水質(zhì)自動采樣器采集水樣的檢測結(jié)果可靠性分析

邱小燕，劉海春

（揚(yáng)州市職業(yè)大學(xué)，江蘇 揚(yáng)州 225000）

水質(zhì)采樣方法主要有人工采樣與自動采樣。水質(zhì)自動采樣器通過遠(yuǎn)程控制，實(shí)現(xiàn)定量、定時定量、定時流量比例和定流定量等多種方式采樣及裝瓶，減少了采樣周期及勞動強(qiáng)度，實(shí)時性強(qiáng)，且可連接自動監(jiān)測裝置分析水質(zhì)指標(biāo)，在水環(huán)境監(jiān)測中應(yīng)用日漸廣泛[1]。自動采樣采集水樣的保真性是水質(zhì)分析監(jiān)測工作的基礎(chǔ)，通過兩種方式采集水樣，然后進(jìn)行分析對比，人們可以判斷自動采樣系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性[2]。

1 水質(zhì)自動采樣器技術(shù)參數(shù)

水質(zhì)自動采樣器一般由控制單元、采水單元、水樣分配單元、采樣瓶和恒溫單元等組成。在控制器的控制下，水樣經(jīng)過蠕動泵按設(shè)定程序定量采入指定的采樣瓶中，并完成低溫冷藏供實(shí)驗(yàn)室分析使用。

本研究中采用的水質(zhì)自動采樣器性能及采樣程序符合《水質(zhì)自動采樣器技術(shù)要求及檢測方法》（HJ/T 372—2007）、《水質(zhì) 采樣技術(shù)指導(dǎo)》（HJ 494—2009）、《水質(zhì)樣品的保存和管理技術(shù)規(guī)定》（HJ 493—2009）等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求。

2 水樣采集

自動采樣較人工采樣主要有以下幾點(diǎn)區(qū)別。

2.1 采樣位置不同

人工采樣一般根據(jù)被測水體情況，綜合考慮水深、水流斷面面積和水力條件等因素，設(shè)置一個或多個采樣點(diǎn)。自動采樣器則安裝在站房內(nèi)，采樣頭位置固定且對水位有一定的要求，采樣位置往往與人工采樣不同。

2.2 采樣環(huán)節(jié)不同

人工采樣的中間環(huán)節(jié)較少，水樣與采樣器具接觸面積小、時間短，不易造成水樣污染，檢測結(jié)果能較真實(shí)地反映水質(zhì)狀況。自動采樣器按預(yù)定設(shè)置的采樣模式，自動采集水樣，直至定量注入采樣瓶，最后將多余或滯留的水樣排走并清洗管路，樣品在采樣系統(tǒng)中傳送距離較長，與傳送器具接觸面積較大，水樣中的污染物質(zhì)易發(fā)生成分、含量的變化，導(dǎo)致檢測結(jié)果與真實(shí)情況存在差距[3]。

2.3 設(shè)置過濾網(wǎng)

自動采樣器采樣頭設(shè)置了過濾網(wǎng)，防止懸浮物堵塞采樣管路，但部分物質(zhì)被截留會影響檢測結(jié)果。例如，懸浮物被截留，導(dǎo)致自動采集水樣的COD檢測結(jié)果偏低。

采集化工廢水、印染廢水以及生活污水的3家污水處理廠出水作為分析對象，采樣前對人工采樣器及自動采樣器的采樣頭和取水管路進(jìn)行清洗，人工采樣位置選擇在自動采樣器采樣頭所處的同一水深相鄰點(diǎn)位上，兩種方式同時采集瞬時水樣后當(dāng)天送實(shí)驗(yàn)室用同種方法檢測。

3 試驗(yàn)分析

3.1 檢測指標(biāo)及方法

化學(xué)需氧量（CODCr）、氨氮（NH3-N）、總磷（TP）三個常規(guī)水質(zhì)指標(biāo)作為檢測項(xiàng)目，檢測執(zhí)行的方法標(biāo)準(zhǔn)分別為《水質(zhì) 化學(xué)需氧量的測定 重鉻酸鹽法》（HJ 828—2017）、《水質(zhì) 氨氮的測定 納氏試劑分光光度法》（HJ 535—2009）、《水質(zhì) 總磷的測定 鉬酸銨分光光度法》（GB 11893—1989）。

3.2 檢測結(jié)果

針對3家污水處理廠出水，采用兩種采樣方式，各連續(xù)采集6個水樣，然后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室檢測，設(shè)定人工采樣檢測結(jié)果為真值，以相對誤差在±15%以內(nèi)的數(shù)據(jù)為比對合格數(shù)據(jù)，檢測結(jié)果如表1、表2、表3所示。其中，自動方式和人工方式檢測結(jié)果的單位均為mg/L。

表1 化工廢水處理后出水自動采樣與人工采樣檢測結(jié)果

表2 印染廢水處理后出水自動采樣與人工采樣檢測結(jié)果

表3 生活污水處理后出水自動采樣與人工采樣檢測結(jié)果

3.3 檢測結(jié)果分析

對比同時段、同位置的自動采樣與人工采樣樣品檢測數(shù)據(jù)，本研究得出以下結(jié)果。一是自動采樣器采集的3類共18個水樣檢測結(jié)果總合格率分別為CODCr94.4%、NH3-N 66.7%、TP 88.9%。其中，NH3-N總合格率較低，因自動采樣采集的樣品不加蓋存放于采樣器內(nèi)較長時間，造成氨氮的損失。二是自動檢測結(jié)果大于人工采樣結(jié)果，出現(xiàn)的比例分別為CODCr61.1%、NH3-N 50%、TP 77.8%。由于采樣及分析工作在7月進(jìn)行，氣溫較高，自動采樣系統(tǒng)管路內(nèi)受藻類污染，導(dǎo)致CODCr、TP檢測結(jié)果偏大。

另外，自動采樣采集的3類水樣的前50%樣品合格率分別為：CODCr88.9%、NH3-N 55.6%、TP 88.9%。后50%樣品合格率有所提高，分別為：CODCr100%、NH3-N 88.9%、TP 88.9%。采樣前雖然對采樣器、采樣頭及采樣管路進(jìn)行了清洗，但是由于管線較長，人們需要充分清洗才能使采集的初始樣品合格率增加。隨著采集樣品數(shù)量的增加，采樣管路得到了進(jìn)一步的清洗，后50%樣品合格率提高。

4 提高自動采樣器運(yùn)行可靠性措施

水質(zhì)自動采樣與人工采樣檢測結(jié)果雖存在一定差異，但是人們可采取措施提高其運(yùn)行可靠性，提高環(huán)境監(jiān)測工作成效，充分發(fā)揮其在水質(zhì)監(jiān)控、污染源監(jiān)督等方面的優(yōu)勢。一是樣品留于采樣器內(nèi)開蓋保存較長時間容易引起揮發(fā)性物質(zhì)檢測結(jié)果偏低，因此采樣完成后盡快取出樣品進(jìn)行分析，樣品保存及運(yùn)輸過程中應(yīng)減少震蕩、密閉瓶蓋[4-5]。二是自動采樣后還應(yīng)檢查每個樣品中是否存在較大的顆粒物，如葉子、碎石塊等，如果存在，應(yīng)棄掉該樣品，重新采集。三是在使用水質(zhì)自動采樣器進(jìn)行采樣前對采樣頭和采樣管路進(jìn)行充分清洗，自動采樣器取水管路應(yīng)選用機(jī)械強(qiáng)度高、化學(xué)及熱穩(wěn)定些好、內(nèi)壁光滑易清洗的材料，從而盡量減少樣品污染，還可在自動采樣系統(tǒng)中設(shè)置專用于去除水生藻類滋生的臭氧發(fā)生器系統(tǒng)，定期對采樣頭及取水管路系統(tǒng)進(jìn)行臭氧消殺。四是不定期采取自動和人工兩種方式進(jìn)行比對分析，若出現(xiàn)偏離，應(yīng)及時分析原因進(jìn)行糾正，保證自動采樣器采集樣品的可靠性。