溶解氧水質(zhì)自動監(jiān)測值偏低的原因探討

姚 成，鄧 娜

(江西省環(huán)境監(jiān)測中心站，江西 南昌 330039)

1 引言

空氣中的分子態(tài)氧溶解在水中稱為溶解氧，通常記作DO，用每升水里氧氣的毫克數(shù)表示。溶解氧值是研究水體自凈能力的一種依據(jù)。水里的溶解氧被消耗，要恢復(fù)到初始狀態(tài)，所需時間短，說明該水體的自凈能力強，或者說水體污染不嚴重，否則說明水體污染嚴重，自凈能力弱，甚至失去自凈能力。自然狀態(tài)中，水中適量的氧是魚類，好氧菌生存和繁殖的基本條件。在一個大氣壓、溫度為0 ℃的淡水中，溶解氧呈飽和狀態(tài)時的含量高于10 mg/L，當溶解氧低于4 mg/L時，魚類難以生存。

為能及時準確地了解各大河流的水質(zhì)情況，水質(zhì)自動監(jiān)測站配備了溶解氧、濁度、水溫、pH值、電導(dǎo)率、高錳酸鹽指數(shù)、總磷、總氮和氨氮等9參數(shù)自動監(jiān)測儀器。本文的主要目的是針對自動監(jiān)測站對一些河流監(jiān)測斷面高錳酸鹽指數(shù)、總磷和氨氮指標監(jiān)測值均在Ⅲ類以內(nèi)甚至Ⅰ、Ⅱ類，但溶解氧卻只有2.6～4.9 mg/L這種現(xiàn)象分析溶解氧測量值偏低的原因。

2 溶解氧與高錳酸鹽指數(shù)線性關(guān)系

地表水的溶解氧和高錳酸鹽指數(shù)有顯著性線性關(guān)系，方程為y=-0.5461x+8.0838，當高錳酸鹽指數(shù)的檢測數(shù)值大于5.35 mg/L，溶解氧有可能低于Ⅲ類水限值5 mg/L[1]。

3 溶解氧數(shù)據(jù)分析

從表1數(shù)據(jù)看，只有D和J斷面高錳酸鹽指數(shù)超Ⅱ類，其它斷面高錳酸鹽指數(shù)均為Ⅰ類，根據(jù)溶解氧與高錳酸鹽指數(shù)線性關(guān)系，可信度不高，在這12個點位中除個別點位(F)在所選取的12 d中連續(xù)溶解氧超Ⅲ類水限值其它點位只是偶爾出現(xiàn)溶解氧水質(zhì)超Ⅲ類情況，按正常情況溶解氧均應(yīng)達到Ⅲ類限制要求。尤其對E、F、I幾個斷面連續(xù)溶解氧低于4 mg/L和其它偶爾出現(xiàn)溶解氧低于4 mg/L的監(jiān)測值的監(jiān)測斷面，其數(shù)據(jù)更為不準確，更不能反映一個斷面真實水質(zhì)情況。

3 造成溶解氧水質(zhì)在線監(jiān)測值偏低的原因分析

(1)采水系統(tǒng)問題。主要表現(xiàn)在：①采水口采樣位置不合理，采水泵沉底甚至被河底泥沙填埋所采集的水樣不滿足規(guī)范要求或者沒有找到有代表性的采水點設(shè)置取水口(如取水口設(shè)置在死水區(qū)，回水區(qū)等)[3]不能反映整個斷面的水質(zhì)情況等；②采水管路過長或彎口太多不滿足技術(shù)規(guī)范(《地表水自動監(jiān)測技術(shù)規(guī)范(試行)》HJ915-2017[4]、《地表水水質(zhì)自動監(jiān)測站站房及采排水技術(shù)要求(試行)》[5])導(dǎo)致采水過程中消耗掉部分氧而使溶解氧偏低。

(2)溶解氧儀器設(shè)備問題。主要表現(xiàn)在：①溶解氧電極損壞；②溶解氧測試過程中不能對水樣進行攪拌而導(dǎo)致水樣與電極膜接觸的瞬間將接觸膜部位水樣中的溶解氧耗盡而導(dǎo)致讀數(shù)不準[6]。

(3)方法誤差問題。主要表現(xiàn)在監(jiān)測方法的測量不確定度所引起。水樣溶解氧的真值未知，我們只有在特定的條件下尋求最佳的真值近似值。根據(jù)《膜電極法測定水中溶解氧的測量不確定度評定》[7]對水中溶解氧的測量不確定度進行了評定，其擴展不確定度為0.6 mg/L(k=2)，或表示為：(X±0.6) mg/L，k=2。

(4)水樣本身的問題。主要表現(xiàn)在：①水樣水質(zhì)差水中耗氧微生物或植物將水中溶解氧消耗掉，如水中過量的水葫蘆、藻類或耗氧微生物等等。②秋季大量落葉之類覆蓋在采水口周邊導(dǎo)致水樣溶解氧偏低。

4 確保溶解氧水質(zhì)在線監(jiān)測數(shù)據(jù)準確可靠的幾點建議

(1)確保取水口符合標準規(guī)范采集到有代表性的水樣，并按技術(shù)規(guī)范對采水管道進行清洗。采水是關(guān)鍵，只有所采取的水樣具有代表性和準確性才能保證分析的準備性。

表1 各監(jiān)測斷面水質(zhì)在線監(jiān)測值 mg/L

(2)儀器運維人員素質(zhì)保證，運維人員應(yīng)持證上崗、具有專業(yè)知識和豐富的運維經(jīng)驗。具體要求為運維人員需要熟練掌握儀器的操作規(guī)程、對監(jiān)測數(shù)據(jù)具有很強的敏感性和對儀器設(shè)備和采水設(shè)施是否出現(xiàn)故障有快速準確的判斷性等等。尤其當監(jiān)測數(shù)據(jù)出現(xiàn)在標準限值的臨界值時，更應(yīng)該對監(jiān)測數(shù)據(jù)有個準確的判斷，觀察斷面取水周邊是不是出現(xiàn)異常情況、采水系統(tǒng)所采集上來的水樣是不是符合技術(shù)規(guī)范、儀器系統(tǒng)干預(yù)是不是正常和在線監(jiān)測儀是不是正常等，將可能導(dǎo)致監(jiān)測數(shù)據(jù)超標的現(xiàn)象詳細記錄下來，必要時可請有資質(zhì)的實驗室對斷面水質(zhì)進行實際水樣比對，對于不是因為水質(zhì)的原因而導(dǎo)致數(shù)據(jù)超標的要及時報備，并解決現(xiàn)場問題確保發(fā)出去的數(shù)據(jù)準確可靠。

(3)運維公司有對每個監(jiān)測站的詳細的質(zhì)控措施，除按技術(shù)規(guī)范要求的質(zhì)控要求外，建議加一條對各監(jiān)測指標標準限值值針對每臺儀器做一個擴展不確定度實驗。

(4)確保網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性，防止數(shù)據(jù)包的丟失或傳錯。數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)采儀如果是通過模擬量傳輸，要保證網(wǎng)絡(luò)傳輸參數(shù)的準備性，確保上傳的監(jiān)測數(shù)據(jù)準確。