“微型水質檢測站”是指一種小型化、集成化、智能化的水質在線監(jiān)測設備或系統(tǒng)。它相較于傳統(tǒng)的大型固定式水質自動監(jiān)測站，具有體積小、成本低、部署靈活、維護簡便等顯著優(yōu)勢，特別適合在多點位、廣區(qū)域、偏遠地區(qū)進行水環(huán)境質量的實時或定期監(jiān)測。

以下是微型水質檢測站的核心特點和組成部分：

核心特點：

微型化： 體積小巧，通?？梢约稍谝粋€緊湊的機箱或浮標內，便于運輸和安裝。

低功耗： 設計注重節(jié)能，通常采用太陽能+蓄電池供電，實現(xiàn)離網運行。

模塊化： 可根據監(jiān)測需求靈活選配不同的傳感器模塊。

智能化： 內置微處理器，具備數(shù)據采集、處理、存儲、自診斷和報警功能。

無線通信： 支持多種無線傳輸方式（如 4G/5G, NB-IoT, LoRaWAN, 衛(wèi)星通信等），實現(xiàn)數(shù)據的遠程傳輸和設備的遠程管理。

快速部署： 安裝簡單快捷，對場地要求低，可固定于岸邊、橋墩、浮標平臺或直接浸入水中。

成本效益高： 采購、安裝、運維成本遠低于大型監(jiān)測站。

主要組成部分：

水質傳感器： 這是核心部分。通常集成多種微型傳感器，可監(jiān)測的關鍵參數(shù)包括：

基礎理化參數(shù)： pH值、溶解氧、電導率（TDS/鹽度）、濁度、水溫。

營養(yǎng)鹽參數(shù)： 氨氮、硝酸鹽、亞硝酸鹽、總磷、磷酸鹽（部分高級微型站可能集成）。

其他參數(shù)： 葉綠素a（指示藻類生物量）、藍綠藻（藻華預警）、水中油、重金屬離子（需要特定傳感器）、氧化還原電位等。

數(shù)據采集與控制單元：

微控制器/邊緣計算模塊：負責讀取傳感器數(shù)據、進行初步處理（如溫度補償）、控制傳感器工作狀態(tài)、存儲數(shù)據。

實時時鐘：確保數(shù)據時間戳準確。

供電系統(tǒng)：

市電供電

通信模塊：

根據部署地點網絡覆蓋情況選擇：4G/5G (覆蓋好、帶寬高)、NB-IoT/LoRaWAN (覆蓋廣、功耗低、適合小數(shù)據量)、衛(wèi)星通信（無地面網絡覆蓋的偏遠水域）。

結構外殼與安裝附件：

防水防塵機箱： 保護內部電子設備，通常達到IP65/IP66/IP67甚至更高防護等級。

安裝支架/浮標： 用于固定設備，適應不同水體環(huán)境（岸邊、水面）。

防生物附著裝置： 如超聲防垢器、防污涂料等，減少傳感器探頭附著生物膜影響精度。

（可選）輔助傳感器：

水位計、流速儀、氣象站（風速、風向、雨量、光照）等，用于關聯(lián)分析水環(huán)境變化。

主要應用場景：

河長制/湖長制網格化監(jiān)測： 在河流、湖泊的關鍵斷面、支流入河口、行政區(qū)交界處密集布點。

飲用水水源地保護： 對水源地上游、取水口周邊進行實時監(jiān)控預警。

城市黑臭水體治理與長效監(jiān)管： 監(jiān)測治理效果，防止反彈。

水庫/池塘水質管理： 用于水產養(yǎng)殖、灌溉用水或景觀水體的水質監(jiān)控。

工業(yè)園區(qū)/排污口下游預警監(jiān)測： 快速發(fā)現(xiàn)異常排放。

生態(tài)敏感區(qū)域監(jiān)測： 濕地、自然保護區(qū)等。

應急監(jiān)測： 在水污染事故發(fā)生時快速部署，追蹤污染擴散。

科學研究： 大范圍、高時空分辨率的水環(huán)境數(shù)據采集。

優(yōu)勢：

實現(xiàn)高密度監(jiān)測網絡： 低成本使得在更大范圍內部署更多點位成為可能，獲取更精細的水質空間分布和時間變化信息。

提升監(jiān)測效率和響應速度： 實時/準實時數(shù)據傳輸，便于及時發(fā)現(xiàn)水質異常和污染事件。

覆蓋傳統(tǒng)站點難以到達的區(qū)域： 偏遠山區(qū)、無市電地區(qū)、復雜地形水域。

降低建設和運維門檻： 使更多基層單位、中小型水廠、養(yǎng)殖場等有能力進行常態(tài)化水質監(jiān)測。

為智慧水務/智慧環(huán)保提供數(shù)據基礎： 是構建水環(huán)境物聯(lián)網的關鍵節(jié)點。

用于連續(xù)、自動或定期監(jiān)測水體（如河流、湖泊、水庫、地下水、飲用水源地、近岸海域、排污口等）質量狀況的固定或半固定站點及其配套設備系統(tǒng)。它是水環(huán)境管理、污染防控、水資源保護和科學研究的重要基礎設施。

以下是水質監(jiān)測站的核心概念、類型、組成和應用：

核心目標

實時/定期獲取水質數(shù)據： 監(jiān)測關鍵水質參數(shù)的變化趨勢。

評估水質狀況： 判斷水體是否達到其功能類別要求（如飲用水源、漁業(yè)用水、景觀用水等）。

預警污染事件： 及時發(fā)現(xiàn)異常排放或突發(fā)性污染事故。

追蹤污染源： 分析污染物的來源和遷移轉化規(guī)律。

評價治理效果： 為水污染治理工程和生態(tài)修復措施提供效果評估依據。

支撐科學決策： 為政府環(huán)境管理、水資源規(guī)劃、生態(tài)保護等提供數(shù)據支撐。

面臨的挑戰(zhàn)：

傳感器精度與穩(wěn)定性： 微型傳感器在復雜水環(huán)境下的長期穩(wěn)定性、抗干擾能力和精度（尤其是對痕量污染物）仍需不斷提升，需要定期校準和維護。

生物附著問題： 長期浸沒水中的探頭容易滋生生物膜，嚴重影響測量精度，需要有效防護措施。

極端環(huán)境影響： 洪水、冰凍、強風浪、高溫等惡劣環(huán)境對設備可靠性是考驗。

數(shù)據傳輸可靠性： 在信號弱或干擾大的區(qū)域，數(shù)據傳輸可能中斷。

運維管理： 大規(guī)模部署后，設備的定期巡檢、校準、清洗、故障維修等運維工作量和成本也不容忽視。

數(shù)據質量保證： 需要建立完善的數(shù)據質控體系，確保海量數(shù)據的準確性和可比性。

總結：

微型水質檢測站是水環(huán)境監(jiān)測領域的重要技術創(chuàng)新，它極大地擴展了水質監(jiān)測的覆蓋范圍和密度，為水環(huán)境保護、水資源管理和科學研究提供了強大的工具。隨著傳感器技術、物聯(lián)網技術、電池技術和材料科學的不斷進步，微型水質檢測站的性能、可靠性和適用性將持續(xù)提升，在水環(huán)境治理現(xiàn)代化進程中扮演越來越關鍵的角色。

審核編輯 黃宇