水质在线监测系统质量保证与控制措施

　　摘要：文章在提高工作人员素质、建立水质在线监测系统管理制度、巡检及维护仪器设备、配备专用实验室等水质检测工作的基础上，以四水厂水质在线监测站为例，分析了水质在线监测系统的质量控制措施。

　　水质在线监测系统是一套整合在线分析仪器、现代传感器技术、自动测量技术、自动控制技术、计算机应用技术、数据传输技术的综合体系。实施水质在线监测可以实现水质实时连续监测和远程监控，监测得到的数据可以应用于水质周报、污染事故报告、环境质量评价等各项工作，进行各类水质的数据统计分析。环境管理部门落实水质监测系统能满足国家城考、市长环保目标责任制以及城市其他环保管理工作中对水质监控等方面的要求。水质在线监测系统具有工作环境相对较差、维护保养烦琐、运行条件较高等不利因素。

　　1998年，四水厂建立水质在线监测站，位于烟台市四水厂取水口，承担水厂入口及国家重点流域水质监测任务。本文在总结该站多年水质在线监测成功运营经验的基础上，提出了水质在线监测日常工作中应采取质量保证与质量控制措施。

　　1.水质在线监测系统的质量保证

　　1.1提高工作人员素质

　　水质在线监测系统是一门集物理、化学、生物、计算机、数理统计等学科为一体的综合技术。人员素质是水质在线仪器正常运行、数据正常出报的关键因素之一。

　　1998年，中国和挪威的合作项目《烟台市环境监测与信息系统（ENSIS）》中诞生了四水厂水质在线监测系统。为了促成这次合作，四水厂从全站挑选出多名技术水平高、责任心强、外语水平出色的复合型人才组成一支优秀的专业队伍到挪威水研究所进行培训学习，为水质监测系统成功运行打下了坚实的基础。

　　1.2建立健全水质在线监测系统管理制度

　　四水厂结合自身运行经验制定了水质监测站运行管理办法、水质监测站运行管理人员岗位职责、水质监测子站巡检及数据归档制度、水质监测站仪器操作规程、水质监测站仪器维修维护制度等相关管理制度。

　　1.3保证水路系统通畅

　　待监测水取自水厂加药车间前端，利用本身的压力进入水路。水路管道采用PPR管道，前端设有过滤器，可以避免鱼虾等异物堵塞管道。配水流程的设计原则为各监测仪器串联、密闭供水，该流程可以提高系统的采水效率，更好地保持站房环境条件。通过实践探索，四水厂研究出一套利用压缩空气进行反冲洗管路系统，可以结合浊度仪设置反冲时间及频率，抑制管路中泥沙沉积、藻类生长。管壁不会在自动清洗过程中被彻底清洗干净，因此，每个月还要进行一次人工清洗。

　　1.4保障电路及通讯系统

　　水厂提供24h不间断监测站用电，为了切实保证水质监测仪器、空气压缩机、数据采集器以及辅助设备的安全，系统配有稳压电源，保证了电压的稳定；为了防止雷击，与电话线串联防雷击保护器，再与数据采集器连接，有效保护仪器不受尖峰电压损坏；数据采集器与仪器之间的通讯电缆采用屏蔽线缆，可以有效防止信号相互干扰及感应雷的破坏；系统内所有的仪器设备的外壳都接入接地系统。

　　1.5巡检及维护仪器设备

　　四水厂制定出了仪器设备巡检制度，严格按照操作规程对仪器设备进行维护保养，定期对管路、过滤器、反映池、电极、反应试剂、电极膜、内充液、蠕动管进行清洗或更换，使仪器始终处于良好的工作状态。PUMA无油压缩机每周放水一次，排水后将排水阀关紧，保证空压机在无水密封条件下工作。

　　一般情况下，厂家规定的使用寿命为6个月。四水厂相关工作人员在实践中摸索出了一个延长电极使用寿命的方法：每周用脱脂棉蘸清水小心地把溶解氧膜表面的附着物搽干净，电极内充液2个月换1次，同时用脱脂棉把银极擦净，可以将溶解氧电极的使用寿命延长到1年，甚至1年以上。

　　1.6创造有利于仪器运转的外部环境

　　水质自动监测仪需要在密封、防尘、避光的环境中才能良好地运行，对室温的要求很高，通常在5℃~40℃之间。TOC要求室温要不低于15℃，否则它使用的过硫酸钠试剂会因为室温低而结晶。水站建有专业设计安装的塑钢防护罩使之与周围环境隔离，另有独立的通风系统确保水质监测仪器正常运转。

　　1.7为水质在线监测仪器配备专用实验室

　　本实验室专门用于水质自动监测仪器试剂、内充液配制和比对实验，所有仪器设备和玻璃器皿均为专用，指定了仪器设备保管人和实验室责任人，负责仪器设备的定期维护保养和实验室的清洁卫生。

　　2.水质在线监测系统的质量控制

　　四水厂水质在线监测站目前可以监测的项目有TOC、五参数（PH、浊度、水温、电导、溶解氧）、氨氮、硝酸盐氮4种，中心参照资质认定评审补充要求对实验室水质监测的要求来管理在线水质监测。在日常工作中，应该严格执行制定的各项规章制度。

　　2.1定期校准

　　总有机碳（TOC）、氨氮、硝酸盐氮等分析仪具有自动校准功能，只要把标准试剂放入样品桶里设置好校准时间，仪器就会自动校准。但是，由于标准试剂具有时效性，放置时间不宜超过1周。因此，所有五参数（PH、浊度、水温、电导、溶解氧）的校准时间为每周1次，即每周在固定时间由专业的技术人员到现场进行手工校准，所用到的标准溶液当天配制。

　　2.2试剂有效性的保障

　　水质在线监测仪器的试剂每1个月更换1次所用的标准储备液，实验室配制的标准储备液放冰箱保存。Na2S2O8、Al2(SO)4·16H2O储备液溶液均使用棕色桶保存。

　　2.3质控样检查

　　为了确保在线监测仪器所监测到数据能够准确地反映水质的真实状况，保证数据真实有效，每月对仪器进行1次质控样检查，如数据漂移相对误差大于10%，必须清洗仪器并进行重新校准。标准溶液来自站质控室，购自国家标准物质中心。

　　2.4比对实验验证

　　每月进行1次实际水样的比对实验，取水点设在仪器的进水点处，通过数据采集器记录在线监测仪器在瞬时监测数据，每次手工分析都要求有质控手段，手工分析的原始记录都要由质控室审核并找出原因，必要时重新校准仪器。水温、电导、溶解氧、浊度由便携式监测仪现场监测，PH、氨氮、硝酸盐氮由专用的采样桶，加入稳定剂后于当天进行实验室分析监测，如果发现数据的相对误差大于10%，必须重新校准。

　　2.5数据审查

　　上报的监测数据实行三级审核制度，由出报的专业技术人员初步审核，确认数据正确无误后报于室主任进行复审，最后由技术负责人审核。

　　2.6记录制度

　　每次配制试剂、标准溶液、电极内充液都要详细记录；巡检、更换试剂、更换电极内充液、更换电极、仪器校准、比对实验、质控样检查及比对实验必须有记录。记录分为两种：一种为巡检及维修维护记录，放于监测点位；另一种为中心控制室的数据异常记录，所有记录和水质周报年终归档。

　　2.7水质异常处理

　　水质在线监测技术人员必须每天上午8:30和下午3:00调取在线监测点位数据及仪器运行状态，查看数据及仪器有无异常，同时做好记录，发现异常情况立即向室主任报告，及时采取相应措施。

　　3.结语

　　一支业务素质高、责任心强、外语水平高的复合型人才组成的团队对于保障水质在线监测系统稳定可靠运行、监测数据准确完整具有十分重要的作用。水质在线监测在我国起步较晚，尚有大量工作要做，应当从以下几方面促进水质在线监测技术的发展。①统一制定水质在线监测持证上岗制度。②建立健全水质在线监测管理体系、考核体系。③加大对水质在线监测设备的投入，同时加强抽查监管制度。④开展水质在线监测计量认证制度，在线监测仪器取得计量认证合格书。⑤规范数据通讯协议，便于全国数据联网，实现公众监督和数据共享。

　　（作者单位：山东省烟台生态环境监测中心）

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