溶解氧水质自动监测值偏低的原因探讨

姚 成，邓 娜

(江西省环境监测中心站，江西 南昌 330039)

1 引言

空气中的分子态氧溶解在水中称为溶解氧，通常记作DO，用每升水里氧气的毫克数表示。溶解氧值是研究水体自净能力的一种依据。水里的溶解氧被消耗，要恢复到初始状态，所需时间短，说明该水体的自净能力强，或者说水体污染不严重，否则说明水体污染严重，自净能力弱，甚至失去自净能力。自然状态中，水中适量的氧是鱼类，好氧菌生存和繁殖的基本条件。在一个大气压、温度为0 ℃的淡水中，溶解氧呈饱和状态时的含量高于10 mg/L，当溶解氧低于4 mg/L时，鱼类难以生存。

为能及时准确地了解各大河流的水质情况，水质自动监测站配备了溶解氧、浊度、水温、pH值、电导率、高锰酸盐指数、总磷、总氮和氨氮等9参数自动监测仪器。本文的主要目的是针对自动监测站对一些河流监测断面高锰酸盐指数、总磷和氨氮指标监测值均在Ⅲ类以内甚至Ⅰ、Ⅱ类，但溶解氧却只有2.6～4.9 mg/L这种现象分析溶解氧测量值偏低的原因。

2 溶解氧与高锰酸盐指数线性关系

地表水的溶解氧和高锰酸盐指数有显著性线性关系，方程为y=-0.5461x+8.0838，当高锰酸盐指数的检测数值大于5.35 mg/L，溶解氧有可能低于Ⅲ类水限值5 mg/L[1]。

3 溶解氧数据分析

从表1数据看，只有D和J断面高锰酸盐指数超Ⅱ类，其它断面高锰酸盐指数均为Ⅰ类，根据溶解氧与高锰酸盐指数线性关系，可信度不高，在这12个点位中除个别点位(F)在所选取的12 d中连续溶解氧超Ⅲ类水限值其它点位只是偶尔出现溶解氧水质超Ⅲ类情况，按正常情况溶解氧均应达到Ⅲ类限制要求。尤其对E、F、I几个断面连续溶解氧低于4 mg/L和其它偶尔出现溶解氧低于4 mg/L的监测值的监测断面，其数据更为不准确，更不能反映一个断面真实水质情况。

3 造成溶解氧水质在线监测值偏低的原因分析

(1)采水系统问题。主要表现在：①采水口采样位置不合理，采水泵沉底甚至被河底泥沙填埋所采集的水样不满足规范要求或者没有找到有代表性的采水点设置取水口(如取水口设置在死水区，回水区等)[3]不能反映整个断面的水质情况等；②采水管路过长或弯口太多不满足技术规范(《地表水自动监测技术规范(试行)》HJ915-2017[4]、《地表水水质自动监测站站房及采排水技术要求(试行)》[5])导致采水过程中消耗掉部分氧而使溶解氧偏低。

(2)溶解氧仪器设备问题。主要表现在：①溶解氧电极损坏；②溶解氧测试过程中不能对水样进行搅拌而导致水样与电极膜接触的瞬间将接触膜部位水样中的溶解氧耗尽而导致读数不准[6]。

(3)方法误差问题。主要表现在监测方法的测量不确定度所引起。水样溶解氧的真值未知，我们只有在特定的条件下寻求最佳的真值近似值。根据《膜电极法测定水中溶解氧的测量不确定度评定》[7]对水中溶解氧的测量不确定度进行了评定，其扩展不确定度为0.6 mg/L(k=2)，或表示为：(X±0.6) mg/L，k=2。

(4)水样本身的问题。主要表现在：①水样水质差水中耗氧微生物或植物将水中溶解氧消耗掉，如水中过量的水葫芦、藻类或耗氧微生物等等。②秋季大量落叶之类覆盖在采水口周边导致水样溶解氧偏低。

4 确保溶解氧水质在线监测数据准确可靠的几点建议

(1)确保取水口符合标准规范采集到有代表性的水样，并按技术规范对采水管道进行清洗。采水是关键，只有所采取的水样具有代表性和准确性才能保证分析的准备性。

表1 各监测断面水质在线监测值 mg/L

(2)仪器运维人员素质保证，运维人员应持证上岗、具有专业知识和丰富的运维经验。具体要求为运维人员需要熟练掌握仪器的操作规程、对监测数据具有很强的敏感性和对仪器设备和采水设施是否出现故障有快速准确的判断性等等。尤其当监测数据出现在标准限值的临界值时，更应该对监测数据有个准确的判断，观察断面取水周边是不是出现异常情况、采水系统所采集上来的水样是不是符合技术规范、仪器系统干预是不是正常和在线监测仪是不是正常等，将可能导致监测数据超标的现象详细记录下来，必要时可请有资质的实验室对断面水质进行实际水样比对，对于不是因为水质的原因而导致数据超标的要及时报备，并解决现场问题确保发出去的数据准确可靠。

(3)运维公司有对每个监测站的详细的质控措施，除按技术规范要求的质控要求外，建议加一条对各监测指标标准限值值针对每台仪器做一个扩展不确定度实验。

(4)确保网络的稳定性，防止数据包的丢失或传错。数据传输到数采仪如果是通过模拟量传输，要保证网络传输参数的准备性，确保上传的监测数据准确。