水質檢驗中監(jiān)測的質量控制方法

談劍宏 楊 惠 楊文晶

(江蘇省水文水資源勘測局蘇州分局， 江蘇 蘇州 215011)

水質檢驗中監(jiān)測的質量控制方法

談劍宏1楊 惠2楊文晶3

(江蘇省水文水資源勘測局蘇州分局， 江蘇 蘇州 215011)

水質監(jiān)測不僅是為了保證環(huán)境衛(wèi)生，同時也是為了保證居民安全用水。在實際工作的開展過程中，水質檢驗質量會受到多方面因素的控制，導致監(jiān)測的準確率不高。本文重點通過儀器參數的控制、儀器準確度測試、儀器精密度測試等方面對水質檢驗中監(jiān)測質量的控制進行探討。

水質檢驗； 監(jiān)測； 質量控制

水質自動監(jiān)測站是以分析儀器為核心，運用現代傳感技術、自動測量技術、計算機應用技術以及相關專業(yè)分析軟件和通信網絡所組成的綜合性的在線自動監(jiān)測體系。水質自動監(jiān)測儀具有最佳現場使用效果，可以對水質進行自動、連續(xù)監(jiān)測，數據遠程自動傳輸，隨時可以查詢到監(jiān)測水域的水質數據[1]，對于解決現行的水質監(jiān)測周期長、勞動強度大、數據采集和傳輸等問題，具有很高的社會效益和經濟效益。特別是在供水工程水質監(jiān)測斷面設置水質自動監(jiān)測站，能夠實現在水質發(fā)生惡化時，儀器自動報警或相應發(fā)出水質污染的預警預報，防患于未然，防止水污染事件的進一步發(fā)展，保障安全供水。

但是由于自動監(jiān)測儀器設備受現場環(huán)境條件和自動化控制要求的影響，其監(jiān)測數據的準確性不如實驗室經典化學分析方法，因此在使用之前，需對水質自動監(jiān)測系統(tǒng)的準確度、精密度、標準曲線檢查、檢出限、水樣比對試驗等進行比對測試工作以驗證自動監(jiān)測的可比性及準確性。

1 儀器設備主要參數

龍?zhí)粮鬯|監(jiān)測站的水質監(jiān)測參數為pH值、溫度、溶解氧、電導率、氨氮等，監(jiān)測儀是HACH公司生產的Hydrolab DS5水質多功能探頭。水質自動監(jiān)測系統(tǒng)儀器技術參數見表1。

表1 水質自動監(jiān)測系統(tǒng)儀器技術參數

2 儀器的準確度測試

對水質自動監(jiān)測站的pH值、氨氮項目進行了準確度測試，每個項目連續(xù)測試兩次，測試結果評價見表2。

表2 各測定儀器準確度測試結果評價

經測試，pH值、氨氮項目測定結果均在樣品真值范圍內，自動測定儀器設備的準確度合格。

3 儀器的精密度測試

對儀器進行校準后，利用國家標準樣品(或按規(guī)定方法配制的標準溶液，濃度范圍為量程的20%～80%)進行測試，連續(xù)測定 7次，檢驗儀器的精密度。儀器的精密度以相對標準偏差RSD表示，-10%≤RSD≤10%為合格。相對標準偏差計算公式如下：

(1)

式中xi——第i次測定結果；

對水質自動監(jiān)測站的pH值、電導率、氨氮項目進行了精密度測試。測試結果評價見表3。

表3 各測定儀器精密度測試結果評價

經測試，pH值、電導率、氨氮項目測定相對標準偏差均小于10%，各自動測定儀器設備的精密度合格。

4 儀器的標準曲線檢查

在儀器規(guī)定的測量范圍內選擇7個濃度的標準溶液按樣品方式測試，進行記錄，采用最小二乘法線性回歸，要求相關系數γ≥0.999，截距進行t檢驗，與零無顯著差異為合格。檢查了pH值、氨氮兩個項目。各監(jiān)測項目測試數據及結果評價見表4。

經測試，pH值、氨氮項目儀器標準曲線測試結果相關系數r均大于0.999；截距t檢驗與零無顯著性差異。標準曲線檢查全部合格。

表4 自動監(jiān)測儀器標準曲線檢查測試結果評價

5 儀器檢出限的檢驗

儀器的檢出限采用實際測得的檢出限DL，將氨氮指數測試結果填入測試結果評價表。實際檢出限優(yōu)于或等同于相關技術條款要求為合格。檢測限計算公式如下：

(2)

式中:Sb——空白或配制的低濃度標準溶液的標準偏差，測定次數為 11次(低濃度溶液按儀器3倍檢出限濃度配制)；

b——校準曲線的斜率；

xi——第i次測定結果；

測試數據及結果評價見表5。

表5 各儀器設備檢出限測試結果評價

經測試，氨氮項目實際測得的檢出限均優(yōu)于或等于技術要求，檢出限檢查合格。

6 對比測試實驗

6.1 實驗原理

實際水樣對比試驗于上述工作全部完成后進行，對比試驗期間，自動監(jiān)測儀器處于自動運行狀態(tài)，不進行人為校準、重新設置等[2]。

本次對比試驗對實際水樣采用實驗室標準分析方法和儀器自動監(jiān)測系統(tǒng)兩種方法同步分析，并對測試數據進行對比分析，評價自動監(jiān)測儀器測試結果與國家標準分析方法測定結果的偏差。

自動監(jiān)測儀器的測定結果與實驗室測定結果(均值)進行對比，同一測次二者相對誤差RE≤±15%為合格，同一項目合格率應不小于90%。相對誤差RE的計算公式如下：

(3)

式中xi——自動監(jiān)測儀器的測定值(以終端讀數為準)；

x1——實驗室的測定值(兩次測定結果平均值)。

6.2 對比測試實驗方案

a.水樣采集。對比試驗應與自動監(jiān)測儀器同步采樣，采樣位置與自動監(jiān)測儀器的取樣位置盡量保持一致。每次同步采集用于實驗室分析用水樣時，均取平行雙樣。

b.采樣、測試頻次與比對項目測試方法。按照對比測試方案要求，在儀器自動測試時，同步采集水樣并記錄儀器測量數據，將實驗室數據及自動站測試數據填入水樣比對測試結果評價表。

比對項目包括水溫、pH值、電導率、溶解氧、氨氮5個項目。各項目實驗室分析均按照國家標準分析方法進行，其中溫度、pH值現場采樣后同步測量。對水樣進行密封保溫保存后于30min內帶到實驗室測量氨氮、溶解氧、電導率。水溫在現場使用溫度計或顛倒溫度計測定法進行測定，實驗室監(jiān)測方法編號為GB/T 13195—1991(《水質水溫的測定 溫度計或顛倒溫度計測定法》);pH值在現場使用玻璃電極法進行測定，實驗室監(jiān)測方法編號為GB/T 6920—1986(《水質pH值的測定 玻璃電極法》);電導率使用電導儀法進行測定，實驗室監(jiān)測方法編號為SL 78—1994(《電導率的測定(電導儀法)》);溶解氧使用電極進行測定，實驗室監(jiān)測方法編號為GB/T 7489—1987(《水質溶解氧的測定 碘量法》);氨氮在實驗室使用納氏試劑分光光度法進行測定，實驗室檢測方法編號為HJ 535—2009(《水質氨氮的測定 納氏試劑分光光度法》)?，F場質量控制按《水環(huán)境監(jiān)測規(guī)范》(SL 219—98)的規(guī)定執(zhí)行，每個水樣均測定平行雙樣，分光光度法項目做加標回收。

6.3 對比測試實驗結果

龍?zhí)粮鬯|自動監(jiān)測站pH值、水溫、電導率、溶解氧、氨氮自動監(jiān)測儀器檢測結果和實驗室測試結果對比見表6～表10。從表6可以看出pH值在10 ∶30、10 ∶32、10 ∶34自動監(jiān)測的結果分別為7.41、7.39、7.40，對應的實驗室結果為7.55、7.57、7.58，測定誤差范圍-2.38%～-1.85%，測試誤差低于15%，合格率達到了要求。從表7可以看出，水溫在10 ∶30、10 ∶32、10 ∶34自動監(jiān)測的結果分別為33.06℃、33.06℃、33.05℃，實驗室結果為32.8℃、33.0℃、33.0℃，測定誤差范圍0.15%～-0.79%，測試誤差低于15%[3]。從表8可以看出電導率在10 ∶30、10 ∶32、10 ∶34自動監(jiān)測的結果分別為473mS/cm、477mS/cm、473mS/cm，測定誤差范圍為-9.85%～-9.09%，測試誤差低于15%，合格率達到了要求。從表9可以看出，溶解氧在10 ∶30、10 ∶32、10 ∶34自動監(jiān)測的結果分別為4.95mg/L、4.94mg/L、4.92mg/L，實驗室結果分別為4.87mg/L、4.77mg/L、4.71mg/L，測定誤差范圍為1.64%～4.46%，測定誤差低于15%，合格率達到了規(guī)定要求。從表10可以看出，氨氮的自動監(jiān)測結果為0.69mg/L，實驗室

表6 pH值自動監(jiān)測比對實驗室測試結果

表7 水溫自動監(jiān)測儀器比對實驗記錄

表9 溶解氧自動監(jiān)測儀器比對實驗記錄

結果為0.70mg/L，測定誤差為1.4%，小于15%，合格率達到了要求。

表10 氨氮自動監(jiān)測儀器比對實驗記錄

7 結 論

綜上所述，江蘇省蘇州市龍?zhí)粮鬯|自動監(jiān)測系統(tǒng)儀器的準確度、精密度、檢出限和標準曲線經驗收均合格，滿足驗收測試方案要求；實際水樣比對測試結果，水溫、 pH值、電導率、溶解氧、氨氮5個項目均符合驗收測試方案要求，驗收合格，監(jiān)測站水質檢驗質量可以達到要求。

[1] 李國剛.環(huán)境監(jiān)測質量管理工作指南[M].北京：中國環(huán)境科學出版社出版,2010:247-251.

[2] 環(huán)境監(jiān)測質量管理技術導則 :HJ 630—2011[S].北京：環(huán)境保護部，2011:5-7.

[3] 國家環(huán)境保護總局.水和廢水監(jiān)測分析方法[M].4版.北京:中國環(huán)境科學出版社,2002:80-81.

DOI:10.16616/j.cnki.10-1326/TV.2017.03.011

Quality control method of monitoring in water quality inspection

TAN Jianhong1, YANG Hui2, YANG Wenjing3

(JiangsuHydrologyandWaterResourcesSurveyBureauSuzhouBranch,Suzhou215011,China)

Water quality monitoring not only aims at ensuring environmental health, but also can ensure safe water consumption of residents. Water inspection quality is controlled by factors in many aspects during actual work, thereby leading to low monitoring accuracy. In the paper, the monitoring quality control in water quality inspection is discussed in the paper mainly through instrument parameter control, instrument accuracy test, instrument precision test, etc.

water quality inspection; monitoring; quality control

10.16616/j.cnki.10-1326/TV.2017.03.010

TV213.4

A

2096-0131(2017)03- 0029- 04