環境在線監測設備檢定中常見問題探討

肖引

摘 要 隨著環境問題的日益突出，越來越多的企業選擇使用在線監測設備來監測和上報排放數據，但由于行業發展還在摸索，制造工藝尚不成熟，在對在線監測設備的檢定過程中出現一些儀器與規程不相匹配的情況。筆者對數年來檢定工作中出現的常見問題及解決方案進行了總結，為相關檢定人員提供參考。

關鍵詞 環境在線監測設備 量程 標準溶液 不確定度 統籌方法

中圖分類號：X830.2 文獻標識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2017.09.014

Discussion on Common Problems in Verification of Environmental

On-line Monitoring Equipment

XIAO Yin

（Yichang Metrological Verification and Testing Institute， Yichang， Hubei 443000）

Abstract As environmental issues become increasingly prominent， more and more enterprises choose to use the online monitoring equipment for monitoring and reporting of emissions data， but due to the development of the industry is still groping， manufacturing technology is not mature， the emergence of some instruments and procedures do not match the situation in the verification process of on-line monitoring equipment. This paper summarizes the common problems and solutions in the verification work in the last few years， and provides reference for the relevant verification personnel.

Keywords environmental on-line monitoring equipment； range； standard solution； uncertainty； overall planning method

當前，在我國經濟的快速發展中，由于受到環境因素的影響，使經濟步伐的發展腳步逐漸變得緩慢下來，隨著國家和人民認識對環境問題認識程度的提高，國家對環境問題監管越來越嚴，環境問題越來越受到企業的重視。監管只能通過數據說話，環境在線監測設備應運而生。在本地，使用環境在線監測設備的企業有百余家，主要設備有COD在線監測儀，氨氮在線監測儀和總磷在線監測儀，筆者從事該項檢定工作三年多，對本地區數十家企業進行了檢定，碰到了一些問題，有一些收獲和感悟，現將環境在線監測設備檢定中常見問題及解決方案總結如下。

1 儀器量程的確定

在JJG 1012-2006《化學需氧量（COD）在線自動監測儀》中標準溶液的濃度規定為50mg/L，150mg/L和500mg/L，與儀器的量程無關。在JJG 631-2013《氨氮自動監測儀》 JJG 1094-2013《總磷總氮水質在線分析儀》明確規定了標準溶液濃度的選擇由儀器的量程決定，因而對于這兩種儀器而言儀器的使用量程直接影響檢定過程。在常規儀器的檢定過程中，我們往往從儀器的銘牌上確定儀器的量程進而進行檢定。筆者在對在線監測儀器檢定過程中發現，許多本地企業的在線COD監測儀無法測到500mg/L這個濃度或者數據嚴重失真，需要企業重新購置試劑才能進行檢定；而對于氨氮和總磷的檢定，如果僅按照儀器銘牌上的量程或者儀器默認的量程來檢定，不僅增加檢定機構的檢定成本，而企業也普遍認為最終的測量結果對他們的意義不大，同時在我們檢定過程中往往出現超出他們排放標準的數據，需要企業向環保局報備，給企業帶來了一些不便。

針對檢定過程中出現的上述問題，筆者積極與企業溝通。經過對本地數十家擁有在線監測設備的企業進行走訪發現，安裝在線監測設備的企業絕大多數是在企業的污水處理站，有著相對成熟穩定的處理設備和工藝，在線監測設備是用于對處理過的廢水進行監測并向環保局上傳各項指標的數據，COD、氨氮、總磷的數據都處于相對比較低且比較穩定的數值范圍。

針對在線監測設備測量方法和使用環境的特殊性，筆者認為可以按照企業的需要更改量程，現在的常用COD、氨氮、總磷都具有手動更改量程的功能，儀器上面一般只寫了儀器能使用的最大量程。在確定儀器的使用量程時，我們計量檢定人員不能僅從銘牌上讀取儀器的量程或者隨意選取一個量程，應當通過與企業人員及維保單位溝通，同時翻閱企業上傳至環保部門的相關數據，綜合考慮企業的實際需求，選擇合適的量程進行檢定，并以此量程作為儀器的使用量程。在氨氮和總磷檢定時按照檢定規程的要求檢定，對合格的儀器出具檢定證書。

對于在線COD而言，如果企業不能滿足測量規程中規定的高濃度的條件，筆者認為計量人員可以設置合適的量程，選擇合適的標準溶液進行測定，如企業長期測量100mg/L左右的污水，則可將量程設置為（5-300）mg/L，選擇50mg/L、100mg/L和150mg/L測定儀器的示值誤差，以100mg/L濃度測定儀器的示值穩定性，這樣的測量結果更具代表性。因未能檢全檢定規程中的所有項目，所以對于結果能夠滿足要求的COD在線監測儀仍應當出具校準證書。endprint

2 標準溶液的選擇

在三種儀器的檢定規程中均對標準試劑的不確定度提出了要求，其中COD和總磷的要求為不確定度不大于3%（k=2），氨氮的要求為不確定度不大于2%（k=2）。目前大多數省級以下計量檢定機構不具備配制標準溶液的資質，獲取途徑以購買標準溶液為主，除特別定制外，市場上銷售的標準溶液為特定濃度。而檢定過程中每一種儀器都對應三種不同濃度的標準溶液，每個地區企業在線監測設備的使用量程不盡相同，因此需要更多濃度的標準溶液，這就要求我們在檢定時稀釋。因為稀釋所用的刻度吸管、容量瓶等玻璃器具及稀釋過程中溫度變化都會引入不確定度。因此我們采購標準溶液時，都應當以購置標準溶液的不確定度為基礎對稀釋后溶液的不確定度進行評定，看是否都能滿足規程的要求。筆者以500mg/L標準物質不確定度為U=1%（k=2）溶液稀釋至10mg/L為例，對稀釋后溶液不確定度分析如下：

稀釋至10mg/L標準溶液需用250ml容量瓶和5ml單標線移液管。所用容量瓶和單標線移液管均為A級，稀釋過程中不確定度來源分別為：由標準溶液引入的不確定度分量，由容量瓶引入的不確定度分量，由單標線移液管引入的不確定度分量，由溫度變化引入的不確定度分量。

由標準溶液引入的不確定度分量

標準物質不確定度為U=1%（k=2），屬于B類評定，服從正態分布，則：

由容量瓶引入的不確定度分量

250ml容量瓶容量允差為±0.15ml，半寬為0.15ml，屬于B類評定，服從均勻分布，容量瓶讀書引起的不確定度相對太小，忽略不計，則不確定度為：

則

由單標線移液管引入的不確定度分量

5ml移液管容量允差為±0.015ml，半寬為0.015ml，屬于B類評定，服從均勻分布，則移液管示值誤差引入不確定度為：

由移液管讀數誤差引入的不確定度為：

因此單標線移液管引入的不確定度分量為：

由溫度變化引入的不確定度分量

溫度變化控制在2.0℃，水的膨脹系數為0.0021，屬于B類評定，服從均勻分布，則不確定度為：

合成不確定度

取 k=2，則擴展不確定度評定為

U=k×uc=2×0.69%L=1.4%

500mg/L標準溶液稀釋至以下常用濃度不確定度評定分量表如表1，表2所示，當初始濃度為1000mg/L或其它濃度時不確定度評定結果基本與表1、表2一致。

根據儀器規程的要求，COD和總磷標準溶液不確定度優于U=3%（k=2），氨氮標準溶液不確定度優于U=2%（k=2），結合表1、表2，在采購標準溶液時，COD和總磷標準溶液不確定度應不大于U=2%（k=2），氨氮標準溶液不確定度應不大于U=1%（k=2）。

3 實際操作中的統籌方法

計量人員在參照檢定規程檢定環境在線監測設備時往往會頭疼，因為這三種設備檢定時間長，可操作性較差，且經常出現檢定結果不理想，需要對儀器重新校正后再進行檢定的情況，這就使得原本就不高的工作效率變得更低。筆者從事過三年多的在線監測設備檢定工作，現將統籌檢定這三種儀器的步驟總結如下：

（1）在線監測設備使用在污水站，工作環境一般欠佳，這就使得我們在檢定之前與企業或維保單位聯系做好前期的準備工作，提前對儀器進行校零和量程校正，同時確保取水端到儀器中間管路無明顯雜質，避免在檢定過程中雜質影響檢定結果。

（2）將三種儀器都調為手動進樣模式，根據經驗，三種儀器中COD在線監測儀每次做樣需要五十分鐘左右，氨氮和總磷每次做樣需要四十分鐘左右。在COD在線監測儀檢定規程和氨氮在線監測儀檢定規程中都要求在三十分鐘做一次樣，連續做四個小時，分別檢定四個小時之內儀器的零點漂移和穩定性，筆者認為此兩項指標都應當以時間作為參考因素，因此在檢定的前四個小時可以對COD在線監測儀零點漂移，期間對氨氮的穩定性，總磷的重復性進行檢定。在進行上述檢定做樣的同時，按照檢定規程的要求對儀器的絕緣電阻等指標進行檢定。

（3）從規程可以看出，三種儀器技術指標之間都存在數據共用的情況，因此三種儀器的示值誤差都只需要六個樣品的數據，在這一步中，對示值誤差所需要的六個樣品進行檢測。

（4）此時氨氮檢定已經完成，將COD和總磷調為自動進樣模式，取樣時間間隔設為一小時，檢查打印設備是否正常，設置自動打印模式。取消自動校正模式，如果有些儀器不能取消零點自動校正模式，則可將現在做樣的初始時間調為零點，確保做標準樣品期間儀器不進行自動校正動作，避免校正后影響測量結果。連續運行24小時，設置好之后檢定人員可以離開，以打印紙上記錄的數據作為檢定的原始數據。

參考文獻

[1] 金麗莎，孫海林，劉偉等.JJG 1012-2006化學需氧量（COD）在線自動監測儀[S].2006.

[2] 丁敏，龔飛雁，謝陸云等.JJG 631-2013 氨氮自動監測儀[S].2013.

[3] 林楨，張瀟，王靜等.JJG 1094-2013 總磷總氮水質在線分析儀[S].2013.

[4] 杜書利，張志清，謝軍燕等.JJG 196-2006常用玻璃量器[S].2006.

[5] 葉德培，趙峰，施昌燕等.JJF 1059.1-2012測量不確定度評定與表示[S].2012.endprint