第六章-水污染連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

第六章水污染自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主講：畢成良連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)水質(zhì)一般指標(biāo)系統(tǒng)示意圖本章要求掌握水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及其構(gòu)成；了解水質(zhì)監(jiān)測(cè)的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目及測(cè)定原理、自動(dòng)分析儀一般具有的功能等；掌握不同COD分析儀的主要技術(shù)原理及比較分析；了解水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)方法體系，理解和掌握水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)有機(jī)污染物綜合指標(biāo)COD、BOD、TOC、TOD、UV、總氮、總磷、氨氮、石油類的定義、監(jiān)測(cè)方法原理和應(yīng)用；了解地表水水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)站的組成、各種監(jiān)測(cè)項(xiàng)目和儀器；理解和掌握河流流量的測(cè)量過(guò)程；了解污水自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目和自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀器；了解水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)質(zhì)量控制和質(zhì)量保證過(guò)程；了解地表水在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)的要求，掌握斷面位置選擇要求；理解質(zhì)量保證與質(zhì)量控制要求；了解在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展方向。6.1概述水質(zhì)在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是一套以在線自動(dòng)分析儀器為核心，運(yùn)用現(xiàn)代傳感器技術(shù)、自動(dòng)測(cè)量技術(shù)，自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)以及相關(guān)的專用分析軟件和通訊網(wǎng)絡(luò)所組成的一個(gè)綜合性的在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)體系。實(shí)施水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)，可以實(shí)現(xiàn)水質(zhì)的實(shí)時(shí)連續(xù)監(jiān)測(cè)和遠(yuǎn)程監(jiān)控，達(dá)到及時(shí)掌握主要流域重點(diǎn)斷面水體的水質(zhì)狀況、預(yù)警預(yù)報(bào)重大或流域性水質(zhì)污染事故、解決跨行政區(qū)域的水污染事故糾紛、監(jiān)督總量控制制度落實(shí)情況、排放達(dá)標(biāo)情況等目的。6.1概述一套完整的水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能連續(xù)、及時(shí)、準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)目標(biāo)水域的水質(zhì)及其變化狀況；中心控制室可隨時(shí)取得各子站的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)、處理監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，可打印輸出日、周、月、季、年平均數(shù)據(jù)以及日、周、月、季、年最大值、最小值等各種監(jiān)測(cè)、統(tǒng)計(jì)報(bào)告及圖表（棒狀圖、曲線圖、多軌跡圖、對(duì)比圖等），并可輸入中心數(shù)據(jù)庫(kù)或上網(wǎng)。收集并可長(zhǎng)期存儲(chǔ)指定的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及各種運(yùn)行資料、環(huán)境資料備檢索。系統(tǒng)具有監(jiān)測(cè)項(xiàng)目超標(biāo)及子站狀態(tài)信號(hào)顯示、報(bào)警功能；自動(dòng)運(yùn)行，停電保護(hù)、來(lái)電自動(dòng)恢復(fù)功能；維護(hù)檢修狀態(tài)測(cè)試，便于例行維修和應(yīng)急故障處理等功能。6.1概述

6.1.1水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)成在水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中，中心站通過(guò)無(wú)線（GPRS）和有線（電話撥號(hào)）兩種通訊方式實(shí)現(xiàn)對(duì)各子站的實(shí)時(shí)監(jiān)視、遠(yuǎn)程控制及數(shù)據(jù)傳輸功能。其他經(jīng)授權(quán)的相關(guān)部門可通過(guò)上述兩種方式實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)子站的實(shí)時(shí)監(jiān)視和數(shù)據(jù)傳輸功能。一個(gè)可靠性很高的水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，必須同時(shí)具備4個(gè)要素，即：（1）高質(zhì)量的系統(tǒng)設(shè)備；（2）完備的系統(tǒng)設(shè)計(jì)；（3）嚴(yán)格的施工管理；（4）負(fù)責(zé)的運(yùn)行管理。6.1概述

6.1.2子站的構(gòu)成方式水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的子站的構(gòu)成方式大致有三種：1、由一臺(tái)或多臺(tái)小型的多參數(shù)水質(zhì)自動(dòng)分析儀（如：YSI公司和HYDROLAB公司的常規(guī)五參數(shù)分析儀）組成的子站（多臺(tái)組合可用于測(cè)量不同水深的水質(zhì)）。其特點(diǎn)是儀器可直接放于水中測(cè)量，系統(tǒng)構(gòu)成靈活方便。6.1概述

6.1.2子站的構(gòu)成方式2、固定式子站：為較傳統(tǒng)的系統(tǒng)組成方式。其特點(diǎn)是監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的選擇范圍寬。3、流動(dòng)式子站：一種為固定式子站儀器設(shè)備全部裝于一輛拖車（監(jiān)測(cè)小屋）上，可根據(jù)需要遷移場(chǎng)所，也可認(rèn)為是半固定式子站。其特點(diǎn)是組成成本較高。各單元通過(guò)水樣輸送管路系統(tǒng)、信號(hào)傳輸系統(tǒng)、壓縮空氣輸送管路系統(tǒng)、純水輸送管路系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)相互聯(lián)系。6.1概述

6.1.3水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)的技術(shù)關(guān)鍵1、采水單元：包括水泵、管路、供電及安裝結(jié)構(gòu)部分。在設(shè)計(jì)上必須對(duì)各種氣候、地形、水位變化及水中泥沙等提出相應(yīng)解決措施，能夠自動(dòng)連續(xù)地與整個(gè)系統(tǒng)同步工作，向系統(tǒng)提供可靠、有效水樣。2、配水單元：包括水樣預(yù)處理裝置、自動(dòng)清洗裝置及輔助部分。配水單元直接向自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀器供水，具有在線除泥沙和在線過(guò)濾，手動(dòng)和自動(dòng)管道反沖洗和除藻裝置；其水質(zhì)、水壓和水量應(yīng)滿足自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀器的需要。6.1概述

6.1.3水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)的技術(shù)關(guān)鍵3、分析單元：由一系列水質(zhì)自動(dòng)分析和測(cè)量?jī)x器組成，包括：流量、COD、水溫、pH、溶解氧（DO）、電導(dǎo)率、濁度、氨氮、高錳酸鹽指數(shù)、總有機(jī)碳（TOC）、總氮、總磷、硝酸鹽、磷酸鹽、氰化物、氟化物、氯化物、酚類、油類、金屬離子、水位計(jì)、流量/流速/流向計(jì)及自動(dòng)采樣器等組成。4、控制單元：包括系統(tǒng)控制柜和系統(tǒng)控制軟件；數(shù)據(jù)采集、處理與存儲(chǔ)及其應(yīng)用軟件；有線通訊和衛(wèi)星通訊設(shè)備。5、子站站房及配套設(shè)施：包括站房主體和配套設(shè)施。6.1概述

6.1.4水質(zhì)在線自動(dòng)分析儀器的發(fā)展水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀器仍在發(fā)展之中，歐、美、日本、澳大利亞等國(guó)均有一些專業(yè)廠商生產(chǎn)。目前，比較成熟的常規(guī)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目有：水溫、pH、溶解氧（DO）、電導(dǎo)率、濁度、氧化還原電位（ORP）、流速和水位等。常用的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目有：COD、高錳酸鹽指數(shù)、TOC、氨氮、總氮、總磷。其他還有：氟化物、氯化物、硝酸鹽、亞硝酸鹽、氰化物、硫酸鹽、磷酸鹽、活性氯、、TOD、BOD、UV、油類、酚、葉綠素、金屬離子（如六價(jià)鉻）等。6.1概述

6.1.4水質(zhì)在線自動(dòng)分析儀器的發(fā)展目前的自動(dòng)分析儀一般具有如下功能：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（在清洗時(shí)具有數(shù)據(jù)鎖定功能）、狀態(tài)自檢和報(bào)警功能（如：液體泄漏、管路堵塞、超出量程、儀器內(nèi)部溫度過(guò)高、試劑用盡、高/低濃度、斷電等），干運(yùn)轉(zhuǎn)和斷電保護(hù)，來(lái)電自動(dòng)恢復(fù)，COD、氨氮、TOC、總磷、總氮等儀器具有自動(dòng)標(biāo)定校正功能。6.2水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)方法體系

6.2.1子站的布設(shè)6.2水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)方法體系

6.2.2監(jiān)測(cè)項(xiàng)目及方法項(xiàng)目監(jiān)測(cè)方法一般指標(biāo)水溫pH電導(dǎo)率濁度溶解氧鉑電阻法或熱敏電阻法電位法(pH玻璃電極法)電導(dǎo)電極法光散射法隔膜電極法(極譜或原電池型)綜合指標(biāo)化學(xué)需氧量(COD)高錳酸鹽指數(shù)總需氧量(TOD)總有機(jī)碳(TOC)生化需氧量(BOD)庫(kù)侖滴定法或比色法電位滴定法高溫氧化-氧化鋯氧量?jī)x法燃燒氧化-非色散紅外吸收法或紫外催化氧化-非色散紅外吸收法、微生物膜電極法單項(xiàng)污染指標(biāo)總氮總磷氟離子氯離子氰離子氨氮六價(jià)鉻苯酚密封燃燒氧化-化學(xué)發(fā)光法比色法離子選擇電極法離子選擇電極法離子選擇電極法離子選擇電極法或膜濃縮-電導(dǎo)率法比色法比色法或紫外吸收法6.2水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)方法體系

6.2.3物理指標(biāo)—五參數(shù)常規(guī)五參數(shù)分析儀經(jīng)常采用流通式多傳感器測(cè)量池結(jié)構(gòu)，無(wú)零點(diǎn)漂移，無(wú)需基線校正，具有一體化生物清洗及壓縮空氣清洗裝置。如：英國(guó)ABB公司生產(chǎn)的EIL7976型多參數(shù)分析儀、法國(guó)Polymetron公司生產(chǎn)的常規(guī)五參數(shù)分析儀、澳大利亞GREENSPAN公司生產(chǎn)的Aqualab型多參數(shù)分析儀（包括常規(guī)五參數(shù)、氨氮、磷酸鹽）。另一種類型（“4＋1”型）常規(guī)五參數(shù)自動(dòng)分析儀的代表是法國(guó)SERES公司生產(chǎn)的MP2000型多參數(shù)在線水質(zhì)分析儀，其特點(diǎn)是儀器結(jié)構(gòu)緊湊。6.2水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)方法體系

6.2.3物理指標(biāo)—五參數(shù)常規(guī)五參數(shù)的測(cè)量原理分別為：水溫為溫度傳感器法（PlatinumRTD）、pH為玻璃或銻電極法、DO為金-銀膜電極法（Galvanic）、電導(dǎo)率為電極法（交流阻抗法）、濁度為光學(xué)法（透射原理或紅外散射原理）。（一）水溫監(jiān)測(cè)儀器水溫自動(dòng)測(cè)量原理示意圖（二）電導(dǎo)率監(jiān)測(cè)儀器電流法電導(dǎo)率儀工作原理示意圖（三）pH監(jiān)測(cè)儀pH連續(xù)自動(dòng)測(cè)定原理示意圖（四）溶解氧監(jiān)測(cè)儀溶解氧連續(xù)自動(dòng)測(cè)定原理示意圖（五）濁度監(jiān)測(cè)儀表面散射式濁度自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀工作原理示意圖6.2水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)方法體系

6.2.4有機(jī)污染綜合指標(biāo)1、化學(xué)需氧量（COD）分析儀COD在線自動(dòng)分析儀的主要技術(shù)原理有六種：（1）重鉻酸鉀消解-光度測(cè)量法；（2）重鉻酸鉀消解-庫(kù)侖滴定法；（3）重鉻酸鉀消解-氧化還原滴定法；（4）UV計(jì)（254nm）；（5）氫氧基及臭氧（混和氧化劑）氧化-電化學(xué)測(cè)量法；（6）臭氧氧化-電化學(xué)測(cè)量法。6.2水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)方法體系

6.2.4有機(jī)污染綜合指標(biāo)從原理上講，方法（3）更接近國(guó)標(biāo)方法，方法（2）也是推薦的統(tǒng)一方法。方法（1）在快速COD測(cè)定儀器上已經(jīng)采用。方法（5）和方法（6）雖然不屬于國(guó)標(biāo)或推薦方法，但鑒于其所具有的運(yùn)行可靠等特點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用中，只需將其分析結(jié)果與國(guó)標(biāo)方法進(jìn)行比對(duì)試驗(yàn)并進(jìn)行適當(dāng)?shù)男Ｕ?，即可予以認(rèn)可。但方法（4）用于表征水質(zhì)COD，雖然在日本已得到較廣泛的應(yīng)用，此次國(guó)家環(huán)境監(jiān)測(cè)總站在環(huán)保展覽上就這個(gè)進(jìn)行推廣。6.2水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)方法體系

6.2.4有機(jī)污染綜合指標(biāo)從分析性能上講，在線COD儀的測(cè)量范圍一般在10（或30）～2,000mg/L，因此，目前的在線COD儀僅能滿足污染源在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)的需要，難以應(yīng)用于地表水的自動(dòng)監(jiān)測(cè)。另外，與采用電化學(xué)原理的儀器相比，采用消解-氧化還原滴定法、消解-光度法的儀器的分析周期一般更長(zhǎng)一些（10min～2h），前者一般為2～8min。儀器結(jié)構(gòu)上采用電化學(xué)原理或UV計(jì)的在線COD儀的結(jié)構(gòu)一般比采用消解-氧化還原滴定法、消解-光度法的儀器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，并且由于前者進(jìn)樣及試劑加入系統(tǒng)簡(jiǎn)便(泵、管更少)，所以不僅在操作上更方便，而且其運(yùn)行可靠性也更好。6.2水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)方法體系

6.2.4有機(jī)污染綜合指標(biāo)從維護(hù)的難易程度上講，由于消解-氧化還原滴定法、消解-光度法所采用的試劑種類較多，泵管系統(tǒng)較復(fù)雜，因此在試劑的更換以及泵管的更換維護(hù)方面較煩瑣，維護(hù)周期比采用電化學(xué)原理的儀器要短，維護(hù)工作量大。從對(duì)環(huán)境的影響方面講，重鉻酸鉀消解-氧化還原滴定法（或光度法、或庫(kù)侖滴定法）均有鉻、汞的二次污染問(wèn)題，廢液需要特別的處理。而UV計(jì)法和電化學(xué)法（不包括庫(kù)侖滴定法）則不存在此類問(wèn)題。COD自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀測(cè)定流程示意圖6.2水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)方法體系

6.2.4有機(jī)污染綜合指標(biāo)6.2水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)方法體系

6.2.4有機(jī)污染綜合指標(biāo)2、高錳酸鹽指數(shù)分析儀

高錳酸鹽指數(shù)在線自動(dòng)分析儀的主要技術(shù)原理有三種：（1）高錳酸鹽氧化-化學(xué)測(cè)量法；（2）高錳酸鹽氧化-電流/電位滴定法；（3）UV計(jì)法（與在線COD儀類似）。從原理上講，方法（1）和方法（2）并無(wú)本質(zhì)的區(qū)別（只是終點(diǎn)指示方式的差異而已），在歐美和日本等國(guó)是法定方法，與我國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)方法也是一致的。將方法（3）用于表征水質(zhì)高錳酸鹽指數(shù)的方法，在日本已得到較廣泛的應(yīng)用，但在我國(guó)尚未推廣應(yīng)用，也未得到行政主管部門的認(rèn)可。從分析性能上講，目前的高錳酸鹽指數(shù)在線自動(dòng)分析儀已能滿足地表水在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)的需要。另外，與采用化學(xué)方法的儀器相比，采用氧化還原滴定法的儀器的分析周期一般更長(zhǎng)一些（2h），前者一般為15～60min。從儀器結(jié)構(gòu)上講，兩種儀器的結(jié)構(gòu)均比較復(fù)雜。6.2水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)方法體系

6.2.4有機(jī)污染綜合指標(biāo)電位滴定式高錳酸鹽指數(shù)

自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀工作原理示意圖6.2水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)方法體系

6.2.4有機(jī)污染綜合指標(biāo)3、總有機(jī)碳（TOC）分析儀TOC自動(dòng)分析儀在歐美、日本和澳大利亞等國(guó)的應(yīng)用較廣泛，其主要技術(shù)原理有四種：（1）（催化）燃燒氧化-非分散紅外光度法（NDIR法）；（2）UV催化-過(guò)硫酸鹽氧化-NDIR法；（3）UV-過(guò)硫酸鹽氧化-離子選擇電極法（ISE）法；（4）加熱-過(guò)硫酸鹽氧化-NDIR法；（5）UV-TOC分析計(jì)法。6.2水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)方法體系

6.2.4有機(jī)污染綜合指標(biāo)從原理上講，方法（1）更接近國(guó)標(biāo)方法，但方法（2）～方法（4）在歐美等國(guó)也是法定方法。將方法（5）用于表征水質(zhì)TOC，雖然在日本已得到較廣泛的應(yīng)用，但在歐美各國(guó)尚未得到行政主管部門的認(rèn)可。從分析性能上講，目前的在線TOC儀完全能夠滿足污染源在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)的需要，并且由于其檢測(cè)限較低，應(yīng)用于地表水的自動(dòng)監(jiān)測(cè)也是可行的。另外，在線TOC儀的分析周期一般較短（3～10min）。從儀器結(jié)構(gòu)上講，除了增加無(wú)機(jī)碳去除單元外，各類在線TOC儀的結(jié)構(gòu)一般比在線COD儀簡(jiǎn)單一些。單通道TOC自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀工作原理示意圖6.2水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)方法體系

6.2.4有機(jī)污染綜合指標(biāo)6.2水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)方法體系

6.2.5總氮氨氮在線自動(dòng)分析儀的技術(shù)原理主要有三種：（1）氨氣敏電極電位法（pH電極法）；（2）分光光度法；（3）傅立葉變換光譜法。在線氨氮儀等需要連續(xù)和間斷測(cè)量方式，在經(jīng)過(guò)在線過(guò)濾裝置后，水樣測(cè)定值相對(duì)偏差較大。

總氮在線自動(dòng)分析儀的主要技術(shù)原理有兩種：（1）過(guò)硫酸鹽消解-光度法；（2）密閉燃燒氧化-化學(xué)發(fā)光分析法。6.2水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)方法體系

6.2.6總磷（反應(yīng)性）磷酸鹽自動(dòng)分析儀主要的技術(shù)原理為光度法。總磷在線自動(dòng)分析儀的主要技術(shù)原理有：（1）過(guò)硫酸鹽消解-光度法；（2）紫外線照射-鉬催化加熱消解，F(xiàn)IA-光度法。從原理上講，過(guò)硫酸鹽消解-光度法是在線總氮和總磷儀的主選方法，是各國(guó)的法定方法?；诿荛]燃燒氧化-化學(xué)發(fā)光分析法的在線總氮儀和基于紫外線照射-鉬催化加熱消解，F(xiàn)IA-光度法的在線總磷儀主要限于日本。前者是日本工業(yè)規(guī)格協(xié)會(huì)（JIS）認(rèn)可的方法之一。6.2水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)方法體系

6.2.6總磷從分析性能上講，目前的在線總氮、總磷儀已能滿足污染源和地表水自動(dòng)監(jiān)測(cè)的需要，但靈敏度尚難以滿足評(píng)價(jià)一類、二類地表水（標(biāo)準(zhǔn)值分別為0.04mg/L和0.002mg/L）水質(zhì)的需要。另外，采用化學(xué)發(fā)光法、FIA-光度法的儀器的分析周期一般更短一些（10～30min），前者一般為30～60min。從儀器結(jié)構(gòu)上講，采用化學(xué)發(fā)光法或FIA-光度法的在線總氮、總磷儀的結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單一些。6.2水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)方法體系

6.2.7其他在線分析儀器TOD自動(dòng)分析儀：技術(shù)原理一般為燃燒氧化-電極法。油類自動(dòng)分析儀：技術(shù)原理一般為熒光光度法。酚類自動(dòng)分析儀：技術(shù)原理一般為比色法。UV自動(dòng)分析儀：技術(shù)原理為比色法（254nm）。具有簡(jiǎn)單、快捷、價(jià)格低的特點(diǎn)。不適于地表水的自動(dòng)在線監(jiān)測(cè)，國(guó)外一般是用于污染源的自動(dòng)監(jiān)測(cè)，并經(jīng)常經(jīng)換算表示成COD、TOC值。應(yīng)用的前提條件是水質(zhì)較穩(wěn)定，在UV吸收信號(hào)與COD或TOC值之間有較確定的線性相關(guān)關(guān)系。硝酸鹽和氰化物自動(dòng)分析儀：技術(shù)原理主要有：（1）離子選擇電極法；（2）光度法。氟化物和氯化物自動(dòng)分析儀：技術(shù)原理一般為離子選擇電極法。6.3地表水水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)

6.3.1地表水質(zhì)監(jiān)測(cè)站的組成地表水水質(zhì)自動(dòng)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括取水系統(tǒng)(包括采水部分、送水管、排水管及調(diào)整槽等)、配水系統(tǒng)(包括管路自動(dòng)清洗系統(tǒng)、除藻系統(tǒng)等)、水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀、自動(dòng)操作控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集及傳輸?shù)?。自?dòng)站應(yīng)包括站房、自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、避雷系。整個(gè)自動(dòng)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還包括遠(yuǎn)程監(jiān)視、監(jiān)控系統(tǒng)。比較典型的水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站如下圖所示。6.3地表水水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)

6.3.1地表水質(zhì)監(jiān)測(cè)站的組成地表水水質(zhì)自動(dòng)在線監(jiān)測(cè)站示意圖6.3地表水水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)

6.3.1地表水質(zhì)監(jiān)測(cè)站的組成地表水水質(zhì)自動(dòng)在線監(jiān)測(cè)站示意圖6.3地表水水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)

6.3.1地表水質(zhì)監(jiān)測(cè)站的組成地表水水質(zhì)自動(dòng)在線監(jiān)測(cè)站示意圖6.3地表水水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)

6.3.2水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)示意圖6.3地表水水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)

6.3.3水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀器一、自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀基本功能的要求1.儀器基本參數(shù)和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、斷電保護(hù)和自動(dòng)恢復(fù)。2.時(shí)間設(shè)置功能可任意設(shè)定監(jiān)測(cè)頻次。3.定期自動(dòng)清洗。4.定期自動(dòng)校準(zhǔn)。5.監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的輸出，0~5V、4~20mA或RS-232等。6.儀器故障時(shí)自動(dòng)報(bào)警。6.3地表水水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)

6.3.3水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀器二、常規(guī)五參數(shù)(儀器應(yīng)具備的性能指標(biāo))常規(guī)五參數(shù)指水溫、pH、DO、電導(dǎo)率和濁度。1.水溫a測(cè)量范圍：0~40.0℃；b重現(xiàn)性：±0.1℃以內(nèi)；c漂移：±0.1℃以內(nèi)(24h);d響應(yīng)時(shí)間：＜0.5min。2.pHa測(cè)量范圍：pH0~14；b重現(xiàn)性：±0.1以內(nèi)；c漂移：±0.1以內(nèi)(24h)；d響應(yīng)時(shí)間：＜0.5min。6.3地表水水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)

6.3.3水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀器二、常規(guī)五參數(shù)(儀器應(yīng)具備的性能指標(biāo))常規(guī)五參數(shù)指水溫、pH、DO、電導(dǎo)率和濁度。3.溶解氧（DO）a測(cè)量范圍：0~20mg·L-1；b最小刻度：0.5mg·L-1；c重現(xiàn)性：±0.3mg·L-1以內(nèi)；d漂移：±0.3mg·L-1以內(nèi)。e穩(wěn)定性：零點(diǎn)±0.2mg·L-1以內(nèi)；滿星程

±0.3mg·L-1以內(nèi)；f響應(yīng)時(shí)間：2min以內(nèi)。g溫度補(bǔ)償6.3地表水水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)

6.3.3水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀器二、常規(guī)五參數(shù)(儀器應(yīng)具備的性能指標(biāo))常規(guī)五參數(shù)指水溫、pH、DO、電導(dǎo)率和濁度。4.電導(dǎo)率a測(cè)量范圍：0~5000μS·cm-1；b重現(xiàn)性：±1%以內(nèi)；c漂移：±1%FS。5.濁度a測(cè)量范圍：0~1000NTU；b重現(xiàn)性：±5%以內(nèi)；c漂移：±5%FS。6.3地表水水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)

6.3.3水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀器三、高錳酸鹽指數(shù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀1.測(cè)定原理水樣中加入高錳酸鉀和硫酸，在100℃下加熱30min，水樣中的某些有機(jī)物和無(wú)機(jī)還原性物質(zhì)被氧化，然后加入過(guò)量的草酸鈉還原剩余的高錳酸鉀，再用高錳酸鉀溶液滴定過(guò)量的草酸鈉，達(dá)到滴定終點(diǎn)后，給出水樣的高錳酸鹽指數(shù)值。2.指標(biāo)

a測(cè)定范圍：0~20/200mg·L-1;b重現(xiàn)性：±5%以內(nèi)；c漂移：±5%FS/d；d測(cè)定周期：60min。6.3地表水水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)

6.3.3水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀器四、總有機(jī)碳(TOC)1.燃燒氧化-紅外吸收法將水樣酸化曝氣后(除去無(wú)機(jī)碳)，有機(jī)物在680℃下低溫密封燃燒氧化成二氧化碳，用紅外檢測(cè)器檢測(cè)計(jì)算出水樣中的總有機(jī)碳(TOC)。該方法對(duì)有機(jī)物的氧化效率高。2.紫外催化氧化-紅外吸收法水樣經(jīng)過(guò)酸化處理后曝氣除去無(wú)機(jī)碳，水中有機(jī)物在紫外光的照射下催化氧化成二氧化碳，用紅外檢測(cè)器檢測(cè)計(jì)算出總有機(jī)碳的濃度。6.3地表水水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)

6.3.3水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀器燃燒氧化-紅外吸收法原理6.3地表水水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)

6.3.3水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀器紫外催化氧化-紅外吸收法原理6.3地表水水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)

6.3.3水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀器五、總磷將水樣用過(guò)硫酸鉀氧化分解后，用鉬銻抗分光光度法測(cè)定。氧化分解方式主要有三種：水樣在120℃、30min加熱分解；水樣在120℃以下紫外分解；水樣在100℃以下氧化電分解。六、總氮1.光度法水樣中加入堿性過(guò)硫酸鉀溶液在120℃、30min加熱分解；水樣在120℃以下紫外分解；水樣在100℃以下氧化電分解。采用以上分解方式后用紫外分光光度計(jì)測(cè)量。6.3地表水水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)

6.3.3水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀器六、總氮2.密封燃燒氧化-化學(xué)發(fā)光分析法水樣注入密閉、溫度為750℃的反應(yīng)管中，在催化劑的作用下，樣品中含氮化合物燃燒氧化成NO，然后通過(guò)載氣(空氣)將NO導(dǎo)入化學(xué)發(fā)光檢測(cè)器進(jìn)行測(cè)定。七、氨氮1.納氏試劑分光光度法水樣中的氨與碘化汞和碘化鉀的堿性溶液反應(yīng)生成淡紅棕色膠態(tài)化合物，在410~425nm范圍內(nèi)進(jìn)行檢測(cè)。6.3地表水水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)

6.3.3水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀器七、氨氮2.氣敏電極法將水樣加入強(qiáng)堿溶液提高pH后，使銨鹽轉(zhuǎn)化為氨，通過(guò)氨氣敏電極檢測(cè)，經(jīng)數(shù)據(jù)計(jì)算處理后顯示出氨氮的含量。帶溫度補(bǔ)償，使用試劑少，減小運(yùn)行成本，有電極自動(dòng)清洗功能。3.膜濃縮-電導(dǎo)率法與電極法相比，提高了零點(diǎn)和滿量程的穩(wěn)定性。6.3地表水水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)

6.3.4河流流量測(cè)量河流流量測(cè)量主要是為了監(jiān)測(cè)某一斷面在單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)主要污染物的量，即通量。從而計(jì)算出污染物入河(湖、海)總量，為河流實(shí)現(xiàn)總量控制和流域污染管理提供技術(shù)支持。根據(jù)河流通量監(jiān)測(cè)的要求，需計(jì)算河流的某時(shí)的平均流量和水質(zhì)主要污染物的濃度，兩者之間的乘積即為該污染物的通量。主要污染物的濃度可以通過(guò)水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀進(jìn)行測(cè)定。河流流量計(jì)算的一般公式為：Q=AV式中：Q-河流流量；A-斷面面積；V-斷面平均流速。6.3地表