浅析氨氮在线自动监测仪的应用情况与存在问题概要

第34卷第3期2010年9月黑龙江环境通报HeilongjiangEnvironmentalJournalVol.34No.3Sep.2010浅析氨氮在线自动监测仪的应用情况与存在问题李坤李战(大庆市环境监测中心站黑龙江大庆163316摘要:氨氮在线自动监测仪已经在我国水质自动监测系统中得到广泛应用㊂目前,氨氮在线自动监测仪生产厂家众多,各有特色㊂生产厂家技术日趋成熟㊁相关标准逐步出台㊁仪器性能基本达标㊂但在实际应用过程中,根据各地的实际情况,在仪器的使用和维护方面还有很多问题需要进一步认识和改进㊂文章从多个方面对几种典型的氨氮在线自动监测仪进行了分析和比较,并提出了相关建议㊂关键词:氨氮;在线自动监测;现状;问题中图分类号:X830文献标识码:A文章编号:1674－263X(201003－0039－04ApplicationandProblemsofOn－lineAutoMonitoringInstrumentofAmmoniaNitrogenLIKunLIZhan(DaqingEnvironmentMonitoringCenterStationDaqingHeilongjiang163316Abstract:Ammonianitrogenon－lineautomonitoringinstrumenthasbeenappliedbroadlyinautomonitoringsystemofwaterqualityinourcountry.Therearemanymanufacturersoftheinstrumentaroundtheworld,andtheyallhavetheirownfocuses.Withincreasingperfectionofthemanufacturingtechnology,therelevantstand-ardshavegraduallybeenlaunchedandtheinstrumentperformancecanreachthestandardsbasically.However,intheprocessofpracticalapplication,thereisstillalotofimprovementsshouldbemadeinapplicationandmaintenanceoftheinstrumentsaccordingtothesituationindifferentareas.ThisarticlemainlyanalyzesandcomparesseveraltypicalAmmonianitrogenon－lineautomonitoringinstrumentsandputsforwardsomerele-vantproposals.Keywords:AmmonianitrogenOn－lineautomonitoringCurrentsituationProblem收稿日期:2010－06－03第一作者简介:李坤(1978－,女,大学本科,助理工程师,主要从事环境监测工作.随着国家对环境预警监测能力建设投入的加大,地表水水质自动监测技术的日趋成熟,水质自动预警监测系统已在全国得到了广泛应用㊂目前我国国家级水质自动站已有100个建成并投入运行,并于2009年7月1日起在国家环境保护部网站上公开发布实时数据,形成了基本覆盖全国重要流域的地表水自动监测网络㊂同时,各地环保部门也根据具体情况建立了自动预警监测系统,广泛用于各省㊁市交界断面㊁饮用水源地㊁重点湖区㊁水质监控预警等㊂根据国家‘环境监测技术路线“的要求,各地水质自动站主要配置了水质参数为:氨氮㊁高锰酸盐指数㊁总有机碳及地方特征因子(如总磷㊁总氮㊁叶绿素a㊁蓝绿藻等。通过近几年的发展,氨氨在线自动监测仪在性能指标㊁规范管理等各方面日趋成熟与完善,但同时还存在诸多问题需要解决㊂1我国氨氮在线自动监测仪现状1.1生产厂家技术日趋成熟目前国内使用的氨氨在线自动监测仪既有国际知名品牌,也有国内知名企业产品㊂按照分析方法的不同,目前市场上主要分为电极法和光度法㊂光度法又分为纳氏试剂比色法㊁水杨酸分光光度法㊂电极法主要仪器有:法国SERES2000型㊁德国WTWTresCon型㊁德国科泽Kl01型㊁美国哈希Amtaxsc型㊁美国YSl6820型㊁北京捷安捷JA-93WA1005型㊁国电南自HNS2003N型㊂光度法主要仪器中水杨酸法有:法国SERESl000型㊁德国科泽K301型㊁美国哈希Amtaxinter2型㊁德国BRANLUEBBEM020㊁德国E+HStamolysCA71AM型;纳氏试剂法有:湖南力台LFNHDW2001型㊁广州怡文EST2004型等㊂在国内地表水水质自动预警监测系统中,以上品牌均有一定的市场份额,但目前仍以国际品牌为主㊂其中法国SERES㊁德国WTW㊁美国哈希㊁德国科泽份额较大㊂其中又以电极法测定为主;国产品牌主要选用湖南力合㊁北京捷安捷,其他品牌使用较少㊂1.2各项标准相继出台目前,氨氮的分析标准有方法标准‘水质铵的测定纳氏试剂比色法》(GB747919871㊁‘水质铵的测定水杨酸分光光度法》(GB748119872及仪器技术指标标准‘氨氮水质自动分析仪技术要求》(HJ/Tl0120033㊂以上标准对该仪器的原理㊁方法㊁仪器技术指标作出了详细规定,保证仪器的规范化生产与技术考核㊂1.3仪器性能达标目前各品牌仪器均具有自动量程转换,标准输出接口㊁数字显示与存贮㊁自动清洗㊁状态自检和报警㊁干运转和断电保护㊁来电自动恢复等功能㊂由厂商提供的仪器基本性能指标也符合质量要求㊂见表1㊁表2㊂表1常用机型主要性能指标(电极法类别氨氮在线自动监测仪型号SERES2000TresConAmtaxscJAWA1005HNS2003N生产厂家法国SERES德国WTW美国哈希北京捷安捷国电南自方法气敏电极法气敏电极法气敏电极法气敏电极法气敏电极法量程/(mg/L01001000020010010准确度ʃ3%FSʃ5%FSʃ3%FSʃ3%FSʃ5%FS精密度55333最低检出限(mg/L0.050.050.050.050.05试剂更换周期(d1515151515校准方式现场校准自动两点校准自动两点校准标样+核查值+样品自动两点校准维护量每周2h每周2h每周2h每周1h每周2h表2常用机型主要性能指标(光度法类别氨氮在线自动监测仪型号SERES1000M020K301LFNH－DW2001EST－2004生产厂家法国SERES德国BRAN－LUEBBE德国科泽湖南力合广州怡文方法水杨酸法水杨酸法水杨酸法纳氏试剂法纳氏试剂法量程/(mg/L01005050250200准确度ʃ3%FSʃ1%FSʃ3%FSʃ5%FSʃ5%FS精密度ʃ3ʃ1ʃ4ʃ3ʃ5最低检出限(mg/L0.050.0030.010.050.05试剂更换周期(d1515151515校准方式手动校准手动校准手动校准手动校准手动校准维护量每周2h每周2h每周2h每周2h每周2h041.4考核指标基本合格通过对各地主要品牌的使用验收报告进行汇总,各仪器性能考量与厂商提供的指标略有差别,但基本能达到要求㊂在实际运行过程中的故障率及运行维护方面,进口仪器与国产仪器略有差异㊂进口仪器在稳定性㊁故障率方面较好,但其维护及校准相对复杂;国产仪器价格及维护费用较低㊂但其稳定性一般,故障率偏高㊂见表3㊁表4㊂表3常用机型考核指标(电极法类别氨氮在线自动监测仪型号SERES2000TresConAmtaxscJAWA1005HNS2003N生产厂家法国SERES德国WTW美国哈希北京捷安捷国电南自方法气敏电极法气敏电极法气敏电极法气敏电极法气敏电极法准确度ʃ3%FSʃ5%FSʃ3%FSʃ3%FSʃ5%FS精密度＜5＜5＜3＜3＜3相关系数＞0.999＞0.999＞0.999＞0.999＞0.999故障率评价一般少少少多基本评价稳定性一般,维护量大,校准要求较高稳定性好维护量小稳定性一般,精度较好,维护费用略高稳定性好,维护量小,采用标准加入法稳定性一般,故障率偏高年运行费用/万＜1.0＜1.5＜2.0＜1.0＜1.5表4常用机型考核指标(光度法类别氨氮在线自动监测仪型号SERES1000M020K301LFNH－DW2001EST－2004生产厂家法国SERES德国BRAN－LUEBBE德国科泽湖南力合广州怡文方法水杨酸法水杨酸法水杨酸法纳氏试剂法纳氏试剂法准确度ʃ5%FSʃ3%FSʃ3%FSʃ5%FSʃ5%FS精密度＜5＜3＜5＜5＜5相关系数＞0.999＞0.999＞0.999＞0.999＞0.999故障率评价一般少一般多多基本评价稳定性好,维护量一般稳定性好,维护量小,精度较高稳定性一般,维护量较大稳定性一般,价格较低稳定性一般,价格较低年运行费用/万＜1.0＜1.0＜1.0＜0.5＜0.52我国氨氮在线自动监测仪问题随着氨氮在线自动监测仪的广泛应用,其各项性能指标㊁操作使用越来越规范．但在应用与发展方面仍有许多问题需要进一步认识与改进,以14更好地满足我国水质在线自动分析仪的要求㊂2.1电极法与光度法的选择日前电极法均采用氨气敏电极,取代了初期的普通离子选择电极,其准确度及精密度有了很大提升㊂电极法适合于各类水质的监测,抗干扰性能较强㊂光度法通常用于清洁地表水,对干扰离子和浊度有一定要求,检出限较低㊂但随着电极法的快速发展与更新,电极法检出限已满足清洁水测定要求㊂因此近年来电极法仪器的使用已远远超过光度法㊂同时电极法有着试剂用量少㊁试剂配制简单㊁仪器维护方便㊁可自动校准等特点㊂因此,电极法有取代光度法的趋势㊂2.2对干扰的排除所有的氨氮在线自动监测仪均采用直接进样法进样,对于水样的预处理,如离子干扰㊁浊度影响等问题不予考虑,通常由使用者自行解决,仪器内也无任何对于扰进行排除的相关部件预留㊂这样就造成了仪器对干扰进行排除,通常由使用者或集成商在前墙另行设计加入,但其排除效果很难保证㊂这也是为什么该仪器做标准值测试达标㊂但做样品比对时总是有较大误差的主要原因之一㊂2.3国家方法标准目前氨氮的相关国标方法中仅有用于实验室分析的光度法测试方法及仪器技术要求,没有电极法测试方法标准,更没有氨氮自动在线监测的方法标准和评价标准㊂对仪器测定的原理㊁方法㊁性能等各方面尚无明确统一的要求,以地表水监测结果及质控要求考核在线监测仪器,因此会出现较大偏差和诸多不规范现象㊂2.4国产仪器与进口仪器的区别长期以来,氨氮在线自动监测仪一直以进口品牌为主,其稳定性㊁故障率好于国产品牌㊂随着国产品牌实力的不断增强,国产仪器的设计理念㊁技术水平㊁材料等各方面有了很大的提升,以低廉的价格占有了部分市场㊂但其做工的不精细及高故障率仍使其短期内很难取代进口仪器㊂2.5质控数据的加入各氨氮水质自动在线监测仪器(电极法均标称有自动标定功能,通过分析一次标准溶液,在置信区间(通常范围很大内即为合格㊂但此标准液数据不保存不读取,无法确定其数值大小,很难确定测定值的相对误差㊂随着我国对仪器质量控制要求的加强,质控数据问题一直是水质在线测定的难题㊂北京捷安捷JAWA一1005型氨氮分析仪很好的体现了这一理念,采用标准加入法．每次样品分析中都有一次加标测试,并同时进行数据显示,也就是每个样品测定值都另有一个标准参比值㊂通过标准参比值的漂移情况确定样品测定值的准确度,很好地解决了质控问题㊂3结语氨氮在线自动监测仪虽然已在我国水质自动监测系统中得到广泛应用㊂但不可否认其在使用与发展方面仍存在许多何题㊂相信随着国家方法标准的出台㊁仪器厂商对氨氮在线自动监测仪的进一步规范㊁仪器功能的逐步增强㊁质量控制手段的逐渐增多,氨氮地表水在线自动监测仪将被更好地应用于水质监测预警㊂参考文献:1GB74811987,水质铵的测定纳氏试剂比色法S.中国环境出版社2GB74811987,水质铵的测定水杨酸分光光度法S.中国环境出版社3HJ/Tl012003氨氮水质自动分析仪技术要求S.中国环境出版社24