便攜式水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀與常規(guī)檢測(cè)儀器的對(duì)比研究

湯先彬

(沈陽市水利科學(xué)研究所，沈陽 110043)

便攜式水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀與常規(guī)檢測(cè)儀器的對(duì)比研究

湯先彬

(沈陽市水利科學(xué)研究所，沈陽 110043)

由于突發(fā)事件具有突發(fā)性、不可預(yù)測(cè)性，常規(guī)的實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)從樣品的采集到樣品預(yù)處理，上機(jī)分析到出報(bào)告結(jié)果，整個(gè)過程需要幾個(gè)小時(shí)，滿足不了應(yīng)急的需要。這迫切要求水行政管理以及環(huán)保部門的水質(zhì)監(jiān)測(cè)隊(duì)伍，不斷探索應(yīng)急情況下的水質(zhì)監(jiān)測(cè)手段和工具。本項(xiàng)目在沈陽市轄區(qū)內(nèi)，以便攜式水質(zhì)監(jiān)測(cè)設(shè)備在突發(fā)性水污染事件應(yīng)急監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用為主要研究方向，以常規(guī)監(jiān)測(cè)結(jié)果為標(biāo)準(zhǔn)，開展對(duì)不同便攜式儀器監(jiān)測(cè)精度的分析。從而掌握儀器的準(zhǔn)確度、適用性，達(dá)到快速、準(zhǔn)確、科學(xué)地提出監(jiān)測(cè)方案。

便攜式；水質(zhì)；監(jiān)測(cè)；評(píng)價(jià)；對(duì)比

1 項(xiàng)目研究的意義

水污染事件尤其是突發(fā)性水污染事件更是時(shí)有發(fā)生，往往會(huì)給人類社會(huì)帶來預(yù)想不到的巨大損失，有些水污染事件造成的損失和影響之大，甚至觸目驚心，難以估量，極大危害了社會(huì)穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)發(fā)展。提高對(duì)突發(fā)性水污染事件的認(rèn)識(shí)、采用完備的預(yù)備措施應(yīng)對(duì)事件發(fā)生，避免或最大程度降低事件造成的損失和影響，成為社會(huì)關(guān)注和需要解決的課題。由于突發(fā)事件具有突發(fā)性、不可預(yù)測(cè)性，常規(guī)的實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)從樣品的采集到樣品預(yù)處理，上機(jī)分析到出報(bào)告結(jié)果，整個(gè)過程需要幾個(gè)小時(shí)，滿足不了應(yīng)急的需要。這迫切要求水行政管理以及環(huán)保部門的水質(zhì)監(jiān)測(cè)隊(duì)伍，不斷探索應(yīng)急情況下的水質(zhì)監(jiān)測(cè)手段和工具。

便攜式水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀器運(yùn)用于突發(fā)事故現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)工作中，具有時(shí)間短、出數(shù)快、實(shí)效強(qiáng)等特點(diǎn)，對(duì)迅速查明污染物的種類、污染程度及發(fā)展趨勢(shì)具有重要作用。在最短時(shí)間內(nèi)，用最簡單的方法獲取最有價(jià)值的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，為控制污染擴(kuò)散、制定有效的排除措施提供決策依據(jù)。

2 研究的主要內(nèi)容

本項(xiàng)目在沈陽市轄區(qū)內(nèi)，以便攜式水質(zhì)監(jiān)測(cè)設(shè)備在突發(fā)性水污染事件應(yīng)急監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用為主要研究方向，以常規(guī)監(jiān)測(cè)結(jié)果為標(biāo)準(zhǔn)，開展對(duì)不同便攜式儀器監(jiān)測(cè)精度的分析。從而掌握儀器的準(zhǔn)確度、適用性，達(dá)到快速、準(zhǔn)確、科學(xué)地提出監(jiān)測(cè)方案。

3 監(jiān)測(cè)點(diǎn)選擇

本次監(jiān)測(cè)試驗(yàn)選擇了沈陽市18個(gè)水功能區(qū)典型觀測(cè)點(diǎn)，流經(jīng)沈北新區(qū)、于洪區(qū)的九龍河4個(gè)典型觀測(cè)點(diǎn)，流經(jīng)市區(qū)及于洪區(qū)的北運(yùn)河的2個(gè)典型觀測(cè)點(diǎn)。監(jiān)測(cè)項(xiàng)目為PH值、溶解氧、硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮、氨氮、錳、鐵、銅、鋅、六價(jià)鉻、氰化物、硫化物、二氧化硅等13項(xiàng)。

3.1 水功能區(qū)監(jiān)測(cè)點(diǎn)

水功能區(qū)系指根據(jù)流域或區(qū)域的水資源條件與水環(huán)境狀況，考慮水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對(duì)水量和水質(zhì)的需求，在相應(yīng)水域內(nèi)劃定的具有特定功能的區(qū)域，水功能區(qū)是有利于水資源的合理開發(fā)利用和保護(hù)，并能夠發(fā)揮最佳效益的區(qū)域。沈陽市水功能區(qū)共有一級(jí)區(qū)15個(gè)，二級(jí)區(qū)48個(gè)。

本次監(jiān)測(cè)試驗(yàn)從中選擇了18個(gè)水功能區(qū)典型觀測(cè)點(diǎn)。8月份，進(jìn)行了9個(gè)水功能區(qū)觀測(cè)點(diǎn)的取樣監(jiān)測(cè)，分別為：蒲河法哈牛，繞陽河大橋下，小荒地，團(tuán)結(jié)水庫入口，蒲河遼中上排污口，拉塔湖，尚屯水庫，小嶺河牛其堡水庫，長河黃家橋。9月份，又進(jìn)行了另外9個(gè)水功能區(qū)觀測(cè)點(diǎn)的取樣監(jiān)測(cè)，分別為：四道號(hào)水庫，尖山子水庫，西馬蓮河臥龍湖入口前，石佛寺水庫，西馬蓮河五間房上游，小嶺河牛其堡水庫，西馬蓮河五間房下游，李家河三臺(tái)子水庫入口，東馬蓮河小城子鎮(zhèn)上游。

3.2 九龍河監(jiān)測(cè)點(diǎn)

九龍河發(fā)源于沈陽市沈北新區(qū)財(cái)落鄉(xiāng)木舒村，流經(jīng)沈北新區(qū)、于洪區(qū)，是蒲河支流。河長：30.8km，河道主槽寬度為：30-35m，流域面積244.7 km2。布設(shè)的4個(gè)測(cè)點(diǎn)，分別為：

1)源頭，木舒屯村段；

2)九龍河上游，周家村段；

3)九龍河中游，十里河段；

4)九龍河下游，入蒲河口段。

3.3 北運(yùn)河監(jiān)測(cè)點(diǎn)

北運(yùn)河?xùn)|起渾河?xùn)|陵渠首，西至塔灣閘，又稱沈陽市渾北灌區(qū)總干渠，總干上游段與牤牛河、輝山明渠平交，在榆樹屯設(shè)有泄洪閘排入渾河。北運(yùn)河流經(jīng)東陵、沈河、皇姑、于洪4個(gè)區(qū)，全長26.05 km。布設(shè)的2個(gè)測(cè)點(diǎn)，分別為：北運(yùn)河下游，向工街段；北運(yùn)河上游，東寧街橋。

4 監(jiān)測(cè)時(shí)間

監(jiān)測(cè)工作進(jìn)行了4期，分別是：

1)2014年8月12—25日，對(duì)水功能區(qū)進(jìn)行選點(diǎn)監(jiān)測(cè)。

2)2014年9月12—25日，對(duì)水功能區(qū)進(jìn)行選點(diǎn)監(jiān)測(cè)。

3)2014年10月12—13日，對(duì)九龍河進(jìn)行選點(diǎn)監(jiān)測(cè)。

4)2014年10月19—20日，對(duì)北運(yùn)河進(jìn)行選點(diǎn)監(jiān)測(cè)。

5 儀器選擇

1)便攜式水質(zhì)檢測(cè)儀的選擇見表1。

表1 便攜式水質(zhì)檢測(cè)儀

2)常規(guī)檢測(cè)使用主要儀器設(shè)備見表2。

表2 常規(guī)檢測(cè)使用主要儀器設(shè)備

6 精度分析

本項(xiàng)目將便攜式設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)數(shù)據(jù)與實(shí)驗(yàn)室常規(guī)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比精度分析，即將兩種檢測(cè)方法得出的數(shù)值直接的進(jìn)行列表比較，根據(jù)檢測(cè)數(shù)據(jù)分析，可看出：便攜式檢測(cè)數(shù)據(jù)普遍大于實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)。檢測(cè)數(shù)據(jù)見表3。

表3 便攜式檢測(cè)數(shù)據(jù)與實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)比較表

序號(hào)檢測(cè)項(xiàng)目九龍河木舒屯段九龍河前集體村九龍河集體村北運(yùn)河向工街北運(yùn)河?xùn)|寧街橋便攜常規(guī)便攜常規(guī)便攜常規(guī)便攜常規(guī)便攜常規(guī)1pH值7.137.067.067.038.978.597.487.477.487.722溶解氧4.695.92.743.011.7912.93.785.27.068.13氨氮25.80.29729.20.63319.43.5735.24.900.20.9064銅1.280.032.510.010.560.020.060.020.05<0.015鋅0.60.080.5<0.020.4<0.020.7<0.020.3<0.026六價(jià)鉻0.02<0.0040.05<0.0040.1<0.0040.08<0.0040.02<0.0047氰化物0.032<0.0040.083<0.0040.026<0.0040.016<0.0040.012<0.0048硫化物0.007<0.02未檢出<0.020.057<0.02未檢出<0.020.04<0.029亞硝酸鹽氮110.0112<0.0131<0.01160.65130.3410硝酸鹽氮3747.13.30.47192.98345.7622.24.0011鐵0.130.2060.310.492.960.120.640.080.0812錳0.70.024.20.022.50.570.60.180.50.1813二氧化硅40.520.945.731.127.31.231.66.16.41.5

各檢測(cè)項(xiàng)目對(duì)比折線圖見圖1(以9月份數(shù)據(jù)為例)：

圖1 9月份檢測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比折線圖

7 綜合比較

本課題研究過程中，在便攜式儀器現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)后，將該處取樣點(diǎn)水樣留存，帶回實(shí)驗(yàn)室后，用實(shí)驗(yàn)室常規(guī)檢測(cè)方法，對(duì)水樣水質(zhì)進(jìn)行了化驗(yàn)。

7.1 人員配置

便攜式水質(zhì)檢測(cè)儀需要1人就可完成。

常規(guī)水質(zhì)檢測(cè)需要大量人員才能完成。

7.2 場(chǎng)地要求

便攜式水質(zhì)檢測(cè)儀在任何場(chǎng)地都可以進(jìn)行檢測(cè)。

常規(guī)水質(zhì)檢測(cè)只能在實(shí)驗(yàn)室完成。

7.3 檢測(cè)時(shí)間

通過時(shí)間比對(duì)，常規(guī)水質(zhì)檢測(cè)時(shí)間是便攜式水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀的2倍以上。

7.4 水樣采集

常規(guī)水質(zhì)檢測(cè)采樣需要添加保存試劑，而且根據(jù)采樣的種類不同，所添加的保存試劑種類不同，比較繁瑣。

便攜式水質(zhì)檢測(cè)儀不需要添加保存試劑，比較方便。

7.5 檢測(cè)數(shù)據(jù)比對(duì)：

便攜式水質(zhì)檢測(cè)儀在測(cè)量上與常規(guī)檢測(cè)方法存在誤差，對(duì)兩種檢測(cè)方式的檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析分析，可得出以下結(jié)果：便攜式檢測(cè)數(shù)據(jù)大于實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)的，占84.6%。但是誤差符合規(guī)定范圍。

1)pH值、溶解氧這2個(gè)項(xiàng)目，兩種檢測(cè)方法結(jié)果比較接近。

2)便攜式儀器對(duì)銅、鋅、六價(jià)鉻、氰化物、硫化物等5項(xiàng)均檢出相關(guān)數(shù)值，而常規(guī)水質(zhì)化驗(yàn)均未檢出

3)氨氮檢測(cè)，用便攜式儀器檢出的數(shù)據(jù)始終低于常規(guī)化驗(yàn)數(shù)據(jù)。

4)亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮、鐵、錳、二氧化硅等5項(xiàng)，用便攜式儀器檢出的數(shù)據(jù)始終大于常規(guī)化驗(yàn)數(shù)據(jù)。

8 結(jié) 論

通過以上數(shù)據(jù)比對(duì)分析發(fā)現(xiàn)，便攜式水質(zhì)檢測(cè)儀在水質(zhì)檢測(cè)中與常規(guī)檢測(cè)方法相比，存在明顯優(yōu)勢(shì)，具體如下 ：

1)它具有人員少、時(shí)間短、精度可靠、保存水樣要求低、檢測(cè)操作簡便等優(yōu)點(diǎn)，

2)在水污染事件應(yīng)急檢測(cè)中，可采用便攜式儀器對(duì)銅、鋅、六價(jià)鉻、pH值、溶解氧等5項(xiàng)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)。

3)在實(shí)際應(yīng)用便攜式儀器中，應(yīng)注意氨氮檢測(cè)項(xiàng)目，用便攜式儀器檢出的數(shù)據(jù)始終低于常規(guī)化驗(yàn)數(shù)據(jù)，以及氰化物、硫化物、亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮、鐵、錳、二氧化硅等7項(xiàng)，始終大于常規(guī)化驗(yàn)數(shù)據(jù)，這個(gè)趨勢(shì)性問題。

4)對(duì)于數(shù)據(jù)精度要求非常準(zhǔn)確的水質(zhì)檢測(cè)項(xiàng)目，便攜式水質(zhì)檢測(cè)儀不能替代常規(guī)實(shí)驗(yàn)室水質(zhì)檢測(cè)。

綜上所述，便攜式水質(zhì)檢測(cè)儀在一般性水質(zhì)檢測(cè)中，作為常規(guī)的實(shí)驗(yàn)室水質(zhì)檢測(cè)的補(bǔ)充,應(yīng)廣泛推廣使用。在今后我國抗御水資源自然災(zāi)害，尤其是突發(fā)性水污染事件以及對(duì)水資源的長期檢測(cè)中，便攜式水質(zhì)檢測(cè)方法，就其具備的顯著特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，將發(fā)揮著無可替代的重要作用。

[1]竹俊如.中有機(jī)污染物的快速檢測(cè)方法和儀器的研究[D].上海：華東師范大學(xué)，2015.

Comparative Study of Portable Water Quality Monitoring and Conventional Testing Instrument

TANG Xian-bin

(Shenyang Urban Hydraulic Science Research Institute，Shenyang 110043，China)

The incident is sudden and unpredictable，routine laboratory test samples collected from sample pretreatment，computer analysis to report the results，the whole process takes several hours，which can't meet the needs of emergency. This is an urgent need for water administration and environmental protection department of water quality monitoring team to constantly explore the emergency situation of water quality monitoring means and tools. The project in the Shenyang City area，with portable water quality monitoring equipment used in sudden water pollution accident emergency monitoring as the main research direction，to carry out routine monitoring results as the standard，monitoring and analysis of the accuracy of different portable instruments，so as to grasp the accuracy and applicability of the instrument to realize fast，accurate and scientific monitoring program.

portable; water quality; monitoring; evaluation；comparision

1007-7596(2016)12-0023-05

2016-11-12

湯先彬(1982-)，男，山東蓬萊人，工程師。

TP216

B