水质自动监测系统的质量保证与质量控制

现代仪器(www.moderninstrs.org.cn)

二○一○年·第三期

水质自动监测系统的质量保证与质量控制

刘 允 刘廷良 宫正宇

（中国环境监测总站 北京 100012）

摘 要 质量保证和质量控制是水环境监测工作的重要组成部分，本文主要介绍水质自动监测全过程的质量保证与质量控制方法。关键词 水质 在线监测 质量控制 质量保证

引 言

水质在线自动监测系统是一套以在线自动分析仪器为核心，运用现代传感器技术、自动测量技术、自动控制技术、计算机应用技术以及相关的专用分析软件和通讯网络所组成的一个综合性的水质在线自动监测体系[1]。实施水质自动监测，可以实现水质的实时连续监测和远程监控，达到及时掌握主要流域重点断面水体的水质状况、预警预报、重大或流域性水质污染事故、解决跨行政区域的水污染事故纠纷、监督总量控制制度落实情况、排放达标情况等目的，同时，为水环境保护、管理及水污染防止提供主要监测信息。

近年来我国地表水的水质自动监测工作正朝着规范化、制度化发展。自动监测工作的质量保证和质量控制工作是决定自动监测数据准确性、精密性、代表性、完整性和可比性的关键，成为水质自动监测系统运行管理的核心内容[2]。水质自动监测的质量保证工作与日常实验室分析的基本内容是一致的，但自动监测有别于传统的实验室监测，它具有在开放性较强和可控性较弱的系统中实现连续监测的特点，其质量保证和质量控制是一个全过程完整的系统。

1 自动站建设的质量保证与质量控制

1.1 站点选择

站点选择直接关系到所监测的水样在时间和空间上是否具有代表性，是否真实地反映所监测水体的质量状况。断面应选择在平直河段设置，水文条件比较稳定；距上游支流汇合处或排污口有足够的距离以保证水质的均匀性；在不影响航道运行的前提下，取水点尽量远离河岸；取水口处应有良好的水交换能力，河流取水口不能设在死水区、缓流区及回流区；取水点设在水下0.5~1m范围内，并防止底质淤泥对采水水质的影响；在确定点位时要对

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取水口处的水质与断面的水质做实际分析对比，当

两者水质指标存在较大差异时，应考虑变更点位[3]。1.2 采、配水单元设计

采水单元要实现任何情况下确保将采样点的水样引至站房，配水单元应根据所选用的仪器和设备对水样流量和压力的具体要求进行调配，并采用相应的清洗、过滤等措施为自动监测仪器提供能满足监测需要的水样。在设计采水单元时，要综合考虑站点地理环境、水文状况和水位变化以及取水管道长度、管径等因素，根据这些因素采取相应的保温、防冻、防压等措施，减少水质指标在传输中发生变化。

1.3 自动监测仪器选型

自动监测仪器是水质自动监测的核心，为保证监测仪器量值溯源和与常规监测结果的可比性，仪器的检测方法应采用我国国家标准方法、行业标准方法或国际等效分析方法。仪器的检测限和测量范围应能满足监测水质的要求，要根据水质状况确定仪器量程，一般情况下所测水样的浓度范围为满量程的20%~80%为宜，否则会造成较大的测量误差。1.4 数据输出和采集

数据采集和传输要完整、准确、可靠，应尽量降低数据在采集和传输过程中造成的误差。要定期检查各种仪器输出量程与控制软件的设置量程是否一致，如果不同应恢复系统的原设置，未经许可操作人员不得随意修改量程。要定期检查数据采集系统下载的数据和现场实时显示的数据及与某个仪器的表头显示数据是否一致，若差别较大或下载不到该仪器的数据时，应及时解决。

2 自动站运行的质量保证与质量控制

2.1 人员素质的保证

水质自动监测系统的运行和维护对操作人员不仅要求有强烈的责任心，还必须熟悉仪器的原理、操作、维护、检修等内容，并要掌握分析化学、自

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动控制、计算机等方面的知识。在自动站应保证有两名专业技术员专门负责进行巡检值班、数据处理、仪器设备检修维护等日常工作。此外，应组织相关技术人员参加自动站建设和运行的业务培训班，认真学习自动监测仪器的清洗、校准及日常的维护维修技术；组织有关技术人员到运行较好的自动站参观学习，进行业务技术交流，以提高技术人员的实际操作能力；加强法律法规、标准规范、监测分析基础、质量控制、应急监测、《质量管理手册》、环保法律法规、职业道德规范、廉政建设规范等各岗位所需的相关知识和文件，及水质监测、自动监测的业务学习[4]。2.2 系统维护

系统的正常运行是监测数据可靠的基础，因此，必须定期对水质自动监测系统的各组成部分进行维护、维修与保养，一般将其分为现场值班人员的日常维护、技术人员的检修和仪器供应商的现场维护。维护主要包括：检查站房电路、各种阀门、通讯线路、避雷设施是否正常；按系统运行要求对采水管路、预处理装置、分析仪器的传感器测量室等进行清洗；更换到期的试剂、蒸馏水、标准溶液、过滤材料以及分析仪器泵管等易耗损件。当检测单元为光学系统时，还应考虑到雨季湿度大的情况下，湿度对光学原器件的影响。所作的维护维修工作要进行记录并妥善保存，以便日后查看和总结[2]。

建立定期巡检制，巡检期间进行水站系统的检查，仪器校准，隐患排除及外部设施的检查工作，当水质自动监测系统出现故障时，由现场值班人员进行判断对其修复，保证监测数据的连续性和有效性。

2.3 管理制度

建立水质自动监测系统的技术人员持证上岗制度、工作人员岗位责任制、日常运行维护制度、现场巡检制度、系统运行和值班记录制度、运转情况及事故报告制度、水质周报报出三级审核制度等规章制度，在日常的运行管理中逐步完善各项规章制度，使水质自动监测系统的运行管理走向规范化、制度化[2]。

制定采样和预处理系统的维护规程、仪器操作和维护规程、校准规程、仪器定期考核规程、仪器性能测试规程、比对实验规程等操作规程，从具体操作上保证水质自动监测系统管理的规范化。2.4 资料归档

在水质自动监测系统的建设和运行过程中建立

仪器管理

严格的质控管理档案，认真记录各项质控措施实施情况，包括校准、调试报告、验收报告、水站日常数据检查、试剂配制、每周巡检的作业、每周标溶液的核查结果、每月比对实验的结果、水站日常运行情况等，并保存仪器设备完整的说明书、设计图、运行操作规程等。并定期整理数据，刻录光盘备份，保证原始记录的完整性和不可改性，并进行资料的分类整理归档。

2.5 仪器的定期校准

不同仪器的校准周期不同，被监测水体的水质状况也会影响校准周期，如果河流水质状况较差，则仪器的校准周期就应该相应缩短。一般仪器每月校准一次即可满足要求，但不能超过仪器说明书规定的期限。如果仪器长时间停机后重新启动、更换电极、泵管或不同批号的试剂等，则必须进行仪器的校准[5]。

2.6 试剂有效性的保证

自动监测仪器所需试剂与标准溶液需要定期更换使用，在室内条件下储存一周至数周，在使用期间，如果受不利条件的影响，则实际或标准溶液会发生分解或降解。化学试剂和标准溶液的稳定性与试剂的性质、浓度及室内环境状况关系密切相关。一般来讲，氧化或还原性试剂应避光存放（如高锰酸钾溶液），必要时应隔光包装，浓度越低的标准溶液分解速度越快，尤其是氨氮的标准溶液。应注意防止室内温度过高，经常检查试剂或标准溶液的有效性，并定期更换试剂和标准溶液[6]。2.7 标液或质控样核查

标液或质控样在水环境监测中主要用于精密度的管理，可选择仪器（无参数仪器不需要）线性范围内（仪器测量量程）上、下限浓度的10%及90%以及中间附近浓度值的质控样来进行检查。一般每周应进行一次质控样检查，如果检查结果相对误差超过20%，则说明自动监测仪器基线发生漂移，必须对仪器重新进行校准[5]。2.8 对比实验

每月进行一次实际水样的比对实验，用于检查自动监测系统的工作情况。采用国家规定的标准监测分析方法进行实验室分析，并与自动仪器的测定结果相对比，来评判自动仪器测定的准确度。原则上，水样的采集应在自动监测仪器的取水口处，保证所取样品与仪器所测样品相同，在采样的同时记录自动监测仪器的测定值。若自动仪器需要过滤水样，则对比实验水样要用相同过滤材料过滤[5]。

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2.9 空白实验值检验

通过对空白实验值的控制，可以相对消除纯溶剂和试剂中的杂质、分析过程中环境仪器带来的沾污等。对空白实验值既要控制其大小，也要控制其分散程度。有的实验室采用娃哈哈等“使用纯净水”配制相关溶液，会给测定带来误差，选取的“实验室纯水”应该是化学意义上的“纯水”，一般采用蒸馏水或去离子水。2.10 记录制度

每次配制试剂、去水质自动站巡检及更换试剂必须有记录；对仪器的定期校准、质控样检查及比对实验、试剂有效性检查和数据审核等工作也必须有详细的记录[7]。

2.11 数据检查与审核

监测数据的检查与审核工作是整个质量保证体系中最后的、有效的质量控制手段。在进行数据审核时，应按照实验室常规数据处理的要求进行检验和处理。水质自动监测数据量较大，在实际工作中，会经常遇到一些过高或过低的异常值。如果一个异常值是偶然出现的，它的前后均为正常值，这种数值大多是由仪器的进样、仪器内部试剂传输等原因所致，应予剔除。但如果某个参数发生变化的同时，其它关联参数也发生变化，这就要仔细分析原因。如果发生原因不明的数据异常，应及时检查系统各个环节并采集实际水样进行人工分析，同时加大监测频次，直至查清原因。2.12 仪器性能测试

在系统正常运行条件下，每年至少对自动监测仪器进行一次控制检查，主要内容是测试仪器的准确度、精密度以及标准曲线相关性。采用国家认可的质量控制样品（或按规定方法配制的标准溶液，选择测量范围中间浓度值）对仪器进行测试，仪器经校准后，连续测定8次质控样，根据测定结果计算仪器的准确度和精密度。另外，按仪器规定的测量范围内梯度选择5个浓度的标准溶液（包括空白）

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按样品方式测试，并计算其相关技术参数[2]。

2.13 系统改进

水质自动监测技术在我国开展时间还不长，在实际运行过程中总常会出现一些问题，因此根据实际情况对系统的某些部分进行适当的改造是十分必要的，合理的系统改造是保证系统稳定可靠运行的有效措施。

3 结语

由于水质自动监测在我国是一项较新的工作，需要在管理运行实践中不断摸索适合我国国情和水情的质量保证和质量控制模式和措施。只有建立严格的质量保证和质量控制管理制度并使之真正得以落实，才能确保水质自动监测系统稳定可靠运行、监测数据准确完整。

在严格执行质量保证措施的同时，监测人员还应该加强自身的业务学习，提高监测人员的素质和责任心，熟悉自动监测系统各单元构成，掌握自动监测仪器的原理和操作、维护技术，严格按照仪器操作规程进行操作，确保水质自动监测系统的正常、稳定运行。

参考文献

1 孙树旺，罗文联，许庆. 浅谈水质自动监测系统的质量保证和质量控制，内蒙古环境保护，2005，17（4）：24~262 区晖. 水质自动监测系统运行过程中的质量保证和质量控制，现代科学仪器，2005，(3)：62~65

3 陈光，刘廷良，刘京等. 浅谈我国水质自动监测质量保证与质量控制，中国环境监测，2006，22（1）：60~63

4 孙南. 水质自动监测系统运行过程中的质量保证和质量控制，环境监测管理与技术，2009，21（1）：62~64

5 许杨，李彦，解军等. 水质自动监测系统的质量保证与质量控制，山东环境，2003，(3)：24~256 郭大鹏，付兆程. 水质自动监测中的质量保证与质量控制，环境科学与管理，2006，31（7）：147~148

7 韦秀丽. 水质自动监测系统的质量控制和质量保证，四川环境，2005，24（6）：75~76

Quality control and quality assurance of automatic water monitoring system

Liu Yun Liu Tingliang Gong Zhengyu

(China National Environmental Monitoring Center, Beijing 100012)

Abstract The QA/QC is a critical ingredient for the environmental monitoring of water. In this article，the QA/QC measures of water quality automatic monitoring were introduced.

Key words Water quality Monitoring on line Quality control Quality assurance

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