环境水质自动监测系统质量控制探析
当前，水环境污染问题日益凸显，传统的环境水质监测工作主要以人工现场采样，实验室仪器分析为主，但缺陷较多，如监测工作量及误差较大、监测结果滞后难以及时反映污染状况等。近几年来，我国大部分地区都建设了水质自动监测站，并在一定区域内形成了水质自动监测网络系统，水质自动监测系统能反映监测断面的水质连续动态变化，随时了解水质状况，为环境管理工作提供准确、及时的数据资料，社会效益和经济效益较高，但因无人值守且连续工作，如何保证系统的运行质量，意义深远，现结合工作实践就此问题进行粗浅探讨。
1 环境水质自动监测系统组成
水质自动监测系统以在线自动分析仪器为核心，由现代传感器、自动测量装置、自动控制器、计算机及相关专用分析软件和通讯网络所组成，其系统构成一般含采水单元、预处理单元、辅助单元、分析测量单元、过程逻辑控制（PLC）单元、数据采集和传输单元、远程数据管理中心等，具体结构如图1所示。
2 环境水质自动监测系统质量问题简析
水质自动检测系统具有工作环境恶劣、工作连续运行、维护周期长等特点，较之人工采样送实验室分析的传统监测方式，其开放性较强但可控性较弱，站点选址、站房环境、采水和配水单元设计与维护、仪器性能及运行维护状况、试剂与标准溶液的稳定性、数据采集和传输及数据的检查与审核、人员素质等各环节一旦有误，都有可能影响到检测数据的准确性。以系统采水配水单元为例，其可能影响到检测数据质量的因素主要有：1）采水点设置。以广西为例，广西境内河流多属季节性河流，丰、平、枯三水期水位变化较大，若采样点位设置不当可能会导致水样供应不足，造成系统无法采水。2）采水泵。由于采水泵需连续运行，因此故障率较高，尤其是国产泵故障更频繁，有的1个月左右就需更换。3）清洗设备。清洗水用于清洗仪器和系统补水，一旦不能及时供应就会直接影响系统的提水和监测结果的准确性。4）水样预处理装置。水样预处理设备位于整个水质自动监测系统的前端，起到样品前处理的作用。河水中的泥沙、藻类滋生会堵塞预处理设备如过滤器的滤芯、滤网等，水样压力不足，引起仪器不能正常采样监测。5）空气压缩机。压缩机作用是进行的电磁阀压力控制，保证各种电磁阀处于准确的开关状态。如果压缩空气的压力达不到要求，电磁阀不能正行开关，系统气路和水无法正常供应，导致监测仪器无法正常采样监测。因此，我们在实际工作中应针对性地从多方面开展细致工作，如此，才能确保系统长周期有效平稳运行。
3 环境水质自动监测系统量控制措施
3.1 自动站建设方面
（1）站点选择。站点选择直接关系到所监测的水样是否真实地反映所监测水体的质量状况，应注意如下几点：断面应在平直河段设置；应距上游支流汇合处或排污口有足够的距离；在不影响航道运行的前提下，取水点尽量远离河岸；取水口处应有良好的水交换能力，河流取水口不能设在死水区、缓流区及回流区；取水点设在水下0.5～lm范围内，并防止底质淤泥对采水水质的影响；确定点位时要分析对比取水口处的水质与断面水质，若二者水质指标差异较大应变更点位。（2）采、配水单元设计。采水单元一般含采水构筑物、采水泵、采水管道、清洗配套装置和保温配套装置，设计时要综合考虑站点地理环境、水文状况和水位变化以及取水管道长度、管径等因素，并结合这些因素采取相应的保温、防冻、防压等措施，以减少水质在传输中的变化。配水单元一般含流量、压力调节、预处理及系统清洗三个部分，配水单元要满足不同仪器设备对水流和水压的要求，如采用膜电极法测定溶解氧时，需要溶解氧的不断补充来达到平衡，此时水的流速对测定影响较大，设计配水单元时应考虑保证仪器所要求的流速，否则测试数据也会偏低。（3）数据输出和采集。数据采集和传输要完整、准确、可靠，应尽量降低数据在采集和传输过程中造成的误差，要定期检查各种仪器输出量程与控制软件的设置量程是否一致，若有差异应恢复系统的原设置，切忌随意修改量程。定期检查数据采集系统下载的数据和现场实时显示的数据及与某个仪器的表头显示数据是否一致，若差别较大或下载不到该仪器的数据时应及时解决。
3.2 日常运行方面
（1）仪器校准。每月均对各台分析仪器进行手工校准，并结合监测数据的质量情况对某个分析单元进行不定期校准，并检查仪器的检查值是否在正常范围之内。当仪器长时间停机后重新启动、更换电极泵管等或更换不同批号的试剂时要重新校准。（2）质控样核查。每周使用按规定方法配制的标准溶液对自动监测仪器的准确度进行核查，标准溶液测定的相对误差应不大于推荐值的±10%，相对标准偏差不大于±5%，否则说明仪器基线发生漂移，须重新校准。（3）对比实验验证。每月进行一次实际水样的比对实验，用于检查自动监测系统的工作情况。水样的采集应在自动监测仪器的取水口处，保证所取样品与仪器所测样品相同，在采样的同时记录自动监测仪器的测定值。两种测定方法的相对误差应在±20%内，否则须重新校准或进行必要的维护和调整。（4）试剂有效性检查。严格按照要求配置实验用水、试剂、标准溶液等，并对相关指标进行核查和记录，确保达到《国家环境监测技术规范》中的质量保证要求。同时，对氧化或还原性试剂进行避光保存，对浓度低、易分解的试剂进行低温保存，以确保试剂的准确性。此外，要经常检查试剂或标准溶液的有效性，及时更换即将到期的试剂及标准溶液。（5）数据检查与审核。每天定时远程调取水质自动监测数据，及时掌握监测水体的水质状况，并对采集到的数据进行综合分析，一方面分析现场仪器的运行状况，并针对实际情况决定是否采取诸如更换试剂和标液、内部清洗、更换零配件或标定电极等相应措施，另一方面对异常值作出明确判断，及时采取相应的处理措施。严格实行三级审核制度，在数据报出前进行严格的把关。
3.3 人员素质方面
相较于传统环境监测项目，水质自动监测具有时间上的连续性、数据报出量大和自动化程度较高等特点，且由于是新上项目，仪器系统整体性能的稳定还需要一个过程，且对于不同水体的季节性变化、地理位置情况和系统设计的差异等问题还不时会影响到系统整体的稳定运行，因此在选择工作人员时应优先考虑年富力强、有责任感的同志，并确保他们熟悉仪器的原理、操作、维护、检修等内容，并掌握分析化学、自动控制、计算机等相关知识。此外，还要加强人员的技术培训，培训内容主要包括监测数据处理方法和注意事项、监测仪器工作原理和简单维修、监测仪器的操作程序和维护保养、计算机网络和数据库基础应用，等等。
总之，水质自动监测系统的质量控制工作是决定监测数据准确性、精密性、代表性、完整性和可比性的关键所在，尽管当前受到技术制约，其水质评价成果尚不能完全满足管理工作需要，但仍是常规实验室数据的有益补充，相信随着水质自动监测技术的逐步发展以及技术人员经验的不断丰富和积累，水质自动监测系统将会更好地发挥其功能，及时、准确地提供水质信息，更好地为环境管理和社会经济建设作出应有贡献。
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