地表水水質自動監(jiān)測數據與手工監(jiān)測數據比較分析

陸誼

蘇州國家高新技術產業(yè)開發(fā)區(qū)（虎丘）環(huán)境監(jiān)測站 江蘇蘇州 215000

手工采樣、實驗室分析是我國長期以來實行的地表水水質監(jiān)測方式，工作效率偏低，并且存在較大的人為誤差。伴隨著自動監(jiān)測技術持續(xù)發(fā)展和創(chuàng)新，各級政府開始大力支持地表水水質自動監(jiān)測站建設，相較于手工監(jiān)測方式而言，具有實時、連續(xù)監(jiān)測的優(yōu)勢，能夠及時分析和預警水環(huán)境風險，極大提升了水環(huán)境管理水平，推動地表水水質監(jiān)測工作更高層次發(fā)展。但在實際工作中發(fā)現，在手工監(jiān)測與自動監(jiān)測比對時，經常發(fā)現自動監(jiān)測數據常有異常出現。故此，通過選擇相關比較指標，分析數據偏差原因，逐步推動手工監(jiān)測和自動監(jiān)測體系健全完善。

1 自動監(jiān)測數據情況

以某區(qū)域自動監(jiān)測站為例，干流全長226km，通過設立9個國家地表水水質自動監(jiān)測站，選擇必測指標和重金屬選測指標，對區(qū)域內地表水水質進行監(jiān)測，比較自動監(jiān)測和手動監(jiān)測數據差異。

2 數據統計和計算方法

以2018 年自動站每月監(jiān)測數據和手工監(jiān)測數據為例，計算數據偏差所在。帶L 檢出限數據的1/2 進行統計計算，相對偏差計算公式如下：

公式中A 和B 分別為自動站監(jiān)測數據、手工監(jiān)測數據。

3 結果與分析

3.1 常規(guī)五參數比較分析

常規(guī)五參數包含溶解氧、pH 值、水溫、電導率、濁度，與手工監(jiān)測數據偏差對比分析差異顯著。由于手工監(jiān)測忽視濁度監(jiān)測，僅僅是對比其他幾項參數。結果表明，除了濁度，其他幾項指標可比性較強，數據相對偏差較小，±10%以內數據組數在總體占比達到了59．3%以上，最高為100%；pH 值選擇兩種不同監(jiān)測方式獲取的數據，相較于電導率、水溫和溶解氧可比性較強；溶解氧、電導率和水文幾項指標，相對偏差±10%以內數據組數在總體占比達到了59．3%-75．0%范圍內，±20%、±30%的以內數據組數分別占總體88．0%-97．2%、96．3%-99．1%。

溶解氧、pH 值、水溫、電導率幾項指標對比中，各個斷面水溫、溶解氧、pH 值的年均相對偏差范圍分別在-3．7%～-1．3%、-9．0%～+1．3%、-2．2%～+1．4%范圍內，pH 值的數據偏差較小[1]。

通過各月數據對比分析，1 月、2 月、11 月的水溫差異性較大，主要是由于這幾個月份為低水溫月份，而溶解氧、pH 值和電導率等指標對比，并無明顯的差異。

3.2 必測指標比較分析

自動站監(jiān)測數據與手工監(jiān)測數據的必測指標對比，氨氮、高錳酸鹽指數和總磷指標可比性不高，相對偏差±10%內數據組數占比大概為14．2%-45．3%，數據表明相較于氨氮、總磷指標，高錳酸鹽指標可比性更高[2]。±30%以內數據組數對比分析，高錳酸鹽指標的占比為89．6%，總磷為65．1%，氨氮為40．6%，相對偏差±30%內各項指標的數據組數占比大概在40．6%-89．6%范圍內。總磷、氨氮和高錳酸鹽指數對比分析，總磷年均值相對偏差為-17．5%～+6．4%范圍內，其中5 個斷面不超過±10%；氨氮年均值相對偏差為-60．9%～-9．6%范圍內，數據差異顯著，表明自動監(jiān)測站的氨氮檢出限高，部分月份實際地表水氨氮濃度過低，未能達到0．1mg/L[3]。

3.3 重金屬比較分析

鉛、鎘、砷重金屬物質，對比自動站監(jiān)測數據和手工監(jiān)測數據，數據可比性不如常規(guī)五參數，相對偏差±30%內數據組數占比較小，不超過26．2%；鎘、鉛指標對比無統計學差異（P ＞0．05），砷主要以相對偏差±60%～±90%為主。由于自動監(jiān)測站的鉛、砷和鎘檢出限高，地表水濃度不高，兩種監(jiān)測方式所獲取的數據偏差較大[4]。

4 討論

（1）常規(guī)五參數比較分析，除了濁度指標，自動監(jiān)測數據、手工監(jiān)測數據源相對偏差小，4 項指標年均值具有較強的可比性，多數斷面各指標年均值相對偏差不超過±10%。通常情況下，每月內4 項指標的波動較小，手工監(jiān)測和自動站檢測數據偏差保持較小水平，可比性較強。

（2）相較于常規(guī)五參數，氨氮、高錳酸鹽指數和總磷指標不同監(jiān)測方式獲取的測量數據可比性較差。其中，與氨氮和總磷指標對比，高錳酸鹽指數具有更強的可比性。每月數據相對偏差為±30%的數據組數占比較大[5]。年平均值對比分析方面，總磷可比性一般，氨氮可比性較差，高錳酸鹽指數良好。自動監(jiān)測儀器的氨氮檢出限高，有幾個月份數據波動大、偏差大。

（3）自動監(jiān)測和手工監(jiān)測下的鉛、砷和鎘指標數據，相較于常規(guī)五參數可比性較差，年均值數據方面鉛、鎘可比性較差，兩種監(jiān)測方式數據偏差過大。

5 結語

綜上所述，地表水水質監(jiān)測是后續(xù)的水環(huán)境治理和保護的首要前提，通過新技術和新設備的應用，促使地表水水質監(jiān)測自動化水平大大提升，相較于手工監(jiān)測獲取的數據而言精準度較高，更加全面、真實了解地表水水質情況，將誤差降到最小范圍。