关于水质监测主要方法及技术应用的研究探讨

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摘要：本文主要就水质监测技术应用特点进行了分析，并对监测数据的分析和处理方法进行了探究。

关键词：环境监测 水质监测 监测技术 数据分析

中图分类号：X832 文献标识码：A 文章编号：2306-1499（2014）12-

1. 水质检测的意义

1.1 水质监测是监视和测定水体中污染物的种类、各类污染物的浓度及变化趋势，评价水质状况的过程。

1.2 水质监测是水资源管理与保护的重要基础，是保护水环境的重要手段。在新的世纪中，面对洪水威胁、水资源紧缺、水污染严重的现状，我国的水质监测工作面临着崭新的内容。

1.3 我国水资源分布不平衡，水质型缺水问题严重，跨流域调水工程多，水资源的开发利用与保护都对水质监测提出了更高的要求，也使水质监测具有了更加特殊的意义。

2. 水质监测技术及方法

2.1 无机污染物监测技术

2.1.1 原子吸收和原子荧光法

火焰原子吸收和氢化物发生原子吸收、石墨炉原子吸收相继发展，可用来测定水中多数痕量、超痕量金属元素。我国开发的原子荧光仪器可同时测定水中砷 （As）、硒（Se）、锑（Sb）、铋（Bi）、铅（Pb）、锡（Sn）、碲（Te）、锗（Ge）八种元素的化合物。用于这些易生成氢化物元素的分析具有较高的灵敏度和准确度，且基体干扰较少。

2.1.2 等离子体发射光谱法（ICP-AES）

等离子体发射光谱法近年发展很快，已用于清洁水基体成分、废水中金属及底质、生物样品中多元素的同时测定。其灵敏度、准确度与火焰原子吸收法大体相当而且小路高，一次进样，可同时测定10～30个元素。

2.1.3 等离子发射光谱-质谱法（ICP-MS）

ICP-MS法是以ICP（电感耦合等离子体）为离子化源的质谱分析方法，其灵敏度比等离子体发射光谱法高2～3个数量级，特别是当测定质量数在100以上的元素时，其灵敏度更高，检出限更低。

2.2 有机污染物的监测技术

2.2.1 耗氧有机物的监测

反映水体受到耗氧有机物污染的综合指标很多，如高锰酸盐指数、CODCr、BOD5、总有机碳（TOC），总耗氧量（TOD）等。对于废水处理效果的控制及对地表水水质的评价多用这些指标。这些指标的监测技术―例如重铬酸钾法测COD、五天培养法测BOD等―已经成熟，但人们还在探讨能够快速，简便的分析技术。例如快速COD测定仪，微生物传感器快速BOD测定仪已在应用。

2.2.2 有机污染物类别监测技术

有机污染物监测多是从有机污染源类别监测开始的。因为设备简单，一般实验室容易做到，另一方面，如果类别监测发现有大的问题，可进一步作某类有机物的鉴别分析。有机污染类别监测项目有：挥发性酚，硝基苯类，苯胺类，矿物油类，可吸附卤代烃等。这些项目均有标准分析方法可用。

3. 水质监测出现的一般问题

3.1 采样过程中的技术问题。

在样品采集过程中，采样断面与采样点位的布设、样品采集频率与方法的确定、样品装置容器的选取与洗涤、样品采集后的预处理、样品保存与运输等技术如果把握不当，都极容易出问题，对样品的代表性与完整性产生基础性的影响。

3.2 实验室的环境条件问题。

样品采集后要进入实验室分析，在实验室中，如果室内的温度、湿度、清洁度与采光等条件控制不好，或者出现振动、噪声以及辐射等特殊因素，都会对分析仪器的精确度产生影响，进而影响到最终的监测结果。

3.3 分析仪器及试剂的问题。

在分析仪器方面，如果仪器的测量范围不够大，灵敏性较低，在测量痕量样品时，其测量准确度就会较低，误差较大。在试剂方面，如果使用的试剂纯度精度达不到要求时或所使用的纯水的纯度达不到要求时，都会导致配制的试剂存在浓度误差。

3.4 监测方法的问题。

在水质监测方法选用方面，我们常因为没有根据待测物水域性质及所用仪器的类型选取恰当的方法，造成准确度与精密度的误差较大，且检出限也存在高低不匀现象。

3.5 测试过程中存在的问题。

在水质测试过程中，常见的技术问题是操作人员的熟练程度和操作的规范性不够，操作人员的操作水平、操作过程的规范性、异常值的处理与计算等问题会影响测量结果。同时，一些测试仪器因使用频率较高，在使用过程中其位置可能会有所异动，内部结构会发生一定的变化，此时，须进行期间核查（校准），否则，导致测量结果产生偏差。

4. 监测数据的处理及注意事项

4.1 数据修约规则。各种测量计算所得的数据需要修约时应注意：“四舍六人五单双，五后非零则进一，五后皆零视奇偶，五前为偶应舍去，五前为奇则进一”的修约原则。

4.2 可疑数据取舍规则。对同一样品进行数次分析后会得出一系列的测量数据，可能会出现一个或几个离群数据，在进行数据处理时，必须剔除离群数据，使测定结果更符合客观实际。常用于剔除离群数据的判断规则。常有：Crubbs法、Dixon法、Cochran法、偏度峰法等，应根据实际情况选定适宜的异常值检验规则。

4.3 Crubbs法适用于多组测量值的均值的一致性，或一组测量值的一致性检验。检出异常值个数不超过1；Dixon法适用于检验一组观测值的一致性检验，可检出一个或多个异常值；Cochran法适用于剔除多组观测值中精密度较差的一组数据，检验多组方差的一致性。对可疑数据进行取舍后，检测结果的表达方式一般为：用算数均数代表集中趋势、用算数均数和标准偏差表示测定结果的精密度。

4.4 基于 WSN 的水质监测网络，从应用层次角度看，其仅关心被测区域特定参数的监测值，而不关心水下传感器网络中具体某个传感器节点的监测数据，也不关心这些数据的传输过程，因而在数据传输过程中，将监测数据提供给用户使用前，可以对数据进行必要的处理，能够减少网络中的数据传输量、提高监测状态的可信度。

5. 结语

日趋加剧的水污染，已对人类的生存安全构成重大威胁，成为人类健康、经济和社会可持续发展的重大障碍。水是人类赖以生存的主要物质之一，为了更快地改善我国的水环境，保护水资源，在学习国外成功和先进经验的基础上，加大水质监测的力度，保护水资源就显得更加重要。

参考文献

[1]赵庆.浅谈水污染源在线监测系统的标准化建设[J]干旱环境监测2013，3.

[2]郭兴盛.水质监测自动化环保系统的构建探讨[J]电子技术与软件工程2013，21.

[3]黎洪松，刘俊.水质检测传感器研究的新进展[J]传感器与微系统2012，31.