论环境监测中在线监测技术及发展趋势

摘要:随着我国经济的飞速发展而同时出现的一弊便是环境问题，生态环境的破坏和环境污染问题越来越突出，人们生活环境的质量也在不断的恶化，在这种情况下环境在线监测技术应运而生，也逐渐成为了科学家们非常重视的课题。本文对环境监测中在线监测技术及发展趋势进行探讨。

关键词:在线监测；环境保护；发展

Abstract: with the rapid development of our country's economy while at the same time, a disadvantage is the environmental problems of ecological environment destruction and pollution of the environment problem increasingly prominent, the quality of people's living environment has been deteriorating, on-line monitoring technology arises at the historic moment, in this case the environment also gradually become the scientists attaches great importance to the issue. In this paper, the environmental monitoring of on-line monitoring technology and developing trend are discussed.

Key words: online monitoring; Environmental protection; The development

中图分类号： X924.2 文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)

引言

近年来，环境与资源约束瓶颈加大，环境污染呈加剧蔓延趋势，新污染物质和持久性有机污染物的危害逐步显现，生态与环境问题变得更加复杂，环境风险更加巨大，环境问题引起了国家的高度重视。而环境自动在线监测技术的出现也为良好的保护环境的目标，提供了有力的保证，这项技术在全国各地区普遍推广的同时，也为环境管理执法部门带来所需要的监督方法，为环境监理提供了有效的依据。

一、环境在线监测技术的概述

20世纪80年代初，很多发达国家都建立了环境在线监测的自动连续监测系统和宏观生态监测系统，并且还发展了地理信息系统技术(GIS)、遥感技术(RS)和全球卫星定位系统技术(GPS)，不断观察水体污染、空气污染状况变化以及生态环境的变化，对未来的环境质量进行预测预报，这样就扩大了环境监测的范围以及监测数据的获取、处理、传输、应用的能力，为环境监测的动态监控区域环境和质量甚至全球的生态环境质量提供了强有力的保障，较好地促进了环境监测的现代化发展，对环境监测的连续性、实时性和完整性的实现有了一定的依据。

污水COD在线监测的分类及工作原理

根据所使用的氧化剂的种类，一般可以对污水COD的在线监测方法进行分类，即：重铬酸钾法、高锰酸钾指数法、臭氧法、羟基自由基法等。而根据其工作原理差异，也可以分为化学法、电化学法、光谱法和生物法四类。

化学法是通过外加氧化剂K2Cr207与水中有机物发生化学反应；电化学法则是利用电解的方式，将产生的Fe2+与剩余的Cr反应或电生羟基自由基直接氧化水有机物；光谱法简单地说，就是COD在线自动检测仪的两种设计思路，一种是根据模拟传统湿化学法的原理，将这个分析过程进行线化，必须对样品进行消解后才能测定，这也是大多数的COD在线监测仪的设计思路；另一种则是彻底地摒弃样品的消解，采用全新的原理进行测定。比如，利用电解产物直接与有机物反应，利用生物快速降解有机物或直接测定有机物的紫外吸收光谱等。后一思路是对COD测定方法的突破[1]。

（二）COD在线监测方法的应用方向

随着我国工业化进程的不断加快，形成了集约型的大生产模式，而对生产污水的集中处理也成为大势所趋。对于市场化的城市污水处理厂来说，及时对水质、水量进行准确的监测显得尤为重要。就目前来看，我国普遍使用的是分光光度法以及电位滴定法的在线监测仪，在测试过程中会消耗的大量诸如浓硫酸、硫酸银、重铬酸钾、硫酸汞、硫酸亚铁铵、硫酸铝钾、钼酸铵等化学试剂，但是，使用这些化学试剂进行检测，一方面会造成非常严重的二次污染，另一方面，由于浓硫酸、重铬酸钾溶液等化学试剂自身的强氧化性，很容易造成仪器失灵以及系统管道的破损，这样的维护工作比较大并且复杂，而且运行和维护的成本也比较高。另外，COD在线监测系统在采矿排污监控点、污水监测站、污水处理厂、自来水厂、地区水界点、水质分析室等方面都得到广泛的应用。在环境监测中心数据库管理系统与在线监测系统相连接时，会接收子站传输的信息和其他监测点源的监测信息，可以有效对污染源排放点进行监控和监督，减少或杜绝偷排现象的发生，这样就推动了我国水体污染物总量控制方面的发展[2]。

（三）水质总磷总氮在线自动监测技术

（1）仪器

水质总磷总氮在线自动监测技术所使用的仪器主要有：TN-TP在线监测仪器；分析电子天平(FA2104N)；电热恒温水浴锅(HZ一9211K)；不锈钢手提式压力蒸气灭菌锅(YXQ．SGD46，)；自动双重纯水蒸馏器(Bsz2，上海博通)；PH计(PHs_3c，上海蕾磁厂)。

（2）试剂

过硫酸钾溶液；酒石酸锑钾；氢氧化钠溶液；硫酸溶液；盐酸溶液；抗坏血酸溶液；磷标准溶液；氮标准溶液。无氨水的配置：将0.1mL硫酸加入1000mL蒸馏水中，在全玻璃蒸馏器中进行重新蒸馏，并弃去前50mL馏出液，对剩余馏出液进行收集，并保存在带有玻璃塞的玻璃瓶中。钼酸盐溶液的配置：取129g钼酸铵置于700mL水中， 0.489g酒石酸锑钾置于100mL水中，不断搅拌下将两种溶液与160mL浓硫酸进行混合，并搅拌均匀。此种溶液稳定性能保持大约2个月。

二、我国环境在线监测的现状

在我国，环境自动监测技术的覆盖范围比较广泛，近几年也有了非常迅速的发展。自从20世纪80年代初，环境自动监测技术在我国开始实行，进而出现很多其它类型的环境自动监测技术。该技术的出现，从一方面来说，推动了城市空气质量的改善，而另一方面，也促进了其它的环境自动监测技术的发展。目前，环境自动监测技术已经在全国各地发展起来，比如地下水自动监测技术、噪声控制自动监测技术、水污染自动监测技术等，并且发展势头相当快，对治理环境污染有着非常重要的作用[3]。

在我国的环境自动监测技术方面，提高技术水平的关键有科技的发达化以及信息的技术化等。环境自动监测系统包括自动采样系统、自动监测仪表、数据采集与传输系统、中心站数据收集与处理系统四大部分。在我国环境自动监测技术进步以及网络技术和地理信息系统技术的推动下，新型的环境自动监测系统已经逐渐达到日益完善的程度。

我国的自动监测系统日益规范化的问题日益突出。通过国家环保总局组织编制的新的空气自动监测技术规范、污染源在线监测技术规范、水质自动监测技术规范等规范性文件，可以看来，我国很明显地落后于环境自动监测应用的发展要求。我国国内的仪器种类虽然比较多，但是因为各个地区的差异性，因为导致对同一监测指标因方法不同而造成数据不同等问题相当严重。不少的技术人员都会因为仪器检测数据的精密性进行迟疑，可以想象如果继续这样可能会造成很大的安全隐患，当然也会给环境保护造成威胁。

在环境监测技术方面，我国的系统方案不够严密。因为大气环境自动监测系统本身就是一项较大规模的建设性工程项目，但是由于经验和技术的不足，很多系统方案的草率，不能进行严密设计，从而导致的系统漏洞百出，给扩充和改造带来了诸多的不便。当然，我国环境自动监测技术系统的发展还存在着一定的盲目性，主要表现在有些地区盲目的在到乡镇，地级以上城市应用此技术，效率低和质量差是非常显然的；缺乏对此技术应用的理性思考如河流水质自动监测系统应以饮用水源地预警监测[4]。

三、我国环境在线监测技术的发展趋势

最近几年，我国的环境监测事业取得了十分巨大的进展，为环境的管理作出了很大贡献。通过对国内外环境监测工作发展的历史、规律及特点的分析，可以对我国的环境监测在线技术的发展趋势进行总结和归纳：

（1）以有机污染物作为在线监测技术的主要目标

通过对大量的研究数据和结果的分析可以了解到，我国的有毒有害污染物的污染十分严峻。作为我国监测工作的难点之一，有机污染物的监测工作能实时有效和及时的将有毒有害污染物监测出来。

（2）扩展监控介质范围，对有毒有害的物质进行全面监控

多环芳烃类、多氯联苯类以及某些重金属有毒污染物会在一定的外界条件影响下，在不同的环境介质中进行积累、迁移和转化，而要能保障环境安全，需要考虑它与水体相关的环境介质作用，不能仅仅局限在对水质的监测和保护。

（3）运用痕量分析，提高检测精确程度

对于人体而言，许多有毒有害的物质会破坏人体的正常活动，造成严重的影响，损害人体基本机能，甚至会危害人们的生命安全。因此，要运用痕量分析以及超痕量分析技术，提高检测精确程度，以掌握它们的污染现状。

（4）监测分析器趋于小型化，现场快速分析技术得到普及

由于环境管理工作的特殊性和实际需要，在对一些污染事故的现场和污染物排放源进行监测时，所需要的数据也许不是污染物的浓度值，而是污染物的类型或构成，这就需要在污染现场对污染进行定性和分析，而监测分析器的小型化也为其提供了物质保障。

（5）实验室管理系统得到大量应用

利用LIMS技术，可以有效提高实验室的管理水平以及对于数据进行分析和采集的自动化水平，减少人工干预，从而确保数据的真实性和准确性，也可以有效节约人力成本；可以对分析检测工作的流程进行规范，从而实现分析检测工作系统化和流程后；可以加深管理人员对实验室的认识和了解，及时发现不符合质量管理体系的行为，并加以改进，对实验室工作流程进行规范和限制，提高分析数据的可靠性，降低实验室运行成本，提高工作效率。

结束语

当前生态建设与环境保护面临着艰巨而繁重的任务。污染减排及环境监管任务随着经济社会的发展将会越来越繁重。建立一支现代化、专业化的环境监测队伍，完善环境监测网络体系，准确及时地掌握环境质量状况及其变化趋势，提高新形势下环境监测为环境管理决策和经济建设的服务水平，以保证经济和环境可持续健康的发展。

参考文献:

[1]吴邦灿,环境监测管理学, [M],中国环境科学出版社，2004

[2]吴邦灿,现代环境监测技术， [M].中国环境科学出版社， 2005

[3]但德忠.，我国环境监测技术的现状与发展[ J ].中国测试技术, 2005, 31