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　　饮用水是人类生存的基本需求，其安全问题直接关系到广大人民群众的生命安全及身体健康。饮用水污染事件是指因物理、化学、生物等因素污染饮用水，导致水质感观性状和一般化学指标、毒理学指标、细菌学指标、放射性指标发生改变，超过国家卫生标准和卫生规范的限值或要求，造成或可能造成公众健康危害的事件。近年来，中国饮用水污染事件频繁发生，如 2014年兰州市局部自来水苯超标事件、2013年杭州自来水异味污染事件、2012年江苏镇江自来水污染事件等饮用水安全问题引起社会各界的广泛关注。

　　作为传统实验室检测的一项重要补充手段，在线式饮用水水质在线监测系统应运而生。饮用水水质在线监测系统是一个集水质卫生指标监测传感器、无线数据传导设备和远程监控平台为一体，运用现代自动监测技术、自动控制技术、计算机应用技术并配以相关的专业软件，组成一个从取样、分析到数据处理的完整系统，实现了对饮用水水质的在线小时连续、准确地监测饮用水中余氯、浑浊度、pH 值等卫生指标及其变化状况，并通过网络实时将数据传输到监控管理平台。

　　我国水质自动在线监测、快速分析等体系建设尚处于探索阶段。目前国内市政各大型自来水厂，主要靠直接引进国外饮用水工程成套系统，水质监测设备。监控系统也主要靠从国外进口。我国的水质在线监测仪厂家虽然很多，但是多数为民营企业，技术水平参差不齐，仪器的稳定性和可靠性不足，难以满足我国水体环境复杂的监测要求。可以预测，在未来的几年，水质在线监测仪器仪表行业的主要增长点将在环保相关领域的应用。水质的在线监测系统分析将迎来新的市场机会。

　　在生活饮用水水质进行在线监控时，要对其监测点进行合理的选择，这样才能保证监测的有效性，在线监测过程中所要选择的监测点有：（1）水源水的在线监测点，在该种监测点的选择过程中，应该考虑其供电条件、通信状况、交通状况、水深状况、地理位置等各种因素；（2）出厂水的在线监测点的选择，一般会将水质的监测点设置于出水泵房附近的位置；（3）在进行管网水水质的监测时，要选择能够反映出厂水水质变化的监测点来进行水质的监测。

　　按照GB5749-2006《生活饮用水卫生标准》规定，水质检测指标为106项，从2012年7月起国家要求各制水企业强制执行该标准生产，并要求管网末梢处水质符合该标准。同时在2011年沈阳水务集团编制完成的《沈阳城市供水发展 “十二五”规划》中，明确提出水质达到的目标――建立本市的全方位的水质在线监测点，提高供水安全保证率，水质综合合格率达到99%。因此从现实出发，为确保实现供水完全符合国标要求，将建立水质在线监测系统。再者由于水质在线监测设备的成熟化及价格的下降，使企业监测成本得到改善，建立水质监测系统成为可能。

　　一个完善的供水水质监测系统，包括水源、水厂水质监测系统，同时还应当包括一套完善的管网水质监测系统[1]。目前本企业已建立了水源与水厂的水质监测系统，对于管网的水质监测系统还是空白，本文就是对本企业供水管网水质在线监测系统提出总体设计方案，并实施。而管网水质监测的关键在于要在何处设置水质在线监测仪器，本文在对现有水质监测点布置方法总结的基础上，结合现有离线水质监测地址，优选出在线水质监测点位置，为下一步在全市范围内全面展开管网水质监测点建设提供参考。

　　根据CJ／T 206―2005《城市供水水质标准》的相关规定：管网水质检测必须测定浑浊度、色度、臭和味、余氯、细菌总数、总大肠菌群、CODMn(管网末梢点)这七项指标。又根据《生活饮用水标准检验方法》GB5750―2006中规定：在这七项指标中色度、臭和味是通过人的感觉器官来完成的；细菌总数、总大肠菌群、CODMn是在化验室来完成的，不适合于现场测定；而其它两个监控指标浑浊度、余氯是可以由仪器在现场完成的。

　　浑浊就是水的澄清度，是评判水质的必要指标，是监测水质的重要的指标，根据浑浊度值直接可以判断供水管网水质是否受到了污染，通常浊度变高，一是微生物、细菌、病原菌入侵，二是无机物或有机物或两者的侵入，三是由于爆管造成水质的突然恶化，也会使浊度急剧升高。曾有人做过浊度对水质影响试验[2]，当浊度降至0.1NTU时，绝大多数有机物被去除，致病微生物也几乎无，有机物的降低，使有机卤代烃这种有毒物质产生的几率降低。这也是西方发达国家把浊度降至0.1NTU甚至接近0的原因。

　　余氯是国标中规定的检测指标之一。由水厂生产出的合格水在庞大、管材不一的输配水管网输送过程中水质会逐渐下降，在输配水过程中保持一定的余氯，可避免水体的再污染和微生物等的繁殖，确保用户端合格水质。同时水中的余氯量要有一个“度”，过多的余氯量一是造成资源浪费，成本增加；二是在管网中会与有机物发生化学反应，产生“三致”物质，对人体有害；三是由于氯是强氧化剂，过多时会与输水管道反应，腐蚀管道。因此，把测定余氯值作为管网在线监测另一个指标。

　　安装水质在线监测仪器可做到实时监测水质，预测水质变化规律，判断是否需要调整制水工艺。而选取能全面、真实、准确的反映大部分管网内水的质量的监测点是建立在线监测系统的关键与核心。根据沈阳市“十二五”供水发展规划，泵站水质综合管理达标率≥95%，其中包括：泵站水质监测率100%，未发生水质事件100%。今后沈阳水司将陆续上马在线监测设备，主要是余氯检测仪和浊度检测仪。主要安装在水源、二次加压泵站、管网节点等。

　　还有必要处设监测点。在本市管网中，存在一定数量的上个世纪五、六十年代铺设的石棉水泥管、解放前铺设的预应力钢筋混凝土管等。这些管道，一是铺设时间长，管道老化严重；二是内壁没有防腐，管道腐蚀严重。这些管道分布在全市范围内，尤其是老城区比较多，对下游的水质产生恶化影响，水质下降明显，还会增加输水成本。由于本企业资金紧张，要想彻底改造更换管网，不是三、五年内能够做到的事，因此有必要设置水质在线监测点，可选取特别严重的几处管段进行监测，又可为今后研究管材对水质影响提供技术数据。

　　无线通讯方式又分为：电信CDPD（Cellular Digital Packet Data星空数字分组数据）传输，移动GPRS（General Packet Radio Service通用无线分组业务）或联通CDMAIX(Code Division Multiple Access多码分址――数字技术分支)传输、超短波传输、移动（或联通）短信传输、光纤传输、3G、4G等。一般地讲，3G、4G是指将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统。

　　随着社会经济的不断发展，人们生活水平日益提高，人们对生存环境质量也更为关注，环境意识的提升使我国的生态经济的发展取得了良好的进展，我国的生产和可持续发展能力得到了较大的提升，改善生态环境，促进生态经济的发展，调整产业结构是实现人民生活富裕、生态良好文明的必经之路。目前随着我国经济的发展和工业化水平的提高，工业废水和城乡生活污水的排放量大大增加，致使水质日趋恶化，资源短缺和水污染加重等水环境问题日益突出，使人们的健康和经济的发展受到了严重的威胁和制约。因此，要加大水污染治理的力度，加强对水污染的控制，采用新技术对水质进行全时段的动态监控。水质参数在线监测及远程传输系统是目前广泛应用的一种技术装置，用现代管理手段对水环境质量进行检测，是我国实现对水质变化和污染物总量进行控制的重要方法。

　　通过加大环境保护力度，优先发展环境产业可以有效实现对生存环境质量的提升和保护，我国主要是通过制定一系列污水排放标准并加监管力度的手段，对水质分析项目分析进行定期监测，对污水和废水排放标准进行严格把关，辅助罚款、停产整顿等手段来实现对水污染的整治和对水资源进行有效保护的。我国普遍采用通过人工采集、分析数据、手工汇总制表等工作手段来实现对环境的监理，这些手段存在一定的缺陷，比如采样间隔时间长，数据分析汇总慢且传递不及时，对当地环境现状的反映不及时、不准确等。目前我国从事水质参数检测研究工作的比较少，尽管环境监测部门现在已经计划实施城市水质参数与污水流量监测网络项目，通过数据传输网络对水质情况和污染物排放情况进行监测，但是到目前为止还缺乏基层水环境在线监测与数据远程传输的仪器设备。因此，需要发展环境监测仪器设备项目，通过研制一种连接基层监测部门与辖区内企业之间的现场参数在线监测与远程传输系统，来实现对水质进行全时段的动态监控，以便对环境能够最好的进行保护。国外目前已经早在20世纪70年代就已经发展了水质移动监测系统和自动监测系统。通过在一个水系或一个地区设置若干个有连续自动监测仪器的监测站，由一个中心站控制若干个子站，随时对该区的水质污染状况进行连续自动监测，形成一个连续自动监测系统的方式对水质污染综合指标进行有效监测，并通过全球卫星定位系统和GPRS/GSM无线数据通讯装置对信息进行传输，建立网络化的“环境评价体系”和“自然灾害防御体系”，来实现对水环境质量进行综合性评价，从而有效防治和控制水污染及保护水资源。

　　为了实现对水质进行有效监测，需要研制和开发出水质监测系统，以美国GLOBAL WATER公司的wQ系列水质参数检测传感器为研究模型，通过在线监测仪器，单片机电路、信号调理电路、A/D转换电路和液晶显示器电路的硬件设计，以及A/D转换程序、数字平滑滤波程序、数据运算处理程序和字体显示程序的编写，把MSP430单片机作为现场参数在线监测子系统的核心器件与电路进行合理配置，把水质传感器监测到的电信号转换成4-20mA/0—5V的标准信号，并通过数据运算处理得出实际化学或物理量的数据对现场参数在线监测子系统、数据远程传输子系统和数据管理子系统进行合理化设置，实现监控中心的服务器与监测站点的水质监测仪之间的远程通讯和对辖区内监测站点的各项水质参数的数据接收、存储、查询、统计以及通行分析，来建立一个完整的水质参数在线监测及远程传输系统。

　　客观、科学、公正地监测、评价水资源质量是反映水环境状况的首要表征，水质水量同步监测、资料配套是相关部门及时、快速、准确地提供水质动念信息的主要手段。在实际工作中要以社会需要为前提，通过多种方式向社会展开全方位服务。通过有效地采集、存储、分析、报告、预测、公布的手段把实时、大量的监测数据及时、准确的上报，通过科学依据和技术支撑为水行政主管部门提供决策的考量和执法的依据，以有效做好水资源保护工作。目前我国广泛采用的水环境管理信息系统是通过应用Internet技术、GIS技术，以Microsoft的XML语言为基础，在的服务平台上，应用W EB G I s，有机结合地理信息系统的空间图形与水环境评价属性数据，实现对各层空间信息、属性数据进行自动采集、实时传输、分类存储、更新显示、分析评价、有效管理、报告和。这个系统最用覆盖面广、运行费用低、安全、稳定、可扩充性强、业务操作简捷、日常运行维护简便的特点。

　　邯钢东区高炉循环冷却水系统总磷监测以往依靠手工取样化验，这种离线分析往往会造成采样误差大，分析周期长，数据代表性差，不能及时反映水质的瞬时状况，进而对药剂的投加量把握失衡，人工检验带来药剂投加效果的滞后，难以满足企业进行有效水质管理的需求。因此，只有对水质进行实时自动监测，并将数据及时传递给水站岗位，才能评价水质状况和变化规律，车间及时掌握循环水的总磷变化，进而科学合理调整水质加药，把握排污量和补水量。邯钢东区有3座高炉循环水系统加装水质总磷在线监测系统，进行多通道监测，经过半年的调试运行后，为验证在线监测系统使用情况，比较实验采用国家标准监测分析方法进行实验室分析，并与在线仪器的测定结果相对比（见表1，2，3）。

　　随着环境监测技术和管理需求的不断发展，海洋环境监测已经逐步从费时费力的现场观测往自动在线连续监测的方向发展，我国海洋环境的在线自动监测系统也不断得到管理部门的重视和认可。与此同时，由于海洋环境水质评价自身的缺陷以及污染物的不断增加，海洋和环境管理对于环境评价也由原来的水质评价往生态系统健康等环境综合评价方向发展。因此海洋自动监测系统如何在海洋生态系统健康监测中发挥作用，对海洋环境保护和管理有着重要的现实意义。

　　海洋多参数自动在线监测系统是一个以在线海水分析仪器为核心，运用自动控制技术、计算机技术、无线传输技术以及相关的专业分析软件所组成的监测体系，该系统具有投资经济、功能强大、数据量大、响应及时、公正客观、稳定可靠、操作简单、维护量小等特点。为了实现对调查船难以做到的海洋环境长期、定点、连续、多参数的现场实时自动观测，国内外上世纪80 年代开始将资料浮标作为海洋环境监测的一种常规手段。尤其是在上世纪90年代，随着现代海洋环境自动监测技术的迅猛发展，在直接毗邻经济告诉发展都市的近海港湾，针对海洋污染或生态环境的水质自动监测网络纷纷成立，据统计1992年9 月一个月内, 全世界通过ARGOS 定位和数据传输的在用的锚碇浮标就达352 个。

　　多参数浮标主要由仪器设备载体、能量供应系统、海水水质分析仪器、数据采集与传输系统、岸站监控中心、安全防护系统、固定锚链系统等六大部分组成。从上世纪90年代开始，我国开始引入YSI等国外多参数浮标，我国部分海域开始布设多参数自动监测浮标。“九五”和“十五”期间，依托863等科技攻关项目的支持，我国开始自行研制海洋自动监测技术取得了较大进步，如“无人自动监测站与生态浮标系统”等，涌现了一批海洋自动监测科技成果。近年来随着监测数据技术集成技术的发展，多个自动监测浮标/探头集成性越来越高，自动监测浮标所囊括的监测项目得到不断补充，项目包括气象、水文、水质以及生态等方面。多参数浮标已经发展成为集成了传感器、数据处理、数据通讯等多项高新技术的测量项目齐全的海洋自动观测系统。

　　单个多参数浮标只能监控一个较小区域的海洋环境变化。近岸海域环境复杂多变，因此单靠一个或少数几个浮标难以监控较大或整个海区的海洋环境变化，需要建立多个浮标组成的自动监测网络系统。2004年起，厦门市海洋与渔业环境监测站在厦门湾陆续投放了5台海洋水质连续在线自动监测浮标，被成功应用于厦门同安湾赤潮短期预报，并取得了较好的效果，为自动监测系统在海洋生态灾害防治应用积累了经验。2008年起，广西北海海洋环境监测中心站陆续在广西近岸海域投放了16台海洋生态多参数在线自动监测浮标，形成了当时国内规模最大的海洋自动监测网络系统，为较为准确的监控广西近岸海域生态环境变化提供了良好平台。

　　自动监测系统应用中最关键的是传感器。以目前国内常用的海洋生态监测浮标系统为例，其可以监测海水的几个方面：(1)温度、盐度、pH、溶解氧、溶解氧饱和度、浊度、电导率、氧化还原电位和光合有效辐射等基本物理参数；(2)氨氮、硝酸盐、亚硝酸盐、正磷酸盐、硅酸盐等营养盐化学参数；(3)叶绿素和蓝绿藻含量等生物参数；(4)风速、风向、气压、气温、湿度、雨量、光照度等气象参数；(5)流速、流向、非方向波等水文动力学参数。此外国内外还在生态浮标上积极探索和应用COD、BOD、硫化物、浮游生物类群以及生物传感器等，拓展生态浮标的监测项目，为多参数自动监测系统的应用拓展提供了基础。

　　由于海洋水质评价方法的局限性以及海洋生态环境的被重视程度提高，海洋生态系统健康评价近年来不断受到科学家以及政府部门的重视，成为了海洋生态学和海洋管理的热点问题和发展趋势之一。然而由于海洋生态系统以及海洋环境本身的复杂性，海洋生态系统健康的概念一直处在争议当中，未能达成共识。祁帆等（2007）在综述了前人观点后提出了健康海洋生态系统的概念，指在特定的自然边界范围内，可维系其正常的结构和功能的海洋生态系统。

　　许多国家以及我国相应启动了海洋生态系统健康评价项目。随着海洋生态系统健康评价在海洋研究与管理领域中被越来越多的应用，海洋生态系统健康中关键指标的动态监测将会被逐渐重视和应用。如澳大利亚开展了“生态系统健康监测计划”，对河口生态系统健康进行评估和监测。可以遇见，在当前以及未来的一段时间里，我国将逐渐重视海洋生态系统健康评估，并对其进行动态监测。由于海洋生态系统健康评估体系囊括很广，采用船只航次调查将会较大的费时费力和费财，从经济角度上来看操作性较难。因此，从指标体系中选择部分重要指标，采用生态浮标系统进行连续动态监测，进而指示生态系统健康的变化情况，将为海洋生态系统健康动态监测提供了一个可行方向，有较大的应用前景。

　　水质在线自动监测技术应用于地表水1及2工业、企业等在线地表水水质在线自动监测在我国做为新兴的行业，始于二十世纪末，通过它可以对地表水的水环境质量及污染变化趋势进行在线监测，为水环境保护、管理及水污染防治提供重要信息。随着国家对环境治理的力度加大，特别是对水资源保护力度加大，地表水水质在线自动监测系统（站）已在我国各大江河湖泊上陆续建立起来，并在水文、环保等领域应用推广。2工业、企业废水在线自动化监测在成长初期主要以民营为主，产品单一、规模普遍偏小，技术不够成熟，仪器的可靠性、稳定性不足、安装量小，难以满足我国复杂的水体环境和日益多样化的污染物监测需求。随着国家对环保产业的重视和水质自动监测网络体系的建立，产品逐渐多样化、质量逐渐稳定、环境水质在线监测仪器厂家数量迅速增长，部分具备自主研发实力的企业发展壮大起来，涌现出一批与国外知名品牌如美国哈希、日本岛津等相抗衡的仪器生产企业。

　　地表水水质自动化监测技术是一个集水力、水处理、水质分析、仪器、仪表、工业自动化、计算机技术、数据传输、远程监视与控制等多学科、跨行业的系统工程。水质自动化监测系统工程组成一个水质自动监测站。由于科技的进步自动化监测技术的推广，采用现代工业自动化的运行模式把大量的人力资源和物力资源从现场取样和水质分析中脱离出来，实现对被测水体进行定时、等时或随时的测试，监测的数据及时传送到相关的职能部门，作为政府职能部门分析统计、执法、决策等的依据，达到自动在线监测的目的。地表水水质监控技术严格按照《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）执行，并对每项监测结果定出相应的水质类别。地表水水质自动监测技术广泛应用于水利、环保等行业，水质自动监测站水质监测频率一般采用每4小时电脑自动采样分析一次，每天各项监测记录可以得到6个监测结果，当发现水质状况明显变化或发生污染事故时，亦可随时根据管理需要相应提高监测频率（2小时一次或1小时一次）。

　　一个水质自动监测站基本是由一个监测中心及一个子站组成。子站根据所在流域水质状况自动测量分析水中溶解氧（DO）、电导率、PH值、浊度（SS）、温度、水位、流速、流量、六价铬（Cr+6）、氯化物（cl-）、氨氮（NH3-N）、高锰酸盐指数（CODMn）、总磷（TP）等基本项目参数，亦可根据实际需要增加分析项目，所得监测数据向中心站传输。水站一般基本工作流程为：水样由采样泵提升采集后，通过输配水管网，一路进入水质5参数分析仪进行分析，一路经预处理后供给水质分析仪进行项目分析，一路提供给水文参数的监测，所得测量值实时传输给子站电脑储存，并向上一级中心站传输。

　　水质自动监测系统（站）需无人值守及连续工作，因此对监测仪器的结构、性能和检测灵敏度都有相当高的要求。由于系统是由多种技术和仪器设备组合而成，系统各部分互相支撑，只要一个部分出现问题将会导致全系统的不能正常运行。为了保证系统能长期可靠地连续运行和准确获取监测数据，从水质自动监测站的选点、站房建设、仪器的选型、以致整个系统的建设、安装、调试、运行、维护到数据的采集及处理必须认真的对待。要求设计合理、保证建设施工质量，确保安装无误。

　　水质自动站管理需有专职培训的技术人员负责，熟练掌握仪器、系统及软件的操作和使用，同时要用科学的管理办法和严谨的质量保证体系实现水质自动监测系统（站）能长期可靠地连续运行。日常维护要求做到：1）每周对水质自动站进行巡检、检查现场仪表；2）检查现场避雷装置工作状态，每年对避雷针接地进行检测；3）及时清理水站沉砂分离装置及参数仪表藻类和泥垢，并将清理后的水样排空；4）检查纯水制备系统的滤芯使用情况，若发现明显污染应及时更换；5）检查现场仪表试剂管线及比色皿清洁状况，检查管线）检查现场仪表仪器显示值与数据库存储制是否一致，每6个月备份一次系统的监测数据。

　　监测数据通过外网VPN方式传送到各水质自动站的托管站，省级监测中心，科技的进步是水质自动化监控发展的一个重要里程碑。进行水质监控及时准确的分析的同时，还可以根据水质全面调控水资源。根据不同的水质进行不同的分配和使用，节约用水保护环境。国家规定每个地表水水质自动监测站应进行实时监视。VPN在这个地表水水质监控工作中起到了主要作用，按照规定每个水站的监测频次为每4个小时一次，具体时间是：0：00、4：00、8：00、12：00、16：00、20：00、24：00整点启动监测，通过网络使用VPN进行数据。对于地表水水质污染、地表水灾难控制、地表水水位变化，监控中心进行统一协调起到防灾减灾的作用。国家把水质类别分为五类。一类和二类属于优质水源可供饮用；三类水质属于良性水源可以用做生活用水；四类水质属于轻度污染可以调配到工业用水范围；五类水质属于中度污染，或是高度污染水源属于必须得到净化的劣质水源。

　　水资源属于国家经济生活的命脉，采用最先进的信息技术是维护国家经济建设，人民生产生活的基本保障。VPN网络水质处理监控系统在水资源监测中发挥着巨大的作用，水质自动监测站无须现场人员值守及连续工作解决了野外工作人员疲劳操作的费用，和库区水灾害险情地段的安全值班，通过VPN网络实时监控节省了人力、物力和财力的同时提高了监测工作的准确性，增强了管理水平。由监控中心—通信介质—水资源测控设备—测量设备组成的水资源监控系统提高了水资源监控的质量和准确度。水质自动化监测控制终端直接同各种智能表具控制设备、传感设备进行连接，可以实现实时采集、存储功能，还可以把采集整理的数据进行远程传送，同时进行远程控制等各种功能。供电方式可以使多样的可以通过城市电网供电、太阳能供电以及蓄电池供电等。VPN通过网络采集的水样设计出对应水资源管理信息系统：水资源配置、水资源规划、水资源论证、节约用水、水资源保护、信息服务的整合平台，形成全国统一的水资源管理系统管理模式。

　　EMIS系统包含信息采集系统、信息传输系统、信息管理系统和信息服务系统四部分。中心站通过卫星、无线电信网络（GPRS/CDMA）和电话拨号三种通讯方式实现对各子站的实时监视、远程控制，以及数据传输功能，托管站也可以通过电话拨号和无线电信网络（GPRS/CDMA）方式实现对所托管子站的实时监视、远程控制及数据传输功能，其他经授权的相关部门可通过电话拨号方式和公共网络实现对相关子站的实时监视和数据传输功能。

　　EMIS系统可尽早发现水质的异常变化，为防止下游水质污染迅速做出预警预报，及时追踪污染物，从而为管理决策服务。EMIS环境监控信息系统主要应用于环境保护行业，本系统能够实现环境在线监测，市监测站软件通过各种通讯方式来接收现场子站版软件采集到的数据，并且在系统中把数据进行处理、筛选，把需要的数据保存起来，打印出报表并导出Excel表格。本环境监控信息系统，利用国际上的标准Modbus/TCP协议读取现场设备的数据，进行数据采集，又通过工业调制解调器、无线GPRS或者互联网等方式来进行传输，市监测站软件收到这些数据之后，再进行数据处理。本系统采用了多种国际上的通讯协议（如Modbus、RTU、Jbus、TCP/IP），系统的扩展非常方便。

　　系统分为监控中心、通信网路，以及现场数据采集三个层次。数据采集监测层作为系统最基本的部分，安装于各水质监测点的现场，它包括现场仪器、现场数据采集通讯等设备。通信网路层是将现场采集的数据通过数据通信网络（ADSL、GPRS）传输至监控中心。位于环保局信息中心的在线监控中心，作为整个在线监控系统的控制和管理中心。由该中心向各监测点指令，收集所有监测点的监测数据，监督或控制设备的运行状况，并对数据响应予以处置。监督或控制设备的运行状况，并通过数据系统为环保局各部门提供污染源信息服务。

　　一、环境在线年代初，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。

　　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]。

　　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]。

　　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。

　　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]。

　　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]。

　　成都市地处川西水网区腹部，本地水资源总量为93.26亿m3，过境水源量为183.76亿m3。虽然成都市本地水资源与过境水资源构成的水资源总量较为丰富，但成都市人均占有量却不足3000m3，仅为世界人均占有量的30%。由此可见，成都市水资源并不充裕，并且已经被列为全国缺水城市之一。随着国家西部大开发战略的提出，城市化进程的逐步推进，成都这个位于中国西部中心的古老城市正再次焕发出别样的风采。稳步发展的经济、便利的交通以及天府之国宜人的气候正吸引越来越多的人来到成都并在此定居生活。日益严峻的人口压力将使本就不丰富的成都市水资源更显得捉襟见肘，市民们的正常用水安全，特别是饮用水安全将面临前所未有的挑战。在有限的水资源条件下，为保障市民们安全、正常用水，水资源得到充分的利用，水质监测迫在眉睫。

　　（2）将自动化运用于水质监测系统。传统的水质监测是采取人工的现场采样、室内实验室分析的方法，其数据传输途径复杂，周期长，耗时费力，而且在工作人员将采样带回实验室的过程中水质可能会发生变化，相关工作人员很难及时全面地掌握水体水质的动态变化，也难以对造成水质变化的原因进行追踪、调查和及时采取相应的措施。基于ZigBee无线网络的在线水质监测系统将使水质监测系统进入到自动化时代，这将大大减少传统水质监测系统运行过程中数据采集、数据传输过程中所耗费的人力物力，新的水质监测系统将更加经济高效，绿色环保。

　　对于传感器的选择，其基本要求就是要满足能够实现准确的测量，并且可以实现连续测量的要求。因此，传感器首先应具有高灵敏度，确保能感应到水体中的氧气含量、氮磷含量、PH值、有机物含量、重金属含量等对水质有重大影响的指标的变化，并且能及时的做出反应。其次，考虑到该系统监测的徐、柏二河的流域面大，为了监测数据准确、监测覆盖区域不失一般性的需要，传感器的部署点较广、数量较多，而且传感器的布置不应影响徐、柏二河的正常生态情况，传感器还应满足体积小、成本低的要求。最后，传感器是自动化中重要的一个环节，其处于长期无人看守和相对较恶劣的环境下，为了能保证长久的生命周期和不受外界条件的干扰，传感器必须具备性能稳定和低功耗的要求。

　　对于传感器的部署，考虑到不同物质由于自身密度不同的原因，其随水流流动的速度不一样，导致污染物等化合物随水流深度的不同，各种需要被监测物质的含量也不同。同时，由于水体内浮游植物、阳光、温度等因素，不同深度的水中，诸如融氧、有机物含量等被监测物质的浓度也会有一定的差异。因此，在建立传感器网络拓扑结构的时候，传感器的布局十分关键。为实现水体中不同深度都有传感器的存在，我们可以通过将传感器通过锚索固定在水底，每个传感器上系一个浮标，通过浮标的浮力使传感器节点悬浮在不同水深。

　　在ZigBee传感器网络中，传感器节点分为两类，第一类传感器节点作为终端专职于采集、发送实时数据；第二类类传感器节点兼顾终端和路由器双重功能，在采集、发送实时数据的同时，还要对其他节点发送过来的数据进行存储、融合等处理。数据经过第二类传感器节点整合后再将发送至汇聚节点。汇聚节点为整个无线网络的协调管理者，汇集处理各个节点的数据。由于汇聚节点处数据流量较大，ZigBee技术传输速度慢，且不适于远距离传输，故在数据传输途中设置嵌入式网关实现ZigBee网络和Internet的协议转换。嵌入式网关通过串口获得数据后对其进行封装，通过Internet进行远距离传输至水质综合分析系统。

　　（3）水质综合分析处理系统。该系统将实现对各项监测数据、监测仪器等一系列相关资源的统一管理，形成高效集成系统。该系统具备实时监控能力，能对徐柏二河水体中的氧气含量、氮磷含量、PH值、有机物含量、重金属含量进行实时监控，依据水质标准对水质进行综合的水质评价，对水质情况进行预报。在与已有数据相比较的基础上，该系统能及时对水质的恶性变化发出预警信息，为相关人员制定应急方案提供参考。系统运行后，在获得大量水质数据的基础上，对水质资料进行整编保存，以此作为以后水质监测综合分析工作的指导。

　　随着我国经济的不断发展，城市化和工业化步伐的加快，国民经济水平和国际地位得到了大幅度的提高，但是与此同时也带来了一系列的水污染问题，其中难降解的工业废水处理是常见的难题之一。印染污水作为工业废水的重要组成部分，具有成分复杂、色度深、COD高且难以生物降解等特点[1，2]。随着印染工艺的不断发展，新型染料和助剂等难以被生物降解的有机物进入印染废水中，增加了印染废水的处理难度，其COD浓度也由原来的每斤数百毫克上升到2 000～3 000 mg/L，这些高浓度的印染废水一旦进入环境，会对环境造成严重污染。印染行业的日益发展壮大，难生化降解的高浓度工业废水也随之日益增多。现在，印染行业已成为我国排放量大、用水量大、废水处理较难的工业部门之一。为了实现环保技术的优质化和高效化，减少印染企业的偷排漏排等违法现象，对印染行业排放的废水实行连续、高效、特定的环境监测便成为必然的选择。

　　监测手段和监测范围的扩大，虽然能够说明区域性的环境质量，但由于受采样手段、采样频率、采样数量、分析速度等因素限制，仍不能及时地监视环境质量变化，预测变化趋势，更不能根据监测结果应急措施的指令。20世纪70年代初，一些发达国家陆续建立了在线监测系统，并且使用了遥测和遥感等现代高科技手段，监测仪器用计算机遥控，监测过程中的数据用有线或者无线传输的方式实时传回监测中心控制室，经计算机处理，自动生成相应的表格，化成污染态势以及浓度分布图，可以在相当短的时间内观察到测量介质中污染物的变化以及预测未来环境变化趋势。当污染程度接近或超过环境标准时，可指令控制，并采取相应的保护措施，这一阶段称为在线我国环境监测发展状况

　　在线监测系统是以在线分析仪器为核心，运用自动测量技术、电子计算机技术、现代传感器技术、自动控制技术以及相关专用分析软件和通讯网络组成一个综合性的在线监测数据系统。其中，现场监测设备包括对印染废水治理动力设备运行的监控，即对印染废水处理动力设施运行状况的监控，根据废水治理设施运作的情况好坏，判断污染排放的合理性。通过对印染废水的COD、pH值、染料浓度等污染因子的监测，统计各项污染因子的浓度或总量，判定的排放是否达标，是否会污染生态环境和危害公众健康。另外，加入了进水流量的监控统计，通过进水量和排放量的对比，判断其工艺处理是否合理，是否存在作弊行为。

　　（1）重铬酸钾消解――氧化还原滴定法。此类COD在线监测技术的工作原理：在所取水样中加入一定的重铬酸钾和硫酸银，然后在强酸条件下，部分重铬酸钾被还原，然后用硫酸亚铁铵反滴定剩余的重铬酸钾，根据重铬酸钾的消耗量，计算水样的COD值。优点：仪器工作原理与国标法更加的接近，测量精度好，重复率高，具有较高的代表性。缺点：测量过程中会造成二次污染，重铬酸钾的毒性较大，而且在监测过程中水样需要消解，耗时较长，设备的维护工作量较大。

　　（2）重铬酸钾消解――光度测量法。该类监测技术的工作原理：在所取水样、硫酸银、重铬酸钾和浓硫酸的混合液在消解池中加热到一定的温度，此时+6价铬离子被还原成+3价，从而使水样的颜色发生改变，颜色的变化程度和水样的COD值成比例，然后通过仪器中的COD标准曲线比色换算得到水样的COD值。优点：测量是基于国标法的改进，测量的周期短，可以批量测量，操作简单，氧化效率高，适合在线测量。缺点：对测量的洁净度要求较高，测量过程中会造成二次污染，重铬酸钾的毒性较大。

　　（3）UV与COD转换法。此类方法的工作原理较为简单，主要是印染废水中的有机物在波长为254 nm紫外区内，其COD值与吸光度成一定的相关关系，所以可以把254 nm处的吸光度作为一个有代表性的独立参数（光吸收系数SAC），用来评价水体的污染程度。优点：仪器结构相对简单，成本低，不要其他的化学助剂，对环境的污染小，测量周期短，可以实时监测。缺点：仪器的核心组件容易被污染，因此对测量的水质要求较高，而且需要大量的人工试验来校正转换系数，准确度交叉较差，只能作为特定污染源的监测。

　　印染废水自动监测具有一次性投入费用昂贵，运行维护费用高，监测参数和监测代表性有限的特点，因而只适用于一些特定污染因子的监测，难以适用各种环境以及满足各种层面的监测要求。新方法的创新以及新设备的研制和开发，将国外成熟的技术与设备消化吸收并将其国产化，便可以在技术层面上改善目前的窘境。另外，从原理上取得突破的水质自动监测分析技术的研究，建立更加可靠有效的网络技术和软件平台，开发研究新型的仪器设备以及系统的质量保证是未来印染废水在线监测的发展方向。