物联网背景下的中国水基准数据采集管理研究

作者:白岩;白雪;胡梦婷 刊名:安徽广播电视大学学报 上传者:陈培建

【摘要】我国经济在快速增长的同时也受到资源枯竭和环境污染的约束.水资源作为环境资源的一部分,面临的污染和短缺等问题,成为阻碍可持续发展的重大问题之一.以长江流域、黄河流域、辽河流域以及5大湖区湖泊水生生物为研究对象,通过物联网技术,提出一种基于物联网的水环境基准数据管理平台.通过该平台可以将被测参数经由化学探头识别转换变为电信号,将水环境基准检测数据发送至节点服务器中.水环境基准数据管理平台将为环境化学、毒理学、生态学等提供数据和理论支持,为全面系统地研究我国区域环境特征、环境基准奠定坚实的基础.

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安徽广播电视大学学报2017年第2期 物联网背景下的中国水基准数据采集管理研究 白 岩1,2,白 雪1,胡梦婷1 (1.中国标准化研究院,北京 100191;2. 清华大学 土木水利学院,北京 100084) 摘 要:我国经济在快速增长的同时也受到资源枯竭和环境污染的约束。水资源作为环境资源的一部分,面临的污染和短缺等问题,成为阻碍可持续发展的重大问题之一。以长江流域、黄河流域、辽河流域以及5大湖区湖泊水生生物为研究对象,通过物联网技术,提出一种基于物联网的水环境基准数据管理平台。通过该平台可以将被测参数经由化学探头识别转换变为电信号,将水环境基准检测数据发送至节点服务器中。水环境基准数据管理平台将为环境化学、毒理学、生态学等提供数据和理论支持,为全面系统地研究我国区域环境特征、环境基准奠定坚实的基础。 关键词:物联网;水基准数据;数据采集 中图分类号:TV213.4 文献标识码:A 文章编号:1008-6021(2017)02-0033-05 一、引言 水环境基准是国家水环境管理和污染防治的科学基础,也是水环境标准制定的科学依据。它是指水环境中污染物或其他有害因素对特定保护对象不产生不良或有害影响的最大可接受剂量或限度,主要是依据特定对象在环境介质中的暴露数据,以及与环境要素的剂量效应关系数据,通过科学判断得出的。水环境基准可分为保护水生生物及其使用功能基准、保护人体健康基准、营养物基准、沉积物质量基准和生物基准等。不同类型的水环境基准研究所需的基础数据也不尽相同。 Carvalho等学者指出建立水环境基准库是研究水环境的首要重点工作[1]。朱华康等学者在19世纪末就对美国特拉华河流域研究时提出建立水环境管理的思路[2];陈思模等对国外河流和流域的水污染防治时提出了污染对水环境的影响[3];唐政生等研究了田纳西流域管理特点[4];张庆丰研究了水流域管理,全面分析了水环境管理[5]。吴丰昌等[6]、孟伟等[7]学者从保护水生生态系统的角度分析了水质基准的重要性。USEPA从化学和物理的角度构建了水生生物基准库[8-9],曾维华研究了国内外水管理体制的关联 及对比[10]。 从19世纪开始,随着智能硬件的发展,水环境监 测和检测已经在发达国家中应用,通过传输技术达到对水质的PH值、温度、CO2浓度等进行检测。我国水质监测硬件设备和数据分析起步晚,目前还处于起步阶段。随着水资源被国家列为战略资源,才开始逐渐发展水环境监测。随着物联网体系结构的完善[11]和技术的发展,越来越多的产品和技术应用到水环境的管理中[12],通过ZigBee技术[13-14]对环境的监测[15-16],能够快速应对水资源事件,能够更好地收集水资源数据。 重点流域水生生物物种数据、典型水体基本物理及化学数据、典型水体重金属污染物含量分布、典型水体新型污染物含量分布是我国急需调研和编制的水环境基础数据,通过这些数据的收集能够实现典型水体中重金属对水生生物的毒理数据、典型水体中新型污染物对水生生物的毒理数据的分析等。然而,这些数据往往来自我国江河湖泊区,每次采样都需要耗费大量的人力物力,并且人力采样不能实时采集和观测样本水环境的数据。样本采集的数据往往存在较大的差异性,不能为我国水环境基准研究提供服务,也严重阻碍了环境化学、生物学、毒理学、生态学和风险评估等共享平台和科学研究的发展。 本文基于物联网中ZigBee技术和GPRS技术等 收稿日期:2016-12-19 基金项目:国家自然科学基金项目(项目编号:71271012);国家水利部水资源重点专项(项目编号:2016YFC040

参考文献

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