一、基本原理

基于小体积湿法化学分析在线检测技术、无汞电化学分析技术和多参数智能解析技术等，开发出集成水质常规理化分析模块、特征污染因子分析模块和生物在线分析模块的智能化多参数水质在线监测平台。其中，常规理化分析涉及水质常规综合参数（pH、电导率、浊度、溶解氧和温度）和常规污染因子（COD、氨氮），主要反映水质内源性变化及受污染的程度；特征污染因子分析涵盖重金属（铅、镉、铜、锌、汞、砷等）、挥发酚、氰化物、藻类、特殊有机物等10余种监测因子，用于监测水质污染的主要问题来源；生物在线分析可以实现水质综合毒性评估，在水质安全预警中起到关键性作用。

二、关键技术

1.小体积湿法化学分析在线检测技术

小体积湿法化学分析在线检测平台由双向精确定量泵、储液环、微通道多流路选择阀和反应检测单元构成，其中储液环的一端与定量泵连通，另外一端与微通道多流路选择阀的公共通道连通，微通道多流路选择阀的其余通道分别与待分析样品、化学试剂、空气、检测室以及废液通道连通。该平台以微通道多流路选择阀作为试剂和样品流路的切换控制器件，以双向精确定量泵作为样品和试剂的输送和定量器件，同时结合紫外/可见光纤光谱等检测技术，可以满足水质在线分析的需要。该平台集成化程度高、检测准确（误差±3%）、重复性好（误差±2%），并且试剂用量少（一次分析只消耗5mL试剂，相当常规设备的1/5-1/10），维护周期长。

分析平台示意图

2.无汞电化学分析技术

采用环境友好的Bi膜电极代替传统的汞膜电极，结合同位镀膜技术，保证了检测模块具有与汞膜电极技术相当的灵敏度而无汞二次污染风险。此外，检测模块引入电极在线清洗技术、电极“钝化”自检测和电极“自活化”等技术，有效克服了水样中有机物对电极的污染，提高电极稳定性，延长了电极响应的稳定性，在水源水检测应用中电极维护周期延长至一个月以上。

3.以生物毒性为基础的水质多参数智能解析技术

以污染物响应指纹数据库、污染物的生物行为变化规律以及剂量-反应时间关系为基础，结合水质特征污染参数在线监测信息，构建了智能化多参数水质在线监测系统，实现水质多参数综合评估。通过综合污染信息的获取和分析，既可掌握典型污染物的浓度信息，又可判断污染物的综合效应，还可以结合综合响应信息初步捕获和判别未知污染物信息，实现了生物监测技术与理化监测技术的综合应用。

二、技术构成

智能化多参数水质在线监测系统由水质安全在线生物预警模块和水质在线多参数理化分析模块构成，其中多参数理化分析包括水质常规综合参数（pH、电导率、浊度、溶解氧和温度）和特征污染物参数（铅、镉、铜、锌、汞、砷、挥发酚、氰化物、氨氮、亚硝酸盐、藻类）。水质特征污染参数用于在线监测已识别的、发生频率高、毒性大的典型污染物；在线生物预警模块首先用于识别水体的综合毒性水平，解决了以往多种低浓度污染物的协同效应毒性不能识别的问题，并进行污染事件毒性程度的报警提示。同时在线生物预警与常规水质综合参数构成一个智能监测模块，依据内置的污染物指纹搜索数据库，实现饮用水主要污染物的智能化识别和解析。