1.       概述

我国地下水生态环境保护仍面临诸多突出问题，目前我国地下水源头预防压力较大，部分污染源周边地下水存在特征污染物超标，并存在向周边扩散的风险；地下水型饮用水水源水质尚未得到全面保障，部分城镇地下水水源水质不达标；地下水污染防治的信息共享机制不健全，没有形成统一的地下水环境监测网络管理体系；《中共中央 国务院关于深入打好污染防治攻坚战的意见》中提出要强化地下水污染协同防治，对新时期地下水污染防治工作作出总体部署。 

2.       需求分析

2.1.         监测布点

（1）污染源区地下水监测应设置监测井。监测井应设置在污染源区内。对现有可能受地下水污染的饮用水井和水源井进行布点。

（2）轻质非水溶相污染含水层重点监测上部层（组），重质非水溶相污染含水层重点监测含水层（组）底板。如果潜水含水层受到污染，则应对下伏承压含水层布设监测井，评估可能受污染的状况。

（3）监测点布置再地下水的上游、内部、两侧及下游等重点潜在污染区域和周边主要敏感点，以评估地下水的质量状况。

2.2.         监测指标

根据GB/T14848—2017《地下水水质质量标准》，依据我国地下水质量状况和人体健康风险,参照生活饮用水、工业、农业等用水质量要求,依据各组分含量高低(pH 除外),分为五类。Ⅰ类:地下水化学组分含量低,适用于各种用途;Ⅱ类:地下水化学组分含量较低,适用于各种用途;Ⅲ类:地下水化学组分含量中等,以 GB5749—2006为依据,主要适用于集中式生活饮用水水源及Ⅳ类:地下水化学组分含量较高,以农业和工业用水质量要求以及一定水平的人体健康风险为依 据,适用于农业和部分工业用水,适当处理后可作生活饮用水;  Ⅴ类:地下水化学组分含量高,不宜作为生活饮用水水源,其他用水可根据使用目的选用。

根据GB/T14848—2017《地下水水质质量标准》，共规定了39项目常规水质指标及其限值，共计分为“感官性状及一般化学指标"、“微生物指标"、“毒理学指标"、“放射性指标"等大类。

1、感官性状及一般化学指标

包括色度、浊度、pH、硬度、TDS、硫酸盐、氯化物、氨氮、CODmn、硫化物、挥发酚以及各类重金属离子。

2.   微生物指标

包括大肠菌群、菌落总数

3.   毒理学指标

包括亚硝酸盐、硝酸盐、氟化物、碘化物、笨和重金属离子

4.   放射性指标

3.       指标选择和监测技术路线

在选择在线监测指标时应该综合考虑指标的重要性、技术可实现性和建设成本等，我们从39项指标中按照这个原则，提炼为“常规五参数"、“核心化学指标"和“污染风险监控指标"等三类作为在线监测指标

1.   常规五参数

1)   pH值，pH值（6.5-8.5）是水体酸碱度的核心指标。

2)   电导率 (TDS)：代表了水中溶解性总固体的含量，能快速反映地下水受人类活动（如农业、生活污水、工业排放）影响的总体程度。电导率异常升高往往预示着溶解盐类污染。

3)   浊度：衡量水的清澈度，浊度过高会庇护病原微生物、削弱消毒效果，并影响其下游的仪器测量精度

4)   溶解氧 (DO)：反映水体自净能力的核心指标。DO骤降通常是地下水受有机污染（如渗滤液泄漏）的快速警报信号。同时，DO水平也直接影响铁、锰等重金属的形态和毒性，因此也是自动监测站评估污染动态的必检项

2.   核心化学指标

1)   氨氮 (NH₃-N)：生活污水、农业面源和工业废水污染的直接指示物。它的重要性在于其灵敏性，能在污染初期快速响应。

2)   高锰酸盐指数 (CODMn)：衡量水体受有机物质污染程度的综合指标。作为39项中直接反映有机污染总体水平的有限几个指标之一，其在线监测对预警至关重要。

3.   污染风险监控指标

1)   硝酸盐与亚硝酸盐：涉及地下水普遍的面源污染（如化肥过量使用）。亚硝酸盐相比硝酸盐更不稳定，能更早预警地下水环境的动态变化。

2)   氟化物、挥发酚：都是对生态安全和人类健康具有危害的毒理学指标，来源清楚（地质或工业），在重点区域实现在线监控很有必要

        3）重金属（铁、锰、砷、六价铬、铅、镉）：主要源于工矿活动和天然地质环境释放，具有累积性和高毒性。其中铁、锰尤为常见，常与感官问题（色、味）直接相关

4.       建设内容

在前端感知网络方面，建设水质自动监测站，以掌握饮用地下水水位和水质变化态势，对水质恶化情况进行报警预警。

4.1.         在线监测设备介绍

 4.1.1.太阳能多参数水质监测主机

采用抽取水样方式自动连续检测水质参数，水质传感器内置于样品池中，水样进入多级过滤进入样品池中。产品采用低功耗设计，仅用60W以上太阳能电池板即可现实水质的连续在线监测。具有占地面积小、易安装、长寿命和免维护的优点，广泛适用于地表水、水库、地下水、排口、雨污水管网等需要无人值守的水质自动监测场景。

u  特点

•        低功耗设计，太阳能直接供电

•        紧凑机箱设计，占地面积仅0.15㎡

•        可灵活选择落地/壁挂/立杆等多种安装方式

•        定期自动抽排水，内置样品池，维护工作量低

•        最多6个数字式水质传感器，检测参数可灵活组合

•        出厂预校准，可随时恢复出厂校准参数

•        检测数据通过RS485或4G上报到物联网平台

4.1.2.              pH水质传感器

基于工业级玻璃复合电极设计，符合《pH水质自动分析仪技术要求》（HJ/T 96）,内置NTC温度传感器自动补偿pH电极的温度漂移，参比电极采用单盐桥/四氟液接，具有抗污染能力强、低漂移和低成本的优点。适用于污水处理、排水管网、工业过程、地表水监测、水产养殖等应用场景。具有RS485通讯接口，标准MODBUS协议，便于集成和组网。附送WQS-SUTIE上位机调测软件，可对产品进行参数设置、校准、测量和故障诊断等功能。

u  特点

• 四氟液接设计，电极抗污染能力强；

•  NTC温度传感器，自动温度补偿；

•        内置故障自诊断功能，保证数据准确；

•        出厂预校准，内置校准系数，可随时恢复出厂校准参数；

•        3KV耐压隔离电源供电，抗干扰能力强；

•        传感器接口具有错接和反接保护功能；

4.1.3.              UVCOD水质分传感器

基于紫外吸收光谱技术，符合《紫外（UV）吸收水质自动在线检测仪技术要求》（HJ/T 191），同时测量水样的COD、SAC和浊度，光路采用254nm/530nm双波长和参比光路设计，消除了浊度、色度和光源衰减的影响。带有自动机械电刷，使用中无需重新校正。适用于地表水、雨水、废水和工业过程中的有机物含量的在线监测。外壳采用耐腐蚀不锈钢材料，IP68防水等级。具有RS485通讯接口，标准MODBUS协议，便于集成和组网。附送UV-COD数据分析软件，可对产品进行参数设置、校准、测量和故障诊断等操作。

u  特点

• 原位式测量，无需取样和预处理

•    254/530nm双波长检测，自动进行浊度补偿

•        双参考光路，消除光源衰减对测量值的影响

•        机械电刷自动定期清洗光学窗口

•        出厂预校准，用户可随时恢复出厂校准参数

•      半导体LED和光电探测器，使用寿命超过10年

•        传感器接口具有错接和反接保护功能

•        维护工作量极少，使用中无需重新校准

4.1.4.              电导率/TDS水质传感器

基于平面石墨二电极的电导池，符合《电导率水质自动分析仪技术要求》（HJ/T 97）,能同时测量电导率、盐度和TDS。内置NTC温度传感器进行自动温度补偿，平面石墨二电极耐腐蚀好、寿命长、稳定性高、极化效应小和容易清洗维护等优点。适用于污水处理、水产养殖、地表水监测、雨污水管网、工业过程等行业的电导率在线测量。

u  特点

• 精度高、寿命长、稳定性好

•        电极不易污染，清洗维护方便

•        内置NTC温度传感器进行自动温度补偿

•       出厂预校准，内置校准系数，可随时恢复出厂校准参数

•        3KV耐压隔离电源供电，抗干扰能力强

•        传感器接口具有错接和反接保护功能

4.1.5.              氟化物水质传感器

基于多参数离子选择电极法，符合EPA351.3美国环保标准，应用氟离子、pH和温度以及参比电极共同完成氨氮的测量。矩阵校准算法，可消除水样中其他离子的交叉干扰，并自动修正pH和温度对氟离子测量值的影响。可原位测量，使用中无需试剂、无需预处理、响应速度快、功耗低。外壳采用耐腐蚀不锈钢材料，防水等级IP68。

u  特点

•  一体式电极，多参数相互进行矩阵修正，测量准确度高；

•        原位测量，无需试剂和预处理，维护工作量低；

•        响应时间不到60秒，实时反映氨氮浓度变化；

•        传感器膜头可更换，降低使用成本；

•       内置故障自诊断功能，保证数据准确；

•        出厂预校准，内置校准系数，可随时恢复出厂校准参数；

•        传感器接口具有错接和反接保护功能；

4.1.6.              氨氮水质传感器

基于多参数离子选择电极法，符合EPA351.3美国环保标准，应用铵离子、钾离子、pH和温度以及参比电极共同完成氨氮的测量。矩阵校准算法，可消除水样中其他离子的交叉干扰，并自动修正pH和温度对氨氮测量值的影响。可原位测量，使用中无需试剂、无需预处理、响应速度快、功耗低。外壳采用耐腐蚀不锈钢材料，防水等级IP68。适用于地表水、水处理、水产养殖、工业过程等行业的氨氮在线测量。产品采用一体式电极座，防水等级IP68，耐腐蚀壳体，具有RS485通讯接口，标准MODBUS协议，便于集成和组网和组网。附送WQS-SUTIE上位机调测软件，可对产品进行参数设置、校准、测量和故障诊断等功能

u  特点

•一体式电极，多参数相互进行矩阵修正，测量准确度高；

•原位测量，无需试剂和预处理，维护工作量低；

•响应时间不到60秒，实时反映氨氮浓度变化；

•传感器膜头可更换，降低使用成本；

•内置故障自诊断功能，保证数据准确；

•出厂预校准，内置校准系数，可随时恢复出厂校准参数；

4.1.7.              全光谱水质分析仪

基于紫外-可见光全波长吸收光谱技术，符合《光谱法水质在线监测系统技术导则》（T/CWEC13-2019）,通过190-1100nm波段的吸收光谱数据反演算法解析水样中污染物含量，可以同时测量九项水质指标。光路上采用参考光路和浊度补偿技术，使得产品在光源衰减、和高浊度水样中依旧能获得准确的测量值。适用于地表水、饮用水、工业过程水和废水中的有机物、营养盐含量的在线监测。具有RS485通讯接口，标准MODBUS协议，可进行多传感器组网。容易与RTU、PLC和物联网关、SCADA系统等集成和组网。附送UV-Vis光谱分析软件，可进行配置、校正、测量、光谱曲线和吸光度曲线采集等操作。

u  特点

•基于紫外-可见光全波长吸收光谱技术，190-1100nm光谱范围

•探头可直接浸没入水中测量，无需化学试剂，无二次污染

•同时测量COD、硝氮、总氮、总磷、浊度、TSS等九项指标

•长寿命闪烁氙灯，闪光次数≥10E9次

•可存储32MB历史光谱数据

•具有浊度、色度和交叉干扰补偿功能

•自动电刷定时清洗光学窗口，维护工作量极少

•支持用户自定义特征波长，自主新增测量因子

4.1.8.              压力水位计

投入式液位变送器由高性能扩散硅压阻式压力传感器作为测量元件，把与液位深度成正比的液体静压力准确测量出来，并经过信号调理电路转换成标准（电流、电压、RS485）信号输出，建立起输出信号与液体深度的线性对应关系，实现对液体深度的测量。产品精度高、体积小，直接投入液体中，即可测量出变送器末端到液面的液体高度，使用方便。适用于石油、化工、 电厂、城市供水、水文勘探领域的液位测量与控制。