水質自動監測與常規監測結果對比分析

摘要：為了能夠更加系統并深入地對水質自動檢測與常規檢測進行對比分析，文章選取運行較穩定的湖庫型水質自動監測站，對水質進行了自動監測和常規監測，并對檢測結果進行科學的實驗對比。通過實驗對比發現：站房內部進行的常規檢測、站房外部的常規檢測與自動監測之間具有良好的一致性，自動監測的數據偏差滿足規定要求。對這些誤差值進行分析可知，地表水質自動監測系統的監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檢測的優勢，其能夠充分保障數據的質量，法律效力相對較高。但是采用常規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，使得現階段環境管理中對于水質波動明顯水體的水安全保障、生態補償以及監測預警等多方面要求都難以得到充分的滿足。因此，自動監測手段開始逐漸被應用在水質監測中，利用自動監測的手段，能夠將監測的頻次提升到2天1次，甚至部分項目還可以實現連續性長時間的監測，水環境的質量變化能夠充分地體現出來，對突發的水環境污染事件能夠做出及時的應急響應，水環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、總磷。實驗室監測中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、溶解氧以及pH值同時進行站房內常規監測、站房外常規監測以及自動化監測，頻率為1天2次，監測時間為監測當天的早上9點和下午4點。站房外常規監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，站房外常規監測在每次開展實驗的過程中，水站應當運行采水系統，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監測;而站房內的常規監測就是自動化監測系統將實際水體中的樣本進行采集并將輸送到沉淀池內。而自動化監測就是采水系統運行后，沉淀池中的水樣經過水管送往自動化監測儀進行科學的分析。

1.3 實驗數據

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

1.4 數據對比

對實驗數據進行分析可得，站房外常規監測與站房內常規監測數據因采配水系統引入的系統誤差;同時根據站房內常規監測數據與自動監測數據可分析自動監測儀、分析試劑以及分析方法等多種因素能夠產生的誤差;對站房外常規監測數據與自動化監測數據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

通過對實驗數據誤差大小的分析可以發現，站房外常規監測結果與站房內常規監測結果的一致程度較高，說明采配水系統引入的誤差并不大。在線監測結果與站房內常規監測結果的沒有差異，可以說明配水管以及自動監測引入誤差的影響較小;而在線監測結果與站房外常規監測結果一致程度同樣則說明采配水系統以及自動監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，與常規條件下的檢測結果相比，自動監測儀器與常規檢測儀器之間的差異就是自動監測結果的誤差，其中采配水系統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

針對站房內常規監測、站房外常規監測以及自動化監測三者之間的誤差特征進行深入的分析我們可以發現，三者之間的誤差有著明顯的隨機性特征，并不屬于系統性誤差，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，這個監測指標在3種監測方式中都呈現平均為10.7的峰度，以此可以充分說明，在均值附近出現了相對較大的誤差，有負偏以及正偏出現在數據誤差中，但是都沒有表現出較大的偏度;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據差異的整體的整體性，而最小值相應變小，進而導致出現了數據誤差區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檢、站房外常規監測與自動監測之間的誤差可知：首先，在一致程度方面，站房內常規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的引入誤差較小;其次，站房中采用自動監測以及常規檢測方式所呈現的結果在一致程度方面都表現良好，這也能充分說明自動監測儀與配水管引入之間的誤差并不大;站房外常規監測結果與自動監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測記過與地表水質自動監測系統之間的誤差是一種隨機性較強的誤差，并非系統性誤差;相較于常規監測數據，自動監測數據結果有著較高的準確性以及及時性，說明自動監測系統在無人看守的情況下能夠保障實際水體連續監測得以實現，能夠將數值連續變化的情況準確地反映出來，自動監測的高頻次監測能夠保障監測結果的可靠性、合理性以及科學性，管理部門對水環境質量目標監測以及水環境生態補償監測的要求能夠被充分實現。

因此，對于水質自動監測站運行穩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測系統運行過程中出現的隨機誤差;要優先采用更加先進的檢測手段對清潔水體進行檢測，使監測誤差進一步縮小;建議在社會經濟發展的基礎上重視對水庫、護坡以及河流斷面生態補償工作得重視，并將自動化監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境監測。