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文档简介
ICS
CCS
团体标准
T/XXXXXXXXX—2022
地表水水质走航监测技术指南
Technicalguidelineformonitoringsurfacewaterqualityduringnavigation
(征求意见稿)
2022-XX-XX发布2022-XX-XX实施
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T/XXXXXXXXX—2022
前言
本文件按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分:标准化文件的结构和起草规则》编制。
本文件为首次发布。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。
本文件由上海市环保产业协会提出。
本文件由上海市环保产业协会组织制订。
本文件起草单位:同济大学环境科学与工程学院、上海八和信息科技有限公司、山东海洋仪器仪表
研究所、上海博优测试技术有限公司、上海环境保护有限公司、上海市环境监测技术装备有限公司、上
海科德环保测试技术咨询服务有限公司、上海摩特威尔自控设备工程股份有限公司、上海澄峰科技股份
有限公司、上海科泽智慧环境科技有限公司、中检集团理化检测有限公司、实朴检测技术(上海)股份
有限公司、上海蓝居智能科技有限公司。
本文件主要起草人:***。
本文件由上海市环保产业协会2022年XX月XX日批准。
本文件自2022年XX月XX日起实施。
本文件由上海市环保产业协会解释。
II
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地表水水质走航监测技术指南
1适用范围
本指南明确了地表水水质走航监测系统的基本组成单元以及对各单元性能的基本要求,走航监
测工作程序、走航监测的质量控制要求及走航监测系统运行维护要求等内容,以便确保走航监测工
作的顺利开展。
本指南适用于江河、湖泊、水库和渠道等地表水的日常走航巡测、污染物溯源调查和地表水应
急监测。
2规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用
文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)
适用于本文件。
GB3838《地表水质量标准》
GB/T10250-2007《船舶电气与电子设备的电磁兼容性》
HJ91.2《地表水环境质量监测技术规范》
HJ101-2019《氨氮水质在线自动监测仪技术要求及检测方法》
HJ212《污染物在线监控(监测)系统数据传输标准》
HJ915《地表水自动监测技术规范(试行)》
HJ/T96-2003《pH水质自动分析仪技术要求》
HJ/T99-2003《溶解氧(DO)水质自动分析仪技术要求》
HJ/T103-2003《总磷水质自动分析仪技术要求》
HJ/T191-2005《紫外(UV)吸收水质自动在线监测仪技术要求》
HJ/T377-2019《化学需氧量(CODcr)水质在线自动监测仪技术要求及检测方法》
T/CWEC13-2019《光谱法水质在线快速监测系统》
T/CAQI169-2021《无人船船载水质监测系统》
T/CAQI170-2021《水质监测无人船巡查作业技术导则》
3术语和定义
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下列术语和定义适用于本文件。
3.1水质走航监测(waterqualitymonitoringduringnavigation)
以船舶(含无人船)为载体,搭载水质自动监测系统,结合数据采集处理技术、数据通信及定
位技术,实现江河、湖泊等地表水水质自动化、网络化、在线监测,实现在船舶航行过程中对江河、
湖泊、水库和渠道等地表水中各类污染指标进行连续地定性、定量分析,并基于同步采集的地理位
置信息显示各类污染指标浓度或含量在水体航行路径上的连续分布。
3.2水质原位监测(in-situmonitoringofwaterquality)
利用水质监测传感器在水体指定位置开展的现场采样监测活动。
3.3流通池(flowingcell)
通过使用泵等动力装置,从取样点位抽取水样,可以容纳所取水样并能够让所取水样在其中连
续流经的容器。
3.4流通池监测(flowingcellmonitoring)
利用传感器或其它分析设备对流通池中水样开展的监测活动。
3.5地理位置信息(geographyinformation)
以搭载的全球卫星定位系统为基础,可结合实时动态载波相位差分技术,实时获取走航监测测
点在指定坐标系中的三维定位信息。
3.6污染物通量(pollutantflux)
特定污染物通过某一河流断面的量,简称通量,包括瞬时通量和时段通量。
4系统组成
地表水水质走航监测系统是由船舶载体,水样采集与分析单元,数据采集、存储与传输单元,
地理位置信息采集单元,辅助信息采集单元和数据管理平台所组成的综合性水质监测系统。
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传感器原位监测子单元
数据采集、存
储与传输单元
流通池采样子
分析子单元
船单元
舶
载
体水样采集与分析单元
数据管理平台
地理位置信息
采集单元
辅助信息采集
单元
图1地表水水质走航监测系统组成示意图
4.1船舶载体
作为水质走航监测系统的运输载体,运载水质走航监测系统以完成在相应水体中的走航巡测。
船舶载体包括各种有人船舶和无人船。为了确保整个水质走航监测系统能够正常运行,船舶载体应
满足以下基本要求:
(1)船舶载体应具有充足的装载、操作空间和承重负荷,能够安装地表水水质走航监测系统各
工作单元,安装空间应不小于400mm×500mm×6000mm,承重负荷应不低于20kg。
(2)监测系统的分析单元、数据采集、存储与传输单元、数据管理平台等应当具有防水、防漏
电、抗干扰等措施,确保航行过程中系统能够安全运行。
(3)船舶载体必须充分考虑航行过程中气象条件、船舶航行、振动等因素,便于安装和固定水
质走航监测系统中各工作单元,保证监测系统设备的稳定性和安全性。
(4)采用流通池监测时,船舶载体应可提供合适的取样点,取样点应考虑航行过程的水体扰动
等因素,安装在船头或船舷两侧以避开航行过程中对水体扰动较大的区域,以免影响监测结果。采
用原位监测时,在航行过程中监测系统的传感器需要直接安装在合适的监测点位,宜安装在船头或
船体中央区域。
(5)船舶载体应能够提供稳压电源,支持市电、船舶电源、外接电源等至少一种方式为监测系
统供电。外接电源应能满足整个系统运行至少6小时以上(或根据航行要求,外接电源至少需要满足
一个航程的测量需求)。
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当仅使用船载电源时,建议配置应急电源以避免发生因电路供应故障导致数据异常中断。
(6)系统电磁兼容性要求应按照GB/T10250-2007确定,并根据产品型号的具体情况,规定系
统的频率范围、发射和接收敏感度要求及其极限值。
(7)作为载体的船舶应具备航速调节功能,以满足不同场合下,对监测区域的数据采集频次要
求。
(8)使用人员应根据不同水域的特征,选择大小合适的船舶。
4.2水样采集与分析单元
4.2.1原位监测子单元
水质原位监测所使用的传感器,其测量位置应位于水面下20cm~50cm之间。原位监测子单元应
安装在船体的中前部,以避免船体尾部螺旋桨等干扰受测水体。原位监测所使用的传感器应满足表1
的技术指标要求。
采用此种模式所监测的水体,通常悬浮物较少,且水体中所含藻类、浮游生物等也相对较少,
以防止干扰传感器正常使用。当传感器外表面受到沾污等干扰时,需要及时更换或采取清洗等相应
的运维措施。
当使用的传感器受水体流速影响时,传感器的校准应在与应用场景相近的模拟环境下进行,并
记录校准时的流速。在现场监测过程中,应同步监测水体流速,监测频次不少于其它物理、化学因
子的监测频次。
4.2.2流通池采样子单元
流通池采样是通过使用一个取样泵,从河流、湖泊、水库等中连续抽取水样到设备内部的流通
池中,以提供给传感器或湿化学分析单元分析所需的水样,同时以与进水相同的流量连续将水样排
回到所取水体中,以实现对水体连续测量的采样方式。
为确保分析结果的实时性和准确性,流通池采样子单元应当满足:
(1)应安装牢固,减少受船体航行、晃动等影响,同时流通池应采取密闭措施,确保池中水样
不会溢出或被污染。
(2)水深≥40cm时,取水位置应位于水面20cm以下;水深<40cm时,注意避免抽取河底沉积
物。
(3)水样采集子单元应安装流速计,以确保水样能够恒速通过流通池,采样流速的变化率应在
±10%以内。
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(4)应计算流通池的体积,以确保流通池进出水流量能够满足在10s内完成流通池内水样的置
换。同理,如果需要更高的采样频率,流通池水体的置换频率也需要相应提高。
(5)为避免漂浮物影响,水样采集单元应安装过滤装置,以确保监测结果的稳定性。如果监测
因子受到悬浮物、藻类等干扰影响,可将水样通过63μm过滤器进行过滤。
(6)流通池中水样应当是连续流动的,以确保检测水样与船舶行进同步,如果取水管路较长,
应计算从取水点到分析设备响应的延迟时间,同时在航行轨迹地图上进行时间修正。
(7)流通池应设置排水口,确保流通池中水体的连续流动,排水位置应位于取水位置下游或侧
方,不能干扰所取水样。
(8)水样采集单元应避开螺旋桨、船舶废水排污口等人为干扰。
(9)流通池材质应选择具有良好的化学惰性,不会与水体发生化学或生物学反应的材料。通常
不建议使用金属材质,推荐使用各种具有化学惰性的高分子材料。
4.2.3分析子单元
根据不同受测水体,分析子单元应配置满足工作要求的传感器或其它分析设备。对于河流、河
道水质分析,分析子单元需要安装能够检测pH、溶解氧、氨氮、总磷、化学需氧量等污染指标的分
析设备;对于湖泊、水库水质分析,除上述分析设备外,还应安装能够检测总氮的分析设备;对于
需要监测生态学指标的水域,应安装叶绿素a和蓝绿藻密度等分析设备;对于存在特征污染因子的水
体,可根据需求安装相应的分析设备。
此外,还可以安装水温、流速、浊度、电导率等物理指标的监测设备,以便更全面的表征水体
特征。
分析子单元中的传感器或分析设备应当符合下述工作要求:
(1)应满足表1的技术指标要求;
(2)应能够满足连续监测的要求,最低数据采集频率不低于1次/min;
(3)应便于校准,推荐采取自动校准的方式;
(4)应便于维护和管理,推荐配置自动清洗功能;
(5)应具有较好的结构稳定性,以适应船舶航行要求。
表1地表水水质走航监测系统分析设备性能指标技术要求
分析校准曲线
监测方法测量范围检出限精密度正确度量程漂移
项目线性
水温热电偶法0~50℃//±0.2℃//
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转子式流速
0~40℃0.1m/s/±1.5%//
流速仪(旋浆)
多普勒ADCP0~40℃0.05m/s/±1%//
±0.1pH单
pH电极法0~14//±0.1pH单位/
位
浊度90°散射法0~3000NTU/10%±20%±10%/
电导
电导率法10us/cm-100ms/cm/5%±5%//
率
溶解荧光法0~20mg/l//±0.3mg/L±0.3mg/L/
氧膜法0~20mg/l//±0.3mg/L±0.3mg/L/
30%(氨氮≤±40%(氨氮≤
0.5mg/L)0.5mg/L)
20%(0.5mg/L±30%(0.5mg/L
电极法0~100mg/L0.2mg/L<氨氮≤<氨氮≤±20%0.98
氨氮
2mg/L)2mg/L)
10%(氨氮>±20%(氨氮>
2mg/L)2mg/L)
化学法0~10mg/L0.1mg/L5%±10%±5%0.99
总磷化学法0~2mg/L0.01mg/L10%±20%±10%0.99
总氮化学法0~20mg/L0.01mg/L10%±20%±10%0.99
COD光谱法光谱法0-200mg/L10%±20%±20%0.99
叶绿
光谱法0~400ug/LChl///
素a
蓝绿R²>0.998
0~100ug/L
藻密光谱法///
0~1×105细胞/ml
度
需至少满足GB
其它
/3838中II类水监测需满足仪器出厂技术指标
指标
要求
备注:化学法由于检测原理仅适用于流通池监测,不适用于原位监测。
4.3地理信息采集单元
本单元用于在走航监测时同步获取测点地理位置信息,并可以在电子地图上显示航行轨迹,水
平定位精度在±2.5m。
必须选择使用经国家测绘局审核批准的导航电子地图,不得对所使用的地图进行检测、校核、
修改等活动,除依法取得导航电子地图测绘资质的单位外,不得自行使用空间定位系统进行电子地
图测绘。
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对于较宽的河道,船载卫星定位系统获得测点的经纬度坐标即可满足需求。对于较窄的河道(小
于10m)或河道周边存在建筑物遮挡的情况,如果需要更高的定位精度,可以搭载RTK模块辅助定
位,通过误差修正获得走航监测测点更高精度的地理坐标。
4.4辅助信息采集单元
为了获得更多的现场信息,在水质监测或污染物调查期间,可以加装其它信息采集设备。以下
辅助信息采集单元为可选组件,不做为水质走航监测系统组成部分的强制要求。
水体流速、流量测量系统:用于在线测量水体的流速或流量,以便于计算水体污染物通量。
水样自动采集系统:当在特定场合下,需要采取留样措施,或一些测试参数需要采集水样运送
至实验室分析时,可以选择安装水样自动采集系统。
摄像系统:可以拍摄航行期间水域、水体或沿岸影像,也可针对数据超标等情况下按设定程序
进行拍摄。
水下排污口排查:可采用侧扫声呐技术方法开展排查,在船舶底部搭载侧扫声呐,对于一定宽
度的河道,沿两岸各侧扫一遍,实际排查长度为河道长度的2倍;对于较窄河道,沿河中心侧扫一遍。
侧扫过程中通过专业的声呐成像软件使回传的声波数据模拟影像化,进而判断是否存在水下疑似排
口,结合岸线、周边环境及管线资料,判断确定水下排污口。
4.5数据采集、存储与传输单元
数据采集单元应能够将分析设备所采集的信号进行模数转换,并能稳定采集数据,数据在线率
应≥90%。
数据储存可采用云存储或本地存储方式。如果在航行期间通讯信号有可能存在数据无法传输的
情况,系统应具备本地存储功能。
分析设备与数采仪之间通信协议采用ModbusRTU,ModbusASCII标准,数采仪作为Modbus主机,
每个分析设备作为Modbus从机。
协议适用接口描述:
(1)适用于RS-485通讯接口通讯;
(2)每个RS-485接口可以同时连接多个分析设备;
(3)适用于RS-232通讯接口通讯;
(4)每个RS-232接口可以同时连接多个分析设备;
(5)适用于SDI-12通讯接口通讯;
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(6)也可扩展用于TCP/IP通讯方式,注意扩展用于TCP/IP通讯方式情况下不是采用ModbusTCP,
而是ModbusRTU直接承载在TCP/IP上。
为了保证监测数据在网上传输的安全性,所采用的数据采集传输仪,在需要时可按照HJ/T212
中规定的加密方法进行加密处理传输,保证数据传输的安全性。
4.6数据管理平台
数据处理单元应能够在线运算、处理各类原始监测数据,同时可以整合时间和地理位置信息数
据,并能够按照一定的格式(例如图形模式)显示数据结果并形成走航监测(或调查)报告。
关于地表水水质走航监测(或调查)报告的格式和内容要求详见本指南附录A。
5工作模式
5.1走航线路的设计
(1)航线规划
对于河道宽度≤50m的河流,走航线路可以沿河道中心线或中泓设计;对于河道宽度在50m~100m
之间的河流,走航线路可以按往返式设计,往返航线分别按两延岸边距中心河道1/2处规划,如果河
道水质较为均匀,也可沿河道中心线规划;对于河道宽度>100m的河流,走航线路需要按往返式设
计,往返航线按河道宽度距离两岸各1/3河道宽度进行规划。
对于湖泊、水库的航线规划,整个水域可用最大为100m×100m网格进行划分,规划的航线应能
够确保经过至少50%以上的网格区域。
航线规划示意图见本指南附录B。
(2)监测频次
为了获得更加丰富的数据信息,建议监测频次应尽可能高。实际运行期间,监测频次可以结合
船舶航行速度和检测仪器响应时间,确保至少每航行50m出具一组监测数据。
当采用原位监测模式进行水质走航监测时,应考虑航速与水体流速的矢量和,与传感器校准期
间所使用的标准溶液流速接近,流速相对误差控制在±20%以内,确保监测结果的准确性。当采用
流通池采样的监测模式时,可以根据监测频率要求确定船舶最大航行速度。
(3)监测断面
对于在监测过程中,可能遇到的监测断面,例如河口、行政区划入境断面、重点监测断面、背
景断面等,应当在监测计划中进行标注。
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5.2水质走航监测模式
水质走航监测模式为船舶在行进过程中同步进行监测的工作模式。该工作模式可用于日常水质
巡查监测、水质污染溯源和水质应急监测等工作。其一般工作程序由准备工作和现场作业两部分组
成。
5.2.1准备工作
(1)走航作业前,作业人员应充分了解水质走航监测计划,了解走航路线规划。
(2)船舶在出发前,检查水质走航系统各单元处于正常状态,并确认分析单元中所有的分析设
备符合本指南第6部分中的质量控制要求。
(3)记录并确认与水质走航监测相关的基本信息,包括受检河道(水域)名称、监测设备编号、
时钟确认等。
(4)检查卫星定位坐标,确认系统正确定位。
(5)检查设备数据通信系统,确保数据可以正确传输。
(6)启动水质走航监测系统,进行系统自检,确认系统各单元处于正常工作状态。
如系统需要预启动,应在正式走航监测作业开始前进行预启动,并确保一旦船舶开始航行,监
测系统各单元可以进入正常的工作状态。
(7)对于搭载无人船的走航系统还需检查并确认以下内容。
1)应了解水体宽度、水体流速、水体深度、水下地形、障碍物分布、是否有水草等情况,并根
据工作要求规划航线。
2)应提前了解作业现场作业当天的气象、水文情况。
3)应在作业前准备好工具及备品、备件等,确保无人船各部件工作正常。
4)无人船投放前,应逐项开展设备检查、系统自检、航线核查,应重点检查直接影响航行的动
力系统、电气系统、航行路线设置等。
5)自动航行模式下,无人船应在视距范围内按照预先设置的走航路线航行2~5min,以观察无
人船航行系统的工作状态。
5.2.2现场作业
(1)进行走航监测。水质走航监测系统自动采集样品、自动分析水样、自动采集数据、自动进
行数据处理,并同步记录分析时间、监测数据和地理位置信息。当需要测定水体流速时,应采取多
普勒ADCP法进行测量。
(2)实时记录并上传监测结果、地理位置和时间信息到数据管理平台。
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(3)走航监测结束后,再次确认系统各单元处于正常状态。
(4)关闭走航监测系统,此时可停止数据传输。
(5)出具走航监测报告,监测报告模板可自行编制设计,相关内容应至少包括本指南附录A中
所列的信息内容。
在录入相关数据信息后,建议使用计算机系统出具走航监测报告。
5.3定点监测模式
在某些场合下,如疑似污染源调查、应急断面监测或进行质量控制活动(例如比对监测)时,
可以采取定点监测的模式。定点监测模式与走航监测模式的主要区别在于载体(如搭载船舶)是静
止固定在某一个地点的,除了不需要采集船舶航行过程中的地理位置信息以外,其余工作流程可参
考本指南5.2.1和5.2.2中所描述的内容。
对于定点位监测模式,需要在监测计划中明确定点方式,监测取水点应位于预先设定好的监测
断面。并确保在整个监测过程中,取水点在预设监测断面上下游10m范围以内。当需要测定水体流
速时,可以采取转子式流速仪(旋浆)法或多普勒ADCP法进行测量。
6质量控制
6.1质控要求
地表水水质走航监测系统应按照表2~表4所规定的质控项目对监测指标开展质控措施。
(1)氨氮、化学需氧量、总磷、总氮应每24小时或每次使用前至少进行1次零点核查和跨度(跨
度为对应监测水域的地表水水质限值)核查;每月至少进行1次线性核查;
(2)采用化学法进行测试的项目,设备在初次使用前和每次试剂更换后应重新进行线性校准,
并验证精密度和准确度;
(3)氨氮、化学需氧量、总磷、总氮每月至少进行1次实际水样比对;
(4)常规五参数每周进行一次标样核查,如遇天气原因无法行船可延后进行;
(5)叶绿素a、蓝绿藻密度应每周进行一次单点核查,每季度进行一次多点线性核查。
(6)系统维护后质控措施实施要求:
1)更换试剂(仅使用水清洗除外)后,应进行校准;
2)当分析设备关键部件更换后,应进行多点线性核查,必要时应开展实际水样比对;
3)当分析设备长时间停机(7天以上)恢复运行时应进行零点核查、跨度核查和线性核查。
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(7)其它要求
1)监测仪器不允许屏蔽负值;
2)pH选用25℃时pH值为4.01、6.86、9.18左右的标准pH缓冲溶液进行核查,每月至少应进行2
个不同浓度标准溶液核查;
3)溶解氧每月应进行饱和溶解氧核查;
4)电导率和浊度每月应采用与监测断面水质监测项目浓度相接近的标准溶液及其2倍左右浓度
标准溶液进行核查;
5)多点线性核查未通过时,维护后应先进行零点/跨度核查,通过后再进行多点线性核查。
表2氨氮、化学需氧量、总磷、总氮质控技术要求
质控措施零点核查跨度核查①线性相关系数精密度正确度实际水样比对偏差
氨氮(电极法)±0.2mg/L±20%≥0.98//±50%(氨氮≤0.1mg/L)
±40%(0.1mg/L<氨氮≤0.5mg/L)
±30%(氨氮>0.5mg/L)
氨氮(化学法)±0.2mg/L±15%≥0.99±10%±20%±20%
化学需氧量±1.0mg/L±15%≥0.99//±2mg/L(化学需氧量≤10mg/L)
(光谱法)±20%(化学需氧量>10mg/L)
总磷(化学法)±0.02mg/L±10%≥0.99±10%±20%±20%
总氮(化学法)±0.3mg/L±10%≥0.99±10%±20%±20%
其它/±15%≥0.99±10%±20%±30%
备注:①跨度核查建议按照所监测水域限值管理要求的浓度进行核查。
表3常规五参数质控技术要求
监测项目标准溶液考核实际水样比对备注
水温(热电偶法)/±0.5℃/
pH值(电极法)±0.15pH单位±0.5pH单位/
溶解氧(荧光法/溶解氧过饱和
±0.3mg/L±20%
膜法)时不考核
电导率(电导率标准溶液值>100μS/cm±5%电导率>100μS/cm±10%/
法)标准溶液值≤100μS/cm±5μS/cm电导率≤100μS/cm±10μS/cm/
浊度≤30NTU;浊度浊度≤30NTU;浊度
不考核不考核/
≥1000NTU≥1000NTU
浊度(90°散射法)30NTU<浊度≤50NTU±15%30NTU<浊度≤50NTU±30%/
50NTU<浊度<50NTU<浊度<
±10%±20%/
1000NTU1000NTU
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表4叶绿素a、蓝绿藻密度质控技术要求
监测项目质控项目技术要求
叶绿素a(光谱法)
多点线性核查线性相关系数应≥0.993
蓝绿藻密度(光谱法)
6.2性能核查方法
(1)检出限
分析设备的检出限采用实际测试方法获得。
测试方法:按照分析方法3倍检出限浓度配制标准溶液或者空白样品,测定8次。检出限(DL)
按公式1计算:
DL=2.998×S公式1
式中:
DL——检出限;
S——8次平行样测定值的标准偏差。
(2)标准曲线
标准曲线检查以标准曲线相关系数为检查指标。
测试方法:按照分析设备设定量程或监测工作需要使用的量程,使用0、20%满量程、50%满量
程、80%满量程至少4个浓度的标准溶液按样品方式测试,并使用最小二乘法计算标准曲线相关系数。
最低浓度点应不高于所适用水域管理要求的标准限值。
(3)精密度
精密度检查是对50%满量程浓度的标准溶液测定结果的检查,以相对标准偏差判定。
精密度检查方法:计算每个样品连续测定n(n≥6)次结果相对标准偏差,相对标准偏差(RSD)
按公式2计算:
公式2
式中:
RSD——相对标准偏差;
n——测定次数;
——第i次测定值;
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——测定均值。
(4)正确度
一般按规定浓度样品测定结果的相对误差进行检查。
以相对误差检查准确度时,样品浓度为量程的50%。
相对误差的检查方法:测定6次检验浓度的样品,计算其均值与真值的相对误差,相对误差(RE)
按公式3计算:
公式3
式中:
RE——相对误差;
——6次测定平均值;
c——参照值(标准样品保证值或按标准方法配制的受控样品浓度值)。
绝对误差检查适用于pH、溶解氧等项目。pH准确度检查按照pH=4.01、6.86和9.18(在25℃下)
的样品进行检查;溶解氧准确度按照饱和浓度下测定结果进行检查。
绝对误差检查方法:测定6次各量值的样品,计算单次测定值与参照值的绝对误差,以最大单次
绝对误差进行比较。绝对误差(d)按公式4计算:
公式4
式中:
d——绝对误差;
xi——第i次测定值;
c——参照值(标准样品保证值或按标准方法配制的受控样品量值)。
(5)量程漂移
分析设备正常运行期间,按照所监测水域的管理限值要求配置标准溶液。如果监测周期小于4
小时,则每10分钟测试一次,连续测定至少4小时;如果监测周期大于4小时,监测间隔时间可以适
当延长,但整个测量期间所获取总数据量应不少于20个。采用该时间内的初期值(最初的3次测量值
的平均值)Z0,计算Zi与Z0偏差绝对值的平均值为设备的量程漂移ZD。计算方法见公式5。
公式5
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式中:
ZD——量程漂移,mg/L;
Zi——第i次测量值,mg/L;
Z0——最初3次测量值的平均值,mg/L;
n——测定次数。
如果采用相对偏差表征量程漂移,则使用公式6计算。
ZD%=ZD/c公式6
式中:
ZD%——量程漂移百分率,%;
c——用于测量量程漂移的标准溶液浓度,mg/L。
6.3数据有效性评价
(1)数据有效采集率应不低于90%。计算方法如下:
数据采集效率=(应获取数据-无效数据)/应获取数据×100%;
(2)因系统检修、维保、损坏等原因导致的缺失数据不纳入应获取数据;
(3)因航行受阻、暴雨、台风等不可抗力因素导致的航行中断或设备问题而产生的明显异常的
数据(通常与日常数据会有数量级的差异),不纳入应获取数据;
(4)在任何情况下,系统监测结果数据均不得进行人工修改;
(5)当水质采样单元发生故障或传感器、分析设备发生故障时,在故障期间内所采集的数据为
无效数据,应对无效数据进行评价并记录判断原因。
6.4数据结果修约
所有质控测试结果计算的修约方法遵守《数值修约规则与极限数值的表示和判定》要求,具体
监测项目质控测试结果计算的小数位数见下表。
表5监测项目质控测试结果修约要求
监测参数监测结果保留小数位数
水温(℃)1
pH(无量纲)2
溶解氧(mg/L)2
电导率(μS/cm)1
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浊度(NTU)1
化学需氧量(mg/L)1
氨氮(mg/L)2
总磷(mg/L)3
总氮(mg/L)2
叶绿素a(μg/L)3
蓝绿藻密度(cells/ml)1
7运行维护
7.1远程运维
运维人员通过平台数据查看、视频监控等手段,实现对走航系统的“日常监控”,每日对系统的
运行状态进行检查、评估和记录。具体包括以下内容:
(1)当系统启动后,查看系统的在线状态,通讯传输是否正常,数据是否存在缺失;
(2)查看监测数据质量,确认是否存在数据异常预警和故障报警信息;
(3)对上一次监测结果进行数据有效性审核并标记异常数据,形成监测数据审核日志;
(4)远程查看是否存在非法入侵行为;
(5)发现异常情况时,进行记录和报告,并及时进行现场核实,必要时开展应急维护工作。
7.2现场运维
(1)系统累计运行达到30小时应检查水样采集和分析单元是否存在漏水、破损等情况,并维持
系统整体的干净整洁。
(2)系统累计运行达到30小时应对分析设备状态进行检查,查看仪器是否存在报警信息并进行
故障排除,确保仪器正常运行。
(3)系统累计运行达到30小时应对流通池进行检查,检查是否存在堵塞、脏污等情况,必要时
进行更换或清洗。
(4)系统累计运行达到30小时应对电极进行清洗和维护,发现电极老化或损坏应及时校准或更
换。
(5)系统累计运行达到30小时应检查试剂情况,根据试剂有效期,及时进行补充或更换,试剂
补充或更换后需重新对分析设备进行校准并做好记录。根据环境条件判断是否需要增加试剂贮存条
件的要求,例如保温或冷藏。
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(6)系统累计运行达到120小时应检查废液收集装置运行是否正常,对废液进行回收并根据相
关管理要求进行处置。
(7)系统累计运行达到120小时应对分析设备进行校准。具备多点校准功能的仪器,至少进行
一次两点或多点校准,若校准参数不在合理范围内,应查找原因并重新进行多点校准。
(8)系统累计运行达到120小时应对仪器关键零部件工作状态进行检查,如检测器光源、电极、
流量计等,必要时进行更换。
(9)系统间隔运行超出24小时,应进行校准检查。系统间隔运行超过7天,应重新校准系统,
进行零点检查和多点校准。
7.3应急维护
7.3.1数据异常处置
(1)出现以下情况时可确认为数据异常
1)监测中断的数据;
2)监测数据长时间不变或短时间突变;
3)监测仪器设备状态参数异常、过程日志异常或分析设备故障期间的监测数据;
4)通过监测项目之间相关性分析、气象条件、水域历史数据分析认为明显违背常理的监测数据。
(2)发生数据异常情况时,根据现场情况应采取标样核查、现场排查、实际水样比对等措施进
行排查,查明并分析原因,记录备案并上报。
1)确认仪器通讯存在障碍或仪器状态异常、仪器故障的,应尽快前往现场查明原因,进行故障
处理;
2)启动标样核查,核查未通过时应查明原因,重新校准分析设备。
7.3.2系统异常处置
(1)当系统出现故障时运维单位应在规定时间内响应并解决;
(2)对于在现场能够诊断明确且可通过更换备件解决的问题则在现场进行检修;
(3)对于其它不易诊断和检修的故障,可采用备用设备替代发生故障的仪器,同时对备机开展
标样核查;
(4)当监测系统确认遭遇了非法入侵、碰撞损坏、漏水、GPS位置大范围偏移、电量异常等情
况时,应进行应急维护。
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附录A
(资料性)
地表水水质走航监测报告编制内容
(1)报告名称
“受检水域名称”+“走航监测报告”(例如:***走航监测报告)
(2)监测基本信息
1)包括检测单位名称;
2)监测日期和时间;
3)任务来源或目的;
4)工作模式;
5)监测人员;
6)受检河道(或湖泊)名称;
7)受检水体信息:河道(或湖泊、水库等)检测范围(使用地理信息坐标表达)、取样深度、
流速等信息。
(3)监测结果
1)监测原始数据:包括监测参数、数据结果、测试位置经纬度及测试时间;
2)质量控制报告:包括测试期间有效的质量控制报告;
3)走航监测完成后需要绘制走航路径上各监测参数的浓度分布图。对于定点位监测,可以很容
易获得浓度与时间对应的曲线图,而对于走航监测,则需要在航行路径上绘制出浓度时间曲线,因
此建议采用计算机软件系统来编制监测报告。
4)污染物通量计算:由于本指南中的走航监测系统可以配置流速仪,因此如果能够获得某一断
面的流量,就可以利用所采集的污染物浓度数据和水体流量来计算船舶行经该段面时的污染物通量。
通量按公式A.1计算。
公式A.1
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式中:
Qi——污染物i在该河道中的通量,单位kg/h;
ci——污染物i断面测得的浓度,单位mg/L;
2
Sj——河道j断面在监测时截面积,单位m;
v——船舶行经j断面时水体流速,单位m/s。
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附录B
(资料性)
航线规划示意图
对于河道水质走航监测,可按如下图B-1示意图进行规划。
w/2
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