濁度對總磷在線監測的干擾分析
發布日期:2020-07-21

總磷是水中各種形態的磷轉變成正磷酸鹽后測定的含量結果,以每升水樣含磷毫克數計量。水中的總磷主要來自生活污水、工業廢水、化肥農田灌溉水等,在一個健康的水生態系統中,磷的含量是在合理范圍內波動變化的以維持生態系統平衡,一旦水體磷含量超標,會導致水中藻類快速增殖,造成水體藍綠藻爆發產生水華。水華中后期,耗氧微生物數量激增,大量降解藍綠藻凋亡細胞。這一過程使水中含氧量降低,引起大量魚類和濾食性生物死亡,造成水體異味,并破壞水生態平衡。

為了控制自然環境中的總磷含量,我國在《水污染防治行動計劃》中將總磷納入基本總量排放控制和重點監測污染物,研究加快完善地表水監測網絡和污染物排放許可證制度,建立完善的污染源監測網絡1

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圖1 圖為江蘇某造紙廠內生化池

由于濁度會對紫外波長的光強有一定程度的吸收,且吸收會隨著濁度的增大對監測結果產生較大的影響。本公司的測試數據表明普通的在線監測設備在濁度達到100NTU后,濁度與正誤差呈正相關性。在高濁度的情況下,在線監測設備的監測數據與手工監測數據的可比性降低。根據華東某省環境監測中心的數據,2019年省內總磷自動站數據與手工監測數據相比國考站點平均比對合格率69.4%,省考站點比對合格率為63.8%,入海河流站點比對合格率為58.4%,其中23.0%的斷面全年6次以上比對不合格2

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2 2019年自動數據與手工數據比對情況

在線監測儀器與實驗室對比有差異的主要原因有兩個方面:第一,在線監測儀器對水樣的缺乏有效的預處理,而實驗室可以通過前處理手段一定程度上消除濁度的影響;第二,在線監測儀器在測定過程中,空白參比固定,以鉬酸銨顯色后的吸光度與參比間的吸光度差作為測試結果。在實驗室測量中,測試者可以提前根據水樣的濁度在空白對照組中加入相應的濁度作為背景值,以扣除濁度影響。針對目前在線監測濁度干擾的問題,朗石加大科研攻關,針對濁度影響,開發出PhotoTek 6000 總磷水質監測儀。測量過程中,引入雙光路雙波長測量系統。利用獨特設計定量評價濁度影響,最終在測量結果中對濁度予以準確修正。該產品在800NTU濁度環境下,測試0.2mg/L的總磷標準溶液,誤差在10%以內。

表1不同濁度標液測試結果

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為了橫向比較濁度對總磷在線監測數據質量的影響,2020年4月7日,華東某省環境監測中心召集國內主要水質在線監測儀器廠商在太湖流域集中進行實際水樣總磷項目的對比測試。測試內容包含不同斷面的實際水樣對比測試,實驗室對比測試,標準物質測試,漂移測試,加標回收測試等。在已完成的測試階段,朗石的PhotoTek 6000 TP水質在線監測儀脫穎而出。整個測試階段,PhotoTek 6000 TP水質在線監測儀的監測結果基本不受濁度影響。

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3不同濁度實際水樣測試結果

安裝測試的樣品為國家標準物質203950,標定TP濃度為0.283mg/L,朗石PhotoTek 6000的實際測量結果為0.281mg/L。在稍后的加標回收測試中,實際樣品中基體TP濃度為0.083mg/L,加標量為0.1mg,,朗石PhotoTek 6000的實際測試結果為0.182mg/L,加標回收率達99%。

表2水源地水樣加標回收(測試批次:20200413)

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總磷是自然環境中水源的主要污染物,生態環境機構仍在不斷加強水中總磷的治理與監測工作,監測數據的準確度關系到人們對水質污染程度的最終判斷,朗石將不斷創新,提供更加準確的水質在線監測儀器。 

 

注:數據來源(1)中國環境監測總站全國水質數據月報

                       (2)華東某省環境監測中心總磷集中抗濁度比測方案


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