环境监测在线监测方法及系统

环境监测在线监测方法及系统

【摘要】环境在线监控系统在有效监控环境质量、加大环保监督的执法力度、实行严格的排污总量控制等方面，起到了非常重要的作用。因此对环境在线监控网络中各监测设备的运行维护必将是一项长期存在的工作，如何优化在线监控系统的运行维护工作也将成为环保工作者所必须面对的一项具有现实意义和挑战性的任务。文章分析了简单介绍了在线监测系统，提出了存在的主要问题，分析了在线监测运营及维护方法，并对在线监测工作展望。

【关键词】环境监控环境在线监测系统方法展望

近年来，为快捷、实时掌握区域内环境质量状况，全国各地陆续建设在线监控系统，对相关环境因子进行在线监测，以实施更加有效的技术监督，为经济社会与环境协调发展提供了技术支持和服务。目前，各省市配备的环境在线监控设施不断完善，包括大气、地表水、烟气、废水、噪声等在线监测设备逐步投入运营以对环境和污染源实时监控。

在线监测系统

烟气在线监测系统

烟气监测CEMS系统主要有ENDA-600ZG系列烟气监测系统、通讯设备、上软监控软件、OCS一体化控制器、监控服务器等组成。CEMS系统主要监测锅炉烟气烟尘实测浓度（mg/），烟气含氧量（%），烟气速度（m/s），烟气温度（℃）、烟气压力（Pa），热态烟气量（/h），烟尘折算浓度（mg/），标态烟气量（/h），烟尘小时排放量（kg/h）。

2、污水在线监测系统

污水在线监测系统是一套以在线自动分析仪器为核心，运用现代传感器技术、自动检测技术、自动控制技术、计算机应用技术以及配套的软件和通讯网络组成的一个综合性在线自动监测体系，能够对污水处理的运行效果（CODcr、TN、NH3-N、TP、SS等）进行不间断监测。整个系统分为四部分：第一部分包括水样预处理、水样采集、水质在线分析；第二部分包括PLC数据采集与处理；第三部分包括中控室计算机操作系统、网络系统、数据库系统；第四部分包括具有查询、管理等功能的应用软件。

环境监测在线监测系统存在的主要问题

当前对环境在线监测设备的运营维护主要采取事后检修和定期巡检相结合的维护方式，而监测点位布设量大，范围分散且偏远，由此每年耗费的人力、物力和财力程度可想而知。目前环境在线监控系统运营维护主要依靠国家财政资金投入，每年支出的运营维护费用十分高昂，且呈逐年上升的趋势，当前面临如何有效控制成本的问题。

在线监测系统配套设施安装不规范。所查企业的烟气在线监测采样平台均未按规范建设Z字梯或旋梯；个别伴热管的安装不符合规范要求，存在U型、V 型现象；个别企业安装的污水在线监测设施项目缺失。部分系统参数设置有随意更改（如伴热管温度）的现象。

制度落实不严格：（1）所检查烟气在线监测系统均未按规定进行有效性审核[，烟气在线监测系统普遍存在没有定期校准、校验，部分存在标准物质和易耗品过期现象；（2）技术人员培训不到位，操作不规范，记录造假，不懂不会的现象仍然存在；（3）仪器不正常运行时个别存在不按规定向相关部门上报，设施停运期间普遍存在未按规定手工监测及上报数据的现象；（4）个别在线监测系统的数采仪和分析仪联接不规范；（5）大部分企业记录台账缺失，甚至个别企业无任何记录台账。

在线监测运营及维护方法

解决方法：（1）数据传输单元：通过设置合适的采集数据的时间，解决了停水之后，仪器实时监测出的数据出现严重偏差的问题；（2）输配水压力单元：通过将监测设备的开关自溢流取水样装置改为注射泵取水装置，解决了由于村镇供水水压不稳定，造成在线设备监测数值不稳定的问题；（3）集成单元：由于管道设计也是仪器集成时考虑的重要因素，实际建设中通过重新进行管道设计，解决了不同厂家仪器由于管道设计差别造成的数据差异；（4）软件单元：通过设置2 种通道的传输方式，把核查数据与实时数据分离，有效防止了核查数据进入实时数据；（5）子站防雷单元：通过将仪器防雷底线与建筑防雷地线单独接地连接，解决了由于雷击导致的仪器通信串口损坏；（6）质量控制：根据监测项目的不同选择合适浓度范围的标准溶液定期进行现场比对以及实验室比对，结合在线监测系统标样核查组成的“三位一体”的质量控制手段，有效保证了在线监测仪器的正常运行和在线数据的准确可靠。

规划和提升在线监测设备故障上报能力当前环境在线监控平台一般只能显示监测设备处于在线状态还是离线状态以及对监测数据是否超标进行预警，无法对设备关键部件和易坏部件的运行状况和异常状况进行上报和预警。如果某个设备出现故障，只能通过环境在线监控平台查看该设备是否处于离线状态，但无法知道是通信故障还是设备断电或停机引起的问题；或者通过监测设备上报的数据是否合理有效来判断设备是否出故障，但无法知道具体什么部件故障导致的问题。因此未来能对关键部件和易坏部件的运行状况和异常状况进行上报和预警的在线监测设备将能有效提升环境在线监控系统的运行维护水平，这样的设备也应优先列入采购计划中。现阶段规划和提出在线监测设备故障上报的管理需求，能为设备生产商指明研发方向，促进设备提供商不断提升监测设备技术水平，为提高运维效率和控制成本作出贡献。

尽快对未验收的在线监测系统相关数据进行比对监测，按规定组织验收。

加大在线监测监管力度，及时掌握辖区内在线监测系统的运行情况，按规定

对在线监测系统进行有效性审核，确保在线监测系统的正常运行。严格落实监测管理制度，上传真实有效的数据。尽快完善在线监测系统的配套设施，更换故障设备，确保监测数据的有效上传。

提升设备质控检测效率。质控样比对是在线监测设备一项重要的常规维护工作，用于判定仪器是否准确。目前这项工作需较多的人力和物力，效率不高，影响了在线监测的实时性和及时性，限制了在线监测作用的发挥。未来对老化的在线监测设备进行升级改造时，应规划和提出设备质控比对新需求，使新型在线监测设备能设置在某个时间段对预先存放在仪器中的不同浓度的标样进行自动检测，并向监控中心实时上报检测值和仪器相关参数。这样既能防止人工记录错误和造假，也能及时了解仪器当前的准确度，并快速做出检修反应，以节省大量的人力和物力。另外，仪器设备应具有自动校正的功能，能根据检测值和标准值之间的关系以及预设的自动校正模型进行校正，这样才能变人工比对为自动比对，提升设备质控检测效率。

展望

现阶段，各在线设备均处于稳定运行状态，但从总体局面来看还存在一定的局限性。首先，在区范围内实施在线监控的覆盖面太小，现有为数不多的在线被监控企业的排污情况难以体现出重点源的整体排污状况。其次，目前在大体范围内的在线监测主要以废水监测为主，对废气的监测投入较小。第三，目前已实施在线监控的各企业的在线监测能力比较单一，每个在线监控企业最多只监测二个指标，因此，虽然政府已将大量资金投入到在线监测领域，建立了在线监控系统，但该系统仍未体现出其最大的利用价值。所以，在下阶段，财政资金允许的前提下，若能增加各在线监控单位的监测指标，那么，该系统将更加完善，监测数据将更加齐全，这也必然是在线监测的发展趋势和最终目标。

结束语

实施在线监测是一项复杂的系统工程，我国在线监测工作虽然取得了一定成绩，但仍处在探索提高阶段。以往所使用的许多监测方法虽然简易但获得的数据已不准确，利用现有的监测设备、监测手段已不能满足环境发展的需要，因此，改进现有的监测分析方法，在简便、快速、灵敏、经济等方面下工夫已成为一种必然的趋势。

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