在中國，主要的水質(zhì)在線分析儀器市場包括工業(yè)水處理過程監(jiān)控.市政自來水和污水處理.與歐美、日本等主要發(fā)達(dá)國家相比，環(huán)境自動監(jiān)測起步較晚。

　　在線水質(zhì)分析儀器是一種專門的在線自動分析儀器，通過實(shí)時實(shí)時分析儀器.現(xiàn)場操作可實(shí)現(xiàn)從水樣采集到數(shù)據(jù)輸出的快速分析，無需手動操作；許多結(jié)構(gòu)復(fù)雜的在線水質(zhì)分析儀器都有自動診斷.自動校準(zhǔn).自動清洗.為了保證分析結(jié)果的可靠性和儀器的長期無故障運(yùn)行，故障報(bào)警等功能。

　　目前，在線水質(zhì)分析儀器有兩種不同的結(jié)構(gòu)和形式：“在線分析傳感器和更復(fù)雜的自動分析設(shè)備或設(shè)備”。按照國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)代號ISO15839標(biāo)準(zhǔn)定義的水質(zhì)-在線傳感器/分析設(shè)備的規(guī)范和性能檢驗(yàn)：“傳感器/設(shè)備在線分析(on-linesensor/analyzingequipment)，它是一種自動測量設(shè)備，可以連續(xù)(或給定頻率)輸出與溶液中測量的一個或多個被測物體的值成比例的信號?！?/p>

　　全球環(huán)境保護(hù).隨著水資源的可持續(xù)利用和水安全的日益重要，在線水質(zhì)分析儀器及其應(yīng)用技術(shù)作為獲取水質(zhì)信息的源頭技術(shù)，獲得了巨大的發(fā)展機(jī)遇，以滿足世界各國日益嚴(yán)格的環(huán)保法規(guī)要求和水處理行業(yè)市場不斷發(fā)展的需求。

　　同時，計(jì)算機(jī)科學(xué).分析化學(xué).材料科學(xué)等相關(guān)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步也為在線水質(zhì)分析儀器技術(shù)的發(fā)展提供了可靠的技術(shù)支持。國際水協(xié)會(IWA)前身國際水污染研究協(xié)會(IAWPR)組織主題自1973年開始ICA(Instrumentation-儀表，Control-控制andAutomation-自動化專題會議，專門推廣和研究在線水質(zhì)分析儀器和過程控制在水處理領(lǐng)域的應(yīng)用。

　　最近，世界衛(wèi)生組織(WHO)在其發(fā)布的《再生飲用水再利用：安全飲用水生產(chǎn)指南》中，指出需要在再生飲用水再利用系統(tǒng)全過程的關(guān)鍵控制點(diǎn)進(jìn)行運(yùn)行監(jiān)控，并建議盡可能使用在線監(jiān)控儀器進(jìn)行實(shí)時數(shù)據(jù)監(jiān)控和記錄。在技術(shù)進(jìn)步和法律法規(guī)的推動下，越來越多的在線水質(zhì)分析儀器被應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測.廢水排放監(jiān)測及各種水處理工藝的過程控制系統(tǒng)。

　　在中國，隨著改革開放40年來經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，無論是在城市化過程中建設(shè)大量的水廠和污水處理廠，還是在工業(yè)化過程中建設(shè)各種火電廠.石油化工廠.大型冶金企業(yè).食品釀造廠等高耗水工業(yè)企業(yè)的建設(shè)為在線水質(zhì)分析儀器提供了巨大的市場空間。在此基礎(chǔ)上，我國在線水質(zhì)分析儀器行業(yè)獲得了前所未有的增長機(jī)遇，我國在線水質(zhì)分析儀器技術(shù)取得了顯著的發(fā)展和巨大的進(jìn)步，在線水質(zhì)分析儀器的可靠性得到了市場和權(quán)威機(jī)構(gòu)的廣泛認(rèn)可。

　　隨著政府和公眾對水環(huán)境保護(hù)和飲用水安全的高度重視，以及政府不斷增加的巨額環(huán)保資金，特別是在中國特色“監(jiān)控模式以自動監(jiān)控為主，輔以手動監(jiān)控”在環(huán)境監(jiān)測技術(shù)路線的框架下，中國已逐步發(fā)展成為世界上最大的地表水水質(zhì)自動監(jiān)測和廢水污染源自動排放監(jiān)測領(lǐng)域的單一市場。

　　2001年6月4日，中國環(huán)境保護(hù)部門發(fā)布并實(shí)施HBC6-2001《環(huán)保產(chǎn)品鑒定技術(shù)要求化學(xué)需氧量(CODCr)水質(zhì)在線自動監(jiān)測行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)是我國第一個用于廢水污染源排放自動監(jiān)測的在線水質(zhì)分析儀器標(biāo)準(zhǔn)。未來幾年，各相關(guān)政府部門也一些在線水質(zhì)分析儀器的國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布和實(shí)施，加上在線水質(zhì)分析儀器在實(shí)際水質(zhì)監(jiān)測中的成功應(yīng)用，有效地促進(jìn)了我國在線水質(zhì)分析儀器市場的發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步。

　　隨著中國環(huán)保事業(yè)和環(huán)保市場的不斷發(fā)展，國務(wù)院辦公廳于2015年7月發(fā)布了《生態(tài)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方案》，提出了如“到2020年，全國生態(tài)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)將基本實(shí)現(xiàn)環(huán)境質(zhì)量.重點(diǎn)污染源.全面覆蓋生態(tài)狀態(tài)監(jiān)測，各級各類監(jiān)測數(shù)據(jù)系統(tǒng)互聯(lián)共享，監(jiān)測、預(yù)測和預(yù)警預(yù)警.信息能力和保障水平顯著提高，監(jiān)控協(xié)調(diào)聯(lián)動，初步完成陸海協(xié)調(diào).天地一體.上下協(xié)同.生態(tài)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的信息共享，使生態(tài)環(huán)境監(jiān)測能力符合生態(tài)文明建設(shè)的要求?！狈桨敢惨竽繕?biāo)“完善重點(diǎn)污染物排放單位的自動污染排放監(jiān)測和異常報(bào)警機(jī)制，改善污染物排放過多的機(jī)制.信息跟蹤在線監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行和重要核設(shè)施流出異常.捕獲和報(bào)警能力，企業(yè)排污狀況智能監(jiān)測水平”。

　　正式實(shí)施于2018年1月1日“中華人民共和國環(huán)境保護(hù)稅法”第十條還明確規(guī)定了應(yīng)稅污染物的計(jì)算方法，“納稅人按照國家規(guī)定和監(jiān)測規(guī)范安裝和使用污染物自動監(jiān)測設(shè)備的，按照污染物自動監(jiān)測數(shù)據(jù)計(jì)算”在線分析儀器的位置是通過法律規(guī)定的形式進(jìn)一步確定的。

　　在線水質(zhì)分析儀器檢測技術(shù)簡介

　　在線水質(zhì)分析儀器技術(shù)發(fā)展

　　長期以來，在線水質(zhì)分析儀器技術(shù)一直沿著在線分析儀器研發(fā)制造技術(shù)和在線水質(zhì)分析儀器應(yīng)用技術(shù)發(fā)展。

　　根據(jù)ISO在線水質(zhì)分析儀器有兩種形式：在線分析傳感器和更復(fù)雜的自動分析設(shè)備或設(shè)備。

　　第一代在線水質(zhì)分析儀器通常使用在線分析傳感器+當(dāng)顯示控制器的形式出現(xiàn)時，儀器的結(jié)構(gòu)通常相對簡單。水質(zhì)指標(biāo)的數(shù)據(jù)是通過傳感器直接接觸被測水樣獲得的?？蓽y量的初始水質(zhì)指標(biāo)主要是一些簡單的物理指標(biāo)和組成指標(biāo)，如水溫.電導(dǎo)率.PH.ORP.溶解氧等；其次是濁度；.具有光學(xué)原理的傳感器，如懸浮物濃度；隨著電化學(xué)分析技術(shù)的發(fā)展，氟離子.銨離子.采用電極法原理的在線水質(zhì)分析傳感器，如硝酸鹽，也開始進(jìn)入市場。由于傳感器與水樣直接接觸，在實(shí)驗(yàn)室人工分析過程中，無法對樣品中的干擾物質(zhì)進(jìn)行預(yù)處理和去除，面對復(fù)雜的水樣(高溫.高壓.含油.硫化物.重金屬.懸浮物.高鹽度.腐蝕性氣體和其他雜質(zhì)的適用性非常有限。最初的測量對象主要是地表水.飲用水.水質(zhì)相對簡單的水體，如市政污水和工業(yè)純水。

　　為了解決傳感器測量復(fù)雜水樣的適用性問題，隨著自動控制技術(shù)的采用，一些復(fù)雜的在線水質(zhì)分析儀器——水質(zhì)自動分析設(shè)備或裝置開始出現(xiàn):儀器通過控制一整套設(shè)備或裝置的自動運(yùn)行，完成了以往實(shí)驗(yàn)室手工分析的步驟，如過濾.加熱.加顯色劑.混合.測量等。；此外，為了確保長期連續(xù)運(yùn)行的準(zhǔn)確性，需要定期自動校準(zhǔn)儀器和定期手動維護(hù)。這種在線水質(zhì)分析儀器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，主要用于水質(zhì)成分指標(biāo)(TOC.SiO2.總磷.總氮.重金屬等。)和綜合評價水質(zhì)指標(biāo)(COD.堿度.硬度.生物毒性等)。

　　隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，特別是分析化學(xué).材料科學(xué).包括計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)在內(nèi)的電子科學(xué).包括自動控制技術(shù)在內(nèi)的系統(tǒng)工程自動化技術(shù)的發(fā)展，加上水質(zhì)科學(xué)本身的發(fā)展和進(jìn)步，共同從以下幾個維度推動了在線水質(zhì)分析儀器技術(shù)的發(fā)展。

　　首先，在測量原理方面，除了傳統(tǒng)的電化學(xué).光學(xué).光電比色原理，激光誘導(dǎo)擊穿光譜.混合多光譜分析.X射線熒光分析.三維熒光光譜.在線水質(zhì)分析儀器采用生物技術(shù)等新的測量原理；同時，流動注射分析技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用大大縮短了儀器分析時間，增強(qiáng)了在線分析技術(shù)的實(shí)時性優(yōu)勢。

　　其次，提出了水質(zhì)科學(xué)的發(fā)展“替代參數(shù)”這一概念為在線水質(zhì)分析儀器的開發(fā)和應(yīng)用開辟了新的空間。水質(zhì)替代參數(shù)是指一種特定的水質(zhì)參數(shù)，可以全面反映某一類水體的水污染或水處理過程中一些無法在線監(jiān)測的情況，實(shí)驗(yàn)室分析對水質(zhì)參數(shù)的變化也非常繁瑣。目前，對于飲用水質(zhì)量的安全性，綜合指標(biāo)反映了某些特定成分的總量和變化UV254是目前非常重要的水質(zhì)替代參數(shù)，可以通過UV其他與水中有機(jī)物污染與水中有機(jī)污染有關(guān)的其他參數(shù)(例如，COD.BOD.TOC信息等。因?yàn)樗軐?shí)時反映水質(zhì)的變化，所以測量“替代參數(shù)”在線水質(zhì)分析儀器在水處理工藝控制中具有非常重要的價值。其他重要的在線水質(zhì)替代參數(shù)分析儀器包括：濁度.顆粒物.SDI(污染指數(shù))等。

　　第三，隨著材料科學(xué)的發(fā)展，在線水質(zhì)分析儀器傳感器的環(huán)境適應(yīng)性也有了很大的提高，表現(xiàn)為:采用高溫材料使傳感器的最高工作溫度范圍不斷提高；傳感器材料是惰性材料，可以承受水中的硫化氫.硫化物.高鹽.重金屬.核電廠采用油污探針，能承受高強(qiáng)度核輻射的溶解氧和溶解氫探針；鈦合金材料，可長期應(yīng)用于海洋監(jiān)測傳感器等。

　　此外，與所有儀器產(chǎn)品一樣，電子行業(yè)的最新技術(shù)也采用了在線水質(zhì)分析儀器中執(zhí)行數(shù)據(jù)處理和通信功能的硬件和軟件。與原始模擬電路相比，數(shù)字電路的設(shè)計(jì)相對簡單.自動化程度高，對設(shè)計(jì)師經(jīng)驗(yàn)水平的要求略低。數(shù)字電路技術(shù)的采用和普及大大降低了儀器設(shè)計(jì)和批量生產(chǎn)的成本，大大提高了儀器的可靠性。

　　目前，在線水質(zhì)分析儀器的控制器一般都有自動操作.統(tǒng)計(jì).圖形顯示.數(shù)據(jù)處理功能，如趨勢分析；同時，儀器通常具有自動診斷功能；.故障報(bào)警功能，方便儀器操作和維護(hù)人員及時發(fā)現(xiàn)和解決儀器問題；儀器制造商使用通用控制器已成為一個共識，同一型號的控制器可以連接到數(shù)十個傳感器，從而給儀器制造商和用戶帶來好處：儀器制造商可以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)；通用控制器降低了儀器技術(shù)服務(wù)的復(fù)雜性，它還降低了儀器制造商的服務(wù)成本；在線分析儀器用戶的好處也很明顯：在確保水處理生產(chǎn)正常運(yùn)行的同時，可以降低水質(zhì)分析儀器備件的庫存壓力；通用控制器還可以減少操作人員的學(xué)習(xí)時間，更快、更熟練地掌握儀器的使用和維護(hù)，提高生產(chǎn)效率；同時，通用控制器可以自動識別新的數(shù)字傳感器“即插即用”安裝維修人員的勞動強(qiáng)度大大降低。

　　在通信和數(shù)據(jù)傳輸方面，RS232.RS485以及Profibus.Modbus現(xiàn)場總線技術(shù)和TCP/IP為實(shí)現(xiàn)水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)的實(shí)時傳輸和水處理過程的自動控制提供了支持。

　　最后，標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)一步支持在線水質(zhì)分析儀器技術(shù)和行業(yè)的發(fā)展。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)2003年制定的代碼是ISO15839-2003標(biāo)準(zhǔn)《水質(zhì)在線傳感器/分析設(shè)備-水質(zhì)規(guī)范與性能測試》定義了在線水質(zhì)分析儀器的性能特征，建立了評價和測量性能特征參數(shù)的測試程序，這是在線水質(zhì)分析儀器研發(fā)的通用標(biāo)準(zhǔn).生產(chǎn)和驗(yàn)收提供了一個基礎(chǔ)。自21世紀(jì)以來的十多年里，中國還發(fā)布了大量關(guān)于在線水質(zhì)分析儀器的國家標(biāo)準(zhǔn)和一系列行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。這些標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布和實(shí)施為在線水質(zhì)分析儀器的應(yīng)用和開發(fā)提供了可靠的技術(shù)保證。