水質(zhì)自動監(jiān)測站儀器的運行分析測試

摘 要：水質(zhì)自動監(jiān)測站儀器可以在一定程度上大量連續(xù)的進(jìn)行在線數(shù)據(jù)監(jiān)測，在管理水資源的過程中具備一定的作用，依據(jù)某水質(zhì)自動監(jiān)測站使用的在線分析設(shè)備，從工作曲線、儀器檢出限、精密度、精確度等進(jìn)行分析和校驗，對比國家標(biāo)準(zhǔn)方式以及實際分析方式，得到的實際水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果可以充分滿足實際檢測水質(zhì)污染結(jié)果，手工分析方式與儀器檢測方式基本上是等效的。

關(guān)鍵詞：水質(zhì)；自動監(jiān)測站儀器；運行分析；測試

中圖分類號：X832 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）33-0175-02

水質(zhì)自動監(jiān)測站主要核心就是在線分析儀器，通過現(xiàn)代自動檢測技術(shù)、自動控制技術(shù)、計算機應(yīng)用技術(shù)、網(wǎng)路通訊技術(shù)以及相關(guān)技術(shù)來建立綜合性在線水質(zhì)自動監(jiān)測系統(tǒng)，可以連續(xù)進(jìn)行存儲和檢測，而且可以進(jìn)行數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸。大多數(shù)情況下，國內(nèi)水質(zhì)自動監(jiān)測站一般都處于湖、河流的敏感水域、重要水源地、重要水質(zhì)斷面?；緟?shù)包括電導(dǎo)、濁度、氨氮、總氮和總磷、高錳酸鹽指數(shù)、pH、水溫、溶解氧。

1 基本案例

某水質(zhì)監(jiān)測站是國家利用世界銀行進(jìn)行貸款在國內(nèi)主要流域斷面上建立的水站，在2003年4月的時候水站完工并開始使用，水站具備大量水量，具有一定代表性，可以實際反映當(dāng)?shù)氐乃|(zhì)情況?，F(xiàn)階段，此水站合理安置了氨氮測定儀和AQUIAB5參數(shù)，主要包括濁度、pH、溶解氧、電導(dǎo)率、溫度，以及SERES2000高錳酸鹽指數(shù)測定儀。2003年7月本站對配水系統(tǒng)、提水系統(tǒng)、傳輸部分設(shè)備和控制部分以及自動監(jiān)測水質(zhì)系統(tǒng)進(jìn)行一定的考核驗收，依據(jù)自動在線監(jiān)測分析儀器來對該區(qū)域內(nèi)部的水質(zhì)進(jìn)行分析，為了保證具備可比性和準(zhǔn)確性的監(jiān)測數(shù)據(jù)，需要對自動監(jiān)測設(shè)備實施儀器檢出限，以便于可以確定設(shè)備精密度和準(zhǔn)確性，對比分析國家標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)測方式和儀器檢測方式，合理評估水質(zhì)在線自動檢測儀器方式，保證空間、具備有效合理的監(jiān)測數(shù)據(jù)[1]。

2 水質(zhì)自動監(jiān)測站儀器運行校驗方法

2.1 分析自動監(jiān)測儀器的方法

濁度：光學(xué)法（透射原理）；溶解氧、氨氮、pH、電導(dǎo)率：電極法；溫度：溫度傳感器方式；高錳酸鹽指數(shù)：高錳酸鉀氧化-電位滴定法。

2.2 校驗水質(zhì)自動監(jiān)測儀器的方法

2.2.1 校驗項目

由于測量基本原理是電極方式，pH值、溶解氧、濁度、電導(dǎo)率、水溫、氨氮等六個指標(biāo)，需要依據(jù)一個或者兩個點進(jìn)行定位，基本的校驗方式實際上就是對比法，也就是對比分析國家標(biāo)準(zhǔn)方式的檢測數(shù)據(jù)和自動檢測設(shè)備檢測的數(shù)據(jù)，利用t檢測方式來分析檢測兩種結(jié)果的時候，不會出現(xiàn)明顯性差異。在分析高錳酸鹽指標(biāo)的時候，基本方式就是高錳酸鉀氧化-電位滴定法，需要合理應(yīng)用獨立分析儀器，基本校驗方式就是工作曲線、儀器檢出限、精密度、精確度，此外，對高錳酸鹽指數(shù)進(jìn)行比對自動檢測儀器和國家標(biāo)準(zhǔn)方式。利用定期標(biāo)準(zhǔn)溶液來合理檢測和校驗設(shè)備儀器的實際穩(wěn)定性[2]。

2.2.2 采集樣品的數(shù)目和位置

在整體啟動水質(zhì)自動檢測系統(tǒng)以后，提水系統(tǒng)進(jìn)行五分鐘泵水沖洗管路，配水系統(tǒng)之后考試進(jìn)行抽樣，水樣會經(jīng)過高錳酸鹽指數(shù)測定儀、各個電極，從出水管中排出多余的河水水樣，在進(jìn)行校驗的時候，需要對采集的水樣進(jìn)行同步出水管水樣處理，在水質(zhì)自動檢測站每次進(jìn)行往復(fù)都需要經(jīng)過2 h，一次性分析一個水樣七項指標(biāo)的過程，需要一小時進(jìn)行分析儀器實際運行情況，因此，需要合理進(jìn)行分段校驗，持續(xù)五周每周安排兩天，每個項目需要適當(dāng)采集10個樣品。

3 運行校驗結(jié)果

3.1 準(zhǔn)確度與精密度

在得到國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)可控制質(zhì)量樣品的時候，需要連續(xù)八次測定高錳酸鹽指數(shù)測定儀，結(jié)果見表1，發(fā)現(xiàn)具備的高錳酸鹽指數(shù)測定儀的精密度和精確度都能夠完全符合小于等于10%的實際需求。

3.2 檢測限

依據(jù)實際情況達(dá)到相應(yīng)的檢測限，依據(jù)檢測限的實際需求，需要配置的標(biāo)準(zhǔn)溶液是三倍的檢測限溶度，進(jìn)行八次測定，見表2，計算的基本公式是：

L=K’Sb/k

其中，Sb是標(biāo)準(zhǔn)偏差，K’是常數(shù)，屬于方法靈敏度，也就是校驗曲線斜率，一般取值為3。

從表2可以發(fā)現(xiàn)，高錳酸鹽指數(shù)測定儀具備0.42 mg/L的檢出限，最低要求檢出限就是0.5 mg/L，能夠符合實際區(qū)域情況[3]。

3.3 工作曲線

依據(jù)實際測量過程中儀器的規(guī)定范圍，合理選擇五個溶度標(biāo)準(zhǔn)液，其中包括空白，進(jìn)行樣品檢測，平行測定某點兩側(cè)，選擇平均值來計算標(biāo)準(zhǔn)曲線中的系數(shù)，經(jīng)過分析和對比可以發(fā)現(xiàn)具有大于0.9990的高錳酸鹽指數(shù)線性，可以發(fā)現(xiàn)配置標(biāo)準(zhǔn)溶液和分析儀器測試結(jié)果之間存在一定比較熊搞得相關(guān)性，可以滿足實際需求：見表3。

3.4 標(biāo)準(zhǔn)溶液核查

配置間苯二酚標(biāo)準(zhǔn)液3.0 mg/L，與其對應(yīng)的就是高錳酸鹽指數(shù)溶液5.0 mg/L，利用高錳酸鹽指數(shù)測定儀器進(jìn)行定期檢查，見表4。

可以發(fā)現(xiàn)在運行儀器的時候，具有相對穩(wěn)定測量結(jié)果，長時間下去，會使得儀器出現(xiàn)漂移的問題，會超過10%的相對誤差，所以，需要定期核查運行設(shè)備[4]。

3.5 對比試驗

在自動水質(zhì)監(jiān)測站出水口的位置進(jìn)行同步手工采集姜水樣品，采用國標(biāo)手工分析方式，對比項目以下方式見表5，可以得到自動檢測儀器和手工檢測數(shù)據(jù)，對分析數(shù)據(jù)依據(jù)t檢測方式進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)對比。利用查表的方式可以額達(dá)到自由度和顯著水平的臨界值。如果計算t值如果大于臨界值，兩種結(jié)果具備明顯差異，如果計算值t小于臨界值，見表6，兩種檢測方式?jīng)]有明顯差異。數(shù)據(jù)分析結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)國標(biāo)檢測方式和自動檢測方式?jīng)]有明顯的差異性，存在可比性的結(jié)果[5]。

4 評估和分析儀器運行

通過實驗可以發(fā)現(xiàn)，具備符合要求的高錳酸鹽指數(shù)分析儀器的實際工作曲線，具備大于0.99990的相關(guān)系數(shù)，良好的溶度相關(guān)性。滿足負(fù)荷條件的儀器檢出限，小于10%的標(biāo)準(zhǔn)溶液的精密度和準(zhǔn)確度，符合自動分析儀器實際需求。在半個月內(nèi)高錳酸鹽指數(shù)測定儀器具有比較好的穩(wěn)定性，在以后實際運行時候設(shè)備的時候，需要兩周校準(zhǔn)一次儀器設(shè)備，經(jīng)過對比可以發(fā)現(xiàn)，兩種分析方式?jīng)]有明顯差異[6]。

5 結(jié) 語

本文主要研究了水質(zhì)自動監(jiān)測站儀器運行分析測試，依據(jù)實際案例來進(jìn)行分析，找到符合實際運行條件，促進(jìn)水質(zhì)自動監(jiān)測站儀器的發(fā)展和進(jìn)步。

參考文獻(xiàn)：

[1] 汪志國，劉廷良.地表水自動監(jiān)測站高錳酸鹽指數(shù)在線監(jiān)測儀測定誤 差原因分析及解決辦法[J].中國環(huán)境監(jiān)測，2011，（1）.

[2] 吳智敏 . 水質(zhì)自動監(jiān)測站運行管理中常見故障排除及運行的質(zhì)量控 制[J].江蘇環(huán)境科技，2006，（Z2）.