高錳酸鹽指數不同監測方式的比對分析

黃巧蘭

（河源市連平縣環境監測站，廣東 河源 517100）

水環境質量關系到人民的生活質量，也會對人體健康具有重要的保障作用。以往水環境質量監測主要采用人工監測，但該方式效率較低，且難以實現實時監測。隨著計算機技術、信息技術和遙感技術的不斷發展，在線水環境質量監測手段應運而生[1]。河流分布、天氣變化和其他因素會增大水環境質量監測的難度，使其呈現離散性、隨機性和突變性，也會使在線水環境質量監測的難度增大。本文以高錳酸鹽指數為研究對象，對比不同監測方式的準確性，并找出其中的深層原因。

1 監測地點概述

高錳酸鹽指數分析是在一定實驗條件下，運用高錳酸鹽對水環境中無機物、有機物進行氧化還原，并通過計算高錳酸鹽的消耗量測算水質的方法。其中，高錳酸鹽指數是地表水、地下水和生活污水質量監測的重要指標之一[2]。連平縣隸屬于廣東省河源市，位于廣東省北部，新豐江中上游，是新豐江流域的重要集雨區。本文以連平縣內的一個監測點為例，對比不同監測方式的結果與偏差。

2 不同高錳酸鹽指數監測方式對比

2.1 監測原理比較

2.1.1 手工分析原理

手工分析是在酸式滴定管中，向水樣中加入高錳酸鉀溶液，并將恒溫水浴鍋設置為100 ℃，使高錳酸鉀進行加熱反應[3]。用過量草酸鈉溶液還原剩余高錳酸鉀，并用高錳酸鉀溶液對過量草酸鈉進行回滴，即可得到高錳酸鹽指數。

2.1.2 在線分析原理

在線高錳酸鹽監測是采用COD-203A型高錳酸鹽監測設備，通過還原電位滴定法計算高錳酸鹽指數。

2.2 采樣方式比較

手工分析主要依據《國家地表水環境質量監測網監測任務作業指導書》中的流程，向樣本中加入硫酸[4]，使水樣pH值 <2，并帶回實驗室進行分析。一般來說，每月對連平河進行1次采樣。而在線監測主要是用蠕動泵進行，每隔4 h進行一次采樣。

3 對比結果

選擇同一時期早、晚的監測數據進行對比，結果如下：

3.1 高錳酸鹽指數濃度結果對比

以2021年3月至2021年9月高錳酸鹽指數為依據，進行不同監測結果的對比，結果見表1。

表1 不同監測方式的高錳酸鹽指數結果

3.2 高錳酸鹽指數結果的偏差對比

對2021年3月至2021年9月期間，對不同方式高錳酸鹽指數的監測偏差進行對比，結果見表2。

3.3 高錳酸鹽指數結果的準確性比較

對比不同方式對高錳酸鹽指數監測的準確性，結果如圖1所示。由圖1可知，在2021年3月至2021年9月期間，手工分析的結果準確率較高，在95%以上，而在線自動分析的準確率為75%～90%。同時，在線自動分析的準確率呈逐漸上升態勢，主要是由于在線自動分析擁有自建數據庫，隨著監測次數的增加，其對高錳酸鹽指數的分析更加精準，可以糾正或剔除冗余數據。但是，在線自動分析的準確率仍然低于手工分析。

圖1 不同方法對高錳酸鹽指數分析的準確率

4 結果分析及討論

4.1 濃度對比分析

分析表1中的數據可知，連平縣該監測點的高錳酸鹽指數濃度在這6個月均達標，而且手動分析和在線自動分析的濃度變化較小。其中，在線濃度分析數值低于手動分析。依據表2中的數據分析可知，手動分析與在線自動分析的偏差值處于1%～3%之間。由此說明，在高錳酸鹽指數檢測方面，手動分析的準確性高于在線自動分析，但在線自動分析的結果符合《國家地表水環境質量監測網監測任務作業指導書》中的流程要求。由手動分析與在線自動分析的偏差值可以看出，該監測點的高錳酸鹽指數數據符合客觀實際情況，說明手動分析與在線自動分析均可以準確顯示河流中高錳酸鹽指數。

4.2 不同監測手段出現偏差的原因

依據表1和表2可知，手動分析高錳酸鹽指數的變化幅度較小，在線自動監測的高錳酸鹽指數日均值變化較大。究其原因，主要為以下幾方面：（1）該監測點的懸浮物含量較大，對于在線監測中的泵入設備影響較大，從而降低了還原定位滴定法的檢測準確性。雖然在線監測設備按照預設參數對樣本水質進行過濾，但泵內仍然沉積了大量懸浮物，所以降低在線自動檢測的準確性。手動分析存在偏差的原因是由于樣品需要送回實驗室，在運輸過程中懸浮物會出現大量沉積。在實驗室檢測過程中，人員要對水樣進行均勻搖動，致使懸浮物分布不均，造成檢測結果偏差；（2）監測方法不同。實驗室采用《GB/ T11892-1989 水質高錳酸鹽測定》中的參考標準，在線自動檢測采用的是還原電位滴定法，兩種測試方法的監測范圍和監測對象不同，進而造成檢測的偏差；（3）手動分析法的要求條件較高，不僅要求要在酸性環境中，而且需要將溫度提高到100 ℃，因面增加了實驗的難度。另外，草酸鈉、高錳酸鉀的過量添加，也會影響檢測結果的準確性。

表2 不同監測方式的高錳酸鹽指數結果偏差

綜上所述，手動分析與在線自動監測分析各有優勢，相對于在線分析來說，手動分析的準確性更高。但是，手動分析無法進行多頻次的數據采樣，且操作相對復雜。因此，在水環境質量監測過程中，應該以在線自動分析為輔助，對于有爭議、或者變動較大的數據分析值再進行手動分析，以提高水環境質量監測的水平。