水質自動監(jiān)測與常規(guī)監(jiān)測結果對比分析

摘要：為了能夠更加系統(tǒng)并深入地對水質自動檢測與常規(guī)檢測進行對比分析，文章選取運行較穩(wěn)定的湖庫型水質自動監(jiān)測站，對水質進行了自動監(jiān)測和常規(guī)監(jiān)測，并對檢測結果進行科學的實驗對比。通過實驗對比發(fā)現(xiàn)：站房內部進行的常規(guī)檢測、站房外部的常規(guī)檢測與自動監(jiān)測之間具有良好的一致性，自動監(jiān)測的數(shù)據(jù)偏差滿足規(guī)定要求。對這些誤差值進行分析可知，地表水質自動監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測結果相較于站房外檢測的結果之間存在的誤差屬于整體隨機性誤差。

關鍵詞：水質;自動化檢測;常規(guī)檢測;結果對比

中圖分類號：X832 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2020）11-0-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.11.051

Comparative analysis of automatic water quality monitoring and conventional monitoring results

Lu Fangfang

（Zhangzhou Dongshan Environmental Monitoring Station，Zhangzhou Fujian 363400，China）

Abstract：In order to be able to more systematic and in-depth comparative analysis of water quality automatic detection and conventional detection structure， in this paper， total phosphorus， ammonia nitrogen， potassium permanganate index， dissolved oxygen and pH value in water were measured by five automatic monitoring stations of National Lakes and reservoirs， the results were compared with scientific experiments. Through the comparison of experiments， we can find that there is no excessive error between the routine inspection inside the station house， the routine inspection outside the station house and the automatic monitoring， the error between the monitoring results of the surface water quality automatic monitoring system and the results from outside the station belongs to the whole random error.

Key words：Water 1uality;Automatic detection;Routine detection;Result comparison

項目多、質量可靠是地表水常規(guī)檢測的優(yōu)勢，其能夠充分保障數(shù)據(jù)的質量，法律效力相對較高。但是采用常規(guī)的檢測方式不能保障檢測的頻率，同時需要花費大量的人工成本，使得現(xiàn)階段環(huán)境管理中對于水質波動明顯水體的水安全保障、生態(tài)補償以及監(jiān)測預警等多方面要求都難以得到充分的滿足。因此，自動監(jiān)測手段開始逐漸被應用在水質監(jiān)測中，利用自動監(jiān)測的手段，能夠將監(jiān)測的頻次提升到2天1次，甚至部分項目還可以實現(xiàn)連續(xù)性長時間的監(jiān)測，水環(huán)境的質量變化能夠充分地體現(xiàn)出來，對突發(fā)的水環(huán)境污染事件能夠做出及時的應急響應，水環(huán)境污染預警的需求以及公共用水安全的需求能夠被充分的滿足。

1 實驗

1.1 分析項目和試驗方法

檢測指標包括pH、溶解氧、氨氮、高錳酸鹽指數(shù)、總磷。實驗室監(jiān)測中pH采用pH2700酸度計測定、氨氮采用納氏試劑光度法、總磷采用鉬銻抗分光光度法。高錳酸鹽指數(shù)采用酸性法、溶解氧采用碘量法。

1.2 樣品采集

對水站水質中的總磷、氨氮、高錳酸鹽指數(shù)、溶解氧以及pH值同時進行站房內常規(guī)監(jiān)測、站房外常規(guī)監(jiān)測以及自動化監(jiān)測，頻率為1天2次，監(jiān)測時間為監(jiān)測當天的早上9點和下午4點。站房外常規(guī)監(jiān)測是在水站外的水體中采集水樣，采水位置與水站采水頭的位置一致，站房外常規(guī)監(jiān)測在每次開展實驗的過程中，水站應當運行采水系統(tǒng)，并從實際水體中進行手工采樣，采集到的樣品經過30min的沉淀之后送往實驗室進行常規(guī)監(jiān)測;而站房內的常規(guī)監(jiān)測就是自動化監(jiān)測系統(tǒng)將實際水體中的樣本進行采集并將輸送到沉淀池內。而自動化監(jiān)測就是采水系統(tǒng)運行后，沉淀池中的水樣經過水管送往自動化監(jiān)測儀進行科學的分析。

1.3 實驗數(shù)據(jù)

整個實驗歷經2個月的時間，共獲得3 892組數(shù)據(jù)，其中總磷752組、氨氮1 074組、高錳酸鹽指數(shù)993組、溶解氧742組，pH 952組。

1.4 數(shù)據(jù)對比

對實驗數(shù)據(jù)進行分析可得，站房外常規(guī)監(jiān)測與站房內常規(guī)監(jiān)測數(shù)據(jù)因采配水系統(tǒng)引入的系統(tǒng)誤差;同時根據(jù)站房內常規(guī)監(jiān)測數(shù)據(jù)與自動監(jiān)測數(shù)據(jù)可分析自動監(jiān)測儀、分析試劑以及分析方法等多種因素能夠產生的誤差;對站房外常規(guī)監(jiān)測數(shù)據(jù)與自動化監(jiān)測數(shù)據(jù)的誤差進行全過程的綜合對比。

2 結果與討論

2.1 相對誤差和相對偏差分析

通過對實驗數(shù)據(jù)誤差大小的分析可以發(fā)現(xiàn)，站房外常規(guī)監(jiān)測結果與站房內常規(guī)監(jiān)測結果的一致程度較高，說明采配水系統(tǒng)引入的誤差并不大。在線監(jiān)測結果與站房內常規(guī)監(jiān)測結果的沒有差異，可以說明配水管以及自動監(jiān)測引入誤差的影響較小;而在線監(jiān)測結果與站房外常規(guī)監(jiān)測結果一致程度同樣則說明采配水系統(tǒng)以及自動監(jiān)測儀引入的誤差對水質檢測的結果并不會產生太大的影響。相對誤差值和偏差值如表1所示。

深入的分析各種結果，與常規(guī)條件下的檢測結果相比，自動監(jiān)測儀器與常規(guī)檢測儀器之間的差異就是自動監(jiān)測結果的誤差，其中采配水系統(tǒng)引入的誤差并不會造成太大的影響，采水管路能夠通過再來水以及實際水體的方式進行清洗，并對在線從監(jiān)測儀標準物質進行核查，強化實際水體比對測試等工作，最大限度地將采配水系統(tǒng)所帶來的偶然性誤差進行縮減，為儀器的良好性能做出充分保障，提升監(jiān)測結果的準確性以及可靠性。

2.2 誤差分析

針對站房內常規(guī)監(jiān)測、站房外常規(guī)監(jiān)測以及自動化監(jiān)測三者之間的誤差特征進行深入的分析我們可以發(fā)現(xiàn)，三者之間的誤差有著明顯的隨機性特征，并不屬于系統(tǒng)性誤差，總結三者的差異大致可以分為以下幾種：第一，誤差值基本上都接近零;第二，標準差在進行不斷傳遞的過程中逐漸變大;第三，峰度大，偏度較小，這個監(jiān)測指標在3種監(jiān)測方式中都呈現(xiàn)平均為10.7的峰度，以此可以充分說明，在均值附近出現(xiàn)了相對較大的誤差，有負偏以及正偏出現(xiàn)在數(shù)據(jù)誤差中，但是都沒有表現(xiàn)出較大的偏度;第四，在進行傳遞的過程中這些誤差正在不但的擴大，其中在傳遞的過程中不斷變大的還有數(shù)據(jù)差異的整體的整體性，而最小值相應變小，進而導致出現(xiàn)了數(shù)據(jù)誤差區(qū)間在傳遞過程中也開始不斷變大的情況。

3 結論

通過分析站房內常規(guī)檢、站房外常規(guī)監(jiān)測與自動監(jiān)測之間的誤差可知：首先，在一致程度方面，站房內常規(guī)檢測結果與站房外饞鬼檢測結果相對較高，以此，可以有效判斷配水系統(tǒng)的引入誤差較小;其次，站房中采用自動監(jiān)測以及常規(guī)檢測方式所呈現(xiàn)的結果在一致程度方面都表現(xiàn)良好，這也能充分說明自動監(jiān)測儀與配水管引入之間的誤差并不大;站房外常規(guī)監(jiān)測結果與自動監(jiān)測結果的一致程度相對較高，針對這種情況就能夠充分說明站房外監(jiān)測記過與地表水質自動監(jiān)測系統(tǒng)之間的誤差是一種隨機性較強的誤差，并非系統(tǒng)性誤差;相較于常規(guī)監(jiān)測數(shù)據(jù)，自動監(jiān)測數(shù)據(jù)結果有著較高的準確性以及及時性，說明自動監(jiān)測系統(tǒng)在無人看守的情況下能夠保障實際水體連續(xù)監(jiān)測得以實現(xiàn)，能夠將數(shù)值連續(xù)變化的情況準確地反映出來，自動監(jiān)測的高頻次監(jiān)測能夠保障監(jiān)測結果的可靠性、合理性以及科學性，管理部門對水環(huán)境質量目標監(jiān)測以及水環(huán)境生態(tài)補償監(jiān)測的要求能夠被充分實現(xiàn)。

因此，對于水質自動監(jiān)測站運行穩(wěn)定性的相關管理工作相關部門應當更加重視，真正提升水站運行維護的水平，最大限度地控制自動監(jiān)測系統(tǒng)運行過程中出現(xiàn)的隨機誤差;要優(yōu)先采用更加先進的檢測手段對清潔水體進行檢測，使監(jiān)測誤差進一步縮小;建議在社會經濟發(fā)展的基礎上重視對水庫、護坡以及河流斷面生態(tài)補償工作得重視，并將自動化監(jiān)測的工作方式更加積極的應用于其中。

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收稿日期：2020-09-11

作者簡介：盧芳芳（1987-），女，漢族，研究生，工程師，研究方向為水污染控制和環(huán)境監(jiān)測。