试论水质在线自动监测仪器发展现状

试论水质在线自动监测仪器发展现状

方少杰

广东上风环保科技有限公司

１．水质自动监测分析

１．１系统构成

监测系统本身能够形成网络，在网络当中，能够通过通信卫星和电话等方式来实现对于分站系统进行监控及信息传输，同时，托管部门也能够通过电话通信的方式来对于各个分站完成监管和控制过程。其他具有权限的相关部门，也可以通过电话通信的方式来实现对分站的信息传输及监控过程。所有的分站实际上是一个相对独立的水质自动监测系统，该系统一般情况下是由多个子系统来组合而成，具体包括采样、预处理、监测、控制以及数据的采集和处理系统。另外还包括监测的小屋或者房站等。从目前的情况来看，组成水质监测系统分站的组成方式大概分为以下几类。

第一类是由几个或者一个水质分析设备来组成水质监测系统分站，这里所说的分析设备包括了ＨＹＤＲＯＬＡＢ所生产的常规５参数分析设备，通过多台设备的搭配和组合，能够通过对于不同深度的水质进行测试。这种类型的水质监测系统分站的特点在于能够直接放入水中来完成测量，且组成的结构相对简单，具有一定的灵活性，便于应用。

第二类是固定式的水质监测系统分站，这种分站的系统合成方式较为传统，其主要特点在于对监测项目具有十分宽阔的监测范围。

第三类是流动式的水质监测系统分站，这种分站是将所有的监测设备都安装在监测小屋当中，能够随时随地的移动和迁移以变更测试的场所。这种分站的形式也可以称作为半固定式的分站，其缺点在于设置的成本相对较高。

1.2关键技术内容探析

（1）采水

水质自动监测的采水设备主要包括管道、水泵以及供电结构部分等等，从设计上的角度来看，应根据气候的变化和水位的变化来提出相对应的应对措施，使之能够与整个系统进行协同工作，从而为监测系统提供有效的水样。

（2）配水

配水装置包括对于水样进行处理的设备和自动信息的设备，配水系统的主要作用在于像监测仪器来提供水，并对于泥沙进行有效的过滤，在特殊情况下也需要对其进行手动的清洗，确保所配水的水质和水压以及水量都能够符合监测的要求。

（3）分析

水质监测设备的分析系统主要包括仪器分析和系统自动分析，分析的内容包括水的PH值、浊度、氨氮率、需氧量、总氮量、硝酸盐含量、磷酸盐含量以及氰化物和氟化物等等。另外还包括自动采样设备和流向计。

2.水质在线自动监测仪器发展现状

2.1发展现状概述

从目前的情况来看，水质在线自动监测仪器仍然处于持续的发展过程中，该仪器主要由多个欧洲国家、美国、日本以及澳大利亚等国家进行生产，所具有的项目中较为成熟的包括：对于氧化还原电位的监测、对于水位和流速的监测、对于电导率的监测、对于溶解氧的监测、对于PH值的监测、对于水温的监测等等。在所具有的监测功能中发展较为成熟的包括：对高锰酸盐指数的监测、对氨氮的监测、对COD的监测、对TOC的监测、对总磷的监测、对于氟化物和氯化物的监测、对硝酸盐的监测、对亚硝酸盐的监测、对硫酸盐和磷酸盐的监测、对于活性氯的监测、对于TOD、BOD、UV的监测、对于油类和叶绿素以及金属离子的监测等等。从目前来看，水质在线自动监测仪器中分析仪的功能主要包括：量程转换功能、自动清洗功能、报警和自检功能、断电保护功能、来电恢复功能、遥控功能、数字显示功能、氨氮和总磷的自动标准校正功能。

2.2五参数分析设备的现状分析

五种参数分析设备所利用的是流通式多传感器的测量方式，不需要进行基线的校正且无零点飘零，拥有一体化的生物清洗功能，和对于空气进行压缩和清洗的设备。例如英国生产的多参数分析仪和法国生产常规五参数分析设备以及澳大利亚生产的多参数分析仪。法国SERES企业制造的多参数分析仪器，该仪器的特点在于其结构十分紧凑，能够节约空间且便于使用和安装。

2.3化学需氧量分析设备的现状分析

水质在线自动监测仪器中的化学需氧量分析设备所具有的原理包括：混合氧化剂电化学测量、臭氧氧化电化学测量、氧化还原滴定测量、库伦滴定测量、光度测量法等等。从原理的层面上来看，氧化还原滴定测量法与国际上通用的方法更加接近，库仑滴定法也是较为推荐的一种测量方法，大部分化学需氧量分析设备中都已经采用了光度测量法，混合氧化剂电化学测量法和臭氧氧化电化学测量法则不属于国际上的标准测量方法，但是由于这两种测量法具有一定的可行性，所以在实际的应用过程中，需要将其测量出的结果与国际标准方法进行对比并适当的校正，然后才能对其校正后的结果进行认可。UV计量法在日本已经得到了较为广泛的使用，但是在欧美国家尚未得到应用。

从性能的层面上来看，化学需氧量分析设备的范围一般在10至2000mg/l，从目前的情况来看，化学需氧量分析设备仅能够满足污染源自动监测的需求，很难真正的适用于表水自动监测。相比于电化学原理设备，氧化还原滴定法和光度法仪器进行分析的周期更长，约为10分钟到2小时，而电化学原理的分析周期为2到8分钟。

从设备结构的层面上来看，应用电化学测量方法的化学需氧量分析设备一般要比应用氧化还原滴定和光度法的化学需氧量分析设备拥有更加简单的结构，同时在操作上也更加便捷，在运行的过程中具有更强的可行性。

从维护难易度的层面上来看，氧化还原滴定法和光度法所需要的试剂种类较多，且系统较为复杂，无论是更换试剂还是泵管都需要一个较为繁琐的过程，维护起来有着较大的工作量。

从对于环境造成影响的层面上来看，氧化还原滴定法、光度法均会造成汞和铬的二次污染，而电化学测量法则不会造成环境问题。

2.4高锰酸钾分析设备的现状分析

高锰酸盐指数线自动分析仪主要技术原理有三种：（1）高锰酸盐氧化-化学测量法；（2）高锰酸盐氧化-电流/电位滴定法；（3）UV计法（与线COD仪类似）。

从原理上讲，方法（1）和方法（2）并无本质区别（终点指示方式差异而已），欧美和日本等国是法定方法，与我国标准方法也是一致。将方法（3）用于表征水质高锰酸盐指数方法，日本已到较广泛应用，但我国尚未推广应用，也未到行政主客部门认可。

从分析性能上讲，目前高锰酸盐指数线自动分析仪已能够满足表水线自动监测需要。另外，与彩和化学方法仪器相比，采用氧化还原滴定法仪器分析周期一般更长一些（2h），前者一般为15~60min。

结束语：

本文首先对于水质自动监测的系统构成和关键技术内容进行分析，从而对于水质在线自动监测仪器发展现状进行研究，希望通过本文，能够为水质在线自动监测仪器的研究提供一些参考和帮助。

参考文献：

[1]黄珊珊.探究水质环境监测技术和仪器的发展[J].科学技术创新,2018,(11):194-195.

[2]王倩.水质环境监测技术和仪器的发展探析[J].科技创新与应用,2017,(9).

[3]袁静,张平安,卢云黎,等.水质监测实验室仪器管理工作关键点浅析[J].水利水电快报,2017,38(12):19-21.