上回講到了水質(zhì)指標(biāo)，現(xiàn)在來(lái)說(shuō)說(shuō)獲取水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)的工具：水質(zhì)分析儀器。
目前，有三種形式的水質(zhì)分析儀器，分別是：實(shí)驗(yàn)室分析儀器、便攜式分析儀器以及在線水質(zhì)分析儀器;
在線水質(zhì)分析儀器，出現(xiàn)的時(shí)間最晚，但是成長(zhǎng)迅速，特別是最近幾年，備受關(guān)注，曝光率遠(yuǎn)超其他兩種，成了炙手可熱的網(wǎng)紅-傳說(shuō)中的“后發(fā)優(yōu)勢(shì)”?
一起來(lái)看看：最近，在電視、報(bào)紙、網(wǎng)絡(luò)、微博、微信等傳統(tǒng)和非傳統(tǒng)媒體上，凡是涉及到環(huán)境保護(hù)和水安全的場(chǎng)合，“自動(dòng)監(jiān)測(cè)”、“在線監(jiān)測(cè)”這類字眼幾乎都會(huì)現(xiàn)身。前段時(shí)間環(huán)保部召開(kāi)關(guān)于國(guó)家地表水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)的會(huì)議，也明確提出來(lái)了“要加快推進(jìn)水質(zhì)自動(dòng)站建設(shè)。逐步建立起以自動(dòng)監(jiān)測(cè)為主，手動(dòng)監(jiān)測(cè)為輔的監(jiān)測(cè)模式?”(據(jù)說(shuō)，這次會(huì)議的成果之一就是在2018年，政府會(huì)投資在全國(guó)范圍內(nèi)建設(shè)1200個(gè)地表水水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站，驚不驚喜?)
即將在2018年1月1日正式實(shí)施的“中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)稅法”，在第十條的條文中更是明確規(guī)定：
“應(yīng)稅大氣污染物、水污染物、固體廢物的排放量和噪聲的分貝數(shù)，按照下列方法和順序計(jì)算：
(一) 納稅人安裝使用符合國(guó)家規(guī)定和監(jiān)測(cè)規(guī)范的污染物自動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備的，按照污染物自動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算;
(二) 納稅人未安裝使用污染物自動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備的，按照監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)出具的符合國(guó)家有關(guān)規(guī)定和監(jiān)測(cè)規(guī)范的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算;”
解釋一下：目前中國(guó)水污染物的自動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備分為流量監(jiān)測(cè)設(shè)備和濃度監(jiān)測(cè)設(shè)備兩種(濃度與流量的乘積就是污染物總量)，濃度監(jiān)測(cè)設(shè)備就是通常所說(shuō)的在線水質(zhì)分析儀器。
更重要的是：根據(jù)這部法律，環(huán)境稅應(yīng)稅污染物排放量數(shù)據(jù)的取得，首先采用自動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備的數(shù)據(jù)，其次才是“監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)出具的數(shù)據(jù)”-目前監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)采用的分析儀器多是實(shí)驗(yàn)室或者少數(shù)便攜式分析儀器(針對(duì)必須在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的個(gè)別指標(biāo))。
可以說(shuō)，這部環(huán)境稅法正式以法律條文的形式確立了在線分析儀器的地位。
那么，這么“高端大氣上檔次”的在線水質(zhì)分析儀器到底是何方神圣?為什么這樣受追捧呢?
權(quán)威的定義是：按照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)代號(hào)為ISO15839《水質(zhì)-在線傳感器/分析設(shè)備的規(guī)范及性能檢驗(yàn)》標(biāo)準(zhǔn)中的定義：在線分析傳感器/設(shè)備(on-linesensor/analyzingequipment) ，是一種自動(dòng)測(cè)量設(shè)備，可以連續(xù)(或以給定頻率)輸出與溶液中測(cè)量到的一種或多種被測(cè)物的數(shù)值成比例的信號(hào)。
聽(tīng)起來(lái)很高深的樣子(權(quán)威總是這樣的?)，有沒(méi)有通俗點(diǎn)的說(shuō)法呢?
有問(wèn)題，找百度。
萬(wàn)萬(wàn)沒(méi)想到，這一次度娘居然讓我失望了，尋了半天，沒(méi)找到一個(gè)比較令人信服的說(shuō)法。
“求之不得，輾轉(zhuǎn)反側(cè)”。想來(lái)想去，似乎自己十年前在2007年“第二屆在線分析儀器應(yīng)用與發(fā)展國(guó)際論壇”大會(huì)發(fā)言時(shí)的非權(quán)威說(shuō)法還比較容易理解：
“在線水質(zhì)分析儀器是一類專門(mén)的自動(dòng)化在線分析儀表，儀器通過(guò)實(shí)時(shí)、現(xiàn)場(chǎng)操作，實(shí)現(xiàn)從水樣采集到(水質(zhì)指標(biāo))數(shù)據(jù)輸出的快速分析;在線水質(zhì)分析儀器一般具有自動(dòng)診斷、自動(dòng)校準(zhǔn)、自動(dòng)清洗、故障報(bào)警等功能，在保證分析結(jié)果準(zhǔn)確度的同時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守自動(dòng)運(yùn)行�！�
結(jié)合權(quán)威和非權(quán)威的說(shuō)法，可以發(fā)現(xiàn)在線水質(zhì)分析儀器最重要的特征有三個(gè)：自動(dòng)、連續(xù)、實(shí)時(shí);
手段是為目的服務(wù)的。作為獲取水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)的工具，對(duì)照上回講到的獲取水質(zhì)指標(biāo)的四種目的：了解雜質(zhì)濃度;預(yù)測(cè)水質(zhì)變化;控制和優(yōu)化水處理工藝;評(píng)估水質(zhì)安全;以及六大類水質(zhì)指標(biāo)：物理指標(biāo)、成分指標(biāo)、評(píng)估性綜合指標(biāo)、水質(zhì)轉(zhuǎn)化潛能指標(biāo)、工藝指標(biāo)、替代指標(biāo);我們來(lái)看看作為一種新技術(shù)出現(xiàn)的在線水質(zhì)分析儀器，當(dāng)年最先的應(yīng)用突破點(diǎn)選擇了哪里?
毋容置疑， 在“控制和優(yōu)化水處理工藝”方面，憑借“實(shí)時(shí)、連續(xù)”的特點(diǎn)，在線水質(zhì)分析儀器有著不可替代的作用。首先實(shí)現(xiàn)在線測(cè)量的是pH、濁度、溶解氧、ORP等重要的工藝指標(biāo);遇到有些工藝指標(biāo)分析方法復(fù)雜或者測(cè)量周期長(zhǎng)，不能滿足流程工業(yè)自動(dòng)控制要求的挑戰(zhàn)，就輪到了替代指標(biāo)的閃亮登場(chǎng)。
(現(xiàn)在很難考證第一臺(tái)在線水質(zhì)分析儀器具體出現(xiàn)在哪個(gè)年代、哪種場(chǎng)合了，個(gè)人猜測(cè)，第一臺(tái)很可能是在線Ph計(jì)，用于酸堿調(diào)節(jié)的工藝控制)
從全球范圍來(lái)看，目前在線水質(zhì)分析儀器應(yīng)用最多的細(xì)分領(lǐng)域還是水處理工藝過(guò)程控制。
在線水質(zhì)分析儀器“自動(dòng)、連續(xù)、實(shí)時(shí)”的特點(diǎn)，，除了應(yīng)用于控制和優(yōu)化水處理工藝過(guò)程，在了解特定污染物濃度和評(píng)估水質(zhì)安全方面，相對(duì)于實(shí)驗(yàn)室和便攜式分析儀器，也有著很大的優(yōu)勢(shì)。
自動(dòng)化對(duì)于減少分析人員人力勞動(dòng)的好處不言自明，更重要的是，由于儀器分析過(guò)程不用人工干預(yù)，人為誤差也減少了。(這些年中國(guó)政府和環(huán)境管理部門(mén)一直都在努力消除各種人為因素對(duì)污染物排放數(shù)據(jù)的干擾(參見(jiàn)《環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)弄虛作假行為判定及處理辦法》等法規(guī)文件，以及環(huán)境數(shù)據(jù)造假入刑的各種新聞)。中國(guó)目前是全球采用在線水質(zhì)分析儀器對(duì)污水排放進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)測(cè)最為普遍的市場(chǎng)，在線水質(zhì)分析儀器又將成為環(huán)境保護(hù)稅法規(guī)定的污染物(主要是氨氮、重金屬、總磷/總氮等成分指標(biāo)和COD等評(píng)估性綜合指標(biāo))排放量計(jì)稅工具之一，
估計(jì)很大一個(gè)原因就有作為自動(dòng)化儀表的在線水質(zhì)分析儀器在分析過(guò)程中無(wú)需人工干預(yù)這個(gè)特點(diǎn))
同時(shí)，“連續(xù)、實(shí)時(shí)”的特點(diǎn)也使得在線水質(zhì)分析儀器不僅可以連續(xù)提供水質(zhì)指標(biāo)的即時(shí)數(shù)據(jù)，還常常作為報(bào)警設(shè)備，水質(zhì)指標(biāo)一旦超過(guò)某個(gè)給定的安全值，儀器就會(huì)輸出報(bào)警信號(hào)(在評(píng)估水質(zhì)安全方面，實(shí)時(shí)報(bào)警的作用是非常重要的)。
優(yōu)點(diǎn)還不止于此，再啰嗦兩句關(guān)于操作人員健康安全的好處：
有些水樣，比如含有較多有毒揮發(fā)性化學(xué)物質(zhì)，人工分析時(shí)可能危害到分析人員的身體健康;又有些工作場(chǎng)所，在生產(chǎn)裝置運(yùn)行時(shí)，分析人員無(wú)法進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)采取水樣。最極端的例子是：在核電廠的一回路，由于較強(qiáng)的輻射，即使是穿戴有重型防護(hù)設(shè)備的操作人員，也只能短暫停留;但是核電廠運(yùn)行過(guò)程中有些重要的水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)(如溶解氧、溶解氫、電導(dǎo)率等)又必須及時(shí)獲取。
這時(shí)，作為自動(dòng)化設(shè)備的在線水質(zhì)分析儀器的優(yōu)勢(shì)就更能體現(xiàn)出來(lái)了。
不過(guò)，雖然有著這樣多的優(yōu)點(diǎn)，無(wú)論從技術(shù)進(jìn)步還是市場(chǎng)發(fā)展來(lái)看，在線水質(zhì)分析儀器還是和其他任何新技術(shù)的發(fā)展歷程一樣，并不是一帆風(fēng)順的。
在初期，受制于相對(duì)過(guò)低的水資源費(fèi)、水價(jià)以及廢水排放需要支付的費(fèi)用，當(dāng)時(shí)在線分析儀器的投資和運(yùn)行成本都比較高;而且那時(shí)在線水質(zhì)分析儀器的穩(wěn)定性、可靠性等還不一定能完全滿足實(shí)際工作的要求;可以實(shí)現(xiàn)在線分析的水質(zhì)指標(biāo)也不是很多。
這兩種因素造成了當(dāng)時(shí)水工業(yè)行業(yè)的運(yùn)行管理者和水處理工程師對(duì)采用在線水質(zhì)分析儀器持有一種謹(jǐn)慎的態(tài)度，從而嚴(yán)重制約了在線水質(zhì)分析儀器的發(fā)展和應(yīng)用。(1973年，在英國(guó)倫敦召開(kāi)的第一屆水處理行業(yè)ICA(Instrumentation(儀表)、Control(控制)、Automation(自動(dòng)化))專家會(huì)議上，當(dāng)時(shí)與會(huì)專家達(dá)成的第一個(gè)共識(shí)就是：儀器數(shù)量不足是自動(dòng)控制的主要障礙。大家認(rèn)為根據(jù)當(dāng)時(shí)儀器的發(fā)展程度，僅有濁度、溶解氧和電導(dǎo)率三種指標(biāo)的測(cè)量較為可靠)。
“天生我才必有用”。隨著人們對(duì)水質(zhì)安全的重視、環(huán)保法規(guī)的更加嚴(yán)格，水資源費(fèi)的不斷上升，特別是在線水質(zhì)分析技術(shù)和計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的發(fā)展，在線水質(zhì)分析儀器逐漸表現(xiàn)出成本性能優(yōu)勢(shì)(舉例：相對(duì)于最初的模擬電路，數(shù)字電路技術(shù)在水質(zhì)分析儀器中的采用，使得儀器的可靠性有了很大的提升，儀器設(shè)計(jì)和批量生產(chǎn)的成本得以大幅下降)，在水環(huán)境監(jiān)測(cè)、水處理工藝過(guò)程過(guò)程控制、飲用水水質(zhì)安全預(yù)警等諸多領(lǐng)域都得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，也迅速在廢水污染物排放的濃度監(jiān)測(cè)與超標(biāo)報(bào)警領(lǐng)域得到了應(yīng)用。
