水質自動監測總氮波動影響分析

　　總氮是表征湖庫水質富營養化程度的重要指標之一，也是生物生長的必需元素。大量生活污水、農田排水或含氮、磷工業廢水排入水體，水體中氮、磷含量超標，可造成藻類的過度繁殖，出現富營養化狀態，使水體質量惡化，將對人居環境及生產生活造成嚴重危害。為了防止湖庫的富營養化程度，改善地表水水質狀況，加強對湖庫及匯入河流的總氮監測，是控制總氮污染程度的重要措施之一。目前，江蘇省太湖流域水環境自動監控系統項目共建成126個水質自動站，初步形成了太湖流域水質自動監控站網系統，各市也根據具體情況發展了本地方的自動預警監測系統，廣泛用于交界斷面監測、飲用水源監測、區域補償監測、預警監測等。 
　　江蘇省100多個地表水自動監測站中有幾十個均配有日本TOADKK公司生產的總氮水質自動監測儀。該儀器采用了與實驗室廣泛采用的國標分析方法-堿性過硫酸鉀消解紫外法（GB/T11894-89）[2]。該儀器在正常的日常運行和維護下，經過一定時間的運行，多次出現數據較大波動的現象，給水質自動監測質量控制帶來較大的不便。本文以江蘇某河流的總氮自動監測儀器為例，通過調整相關維護方式，分析影響儀器波動的主要原因。 
　　1 儀器工作流程概述 
　　日本TOADKK公司生產的總氮水質自動監測儀，在分析原理上與國標法相近，但在分析波長、線性等方面與國標法有一定的差異，因此，必須經過相應的預處理等措施，才能使自動監測與實驗室分析有可比性。 
　　該儀器的工作流程主要是：首先計量水樣，加入去離子水稀釋，同時加入堿性過硫酸鉀和氫氧化鈉溶液，送入加熱分解槽加熱一定時間，之后排至反應槽，加入鹽酸進行反應，此時水樣中的氨氮、亞硝酸鹽氮及大部分有機氮化合物氧化為硝酸鹽，再用紫外分光光度計進行測定，最后將廢液排出，以去離子水清洗儀表管路。 
　　2 日常維護內容 
　　該儀器日常維護主要包括以下內容。 
　　（1）流路：每月檢查儀器流路是哦福脫落、折斷、漏液，每年更換儀器采樣流路的管路及軸。 
　　（2）電磁閥：每月檢查儀器電磁閥是否漏液。 
　　（3）送液泵：每月檢查送液泵工作情況，每年更換送液泵。 
　　（4）氣泵：每月檢查氣泵的工作情況。 
　　（5）試劑泵：每月檢查試劑泵是否漏液，有無污垢，每6個月更換試劑泵注射器，沒年更換試劑泵活塞。 
　　（6）樣水、純水計量泵：每月檢查樣水、純水計量泵工作情況，每6個月給計量泵螺絲、導向軸添加潤滑油，每年更換計量泵注射器集合。 
　　（7）儀器總管：每月檢查總管是否漏液、有污垢，每3個月清洗總管內壁及蓄水容器，每年更換O型密封圈。 
　　（8）試劑容器：每月更換試劑，每3個月清洗試劑容器。 
　　（9）加熱分解槽：每月檢查加熱分解槽加熱狀態，是否漏液。 
　　（10）反應槽：每月檢查反應槽內部有無污染，每6個月清洗反應槽，每年更換反應槽管路、O型密封圈。 
　　（11）檢出器：每3個月檢查檢出器是否漏液，每6個月清洗檢出器流通量波面。 
　　（12）純水容器：沒周檢查出水剩余量，及時補充。 
　　（13）廢液容器：每月回收廢液，每年更換廢液容器管路。 
　　本文所研究的河流均在水質穩定的條件下進行，為連續4天的自動監測。該總氮自動監測儀日常運行維護正常，按相關要求定期校準、更換管路、電磁閥及試劑等。在進行該實驗之前，該儀器連續兩天的自動監測數據曲線如圖1曲線1所示，經計算，該組數據平均值為5.52 mg/L，標準偏差為2.10，相對標準偏差達37.94%。不僅如此，該儀器在較長時間內經常出現較大的波動。 
　　3 問題分析 
　　日常維護中，檢查加熱分解槽、反應槽及檢出器時發現，即使按要求方法、頻次進行維護，這些部件仍容易出現結垢，難以用水清洗。根據相關文獻報道[3]，發現水質對該儀器影響較大，且該段河流中水質中懸浮物較多，易造成加熱分解槽、反應槽及檢測器內結垢，影響數據結果。因此，通過更改儀器清洗方式，即分析完成后，除以去離子水清洗外，再增加稀鹽酸清洗，根據不同情況增加清洗頻次。 
　　增加酸洗后，該儀器連續兩天的自動監測數據如曲線2所示，標準偏差0.24，相對標準偏差為13.83%，相對較為平穩。 
　　4 建議 
　　根據上述水質自動監測站清洗方式的調整前后總氮比對情況分析及其它站的應用，可以看出國外自動監測儀在我國范圍內使用時應檢查其適用性，必要時需根據各地水質情況對儀器作一定的改進，除增加酸洗外，還有水樣預處理、進樣管路定期保養等必須的維護措施。此外，還應加強日常質量管理，按要求進行月比對、質控樣考核，開展試劑溯源及標樣核查等。