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現(xiàn)場狀況和數(shù)據(jù)需求是不同的，對于野外作業(yè)準(zhǔn)備，需要知道是人工收集水質(zhì)數(shù)據(jù)還是依靠部署設(shè)備來記錄或傳輸數(shù)據(jù)。我們將這些方法稱為個別取樣和連續(xù)監(jiān)測。根據(jù)現(xiàn)場所采用的具體方法，需要合適的設(shè)備來順利的完成野外作業(yè)任務(wù)。

個別取樣，或抓取取樣是指在一個時間點人工收集用于分析的樣品。在水質(zhì)方面，可以使用ProDSS或Pro-Quatro等手持儀表進(jìn)行現(xiàn)場個別取樣。也可以使用自動采樣儀來收集用于實驗室分析的離散水樣，比如ProSample。

連續(xù)監(jiān)測，顧名思義，是在一段時期內(nèi)持續(xù)收集數(shù)據(jù)通過將數(shù)據(jù)記錄到部署的儀器或數(shù)據(jù)記錄器，或者將數(shù)據(jù)實時傳送到數(shù)據(jù)平臺。不論收集水質(zhì)或水位和水流數(shù)據(jù)，合適的設(shè)備對于野外作業(yè)時間和返場頻率都有很大影響。比如，EXO多參數(shù)水質(zhì)儀不僅可以用來采集個別樣本，而且還可以作為現(xiàn)場部署的儀器，將數(shù)據(jù)記錄在內(nèi)存中?？梢砸粋€月進(jìn)行維護(hù)并下載數(shù)據(jù)，而無需每天返回現(xiàn)場去收集離散樣本數(shù)據(jù)。

個別取樣和連續(xù)監(jiān)測之間的選擇實際上歸結(jié)于以下幾個問題:

研究目標(biāo)是什么？

在決定是否有必要進(jìn)行個別取樣或連續(xù)監(jiān)測時，研究目標(biāo)應(yīng)該是首要考慮因素。目標(biāo)是查看短期內(nèi)的數(shù)據(jù)，還是需要獲得更復(fù)雜的長期數(shù)據(jù)呢?個別取樣適用于急性事件或者暴雨水流和定向流出等不頻繁事件，或者作為污染物泄漏的應(yīng)對措施。連續(xù)監(jiān)測是記錄更長期事件的，比如季節(jié)性水流增長期，或者用來確定長期趨勢。

水道溢流向來都是突發(fā)情況，而且也絕不會恰好發(fā)生在現(xiàn)有連續(xù)監(jiān)測站點附近。在這些類型的事件中，重要的是采取針對性的數(shù)據(jù)收集方法。做法是在溢流位置以及上下游采樣，可以根據(jù)上游狀況確定流入物對水體的影響。因為需要立即采取行動而且通常會快速的清理和解決溢流，所以個別取樣應(yīng)該足以滿足這一短期需求。

長期但緊急的研究可能是用自動采樣器記錄廢水或雨水中的針對性事件，用于實驗室分析。因為自動采樣器收集的水需要發(fā)送到實驗室，這種方法不屬于連續(xù)監(jiān)測。然而，可以定期收集樣本，以確定關(guān)鍵參數(shù)負(fù)荷趨勢，這是監(jiān)測總?cè)肇?fù)荷(TMDL)需求的一個重要因素(更多信息參見“連續(xù)水質(zhì)監(jiān)測儀減輕TMDL工作量")。

水體中沉積物的增加通常與金屬、營養(yǎng)物質(zhì)和微生物如糞便大腸菌和大腸桿菌)的增加有關(guān)。這些都是可以通過TMDL調(diào)節(jié)的參數(shù)。如果研究水體會發(fā)生洪水、大壩泄水、季節(jié)性種群波動或其他暫時性水流和水質(zhì)變化，那么采用連續(xù)監(jiān)測進(jìn)行長期趨勢分析可能是解決方案。如果研究者能夠在較短時期內(nèi)看到數(shù)據(jù)趨勢，而不是在單一的(每日或頻率較低)點上看到數(shù)據(jù)趨勢，那么TMDL的計算就會容易得多。

從下圖可以看出，每周、每日或每小時的數(shù)據(jù)顯示出不同的趨勢。如果每周分析一個樣本，可以看到硝酸鹽濃度逐漸降低。然而，通過每日采樣，可以看到一周的某幾天顯示出更明顯的硝酸鹽濃度下降。對于小時數(shù)據(jù)，這些低點甚至更加明顯。這類數(shù)據(jù)可以通過現(xiàn)場部署配備NitraLED傳感器的EXO多參數(shù)水質(zhì)儀來實現(xiàn)。研究的具體目標(biāo)將決定理想的數(shù)據(jù)收集頻率。

變化響應(yīng)度需要多高？

根據(jù)具體的水體，水質(zhì)狀況會快速變化，或者會保持不變。比如，城市河流在暴雨期間或點源溢流期間會顯著變化，而農(nóng)村水井全年可能沒有顯著變化。每個站點都是獨特的，需要專業(yè)設(shè)備來適應(yīng)現(xiàn)場條件。

有害藻華(HAB)正在增加，HAB監(jiān)測計劃變得日益必要。湖泊、水庫和溪流的藻類、營養(yǎng)物和其他相關(guān)參數(shù)監(jiān)測有助于了解HAB事件的可能發(fā)生時間以及如何預(yù)測它。這種情況下，需要用定期水質(zhì)數(shù)據(jù)來幫助評估娛樂活動和公共安全面臨的風(fēng)險。

環(huán)保署指定的水體用途(飲用水來源、身體接觸等)將決定采樣的頻率，以充分降低風(fēng)險，不論理想頻率是每周、每日或者盡可能頻繁。采樣率也由反應(yīng)計劃決定:處理、公告、報告等。必須考慮計劃設(shè)計和應(yīng)對措施來指定監(jiān)測站點的適當(dāng)采樣率。

對于水產(chǎn)養(yǎng)殖和廢水處理，監(jiān)測溶解氧是決定何時開啟增氧泵的必要條件?？焖夙憫?yīng)是系統(tǒng)運行和效率的關(guān)鍵。同樣，清淤作業(yè)需要連續(xù)監(jiān)測以避免濁度升高。在上述任何一種情況下，如果超出標(biāo)準(zhǔn)，就可能產(chǎn)生以下后果:魚類死亡、設(shè)備運行效率低下、主管部門被罰款、公眾健康面臨風(fēng)險。 連續(xù)監(jiān)測設(shè)備和遙測系統(tǒng)(ISS交鑰匙系統(tǒng)或浮標(biāo))可以提供連續(xù)的實時數(shù)據(jù)，從而減輕員工工作量、確保合規(guī)并讓人安枕無憂。YSI的云端軟件平臺HydroSphere具有內(nèi)置報警功能，通過短信或電子郵件發(fā)送實時警報，以實現(xiàn)快速響應(yīng)。

地下水共通常有極長的滯留時間，每年對其采樣進(jìn)行生態(tài)和氣候研究。然而，也有用于抽取飲用水的水井。在美國，這些水井須遵守《凈水法案》 (CWA)，而且需要按季度或以更高頻率監(jiān)測，以確定是否有污染源污染了水井。對于學(xué)術(shù)研究，個別取樣可能就足夠了，但是對于直接影響人體健康和環(huán)境的飲用水源，連續(xù)監(jiān)測是。需要了解所在國的相關(guān)水質(zhì)法律和法規(guī)，以便作出監(jiān)測決定。

是否有需要考慮的資源約束？

在考慮個別取樣或連續(xù)監(jiān)測時，需要為成功完成項目所需的實物、財務(wù)和人力資源制定計劃。

根據(jù)個別取樣的標(biāo)準(zhǔn)操作程序，設(shè)備可能需要每日校準(zhǔn)。這種情況下，一定要準(zhǔn)備許多校準(zhǔn)標(biāo)液。另一方面，連續(xù)監(jiān)測可能只需要每月校準(zhǔn)，因此需要的校準(zhǔn)液較少。因為個別取樣通常需要更頻繁的現(xiàn)場走訪，所以要考慮現(xiàn)場走訪是否需要租賃或購買運輸設(shè)備，比如船只或越野車。連續(xù)監(jiān)測可能需要更少的現(xiàn)場訪問，因為數(shù)據(jù)是自動記錄或自動傳輸?shù)?，走訪只是為了維護(hù)儀器和現(xiàn)場。

根據(jù)現(xiàn)場條件和所需設(shè)備，個別取樣通常采用多參數(shù)儀表或其他手持儀器進(jìn)行現(xiàn)場測量，或者使用采樣瓶采集水樣。連續(xù)監(jiān)測采用專業(yè)設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和傳輸，儀表被安裝在現(xiàn)場的設(shè)施中，以被保護(hù)起來、防止丟失并允許更全面的現(xiàn)場設(shè)置。這些建筑物小到簡單的PVC管，大到大型鋁或鋼焊接防水平臺，用來安裝測量設(shè)備和遙測設(shè)備。

與個別取樣生成的人工數(shù)據(jù)相比，連續(xù)監(jiān)測提供大量數(shù)據(jù)。內(nèi)部數(shù)據(jù)平臺或數(shù)據(jù)庫有助于管理這些數(shù)據(jù)，但是也可能需要額外時間來處理和分析數(shù)據(jù)。

個別取樣通常門檻較低;總體設(shè)備需求簡單，通常不需要現(xiàn)場站點部署，因為這是手工完成。如上所述，個別取樣可能需要更頻繁的現(xiàn)場走訪。如果每天采樣，所需的時間和資源肯定會增加。

連續(xù)監(jiān)測的入門成本會讓項目經(jīng)理思考再三。由于長期部署所必需的附加功能(即濕式耦合連接器、內(nèi)部記錄、遙測以及數(shù)據(jù)記錄器通信能力) ，總體設(shè)備往往更昂貴。監(jiān)測站安裝和人員培訓(xùn)也是一項艱巨任務(wù)。有了YSI現(xiàn)場服務(wù)團(tuán)隊的幫助，這一步驟可以輕松搞定，甚至還能夠給你的內(nèi)部流程提供附加值和技能。一旦這些前期需求得到解決，結(jié)果就是一個優(yōu)勢突出的穩(wěn)健系統(tǒng)。這些連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)在妥善維護(hù)的情況下可以運行數(shù)年，免去了人員在野外收集數(shù)據(jù)的時間避免人員在野外遇到危險，比如暴雨事件采樣、廢水外流和長時間的路途奔波。

那么，你會怎么做？

在考慮獨特的項目和現(xiàn)場條件時，有許多監(jiān)測選項可供探索，個別取樣、連續(xù)監(jiān)測或者二者的結(jié)合可為項目成功奠定基礎(chǔ)。請聯(lián)系我們尋求解決方案!