溶解氧水質自動監測值偏低的原因探討

姚 成，鄧 娜

(江西省環境監測中心站，江西 南昌 330039)

1 引言

空氣中的分子態氧溶解在水中稱為溶解氧，通常記作DO，用每升水里氧氣的毫克數表示。溶解氧值是研究水體自凈能力的一種依據。水里的溶解氧被消耗，要恢復到初始狀態，所需時間短，說明該水體的自凈能力強，或者說水體污染不嚴重，否則說明水體污染嚴重，自凈能力弱，甚至失去自凈能力。自然狀態中，水中適量的氧是魚類，好氧菌生存和繁殖的基本條件。在一個大氣壓、溫度為0 ℃的淡水中，溶解氧呈飽和狀態時的含量高于10 mg/L，當溶解氧低于4 mg/L時，魚類難以生存。

為能及時準確地了解各大河流的水質情況，水質自動監測站配備了溶解氧、濁度、水溫、pH值、電導率、高錳酸鹽指數、總磷、總氮和氨氮等9參數自動監測儀器。本文的主要目的是針對自動監測站對一些河流監測斷面高錳酸鹽指數、總磷和氨氮指標監測值均在Ⅲ類以內甚至Ⅰ、Ⅱ類，但溶解氧卻只有2.6～4.9 mg/L這種現象分析溶解氧測量值偏低的原因。

2 溶解氧與高錳酸鹽指數線性關系

地表水的溶解氧和高錳酸鹽指數有顯著性線性關系，方程為y=-0.5461x+8.0838，當高錳酸鹽指數的檢測數值大于5.35 mg/L，溶解氧有可能低于Ⅲ類水限值5 mg/L[1]。

3 溶解氧數據分析

從表1數據看，只有D和J斷面高錳酸鹽指數超Ⅱ類，其它斷面高錳酸鹽指數均為Ⅰ類，根據溶解氧與高錳酸鹽指數線性關系，可信度不高，在這12個點位中除個別點位(F)在所選取的12 d中連續溶解氧超Ⅲ類水限值其它點位只是偶爾出現溶解氧水質超Ⅲ類情況，按正常情況溶解氧均應達到Ⅲ類限制要求。尤其對E、F、I幾個斷面連續溶解氧低于4 mg/L和其它偶爾出現溶解氧低于4 mg/L的監測值的監測斷面，其數據更為不準確，更不能反映一個斷面真實水質情況。

3 造成溶解氧水質在線監測值偏低的原因分析

(1)采水系統問題。主要表現在：①采水口采樣位置不合理，采水泵沉底甚至被河底泥沙填埋所采集的水樣不滿足規范要求或者沒有找到有代表性的采水點設置取水口(如取水口設置在死水區，回水區等)[3]不能反映整個斷面的水質情況等；②采水管路過長或彎口太多不滿足技術規范(《地表水自動監測技術規范(試行)》HJ915-2017[4]、《地表水水質自動監測站站房及采排水技術要求(試行)》[5])導致采水過程中消耗掉部分氧而使溶解氧偏低。

(2)溶解氧儀器設備問題。主要表現在：①溶解氧電極損壞；②溶解氧測試過程中不能對水樣進行攪拌而導致水樣與電極膜接觸的瞬間將接觸膜部位水樣中的溶解氧耗盡而導致讀數不準[6]。

(3)方法誤差問題。主要表現在監測方法的測量不確定度所引起。水樣溶解氧的真值未知，我們只有在特定的條件下尋求最佳的真值近似值。根據《膜電極法測定水中溶解氧的測量不確定度評定》[7]對水中溶解氧的測量不確定度進行了評定，其擴展不確定度為0.6 mg/L(k=2)，或表示為：(X±0.6) mg/L，k=2。

(4)水樣本身的問題。主要表現在：①水樣水質差水中耗氧微生物或植物將水中溶解氧消耗掉，如水中過量的水葫蘆、藻類或耗氧微生物等等。②秋季大量落葉之類覆蓋在采水口周邊導致水樣溶解氧偏低。

4 確保溶解氧水質在線監測數據準確可靠的幾點建議

(1)確保取水口符合標準規范采集到有代表性的水樣，并按技術規范對采水管道進行清洗。采水是關鍵，只有所采取的水樣具有代表性和準確性才能保證分析的準備性。

表1 各監測斷面水質在線監測值 mg/L

(2)儀器運維人員素質保證，運維人員應持證上崗、具有專業知識和豐富的運維經驗。具體要求為運維人員需要熟練掌握儀器的操作規程、對監測數據具有很強的敏感性和對儀器設備和采水設施是否出現故障有快速準確的判斷性等等。尤其當監測數據出現在標準限值的臨界值時，更應該對監測數據有個準確的判斷，觀察斷面取水周邊是不是出現異常情況、采水系統所采集上來的水樣是不是符合技術規范、儀器系統干預是不是正常和在線監測儀是不是正常等，將可能導致監測數據超標的現象詳細記錄下來，必要時可請有資質的實驗室對斷面水質進行實際水樣比對，對于不是因為水質的原因而導致數據超標的要及時報備，并解決現場問題確保發出去的數據準確可靠。

(3)運維公司有對每個監測站的詳細的質控措施，除按技術規范要求的質控要求外，建議加一條對各監測指標標準限值值針對每臺儀器做一個擴展不確定度實驗。

(4)確保網絡的穩定性，防止數據包的丟失或傳錯。數據傳輸到數采儀如果是通過模擬量傳輸，要保證網絡傳輸參數的準備性，確保上傳的監測數據準確。