，此过程消耗水中 DO，还会造成藻类大量繁殖，即水体富营养化，水体发臭，鱼类死亡等等

总磷：就是水体中磷元素的总含量，水样经消解后将各种形态的磷转变成正磷酸盐后测定的结果，以每升水样含磷毫克数计量。对于引发水体富营养化而言，磷的作用远大于氮的作用，水体中磷的浓 度不很高时就可以引起水体的富营养化。

        河长制水环境水质监测常规五参水质在线监测

2、河长制水质监测系统解决方案

“河长制”河道水质监测系统解决方案为河长制的落实提供*的产品支持、系统平台支持和技术支撑。通过现场检测和实时在线监测，配合信息化系统和应用终端，帮助河道管理部门及时、准确地掌握河道水质信息，为预警预报重大流域性水质污染事故，监管污染物排放，以及监督总量控制制度落实等提供帮助。该解决方案主要包括感知层、网络层和应用层。感知层主要是水质分析解决方案，包括了水质监测中心、岸边站、水质监测浮标和便携式水质检测箱，提供了多种获取河道水质信息的方法，可以依据河道监测需求以进行选择。网络层主要是网络通讯以及水质数据库，存储河道及水质数据。应用层以应用软件为主，包括电脑管理终端和移动管理终端。

2.1水质监测中心

水质监测中心是固定性水质监测站，具有较大的内部空间，支持安装复杂的水质监测设备并提供良好的测试环境。水质监测中心一般由采水和配水单元、分析测试单元、系统控制单元和通讯单元等组成，具备完善的供水、供电、防雷、防水、保暖、防冻、网络通讯以及视频监控等功能。在监测站内，还加装化学试剂柜、实验台等设施，放置实验室分析测试设备等，使其在在线水质监测功能之外，同时具备实验室水质分析能力。水质监测中心具有很大的灵活性，分析测试单元可根据不同的监测需求进行选择，即可用于重点监控江河断面的水质监测，也可用于普通河道的水质监测。

监测指标

PH、ORP、电导率 /TDS、溶解氧、浊度、COD、高锰酸盐指数、氨氮、总磷、总氮等。

2.2岸边站

岸边站是半*性水质监测站，一般采用彩钢或不锈钢材料建造，表面做喷塑或烤漆处理。岸边站由采水和配水单元、分析测试单元、系统控制单元和通讯单元等组成，具备完善的供水、供电、防雷、防水、保暖、防冻、网络通讯以及视频监控等功能。

岸边站占地面积小，建设周期短，适用于土地资源紧缺，地形复杂，无法建设砖瓦结构站房的场景。岸边站可采用整体设计，在必要时可进行整体迁移。

监测指标

PH、ORP、电导率 /TDS、溶解氧、浊度、COD、高锰酸盐指数、氨氮、总磷、总氮等。

2.3水质监测中心和岸边站的结构设计

采水单元

采水单元主要用于从河道抽取水样，通常由采样泵、采样浮筏和粗隔离栅、压力流量监控及采水管道等组成。

配水单元和样品预处理单元

水单元采集的水样，通过配水单元分配给不同的分析测试设备，以及自动留样器。配水单元同时也具备自动清洗功能，通过使用自来水进行反向冲洗，可以排除管路和系统内的泥沙等杂质和污染物，确保管路通常。

样品预处理单元负责水样的预处理及分配过程，保证水样满足各分析仪器的进样要求。通常情况下，常规五参数（温度、pH、溶解氧、电导率、浊度）的测量不需要进行预处理，可以直接分析。其他分析仪器，如氨氮等，通常需要经过多级过滤，进行预处理后，才可进样测试。

2.4水质监测浮标

江河、湖泊、水库是重要的饮用水水源，也是水环境治理和监管的重要环节。基于自动水质分析仪器的水质监测站具有强大的水质监测能力，具有良好的测试准确性和可靠性。但在实际应用中，也面临一些局限性，特别是：

● 占用岸边土地资源，选址难度大；

● 需要一定的供电供水等基础保障设施，在偏远的山区难以实现；

● 采样点比较固定，无法对特殊位置进行取样等。

水质检测浮标结合了现代传感器技术，自动控制技术和物联网技术，可以实时监测水体的化学和理变化，实现数据的远传和分析。通过大数据建立水质污染指数模型和特征污染物预测数据库，可以对河道水质变化进行预测，并对突发性污染事件进行预警。

主要监测指标

● 水质参数： pH、ORP、电导率、TDS、盐度、溶解氧、浊度、温度、氨氮、COD、TOC、叶绿素 a、蓝绿藻、硝氮等；

应用领域

● 水源地预警；

● 江河、湖泊、湿地、海洋等的生态监测；

● 蓝藻、赤潮的监测和预警；

● 富营养化状况监测和调查；

● 生态修复工程的效果评估和*监管；

● 水产养殖水质环境监测；

● 突发性污染事件监测和预警。

水质监测浮标

主要特点

● 直接投放到河道中进行水质监测，使用简单灵活，不占用岸边土地；

● 浮标体采用不锈钢材质制作，抗撞击能力强，防生物附着性，耐腐蚀；

● 大浮力设计，有效载荷更高，可搭载更多水质监测设备和辅助设备，存放电池和电子设备的密封箱水密封性佳；

● 浮标具有自平衡能力，具有良好的抗风抗浪性能；

● 采用传感器进行水质监测，可根据测试需求配置不同传感器，测试过程绿色无污染；

● 支持蓄电池和太阳能双重供电，有效提高续航时间；

● 支持无电报警，提示运维周期；

● 支持单点标定、多点标定、动态标定功能；

● 支持双向通讯，可远程控制浮标，调整测量参数；

● 支持大容量的数据采集和存储；

● 支持数据无线传输，可设置测试和数据发送间隔；

● 支持传感器自清洗功能，减少日常维护量；

● 支持 GPS，支持定位；

● 支持离水报警和位置偏离报警，加强防盗功能；

● 具有警示灯标，有效提醒过往船只，防止碰撞；

● 具有固定及回收系统，可根据水下不同情况选择不同形式的锚和抛锚方式。

4.1.硬件方案

软件方案

PC端上位机画面

通过有线/GPRS无线模块实时传输给PC的上位机软件，做到了远程监测而不必一直监控触摸屏，节省了人力物力。

l  移动端显示

通过有线/GPRS无线模块实时传输给移动设备上，做到了远程监测而不必一直监控触摸屏，节省了人力物力。

1. 方案特点

◆ 智能化站点控制，具备设备运行状况实时监控、远程监控、动态显示及数据管理功能

◆ 采水方案、数据传输多样化，根据实际需求可选

◆ 准确、稳定可靠的分析技术，*的高度定量设计

◆ 系统集成度高、故障率低，维护量小，有效数据率大大提高

◆ 扩展性强，并兼容市场主流的各家仪表

◆ 以第三方运营为保障手段，确保系统和设备的有效运行