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閱讀：38發(fā)布時(shí)間：2025-11-24
當(dāng)前，水環(huán)境污染問題日益凸顯，傳統(tǒng)的環(huán)境水質(zhì)監(jiān)測(cè)工作主要以人工現(xiàn)場(chǎng)采樣，實(shí)驗(yàn)室儀器分析為主，但缺陷較多，如監(jiān)測(cè)工作量及誤差較大、監(jiān)測(cè)結(jié)果滯后難以及時(shí)反映污染狀況等。近幾年來，我國(guó)大部分地區(qū)都建設(shè)了水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站，并在一定區(qū)域內(nèi)形成了水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能反映監(jiān)測(cè)斷面的水質(zhì)連續(xù)動(dòng)態(tài)變化，隨時(shí)了解水質(zhì)狀況，為環(huán)境管理工作提供準(zhǔn)確、及時(shí)的數(shù)據(jù)資料，社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益較高，但因無人值守且連續(xù)工作，如何保證系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量，意義深遠(yuǎn)，現(xiàn)結(jié)合工作實(shí)踐就此問題進(jìn)行粗淺探討。
1 環(huán)境水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)組成
水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)以在線自動(dòng)分析儀器為核心，由現(xiàn)代傳感器、自動(dòng)測(cè)量裝置、自動(dòng)控制器、計(jì)算機(jī)及相關(guān)專用分析軟件和通訊網(wǎng)絡(luò)所組成，其系統(tǒng)構(gòu)成一般含采水單元、預(yù)處理單元、輔助單元、分析測(cè)量單元、過程邏輯控制（PLC）單元、數(shù)據(jù)采集和傳輸單元、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)管理中心等，具體結(jié)構(gòu)如圖1所示。
2 環(huán)境水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)質(zhì)量問題簡(jiǎn)析
水質(zhì)自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)具有工作環(huán)境惡劣、工作連續(xù)運(yùn)行、維護(hù)周期長(zhǎng)等特點(diǎn)，較之人工采樣送實(shí)驗(yàn)室分析的傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)方式，其開放性較強(qiáng)但可控性較弱，站點(diǎn)選址、站房環(huán)境、采水和配水單元設(shè)計(jì)與維護(hù)、儀器性能及運(yùn)行維護(hù)狀況、試劑與標(biāo)準(zhǔn)溶液的穩(wěn)定性、數(shù)據(jù)采集和傳輸及數(shù)據(jù)的檢查與審核、人員素質(zhì)等各環(huán)節(jié)一旦有誤，都有可能影響到檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。以系統(tǒng)采水配水單元為例，其可能影響到檢測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量的因素主要有：
1）采水點(diǎn)設(shè)置。以廣西為例，廣西境內(nèi)河流多屬季節(jié)性河流，豐、平、枯三水期水位變化較大，若采樣點(diǎn)位設(shè)置不當(dāng)可能會(huì)導(dǎo)致水樣供應(yīng)不足，造成系統(tǒng)無法采水。
2）采水泵。由于采水泵需連續(xù)運(yùn)行，因此故障率較高，尤其是國(guó)產(chǎn)泵故障更頻繁，有的1個(gè)月左右就需更換。
3）清洗設(shè)備。清洗水用于清洗儀器和系統(tǒng)補(bǔ)水，一旦不能及時(shí)供應(yīng)就會(huì)直接影響系統(tǒng)的提水和監(jiān)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。
4）水樣預(yù)處理裝置。水樣預(yù)處理設(shè)備位于整個(gè)水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的前端，起到樣品前處理的作用。河水中的泥沙、藻類滋生會(huì)堵塞預(yù)處理設(shè)備如過濾器的濾芯、濾網(wǎng)等，水樣壓力不足，引起儀器不能正常采樣監(jiān)測(cè)。
5）空氣壓縮機(jī)。壓縮機(jī)作用是進(jìn)行的電磁閥壓力控制，保證各種電磁閥處于準(zhǔn)確的開關(guān)狀態(tài)。如果壓縮空氣的壓力達(dá)不到要求，電磁閥不能正行開關(guān)，系統(tǒng)氣路和水無法正常供應(yīng)，導(dǎo)致監(jiān)測(cè)儀器無法正常采樣監(jiān)測(cè)。因此，我們?cè)趯?shí)際工作中應(yīng)針對(duì)性地從多方面開展細(xì)致工作，如此，才能確保系統(tǒng)長(zhǎng)周期有效平穩(wěn)運(yùn)行。
3 環(huán)境水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)量控制措施
3.1 自動(dòng)站建設(shè)方面
?。?）站點(diǎn)選擇。站點(diǎn)選擇直接關(guān)系到所監(jiān)測(cè)的水樣是否真實(shí)地反映所監(jiān)測(cè)水體的質(zhì)量狀況，應(yīng)注意如下幾點(diǎn)：斷面應(yīng)在平直河段設(shè)置；應(yīng)距上游支流匯合處或排污口有足夠的距離；在不影響航道運(yùn)行的前提下，取水點(diǎn)盡量遠(yuǎn)離河岸；取水口處應(yīng)有良好的水交換能力，河流取水口不能設(shè)在死水區(qū)、緩流區(qū)及回流區(qū)；取水點(diǎn)設(shè)在水下0.5～lm范圍內(nèi)，并防止底質(zhì)淤泥對(duì)采水水質(zhì)的影響；確定點(diǎn)位時(shí)要分析對(duì)比取水口處的水質(zhì)與斷面水質(zhì)，若二者水質(zhì)指標(biāo)差異較大應(yīng)變更點(diǎn)位。
（2）采、配水單元設(shè)計(jì)。采水單元一般含采水構(gòu)筑物、采水泵、采水管道、清洗配套裝置和保溫配套裝置，設(shè)計(jì)時(shí)要綜合考慮站點(diǎn)地理環(huán)境、水文狀況和水位變化以及取水管道長(zhǎng)度、管徑等因素，并結(jié)合這些因素采取相應(yīng)的保溫、防凍、防壓等措施，以減少水質(zhì)在傳輸中的變化。配水單元一般含流量、壓力調(diào)節(jié)、預(yù)處理及系統(tǒng)清洗三個(gè)部分，配水單元要滿足不同儀器設(shè)備對(duì)水流和水壓的要求，如采用膜電極法測(cè)定溶解氧時(shí)，需要溶解氧的不斷補(bǔ)充來達(dá)到平衡，此時(shí)水的流速對(duì)測(cè)定影響較大，設(shè)計(jì)配水單元時(shí)應(yīng)考慮保證儀器所要求的流速，否則測(cè)試數(shù)據(jù)也會(huì)偏低。（3）數(shù)據(jù)輸出和采集。數(shù)據(jù)采集和傳輸要完整、準(zhǔn)確、可靠，應(yīng)盡量降低數(shù)據(jù)在采集和傳輸過程中造成的誤差，要定期檢查各種儀器輸出量程與控制軟件的設(shè)置量程是否一致，若有差異應(yīng)恢復(fù)系統(tǒng)的原設(shè)置，切忌隨意修改量程。定期檢查數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)下載的數(shù)據(jù)和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)顯示的數(shù)據(jù)及與某個(gè)儀器的表頭顯示數(shù)據(jù)是否一致，若差別較大或下載不到該儀器的數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)及時(shí)解決。
3.2 日常運(yùn)行方面
?。?）儀器校準(zhǔn)。每月均對(duì)各臺(tái)分析儀器進(jìn)行手工校準(zhǔn)，并結(jié)合監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的質(zhì)量情況對(duì)某個(gè)分析單元進(jìn)行不定期校準(zhǔn)，并檢查儀器的檢查值是否在正常范圍之內(nèi)。當(dāng)儀器長(zhǎng)時(shí)間停機(jī)后重新啟動(dòng)、更換電極泵管等或更換不同批號(hào)的試劑時(shí)要重新校準(zhǔn)。
（2）質(zhì)控樣核查。每周使用按規(guī)定方法配制的標(biāo)準(zhǔn)溶液對(duì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀器的準(zhǔn)確度進(jìn)行核查，標(biāo)準(zhǔn)溶液測(cè)定的相對(duì)誤差應(yīng)不大于推薦值的±10%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差不大于±5%，否則說明儀器基線發(fā)生漂移，須重新校準(zhǔn)。
（3）對(duì)比實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。每月進(jìn)行一次實(shí)際水樣的比對(duì)實(shí)驗(yàn)，用于檢查自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的工作情況。水樣的采集應(yīng)在自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀器的取水口處，保證所取樣品與儀器所測(cè)樣品相同，在采樣的同時(shí)記錄自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀器的測(cè)定值。兩種測(cè)定方法的相對(duì)誤差應(yīng)在±20%內(nèi)，否則須重新校準(zhǔn)或進(jìn)行必要的維護(hù)和調(diào)整。
（4）試劑有效性檢查。嚴(yán)格按照要求配置實(shí)驗(yàn)用水、試劑、標(biāo)準(zhǔn)溶液等，并對(duì)相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行核查和記錄，確保達(dá)到《國(guó)家環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》中的質(zhì)量保證要求。同時(shí)，對(duì)氧化或還原性試劑進(jìn)行避光保存，對(duì)濃度低、易分解的試劑進(jìn)行低溫保存，以確保試劑的準(zhǔn)確性。此外，要經(jīng)常檢查試劑或標(biāo)準(zhǔn)溶液的有效性，及時(shí)更換即將到期的試劑及標(biāo)準(zhǔn)溶液。
（5）數(shù)據(jù)檢查與審核。每天定時(shí)遠(yuǎn)程調(diào)取水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，及時(shí)掌握監(jiān)測(cè)水體的水質(zhì)狀況，并對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，一方面分析現(xiàn)場(chǎng)儀器的運(yùn)行狀況，并針對(duì)實(shí)際情況決定是否采取諸如更換試劑和標(biāo)液、內(nèi)部清洗、更換零配件或標(biāo)定電極等相應(yīng)措施，另一方面對(duì)異常值作出明確判斷，及時(shí)采取相應(yīng)的處理措施。嚴(yán)格實(shí)行三級(jí)審核制度，在數(shù)據(jù)報(bào)出前進(jìn)行嚴(yán)格的把關(guān)。
3.3 人員素質(zhì)方面
相較于傳統(tǒng)環(huán)境監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)具有時(shí)間上的連續(xù)性、數(shù)據(jù)報(bào)出量大和自動(dòng)化程度較高等特點(diǎn)，且由于是新上項(xiàng)目，儀器系統(tǒng)整體性能的穩(wěn)定還需要一個(gè)過程，且對(duì)于不同水體的季節(jié)性變化、地理位置情況和系統(tǒng)設(shè)計(jì)的差異等問題還不時(shí)會(huì)影響到系統(tǒng)整體的穩(wěn)定運(yùn)行，因此在選擇工作人員時(shí)應(yīng)優(yōu)先考慮年富力強(qiáng)、有責(zé)任感的同志，并確保他們熟悉儀器的原理、操作、維護(hù)、檢修等內(nèi)容，并掌握分析化學(xué)、自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)等相關(guān)知識(shí)。此外，還要加強(qiáng)人員的技術(shù)培訓(xùn)，培訓(xùn)內(nèi)容主要包括監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理方法和注意事項(xiàng)、監(jiān)測(cè)儀器工作原理和簡(jiǎn)單維修、監(jiān)測(cè)儀器的操作程序和維護(hù)保養(yǎng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)應(yīng)用，等等。
總之，水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的質(zhì)量控制工作是決定監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性、精密性、代表性、完整性和可比性的關(guān)鍵所在，盡管當(dāng)前受到技術(shù)制約，其水質(zhì)評(píng)價(jià)成果尚不能滿足管理工作需要，但仍是常規(guī)實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)的有益補(bǔ)充，相信隨著水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)的逐步發(fā)展以及技術(shù)人員經(jīng)驗(yàn)的不斷豐富和積累，水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)將會(huì)更好地發(fā)揮其功能，及時(shí)、準(zhǔn)確地提供水質(zhì)信息，更好地為環(huán)境管理和社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)作出應(yīng)有貢獻(xiàn)。
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