國家地表水水質自動監測系統介紹

　　實施地表水水質的自動監測，可以實現水質的實時連續監測和遠程監控，及時掌握主要流域重點斷面水體的水質狀況，預警預報重大或流域性水質汙染事故，解決跨行政區域的水汙染事故糾紛，監督總量控制制度落實情況。

　　及時、準確、有效是水質自動監測的技術特點，近年來，水質自動監測技術在許多國家地表水監測中得到了廣泛的應用，我國的水質自動監測站(以下簡稱水站)的建設也取得了較大的進展，環境保護部已在我國重要河流的幹支流、重要支流匯入口及河流入海口、重要湖庫湖體及環湖河流、國界河流及出入境河流、重大水利工程項目等斷面上建設了100個水質自動監測站，監控包括七大水系在內的63條河流，13座湖庫的水質狀況。

　　現有100個水站分布在25個省(自治區、直轄市)，由85個託管站負責日常運行維護管理工作。其中：(1)位於河流上有83個水站，湖庫17個;(2)位於國界或出入國境河流有6個，省界斷面37個，入海口5個，其他42個。目前還有36個水質自動站正在建設中，水站儀器設備更新項目也在實施中。

　　地表水質自動監測站儀器配置與運行方式

　　水質自動監測站的監測項目包括水溫、pH、溶解氧(DO)、電導率、濁度、高錳酸鹽指數、總有機碳(TOC)、氨氮，湖泊水質自動監測站的監測項目還包括總氮和總磷。以後將選擇部分點位進行揮發性有機物(VOCs)、生物毒性及葉綠素a試點工作。

　　水質自動監測站的監測頻次一般採用每4小時採樣分析一次。每天各監測項目可以得到6個監測結果，可根據管理需要提高監測頻次。監測數據通過公外網VPN方式傳送到各水質自動站的託管站、省級監測中心站及中國環境監測總站。

　　為充分發揮已建成的100個國家地表水質自動監測站的實時監視和預警功能，經研究定於2009年7月1日在網際網路上發布國家水站的實時監測數據。

　　每個水站的監測頻次為每4小時一次，按0:00、4:00、8:00、12:00、16:00 20:00、24:00整點啟動監測，發布數據為最近一次監測值。

　　每個水站發布的監測項目為pH、溶解氧(DO)、總有機碳(TOC)或高錳酸鹽指數(CODMn)及氨氮(NH3-N)共5項。執行《地表水環境質量標準》(GB3838—2002)中相應標準，對每個監測項目的結果給出相應的水質類別。總有機碳(TOC)目前沒有評價標準。

　　為使水質狀況表達容易理解，按水質類別將水質狀況分為優(I、II類水質)、良(III類水質)、輕度汙染(IV類水質)、中度汙染(V類水質)及重度汙染(劣V類水質)。

評價指標在GB3838-2002標準中的標準限值

　　單位：mg/L

　　水質自動監測站為在線連續監測設備，在儀器故障檢查維修、日常維護校準時將出現數據缺失現象。水質自動監測站在日常運行中也會經常受到停電、洪水、斷流、雷擊破壞、通訊中斷等意外影響，造成水站暫停運行。目前部分水站的儀器設備已運行8~9年，已超過使用壽命，造成故障率較高或停止運行，目前已列更新計劃，年底前實施完畢。

　　主要監測指標含義

　　pH：表徵水體酸鹼性的指標，pH值為7時表示為中性，小於7為酸性，大於7為鹼性。天然地表水的pH值一般為6~9之間，水體中藻類生長時由於光合作用吸收二氧化碳，會造成表層pH值升高。

　　溶解氧(DO)：代表溶解於水中的分子態氧。水中溶解氧指標是反映水體質量的重要指標之一，含有有機物汙染的地表水，在細菌的作用下有機汙染物質分解時，會消耗水中的溶解氧，使水體發黑髮臭，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8.25 mg/L。水體中藻類生長時由於光合作用產生氧氣，會造成表層溶解氧異常升高而超過飽和值。

　　高錳酸鹽指數(CODMn)：以高錳酸鉀為氧化劑，處理地表水樣時所消耗的量，以氧的mg/L來表示。在此條件下，水中的還原性無機物(亞鐵鹽、硫化物等)和有機汙染物均可消耗高錳酸鉀，常被作為地表水受有機汙染物汙染程度的綜合指標。也稱為化學需氧量的高錳酸鉀法，以別於常作為廢水排放監測的重鉻酸鉀法的化學需氧量(COD)。

　　總有機碳(TOC)：代表水體中有機物質含量的另一項綜合指標。採用燃燒水樣中的有機物，通過測定生成的二氧化碳(CO2)含量，以C元素的量來表示總有機碳的含量。對於化學成分相同的水樣，總有機碳與高錳酸鹽指數存在一定的相關性。

　　氨氮(NH3-N)：氨氮以溶解狀態的分子氨(又稱游離氨，NH3)和以銨鹽(NH4+)形式存在於水體中，兩者的比例取決於水的pH值和水溫，以含N元素的量來表示氨氮的含量。水中氨氮的來源主要為生活汙水和某些工業廢水(如焦化和合成氨工業)以及地表徑流(主要指使農田使用的肥料通過地表徑流進入河流、湖庫等)。

　　應用實例

　　隨著國家水質自動監測系統的運行，充分發揮了實時監視和預警功能。在跨界汙染糾紛、汙染事故預警、重點工程項目環境影響評估及保障公眾用水安全方面已經發揮了重要作用。

　　2002年在浙江-江蘇的跨省汙染糾紛處理過程中，自動站的連續監測數據在監督企業汙染治理和防止超標排放方面發揮了重要作用。

　　長江幹流重慶朱沱和宜昌南津關水質自動監測站在2003年5~6月三峽庫區蓄水期間，共取得庫區上下遊2520個水質實時數據，為管理部門的決策提供了有力的依據。

　　淮河幹流淮南、蚌埠及盱眙站成功地全程監視了2001~2006年淮河幹流大型汙染團的遷移過程，為沿淮自來水廠及時調整處理工藝，保證飲水安全提供了依據，為環境管理及時提供了技術支持。

　　漢江武漢宗關自動監測站自建立以來，每年對漢江水華的預警監測都發揮了重要作用，及時通知武漢市主要飲用水處理廠提前做好處理，保障水廠出水達標。

　　2007、2008、2009年太湖藍藻預警監測期間，太湖沙渚、西山和蘭山嘴水質自動監測站開展了加密監測，通過水質pH、溶解氧等藻類生長的水質特異性指標預測判斷水體的藻類生長狀況，為飲用水水質預警提供了大量實時數據，發揮了重要作用。

　　2008年四川汶川特大地震發生後，中國環境監測總站立即通過水質自動監測系統遠程查看災區水質狀況，將災區7個水質自動監測站的監測頻次由原來的4小時一次調整為2小時一次，在第一時間分析了地震災區地震前後水質狀況，並將災區水質無明顯變化的情況及時向國務院抗震救災總指揮部上報，並編制《汶川大地震後相關國家水質自動監測站水質監測結果》，每天在網際網路上發布自動監測結果，為保障災區飲用水安全，穩定災區群眾發揮了重要作用。

　　2008年北京奧運會期間，利用北京密雲古北口自動站(密雲水庫入口)、門頭溝沿河城自動站(官廳水庫出口)、天津果河橋自動站(於橋水庫入口)、瀋陽大夥房水庫及上海青浦急水港自動站等國家水質自動監測站對城市的飲用水源實施嚴密監控，每日以《奧運城市地表水自動監測專報》形式上報環境保護部，為奧運期間飲水安全提供了技術保障。