摘要：隨著我國經濟的飛速發展，生態環境的破壞和環境污染問題越來越突出，人們生活環境的質量也在不斷的惡化，在這種情況下環境在線監測技術應運而生，也逐漸成為了學者非常重視的課題。本文主要講述了現在環境監測在線監測技術，主要有大氣和水方面的環境在線監測技術。

　　關鍵詞：網絡技術評職論文,期刊征稿,在線監測,環境監測,技術

　　近年來，環境與資源約束瓶頸加大，環境污染呈加劇蔓延趨勢，新污染物質和持久性有機污染物的危害逐步顯現，生態與環境問題變得更加復雜，環境風險更加巨大，環境問題引起了國家的高度重視。而環境自動在線監測技術的出現也為良好的保護環境的目標，提供了有力的保證，這項技術在全國各地區普遍推廣的同時，也在應用過程中出現了一些問題，值得每位熱愛環保的同仁去思考解決這些問題。下面介紹幾種在環境監測中的在線監測技術，以供同行參考。

　　一、 污水COD在線監測的分類及工作原理

　　污水COD的在線監測方法按采用氧化劑的不同可分為：重鉻酸鉀法(CODCr)、高錳酸鉀指數法、臭氧法、羥基自由基法等。根據工作原理的不同，可分為化學法、電化學法、光譜法和生物法四類。化學法基于外加氧化劑K，Cr20，KMnO。或O，與水中有機物發生化學反應;電化學法是利用電解產生Fe2+與剩余C r“反應(庫侖滴定)或電生羥基自由基直接氧化水有機物;光譜總體上講，COD在線自動監測儀的設計思路大體有兩種，一種是模擬傳統濕化學法的原理，將分析過程住線化，樣品必須先消解后測定，多數COD在線監測儀設計遵循這一思路;另一種則徹底摒棄樣品消解，采用全新的原理進行測定，例如利用電解產物直接與有機物反應、利用生物快速降解有機物或直接測定有機物的紫外吸收光譜等。后一思路是對COD測定方法的突破。

　　目前我國廣泛使用的污水COD的在線監測方法主要是分光光度法和電位滴定法，COD在線監測儀的工作綜合運用了流動注射技術，電化學技術，現代傳感技術、自動測量技術、自動控制技術、計算機應用技術、現代光機電技術，儀器一般包括進樣系統、反應系統、檢測系統、控制系統四部分。光度分析法污水COD在線監測儀的工作原理為：載流液(含重鉻酸鉀的稀硫酸)由恒流泵輸送至反應管道中，基本裝置流動注射分析是基于把一定體積的液體樣本通過閥切入到一個運動著的由適當液體組成的連續載流中，當注入閥將水樣切入反應管道中后。試樣帶被載流液推進并在推進過程中漸漸擴散，樣品和試劑混合。在強酸溶液中，以銀鹽作催化劑，定量的重鉻酸鉀氧化水樣中的還原性物質，在一定的消解溫度下，加熱消解一定時間，六價鉻被水中還原性物質定量還原為三價鉻，在一定波長下，用分光光度計測定三價鉻的吸光度，通過吸光度與水樣COD的線性關系進行定量分析測定。進樣系統由輸液泵、定量館、電磁閥、管路、接門等組成，完成對水樣的采集、輸送、試劑混合、廢液排除及反應室清洗等功能。反應系統主要有加熱單元和反應室，完成水樣的消解和反應，監測系統包括單片機(或工控機)、時序控制和數據處理軟件、鍵盤和顯示屏等，完成對在線分析全過程的控制、數據采集與處理、現實、儲存及打印輸出。

　　污水COD在線監測儀電位滴定法的工作原理是在強酸溶液中，以銀鹽作催化劑，鉬氯酸、硫酸鋁鉀作助催化劑，經恒溫密閉消解一定時間后，用硫酸亞鐵銨滴定水樣中未被還原的重鉻酸鉀，由消耗的硫酸亞鐵銨的量換算成消耗氧的質量濃度。就其反應過程來看，氧化劑濃度、反應液的酸度。消解時間，消解溫度對測定結果影響較大。而消解時間、消解溫度、曲線的有效取值區間要視不同水質、消解反應難易程度及污染物濃度正常變化范圍而具體確定，測試方法較光度分析法復雜，需要消耗較多的化學試劑。

　　二、pH值在線檢測系統

　　1.工作原理

　　系統核心部件是pH值信號采集裝置和信號處理控制裝置。系統根據pH檢測傳感器檢測到的pH值信號，將輸出檢測信號至中央處理單元，中央處理單元經信號處理單元和運算單元后，實現儀表顯示實際pH值，并與設定的pH值進行比較，輸出控制信號，控制執行機構，自動向槽中加減中和液，并采用循環泵對槽內液體迅速循環，確保其均勻性，使織物達到所設定的pH值。

　　2.關鍵技術及創新點

　　(1)pH值在線檢測傳感器的研究和選用;

　　(2)對pH值算法的分析和研究;

　　(3)對pH值檢測信號處理技術的研究;

　　(4)溫度對pH值影響需進行溫度補償技術處理;

　　(5)對自動化控制儀表的開發：

　　(6)儀表采用單片機智能化設計，具有自動穩零、數字顯示、超限報警、變送輸出、電流調節輸出或時間比例輸出、RS485通訊等功能系統測量精確、穩定、運行可靠;

　　(7)對檢測和執行機構的研究和開發;

　　三、水質總磷總氮在線自動監測技術

　　1.總氮分析方法

　　在線監測方法：在水樣中加入K2S2O8溶液和NaOH溶液，在85℃下紫外線照射，水樣中含氮化合物被分解成NO3。被消解的水樣冷卻至一定溫度后，分取一部分試樣，加HCl調節至pH2~3，然后在220nm波長處測量吸光度值，并計算出水中的總氮濃度值。該方法的優點是在常壓和低溫條件下進行氧化分解。在60℃以上水溶液中，過硫酸鉀可分解產生硫酸氫鉀和原子態氧，硫酸氫鉀在溶液中離解而產生氫離子，故在氫氧化鈉的堿性介質中可促使分解過程趨于完全。分解出的原子態氧在120～124℃條件下，可使水樣中含氮化合物的氮元素轉化為硝酸鹽。并且在此過程中有機物同時被氧化分解。可用紫外分光光度法于波長220nm和275nm處，分別測出吸光度A220及A275，兩者相減求出校正吸光度A。

　　2.總磷分析方法

　　在線監測方法：采用紫外催化-過硫酸鉀氧化分光光度法為測定方法，其理論基礎是光催化氧化技術，當有機磷吸收紫外光后，原有的C-P鍵被破壞，形成易于測量的正磷酸鹽成分。在水樣中加入溶液和硫酸溶液，在95℃下紫外線照射，水樣中含磷化合物被分解。試樣冷卻后分取一部分，加入抗壞血酸和鉬酸銨溶液，顯色。然后在700nm波長處測量吸光度值，并計算出水中的總磷濃度值。該方法優點是可以在常溫常壓下進行。在中性條件下用過硫酸鉀(或硝酸-高氯酸)使試樣消解，將所含磷全部氧化為正磷酸鹽。在酸性介質中，正磷酸鹽與鉬酸銨反應，在銻鹽存在下生成磷鉬雜多酸后，立即被抗壞血酸還原，生成藍色的絡合物。該絡合物在700nm波長有較強吸收，通過測量吸光度值，計算出水中的總磷濃度。

　　四、 PTR-MS在線監測大氣揮發性有機物

　　利用質譜對VOCs進行測量前，必須把VOCs分子離子化。PTR-MS采用的是軟電離技術，即利用母體離子與VOCs反應，把VOCs分子轉換成離子。PTR-MS利用的母體離子是H3O+離子，之所以用H3O+是因為一方面，H2O的質子親合勢為7.22eV，而大多數VOCs的質子親合勢在7~9eV之間，因此H3O+分子可以和大多數的VOCs(除了CH4和C2H4等少數有機物)分子發生質子轉移反應;另一方面，空氣中主要成分 (N2、O2、CO2和AR等)的質子親合勢都小于H2O的質子親合勢,因此,它們不會與H3O+發生質子轉移反應。所以，在測量空氣中的痕量VOCs時 ,H3O是最合適的母體離子。

　　測量的一般過程為:離子源產生離子母體H3O+，進入充滿空氣的流動管，與空氣中的VOC發生離子-分子反應，將VOC離子化為唯一的(VOC)H+離子，產生的離子進入流動管末端的質譜進行檢測。

　　為了消除水團簇離子的影響，PTR-MS采用在離子-分子反應區加可調電場的技術，當離子碰撞的動能超過水團簇離子中離子-分子之間的鍵能時，水團簇離子將不會形成，由此消除水的影響，使得質譜圖像非常簡單，易于對有機物的識別。

　　五、基于紅外光譜和GPRS的大氣有害氣體監測系統

　　GPRS無線網絡技術和氣體濃度紅外檢測技術的運用基于紅外檢測技術、GPRS無線網絡和 ARM 技術，構建有害氣體監控系統的方案。通過對測試原理和方法的充分論證之后，設計了氣體濃度測試的紅外傳感器;開發了以32位處理器S3C44B0為核心，包括A/D轉換模塊、LED/LCD液晶顯示模塊、GPRS模塊以及鍵盤模塊在內的ARM中央硬件處理平臺;完成了各電路模塊印刷電路板的制作和分步調試;在ARM集成開發環境 ADS1.2下完成了系統的啟動代碼和應用程序的編寫，和上位機監控軟件的編寫;并結合硬件電路完成了整個系統的調試;最后在實驗室完成了測試系統的標定實驗。本系統的優點在于利用了GPRS網覆蓋范圍廣、數據傳輸速率高、永遠在線、費用低，無地域限制，節省巨額建網費等優勢，解決了大氣污染的大范圍、實時、長期在線監測問題;濃度測試中采用紅外光譜檢測技術設計出的傳感器與傳統的同類傳感器相比，具有響應速度快、能在惡劣環境下工作的優點;系統采用了ARM嵌入式處理器，實時性好，可脫機運行，攜帶方便，除了用于大氣環境監測，還可推廣到化工、電力、礦山等行業的危險氣體檢測。

　　結語

　　環境監測通過對影響環境質量因素的代表值測定,確定環境質量或污染程度及其變化趨勢。隨著工業和科學技術的發展,監測的內容也不斷延伸,由對工業污染源的監測逐步發展到對大環境的監測,即監測的對象不僅僅是影響環境質量的污染因子,還擴展到對生物、生態變化的監測。在線監測、監督監測在摒棄過去理化監測弊端的基礎上,充分發揮理化監測快速準確的特點,增加理化監測單位時間內的監測頻率或提高現場監測能力,切實反映污染排放的全過程。

　　參考文獻：

　　[1]金順平，李建權，韓海燕等等. PTR-MS在線監測大氣揮發性有機物研究進展.《環境科學與技術》ISTIC PKU 2007年6期.

　　[2]張健.基于紅外光譜和GPRS的大氣有害氣體監測系統的研究.