便携式水质检测仪与常规监测仪器的对比研究

由于突发事件具有突发性、不可预测性, 常规的实验室水质检测仪器从样品的采集到样品预处理, 上机分析到出报告结果, 整个过程需要几个小时, 已经无法满足应急检测的需要。这迫切要求水行政管理以及环保部门的水质监测队伍, 不断探索应急情况下的水质监测手段和工具。

1.项目研究的意义

水污染事件尤其是突发性水污染事件更是时有发生, 往往会给人类社会带来预想不到的巨大损失, 有些水污染事件造成的损失和影响之大, 甚至触目惊心, 难以估量, 极大危害了社会稳定和经济发展。提高对突发性水污染事件的认识、采用完备的预备措施应对事件发生, 避免或最大程度降低事件造成的损失和影响, 成为社会关注和需要解决的课题。

由于突发事件具有突发性、不可预测性, 常规的实验室检测从样品的采集到样品预处理, 上机分析到出报告结果, 整个过程需要几个小时, 满足不了应急的需要。这迫切要求水行政管理以及环保部门的水质监测队伍, 不断探索应急情况下的水质监测手段和工具。

便携式水质监测仪器运用于突发事故现场监测工作中, 具有时间短、出数快、实效强等特点, 对迅速查明污染物的种类、污染程度及发展趋势具有重要作用。在最短时间内, 用最简单的方法获取最有价值的监测数据, 为控制污染扩散、制定有效的排除措施提供决策依据。

2.研究的主要内容

本项目在无锡市辖区内, 以便携式水质监测设备在突发性水污染事件应急监测中的应用为主要研究方向, 以常规监测结果为标准, 开展对不同便携式仪器监测精度的分析。从而掌握仪器的准确度、适用性, 达到快速、准确、科学地提出监测方案。

3.监测点选择

本次监测试验选择了沈阳市18个水功能区典型观测点, 流经新新区、滨湖区的大运河4个典型观测点, 流经梁溪区及惠山区的北运河的2个典型观测点。监测项目为PH值、溶解氧、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、氨氮、锰、铁、铜、锌、六价铬、氰化物、硫化物、二氧化硅等13项。

水功能区系指根据流域或区域的水资源条件与水环境状况, 考虑水资源开发利用现状和经济社会发展对水量和水质的需求, 在相应水域内划定的具有特定功能的区域, 水功能区是有利于水资源的合理开发利用和保护, 并能够发挥最佳效益的区域。本次监测试验从中选择了18个水功能区典型观测点。

4.监测时间

监测工作进行了4期, 分别是:

1) 2017年8月12—25日, 对水功能区进行选点监测。

2) 2017年9月12—25日, 对水功能区进行选点监测。

3) 2017年10月12—13日, 对大运河进行选点监测。

4) 2017年10月19—20日, 对北运河进行选点监测。

5.仪器选择

1) 便携式水质检测仪的选择见表1。

表1 便携式水质检测仪

2) 常规检测使用主要仪器设备见表2。

表2 常规检测使用主要仪器设备

6.精度分析

本项目将便携式设备现场检测数据与实验室常规检测数据进行了对比精度分析, 即将两种检测方法得出的数值直接的进行列表比较, 根据检测数据分析, 可看出:便携式检测数据普遍大于实验室数据。检测数据见表3、表4。

表3 便携式检测数据

表4 便携式检测数据

各检测项目对比折线图见图1 (以9月份数据为例) :

图1 9月份检测数据对比折线图 

7.综合比较

本课题研究过程中, 在便携式仪器现场检测后, 将该处取样点水样留存, 带回实验室后, 用实验室常规检测方法, 对水样水质进行了化验。

7.1 人员配置

便携式水质检测仪需要1人就可完成。常规水质检测需要大量人员才能完成。

7.2 场地要求

便携式水质检测仪在任何场地都可以进行检测。

常规水质检测只能在实验室完成。

7.3 检测时间

通过时间比对, 常规水质检测时间是便携式水质监测仪的2倍以上。

7.4 水样采集

常规水质检测采样需要添加保存试剂, 而且根据采样的种类不同, 所添加的保存试剂种类不同, 比较繁琐。

便携式水质检测仪不需要添加保存试剂, 比较方便。

7.5 检测数据比对:

便携式水质检测仪在测量上与常规检测方法存在误差, 对两种检测方式的检测数据进行分析分析, 可得出以下结果:便携式检测数据大于实验室数据的, 占84.6%。但是误差符合规定范围。

1) p H值、溶解氧这2个项目, 两种检测方法结果比较接近。

2) 便携式仪器对铜、锌、六价铬、氰化物、硫化物等5项均检出相关数值, 而常规水质化验均未检出

3) 氨氮检测, 用便携式仪器检出的数据始终低于常规化验数据。

4) 亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、铁、锰、二氧化硅等5项, 用便携式仪器检出的数据始终大于常规化验数据。

8.结论

通过以上数据比对分析发现, 便携式水质检测仪在水质检测中与常规检测方法相比, 存在明显优势, 具体如下:

1) 它具有人员少、时间短、精度可靠、保存水样要求低、检测操作简便等优点,

2) 在水污染事件应急检测中, 可采用便携式仪器对铜、锌、六价铬、p H值、溶解氧等5项进行实时检测。

3) 在实际应用便携式仪器中, 应注意氨氮检测项目, 用便携式仪器检出的数据始终低于常规化验数据, 以及氰化物、硫化物、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、铁、锰、二氧化硅等7项, 始终大于常规化验数据, 这个趋势性问题。

4) 对于数据精度要求非常准确的水质检测项目, 便携式水质检测仪不能替代常规实验室水质检测。

综上所述, 便携式水质检测仪在一般性水质检测中, 作为常规的实验室水质检测的补充, 应广泛推广使用。在今后我国抗御水资源自然灾害, 尤其是突发性水污染事件以及对水资源的长期检测中, 便携式水质检测方法, 就其具备的显著特点和优势, 将发挥着无可替代的重要作用。