談在線水質自動監測質量控制措施

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摘要：水體質量監測過程中，在線水質自動監測系統應用具有重要作用。在系統應用運行中，將先進技術應用于水質自動監測，能夠實現對水體質量的全面了解，進而根據實際情況采取相應改善措施，做好質量控制工作。詳細闡述在線水質自動監測質量控制措施，并與實際經驗相結合，對質量檢查及審核提出相關建議。

關鍵詞：自動監測；系統設計；質量控制

隨著科技發展及技術進步，自動化技術得以在在線水質監測系統廣泛應用。在線水質監測系統在運行過程中，可以提前設置好相關程序，實現數據的自動化采集與處理，并詳細分析數據，進而直接體現出水體的質量。工作人員便可以根據所得數據，制定有效的改善措施，進而有效保證水質監測工作的準確性，以及在線水質自動監測系統的穩定性。在線水質自動監測質量控制，包括人員素質提升、運行及管理機制制定、試劑與標準配制等，自動監測有別于傳統監測方式，它具有連續監測的特點，因此做好質量控制工作十分重要。

1.水質自動監測系統組成

水質自動監測系統的核心元件為在線自動分析儀，該系統有效集合了現代傳感器技術、自動化測量技術、自動化控制技術、計算機應用技術以及通訊網絡技術等，其主要組成部分為水質自動監測站以及水質自動監測數據平臺，如圖1所示。水質自動監測站的主要部分包括站房、采水系統、輔助系統、質量控制單元、傳輸單元及數據采集單元等。輔助單元的主要組成部分為廢液單元、防雷設施及純水制備單元等；水站自動監測數據平臺的主要功能為對水站進行遠程監控以及數據的傳輸、統計及應用。

2.自動站建設過程中需重視問題

2.1站點選擇

站點選擇決定著監測水樣時間及空間上是否具有典型性，能否將監測水體質量情況真實有效地體現出來。選擇站點位置的過程中需要對斷面的特征進行全面分析，需要考慮的因素較多，主要包括水流穩定性強弱，水流是否存在湍流或者紊流，水深以及河道或堤岸抗沖刷性能強弱等，在選擇站點時需要對下述幾點加以重視。選擇斷面時應該盡量保證其位于平直河段，水文條件良好；同上流支流匯合位置或者排污口有一定的距離，能夠確保水質的均勻穩定性；基于不對航道正常運行的影響，取水點需要與河岸保持較遠的距離；取水口位置應該具有一定的水交換性能，不能將河流取水口設置在死水區域、緩流區域或者回流區域；將取水點設置在水下0.5～1m的范圍之內，并預防底質淤泥影響到采水水質；明確站點位置的過程中需要認真比較取水口位置水質和斷面水質，如果二者指標相差較大，應該及時更換位置。

2.2采水、配水系統設計

采水系統需要確保任何情況下都可以將采樣點的水樣引流到站房，配水系統則需要與儀器設備結合合理調配水流流量及壓力，并進行有效清洗及過濾，為在線自動監測儀器提高符合監測要求的水樣。對采水系統進行設計時，需要對當地水文條件、地質環境、防洪性能等進行全面分析，合理選擇。應將采水口設置在沖刷區域，盡量不要設置在死水區域、緩流區域或者回流區域，不要設置在湍流區域以及淤泥較多的區域，以防水樣在傳輸管路中發生物理及化學作用，水質發生變化。很多水質自動站建設過程中因為沒有合理設計采水系統，直接導致采水難度較多或是采集水樣沒有典型性。除此之外，北方地區溫度偏低，需要對該系統設置專門的動態加熱裝置，以防管路在寒冬季節被凍結，水流中泥沙含量較多的點位需要合理設置反沖洗系統，做好排沙處理。表1為不同種類采水系統及使用場合。配水系統則需要滿足儀器設備對水流和水壓的要求，例如如果使用膜電極法對溶解酶進行測定，在該環節中，需要補充溶解酶才能保持平衡，這水流速對測定有較大影響，配水系統的設計需要結合儀器要求流速情況進行分析，否則測試數據會較低。通過配水系統處理水樣的過程中要注意不要破壞被測水樣的成分，水質參數不需要進行預處理，直接分析即可。

2.3自動監測儀器選型

水質自動監測需要通過相關儀器設備實施，為了確保儀器量值溯源和常規檢測結果能夠進行有效對比，儀器監測方法需要根據國家標準方法執行。同時儀器監測的范圍要與監測水質的要求相符，與水質情況結合明確儀器量程，通常情況下監測水樣的濃度范圍在滿量程的20%~90%，否則則可能出現較大誤差。對水質較好的斷面來說，應選擇高靈敏度的設備，例如對低濃度氨氮監測時，則需要選擇氨氣敏電極，有效降低誤差。對于水質較差的斷面來說，可選擇燃燒法TOC。

2.4數據輸出及采集

應保證數據傳輸及采集的完整性和準確性，最大程度上降低誤差。需要對儀器的輸出量程及控制軟件設置量程的一致性進行定期檢查，如果兩者存在差異則需要及時恢復原設置，嚴禁工作人員隨意更改量程。除此之外還需要對數據采集系統數據及實時數據的一致性進行定期檢查，如果存在較大差異或者無法下載儀器數據則需要及時采取有效的處理措施。

3.在線水質自動監測質量控制措施

水質自動監測所包含的檢測項目較多，使用自動化監測儀器的過程中需要嚴格按照相關標準進行。

3.1定期校準

與實際水質情況結合，明確分析儀的校準時間，確保校準周期不大于1個月。在校準儀器的過程中還需要及時清洗傳感器，做好試劑更新處理，全面清洗內部系統，并與檢測數據結合，隨機校準系統局部單元，分析檢查數據是否處于標準范圍內。某分析儀每20天進行一次標準循環，同時更新試劑，全面清洗，需要觀察其V0值和V2值是否符合相關要求，通常情況下V0值約為400V，V2值約為1200V，二者之間的差值在800V左右。

3.2標液核查

定期檢測自配標準溶液，低儀器的基線漂移情況進行分析。具體應用步驟：某儀器使用71號管，連續6次檢測自配標準溶液，根據結果計算儀器的精密度和準確度，如果使用質控樣對共同檢測，則需要查看測定值是否和標準值相符。質控樣和自配標準溶液的濃度值范圍在儀器量值的中間區域，計算公式如下（RE表示準確度，如果該值大于10，則需要對儀器重新校準）：該計算公式中表示對樣品6次檢測的平均值，c表示標準樣品標準值，使用RSD表示儀器精密度，計算公式如下：

3.3試劑有效性檢測

工作人員需要定期更換水質自動監測儀器的標準溶液及試劑，使其于常溫狀態下存儲數周，但是在使用過程中，標準溶液及試劑極容易受到外部環境因素的影響，很容易發生分解和降解。例如試劑性質、室內環境因素及試劑濃度等都對標準溶液及試劑的穩定性有較大影響。一般情況下，需要將氧化試劑儲存在避光區域。標準溶液的濃度越高，其分解速度越慢，二者呈反相關關系。溶液及試劑都不可儲存在溫度較高的區域。為了確保二者檢測的可靠性，定期更換十分重要。

3.4比對實驗

在對水質自動監測系統運行情況進行檢查的過程中，應與實際情況結合進行水樣的比對實驗。應使用相同的水樣進行比對實驗，如果監測儀器需要過濾水樣，那么實驗中也需要過濾水樣，兩者取樣的位置需要相同。對瞬時水樣采取的過程中，同自動監測儀共同采樣，每次僅采取一個水樣進行實驗，采樣的過程中詳細記錄監測儀讀數，共采集兩個平行樣，將兩者對比分析。對比每次實驗結果平均值和自動監測儀的結果，計算誤差。計算公式：其中Xi表示監測儀器測試具體值，i表示實驗平均值。

3.5數據的檢查及審核

數據檢查及審核對于監測儀器來說十分重要，在線分析儀的一個周期通常為4個小時，定時對每組的數據展開分析。通常情況下，自動檢測數據具有較大的信息量，在實際操作環節，難免會發生數值較高或者較低的情況，如果在前后均為正常值的前提下數值異常，主要原因便是儀器內部試劑傳輸等因素導致，應及時解決。但是如果某參數發生改變，相關參數也隨之改變，則需要全面分析導致該問題的具體原因。如果數無法查明據異常原因，應認真核查系統各種不好走，并采集水樣進行詳細分析，并且增加監測的頻率，知道發現問題為止。通常情況下可以通過不同指標和數據的關聯性進行檢查和審核。數據檢查及審核工作是保障數據質量的重要途徑，能夠有效提高數據的可靠性，工作人員需要加以重視。

4.結語

在線水質自動監測的目的為了解水體變化情況，對于水環境的保護及治理提供重要參考數據，所以為了能夠保證數據的可靠性及準確性，應確保監測系統始終處于正常運轉的狀態下，根據實際情況實施有效的質量控制措施。

作者：吳瓊 湛忠宇 朱永軍 單位：江蘇省水文水資源勘測局南京分局