全光谱水质在线监测系统在宁夏地区的适宜性评价

1水质在线监测系统的组成 

水质在线监测系统是一套以自动分析仪器为核心的综合监测传输体系。系统由自动釆样系统、水样预处理系统、数据分析系统、通讯传输系统、辅助系统共同组成。其中，自动釆样系统釆集具有代表性的水样，确保监测数据真实反映实际水质状况。预处理系统用于消除各种杂质对仪器设备的影响，减少分析误差，避免数据异常。数据分析系统完成设定的各项水质监测操作，提供稳定可靠的监测数据。通讯传输系统担负监测数据远程传输及监测系统远程操控的双向通讯任务。辅助系统可为仪器设备提供各种辅助保障，维持监测系统整体长期稳定地运行。各系统之间相互关联、互为协助，共同构成一套完整、可靠的水质在线监测系统。 

2实验部分 

2.1水质在线监测系统仪器方法与实验室分析方法

实验室检测均采用自治区水环境监测中心通过国家计量认证的国家标准或行业标准进行检测。比对实验在线监测仪器基本性能测试工作全部完成后进行，比对实验期间，在线监测仪器未进行人为校准、重新设置等操作。本次比对常规五参(水温、PH、电导率、浊度、溶解氧)、氨氮、高锰酸盐指数、总氮及总磷共9个参数。在线监测仪器与实验室检测方法，见表1。

2.2水样的釆集与预处理

在线监测仪器与实验室检测同一监测点、同一时间点的样品，连续比对14d。水样2h之内送至实验室，并于当日完成测定。 

3分析评价方法及依据 

(1)本次比对主要对在线监测仪器的测定结果与实验室手工测定结果进行对比，比对结果依据《地表水自动监测技术规范》(HJ915－2017)(试行)进行评价，按照规范要求对实际水样与自动监测仪器进行误差计算，实际水样比对相对误差计算公式为:

根据公式计算相应实际水样与自动监测数据的相对误差，结合技术规范中水质自动监测系统仪器性能指标技术要求的准确度来判定结果。其中，PH、电导率及浊度与实际水样比对相对误差在±10%以内为合格，溶解氧与实际水样比对相对误差在±30%以内为合格。氨氮、高锰酸盐指数、总氮及总磷与实际水样比对结果误差在不同水质类别下，相对误差在20%～40%以内为合格。同时，规范要求在实际水样比对中，比对合格率应不小于85%。 

(2)分析自动监测仪器数据与实验室手工数据的变化趋势或变化规律是否一致。 

(3)依据《地表水环境质量标准》(GB3838－2002)对自动监测仪器检测数据与实验室检测数据进行单项水质项目水质类别评价，分析水质类别是否一致。4水质在线监测系统运行评价

4.1仪器监测数据与实验室手工数据比对合格率分析

自动监测仪器数据与实验室手工数据比对合格率，见表2。

由表可见，水温、PH、电导率、溶解氧、高锰酸盐指数的比对合格率大于85%，符合规范要求。浊度、氨氮、总磷及总氮的自动监测仪器数据与实验室手工数据可比性较差，比对合格率均不符合规范要求。

4.2仪器监测数据与实验室手工数据水质类别一致率分析

自动监测仪器数据与实验室手工数据水质类别一致率，见表2。因水温、PH、电导率及浊度不参与水质评价，只计算溶解氧、高锰酸盐指数、氨氮、总氮及总磷水质类别一致率。由表可见，溶解氧、总磷的水质类别一致率较低，氨氮、高锰酸盐指数及总氮的水质类别一致率在60%～80%之间。 

4.3仪器监测数据与实验室手工数据趋势变化一致性分析

分析自动监测仪器数据与实验室手工数据趋势变化，PH、电导率、浊度及氨氮趋势变化一致性较好，溶解氧、高锰酸盐指数、总磷及总氮除个别点有背离，其余趋势变化基本一致。 

5结论

(1)常规五参数，水温、PH、电导率及浊度的仪器监测数据与实验室手工数据偏差不大，比对合格率、趋势变化吻合度及水质类别一致率均较好。 

(2)溶解氧、高锰酸盐指数仪器监测数据与实验室手工数据比对试验合格率、趋势变化吻合度较好，水质类别一致率较低。氨氮、总氮、总磷仪器监测数据与实验室手工数据趋势变化吻合度良好，比对合格率、水质类别一致率较低。 

(3)仪器监测数据合格率不符合规范要求，但与实验室手工数据趋势变化吻合度较好或良好。综上所述，全光谱水质在线监测系统在宁夏地区应用于河湖长制考核工作，技术条件尚不成熟，但应用于水质监测预警是基本可行的。

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