第一章 绪论 1

1.1 我国及全球水环境现状 1

1.2 国内水质以及水质监测技术发展现状 2

1.3 背景和意义 4

1.4 主要内容 5

第二章 系统综述及创新点 7

2.1 系统综述 7

2.2 系统设计创新点 8

第三章 水质监控中心 11

3.1 监控中心编译软件LabVIEW介绍 11

3.1.1 LabVIEW工具包 12

3.1.2 报表生成工具包 12

3.1.3 数据库连接工具包 12

3.1.4 LabVIEW运行环境 12

3.2 系统概况 13

3.3 参数配置 13

3.4 通信串口自动搜索 14

3.5 GSM模块的初始化 17

3.6 数据库的设计 18

3.7 记录查询 20

3.8 报表生成 21

3.9 通讯录操作 23

3.10 Hash加密验证 24

3.11 软件测试与结果 25

3.11.1 测试环境 25

3.11.2 测试方案 26

3.11.3 测试内容 26

3.11.4 功能测试截图 26

3.11.5 上位机运行画面截图 29

第四章 电化学传感器及硬件电路 33

4.1 传统电化学检测方法面临的问题 33

4.2 总体设计思路 33

4.3 硬件设计流程图 34

4.4 电源模块设计 35

4.4.1 供电部分设计 36

4.4.2 电源管理设计 37

4.5 传感器及信号处理模块的设计 37

4.5.1 温度传感器 37

4.5.2 硬度传感器 39

4.5.3 盐度传感器 40

4.5.4 氨氮传感器 41

4.5.5 pH传感器 42

4.6 显示模块设计 43

4.6.1 液晶显示模块介绍 43

4.6.2 连接方式及时序操作 44

4.6.3 驱动芯片及操作 45

4.7 键盘模块设计 46

4.7.1 矩阵键盘简介 46

4.7.2 矩阵键盘的工作原理 46

4.8 SD卡模块设计 48

4.9 通信模块设计 48

第五章 系统嵌入式程序设计 50

5.1 嵌入式程序架构 50

5.2 驱动层 51

5.3 系统层 51

5.4 用户层 52

第六章 生物水质监测分析及应用 53

6.1 生物监测分析 53

6.1.1 传统监测方式的弊端 53

6.1.2 生物监测的优越性 54

6.1.3 生物监测的发展前景 54

6.1.4 生物监测设计综述 55

6.1.5 生物监测基本流程 55

6.1.6 生物监测的具体步骤 56

6.2 生物监测应用 62

6.2.1 应用一——通过生物监测水体富营养化问题 63

6.2.2 应用二——通过生物监测水体毒性 69

第七章 系统安全性 73

7.1 安全策略的必要性 73

7.2 安全策略综述 74

7.3 私有信息摘要算法 75

7.4 监测站安全策略 75

7.4.1 安全锁 75

7.4.2 身份验证 76

7.4.3 SD卡备份 76

7.4.4 远程安全策略 78

7.5 数据传输安全策略 79

7.5.1 多重身份验证 79

7.5.2 动态登录口令 79

7.5.3 数据合法性校验 80

7.6 监控中心安全策略 80

第八章 性能测试 81

8.1 硬件性能测试 81

8.1.1 测试设备 81

8.1.2 测试项目 81

8.1.3 测试结果 83

8.2 监控中心软件性能测试 83

8.2.1 测试方案设计 83

8.2.2 测试步骤及结果 84

8.2.3 测试总结 85

8.3 生物监测站测试 85

8.3.1 基于水藻监测富营养化的测试 85

8.3.2 基于鱼类活动监测水体毒性的测试 86

第九章 应用与发展前景 88

9.1 应用前景 88

9.2 发展前景 89

9.3 本系统在农田水利建设上的应用 89

参考文献 91

水质远程分析科学决策智能化环保系统，ISBN：9787560629308，作者：赵小强，程文著

1　水质分析概述

1.1　水质分析的任务与内容

1.1.1　水质分析的任务

1.1.2　水质分析的内容

1.2　水质指标和水质标准

1.2.1　水质指标

1.2.2　水质标准

1.3　水样的采集与保存

1.3.1　水样的采集

1.3.2　水样的保存

1.4　水质分析的基本计算

1.4.1 基准物质和标准溶液

1.4.2　标准溶液浓度的表示法

1.4.3　滴定分析的计算

1.5　水质分析结果的误差及其表示方法

1.5.1　误差及其产生的原因

1.5.2　误差的表示方法

1.6　数据处理

1.6.1　有效数字

1.6.2　有效数字修约及计算规则

思考题与习题

2　水质分析技能基础知识

2.1　常用玻璃仪器及其他器皿、器具

2.1.1　常用玻璃仪器

2.1.2　常用瓷器皿

2.1.3　常用器具

2.1.4　玻璃仪器的洗涤及保管

2.2　化学试剂与试液

2.2.1　化学试剂

2.2.2　实验室分析用水

2.2.3　溶液的配制

2.3　实验室常用仪器设备

2.3.1　天平

2.3.2　电热设备

2.3.3　其他设备

2.4　滴定分析基本操作

2.4.1　滴定管的使用

2.4.2　吸管的使用

2.4.3　容量瓶的使用

思考题与习题

技能实训1　分析天平的使用

技能实训2　滴定分析基本操作

技能实训3　色度的测定（目视比色法）

3　酸碱滴定法

3.1　酸碱指示剂

3.1.1　酸碱指示剂的变色原理

3.1.2　指示剂的变色范围

3.2　酸碱滴定曲线和指示剂的选择

3.2.1　强碱（酸）滴定强酸（碱）

3.2.2　强碱滴定弱酸

3.2.3　强酸滴定弱碱

3.3　酸碱滴定法的应用

3.3.1　碱度的测定

3.3.2　酸度及其测定

3.3.3　氨氮的测定

思考题与习题

技能实训 碱度的测定（总碱度、重碳酸盐和碳酸盐）

4　氧化还原滴定法

4.1　氧化还原反应的方向

4.1.1 氧化还原反应和条件电极电位

4.1.2　氧化还原反应进行的方向

4.2　氧化还原反应速率的影响因素

4.2.1　浓度的影响

4.2.2　温度的影响

4.2.3　催化剂的影响

4.3　氧化还原滴定

4.3.1　氧化还原滴定曲线

4.3.2　氧化还原指示剂

4.4 氧化还原滴定法在水质分析中的应用

4.4.1　高锰酸钾法——水中高锰酸盐指数的测定

4.4.2　重铬酸钾法——水中化学需氧量的测定

4.4.3　碘量法——水中溶解氧的测定、生化需氧量的测定

4.4.4　溴酸钾法——水中酚的测定

4.5　水中有机物污染综合指标

……

5 重量分析法和沉淀滴定法

6 配位滴定法

7 分光光度法

8 几种仪器分析法在水质分析中的应用

9 水质自动分析技术简介

附录

参考文献 2100433B

水质污染河道污染

以北运河水系主要干支流2011年1～12月23项指标的监测数据为依据，采用水质类别法和平均综合污染指数法，对水质污染特征进行综合评价，运用主成分分析和系统聚类分析法，对水质指标主成分以及水质差异进行分类，并进一步对不同干支流污染来源进行分析，结果表明,北运河水系由于排污量大，地表水污染严重，除城市中心区部分河流水质为Ⅲ~Ⅳ类外，城市排水河流、远郊河流水质均为劣Ⅴ类，水质由3个主成分组成，COD、CODMn、BOD5、NH3-N、TP等为第一主成分;汞为第二主成分；油类为第三主成分，干支流水质分为4类：

第1类为清洁水源类河流，主要集中在城市中心区，降雨地表径流、雨污合流管网溢流引起的非点源污染是影响其水质达标的重要污染源；

第2类为再生水水源类河流，主要集中在城市排水上游河流，城镇污水处理厂排水是其主要污染源；

第3类为再生水与污水混合水源类河流，主要集中在城市排水下游河流及部分远郊区河流，由于城市下游排水管网不健全，远郊区污水集中处理率低，生活源和农业源的污染贡献率较高，水质污染严重；

第4类为污水水源类河流，布于远郊区县，农业污染占比较大，水质污染最严重。

水质污染城市排污

入湖河流作为连接湖泊流域"源"(陆地)-"汇"(湖体)的廊道，其水生态系统健康状态是对流域上游陆地生态系统土地利用/覆被变化的响应，而其下游水质污染因子则因流域分水线的封闭性，可以表征上游土地利用/覆被变化对入湖河流水生态系统健康的影响，因此，利用水生生物指标识别入湖河流水质污染因子及其空间分布特征，对于整个湖泊流域的水生态系统健康恢复和水环境污染总量控制就显得尤为必要，本文基于滇池流域29条入湖河流2009年7～8月丰水期着生藻类和底栖动物调查数据与2009年逐月水质监测数据，通过运用因子分析、典型对应分析和等级聚类分析，来探讨入湖河流水生生物群落结构与水质污染因子及其空间分布特征 ，以期为流域综合管理提供基础，结果表明，滇池流域入湖河流在水生生物调查期间共检出着生藻类5门18科24属，以硅藻门的舟型藻属(Navicula)为优势属，底栖动物3门7科8属,以环节动物门的水丝蚓属(Limnodrilus)为优势属；TN、NH4 -N和TP是滇池流域入湖河流的水质污染因子；滇池流域入湖河流水质污染状况的空间分布特征为流域北部入湖河流(王家堆渠、新运粮河、老运粮河、乌龙河、大观河、西坝河、船房河、采莲河、金家河、盘龙江、大青河、海河、六甲宝象河、小清河、五甲宝象河、虾坝河、老宝象河、新宝象河和马料河)污染程度大于南部入湖河流(南冲河、淤泥河、老柴河、白鱼河、茨巷河、东大河、中河和古城河)大于东部入湖河流(洛龙河和捞鱼河)。

水质模型灵敏度分析是对水质模型各参数间的响应关系作出灵敏程度的定量、定性分析。在灵敏度分析中，往往可以在固定其他参数一般条件下，就各参数数值改变时对某参数值得影响程度大小作出排序分析。水质模型灵敏度分析，可以指导水质模型应用中对各参数值影响作出判断。