摘要：為了能夠更加系統(tǒng)并深入地對(duì)水質(zhì)自動(dòng)檢測(cè)與常規(guī)檢測(cè)進(jìn)行對(duì)比分析，文章選取運(yùn)行較穩(wěn)定的湖庫型水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站，對(duì)水質(zhì)進(jìn)行了自動(dòng)監(jiān)測(cè)和常規(guī)監(jiān)測(cè)，并對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行科學(xué)的實(shí)驗(yàn)對(duì)比。通過實(shí)驗(yàn)對(duì)比發(fā)現(xiàn)：站房?jī)?nèi)部進(jìn)行的常規(guī)檢測(cè)、站房外部的常規(guī)檢測(cè)與自動(dòng)監(jiān)測(cè)之間具有良好的一致性，自動(dòng)監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)偏差滿足規(guī)定要求。對(duì)這些誤差值進(jìn)行分析可知，地表水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)結(jié)果相較于站房外檢測(cè)的結(jié)果之間存在的誤差屬于整體隨機(jī)性誤差。

關(guān)鍵詞：水質(zhì);自動(dòng)化檢測(cè);常規(guī)檢測(cè);結(jié)果對(duì)比

中圖分類號(hào)：X832 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：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(xiàng)目多、質(zhì)量可靠是地表水常規(guī)檢測(cè)的優(yōu)勢(shì)，其能夠充分保障數(shù)據(jù)的質(zhì)量，法律效力相對(duì)較高。但是采用常規(guī)的檢測(cè)方式不能保障檢測(cè)的頻率，同時(shí)需要花費(fèi)大量的人工成本，使得現(xiàn)階段環(huán)境管理中對(duì)于水質(zhì)波動(dòng)明顯水體的水安全保障、生態(tài)補(bǔ)償以及監(jiān)測(cè)預(yù)警等多方面要求都難以得到充分的滿足。因此，自動(dòng)監(jiān)測(cè)手段開始逐漸被應(yīng)用在水質(zhì)監(jiān)測(cè)中，利用自動(dòng)監(jiān)測(cè)的手段，能夠?qū)⒈O(jiān)測(cè)的頻次提升到2天1次，甚至部分項(xiàng)目還可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)性長(zhǎng)時(shí)間的監(jiān)測(cè)，水環(huán)境的質(zhì)量變化能夠充分地體現(xiàn)出來，對(duì)突發(fā)的水環(huán)境污染事件能夠做出及時(shí)的應(yīng)急響應(yīng)，水環(huán)境污染預(yù)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(shí)驗(yàn)

1.1 分析項(xiàng)目和試驗(yàn)方法

檢測(cè)指標(biāo)包括pH、溶解氧、氨氮、高錳酸鹽指數(shù)、總磷。實(shí)驗(yàn)室監(jiān)測(cè)中pH采用pH2700酸度計(jì)測(cè)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(shù)采用酸性法、溶解氧采用碘量法。

1.2 樣品采集

對(duì)水站水質(zhì)中的總磷、氨氮、高錳酸鹽指數(shù)、溶解氧以及pH值同時(shí)進(jìn)行站房?jī)?nèi)常規(guī)監(jiān)測(cè)、站房外常規(guī)監(jiān)測(cè)以及自動(dòng)化監(jiān)測(cè)，頻率為1天2次，監(jiān)測(cè)時(shí)間為監(jiān)測(cè)當(dāng)天的早上9點(diǎn)和下午4點(diǎn)。站房外常規(guī)監(jiān)測(cè)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(guī)監(jiān)測(cè)在每次開展實(shí)驗(yàn)的過程中，水站應(yīng)當(dāng)運(yùn)行采水系統(tǒng)，并從實(shí)際水體中進(jìn)行手工采樣，采集到的樣品經(jīng)過30min的沉淀之后送往實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行常規(guī)監(jiān)測(cè);而站房?jī)?nèi)的常規(guī)監(jiān)測(cè)就是自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)將實(shí)際水體中的樣本進(jìn)行采集并將輸送到沉淀池內(nèi)。而自動(dòng)化監(jiān)測(cè)就是采水系統(tǒng)運(yùn)行后，沉淀池中的水樣經(jīng)過水管送往自動(dòng)化監(jiān)測(cè)儀進(jìn)行科學(xué)的分析。

1.3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

整個(gè)實(shí)驗(yàn)歷經(jīng)2個(gè)月的時(shí)間，共獲得3 892組數(shù)據(jù)，其中總磷752組、氨氮1 074組、高錳酸鹽指數(shù)993組、溶解氧742組，pH 952組。

1.4 數(shù)據(jù)對(duì)比

對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析可得，站房外常規(guī)監(jiān)測(cè)與站房?jī)?nèi)常規(guī)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)因采配水系統(tǒng)引入的系統(tǒng)誤差;同時(shí)根據(jù)站房?jī)?nèi)常規(guī)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與自動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可分析自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀、分析試劑以及分析方法等多種因素能夠產(chǎn)生的誤差;對(duì)站房外常規(guī)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與自動(dòng)化監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的誤差進(jìn)行全過程的綜合對(duì)比。

2 結(jié)果與討論

2.1 相對(duì)誤差和相對(duì)偏差分析

通過對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)誤差大小的分析可以發(fā)現(xiàn)，站房外常規(guī)監(jiān)測(cè)結(jié)果與站房?jī)?nèi)常規(guī)監(jiān)測(cè)結(jié)果的一致程度較高，說明采配水系統(tǒng)引入的誤差并不大。在線監(jiān)測(cè)結(jié)果與站房?jī)?nèi)常規(guī)監(jiān)測(cè)結(jié)果的沒有差異，可以說明配水管以及自動(dòng)監(jiān)測(cè)引入誤差的影響較小;而在線監(jiān)測(cè)結(jié)果與站房外常規(guī)監(jiān)測(cè)結(jié)果一致程度同樣則說明采配水系統(tǒng)以及自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀引入的誤差對(duì)水質(zhì)檢測(cè)的結(jié)果并不會(huì)產(chǎn)生太大的影響。相對(duì)誤差值和偏差值如表1所示。

深入的分析各種結(jié)果，與常規(guī)條件下的檢測(cè)結(jié)果相比，自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀器與常規(guī)檢測(cè)儀器之間的差異就是自動(dòng)監(jiān)測(cè)結(jié)果的誤差，其中采配水系統(tǒng)引入的誤差并不會(huì)造成太大的影響，采水管路能夠通過再來水以及實(shí)際水體的方式進(jìn)行清洗，并對(duì)在線從監(jiān)測(cè)儀標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行核查，強(qiáng)化實(shí)際水體比對(duì)測(cè)試等工作，最大限度地將采配水系統(tǒng)所帶來的偶然性誤差進(jìn)行縮減，為儀器的良好性能做出充分保障，提升監(jiān)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性以及可靠性。

2.2 誤差分析

針對(duì)站房?jī)?nèi)常規(guī)監(jiān)測(cè)、站房外常規(guī)監(jiān)測(cè)以及自動(dòng)化監(jiān)測(cè)三者之間的誤差特征進(jìn)行深入的分析我們可以發(fā)現(xiàn)，三者之間的誤差有著明顯的隨機(jī)性特征，并不屬于系統(tǒng)性誤差，總結(jié)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(biāo)準(zhǔn)差在進(jìn)行不斷傳遞的過程中逐漸變大;第三，峰度大，偏度較小，這個(gè)監(jiān)測(cè)指標(biāo)在3種監(jiān)測(cè)方式中都呈現(xiàn)平均為10.7的峰度，以此可以充分說明，在均值附近出現(xiàn)了相對(duì)較大的誤差，有負(fù)偏以及正偏出現(xiàn)在數(shù)據(jù)誤差中，但是都沒有表現(xiàn)出較大的偏度;第四，在進(jìn)行傳遞的過程中這些誤差正在不但的擴(kuò)大，其中在傳遞的過程中不斷變大的還有數(shù)據(jù)差異的整體的整體性，而最小值相應(yīng)變小，進(jìn)而導(dǎo)致出現(xiàn)了數(shù)據(jù)誤差區(qū)間在傳遞過程中也開始不斷變大的情況。

3 結(jié)論

通過分析站房?jī)?nèi)常規(guī)檢、站房外常規(guī)監(jiān)測(cè)與自動(dòng)監(jiān)測(cè)之間的誤差可知：首先，在一致程度方面，站房?jī)?nèi)常規(guī)檢測(cè)結(jié)果與站房外饞鬼檢測(cè)結(jié)果相對(duì)較高，以此，可以有效判斷配水系統(tǒng)的引入誤差較小;其次，站房中采用自動(dòng)監(jiān)測(cè)以及常規(guī)檢測(cè)方式所呈現(xiàn)的結(jié)果在一致程度方面都表現(xiàn)良好，這也能充分說明自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀與配水管引入之間的誤差并不大;站房外常規(guī)監(jiān)測(cè)結(jié)果與自動(dòng)監(jiān)測(cè)結(jié)果的一致程度相對(duì)較高，針對(duì)這種情況就能夠充分說明站房外監(jiān)測(cè)記過與地表水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)之間的誤差是一種隨機(jī)性較強(qiáng)的誤差，并非系統(tǒng)性誤差;相較于常規(guī)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，自動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)果有著較高的準(zhǔn)確性以及及時(shí)性，說明自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在無人看守的情況下能夠保障實(shí)際水體連續(xù)監(jiān)測(cè)得以實(shí)現(xiàn)，能夠?qū)?shù)值連續(xù)變化的情況準(zhǔn)確地反映出來，自動(dòng)監(jiān)測(cè)的高頻次監(jiān)測(cè)能夠保障監(jiān)測(cè)結(jié)果的可靠性、合理性以及科學(xué)性，管理部門對(duì)水環(huán)境質(zhì)量目標(biāo)監(jiān)測(cè)以及水環(huán)境生態(tài)補(bǔ)償監(jiān)測(cè)的要求能夠被充分實(shí)現(xiàn)。

因此，對(duì)于水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站運(yùn)行穩(wěn)定性的相關(guān)管理工作相關(guān)部門應(yīng)當(dāng)更加重視，真正提升水站運(yùn)行維護(hù)的水平，最大限度地控制自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行過程中出現(xiàn)的隨機(jī)誤差;要優(yōu)先采用更加先進(jìn)的檢測(cè)手段對(duì)清潔水體進(jìn)行檢測(cè)，使監(jiān)測(cè)誤差進(jìn)一步縮小;建議在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)上重視對(duì)水庫、護(hù)坡以及河流斷面生態(tài)補(bǔ)償工作得重視，并將自動(dòng)化監(jiān)測(cè)的工作方式更加積極的應(yīng)用于其中。

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收稿日期：2020-09-11

作者簡(jiǎn)介：盧芳芳（1987-），女，漢族，研究生，工程師，研究方向?yàn)樗廴究刂坪铜h(huán)境監(jiān)測(cè)。