T∕CAEPI 113-2025 户外一体化水质自动监测站（常规五参数、CODMn、NH3-N、TP、TN）技术要求及检测方法

ICS13.060.01CCSN56团体标准T/CAEPI113—2025户外一体化水质自动监测站(常规五参数、CODMn检测方法TechnicalspecificationsandtestproceduresforoutdoorintegratedwaterCODMn,NH3-N,TP,TN)中国环境保护产业协会发布T/CAEPI113—2025Ⅰ前言 Ⅲ1范围 12规范性引用文件 13术语和定义 14组成结构 25技术要求 36检测方法 9附录A(规范性)各检测指标计算公式 17附录B(规范性)数据有效性判别 21附录C(规范性)功能检查方法及记录表 23参考文献 28T/CAEPI113—2025Ⅲ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》的规定起草。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。本文件起草单位:中国环境监测总站、中环协(北京)认证中心、广东省深圳生态环境监测中心站、四川省生态环境监测总站、江苏省无锡环境监测中心。本文件由中国环境保护产业协会负责管理,由起草单位负责具体技术内容的解释。在应用过程中如有需要修改与补充的建议,请将相关资料寄送至中国环境保护产业协会标准管理部门(地址:北京市西城区二七剧场路6号2层,邮编:100045)。T/CAEPI113—20251户外一体化水质自动监测站(常规五参数、CODMn3-N检测方法1范围本文件规定了户外一体化水质自动监测站(常规五参数、CODMn、NH3-N、TP、TN),以下简称“户外一体化水质自动监测站”的组成结构、技术要求及检测方法。本文件适用于户外一体化水质自动监测站的检测,在该类仪器设计、生产过程中可参照使用。户外一体化水质自动监测站主要应用于地表水水质的溯源监测、预警监测及特定条件下的考核监测等定量监测场景,至少实现常规五参数(水温、pH、电导率、浊度、溶解氧)、高锰酸盐指数(CODMn)、氨氮(NH3-N)、总磷(TP)及总氮(TN)等9个水质监测项目的自动监测。其中水温量程至少包含-5℃~45℃,pH量程至少包含2~12,电导率量程至少包含0μS/cm~5000μS/cm,浊度量程至少包含0NTU~1000NTU,溶解氧量程至少包含0mg/L~20mg/L,高锰酸盐指数量程至少包含2mg/L~20mg/L,氨氮量程至少包含0.15mg/L~5mg/L,总磷量程至少包含0.02mg/L~2mg/L,总氮量程至少包含0.2mg/L~10mg/L。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。GB/T2312信息交换用汉字编码字符集基本集GB3838—2002地表水环境质量标准GB/T4208外壳防护等级(IP代码)GB/T11892水质高锰酸盐指数的测定GB/T11893水质总磷的测定钼酸铵分光光度法GB/T13195水质水温的测定温度计或颠倒温度计测定法GB/T13306标牌GB/T15479工业自动化仪表绝缘电阻、绝缘强度技术要求和试验方法GB50057建筑物防雷设计规范HJ535水质氨氮的测定纳氏试剂分光光度法HJ536水质氨氮的测定水杨酸分光光度法HJ636水质总氮的测定碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法HJ1404地表水自动监测系统通信协议技术要求3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。T/CAEPI113—20252户外一体化水质自动监测站outdoorintegratedwaterqualityautomatedmonitoringstation具备自动采配水、自动预处理、自动水质监测、自动数据上传及接受远程控制等功能,集成于一个机柜内,可以直接应用于户外的一体化集成系统。注:一般由采水与配水单元、预处理单元、分析单元、控制单元、数据采集与传输单元、辅助单元等构成,占地面积一般不大于2m2。3.2量程span仪器对目标测量物的测量范围,即能够测量的浓度的最小值和最大值的区间。3.3检测范围testrange实验室性能指标检测时的浓度区间,是量程的一部分。3.4常规五参数conventionalfiveparameters地表水水质监测中水温、pH、电导率、浊度和溶解氧五项监测项目。3.5一致性偏差conformitydifference在未对仪器进行计划外的人工维护和校准的前提下,多台仪器在相同的测试条件下连续测量同一标准溶液的差异程度。注:本文件中用3台仪器在所有时段测定值的相对标准偏差的平方平均数表示。3.6数据有效率dataavailabilityrate在整个户外检测周期内,实际有效数据个数相对于应获得的总数据个数的百分比。4组成结构户外一体化水质自动监测站由采水单元、配水单元、预处理单元、分析单元、控制单元、数据采集与传输单元以及辅助单元组成,基本构成示意图见图1。图1户外一体化水质自动监测站基本构成示意图T/CAEPI113—20253采水与配水单元:可以采集地表水样品,并将经过预处理单元处理的水样分配给分析单元中不同分析模块进行分析的单元,包含采水口、采水泵及相应管路、阀门等。预处理单元:通过过滤、沉降、超声、搅拌等物理手段,实现去除地表水样品中沙砾等大颗粒物质、混匀水样等功能的单元,满足分析单元中不同分析模块对样品的要求。分析单元:通过电化学、光学、湿法化学等方法,对水样的水质监测项目进行分析测试的单元,由不同水质监测项目的分析模块构成。控制单元:可以控制户外一体化水质自动监测站的各个组成单元,实现整个系统的协调运行。数据采集与传输单元:能够按照分析周期自动执行数据采集与传输,并实现远程控制、自动加密与备份的单元。采集装置按照国家标准采用统一的通信协议,以有线或无线的方式进行数据及主要状态参数的传输。辅助单元:不间断电源、视频监控、废液储存单元等其他辅助设备。5技术要求5.1工作条件要求5.1.1环境温度:-10℃~55℃。5.1.2相对湿度:≤95%。5.1.3大气压:80kPa~106kPa。5.1.4电源电压:交流电压220V±22V。5.1.5电源频率:50Hz±0.5Hz。5.1.6水样温度:-5℃~45℃。5.2安全要求5.2.1电源相与机壳接地端之间的绝缘电阻和绝缘强度应符合GB/T15479的要求。5.2.2防雷设计和措施应符合GB50057的要求,应具有机柜防雷、电源防雷、通信防雷及保护接地的相关装置。5.3机柜要求5.3.1机柜材料应具有耐腐蚀性能,无裂纹、变形、污浊、毛刺等现象。机柜正面应印有系统型号、名称及制造商名称等标识。5.3.2机柜应具有密闭性能、防水防冲击性能,整体防护等级应达到GB/T4208规定的IP55及以上。5.3.3应在机柜内部或外部适当的明显位置固定标牌,标牌应符合GB/T13306的规定,至少应含有如下内容:a)制造商名称、生产商名称、生产地址;c)出厂编号;d)制造日期;e)测定指标及相应量程、定量下限;f)使用环境条件(电源类别、环境温度和湿度)。5.3.4系统机柜内各个显示器应无污点、损伤。所有显示界面应为中文,符合GB/T2312的规定,且字符均匀、清晰,屏幕无暗角、黑斑、彩虹纹、气泡、闪烁等现象,能根据显示屏提示完成全程序操作。5.3.5系统机柜内主要部件均应具有相应的标识或文字说明。5.3.6系统机柜内各部件组装应坚固,零部件无松动,按键、开关、门锁等部件灵活可靠。T/CAEPI113—202545.3.7系统机柜内各部件的布局应合理,便于维修维护。5.3.8系统机柜占地面积不大于2m2。5.3.9应具备机柜内部温度和湿度控制及显示功能,确保内部环境条件满足仪器正常运行要求。5.4功能要求5.4.1采水与配水单元5.4.1.1采水量满足户外一体化水质自动监测站测站需求,配水量满足各个分析模块的分析需要。5.4.1.2常规五参数分析模块使用原水分析,即水样按照最短采水距离原则不经过任何预处理,直接送入常规五参数分析模块中。5.4.1.3具有清洗、防淤、除藻功能,可实现全管路自动清洗,清洗过程中不对环境造成污染。5.4.1.4采水与配水管路标注流向,便于安装及维护,易于拆卸和清洗。5.4.1.5各分析模块配水管路应独立,管路能够在不影响其他模块正常工作的前提下进行维修或更换。5.4.1.6采用坚固耐用的采水泵,其功率应满足现场地形和采水量的要求,且具有断电后来电再启动的自动恢复功能。5.4.1.7采水与配水管路材质应具有足够的强度,可以承受内压,且不与水样中的被测物发生物理变化和化学反应。5.4.1.8具备保温防冻措施,采水与配水管路配置保温防冻装置。5.4.2预处理单元5.4.2.1预处理单元应采用多级处理方式,可以满足不同分析模块对水样的预处理要求。5.4.2.2当监测项目的水质类别为Ⅲ类~劣Ⅴ类时,预处理单元对测量结果带来的系统误差应在±10%之内。5.4.2.3预处理单元应具备自动清洗和除藻功能,由控制单元控制完成,清洗过程可以采用现场人工控制,也可以采用远程控制。每个测量周期结束后,对过滤器进行清洗,除去吸附在过滤器表面的黏着物、藻类和泥沙。5.4.2.4预处理单元在系统停电恢复后,能够按照采集控制器的控制时序自动启动。5.4.3分析单元5.4.3.1可单独对各分析模块的工作量程、方法参数和运行参数等关键参数进行设置。5.4.3.2各分析模块可单独进行相应水质监测项目的分析。5.4.3.3各分析模块可单独进行维修维护,单个分析模块的维修维护不影响其他水质监测项目的分析测量工作。5.4.3.4各分析模块的反应组件应采用防腐蚀耐高温材料,易于清洗,并加装防护罩。5.4.3.5各分析模块具有外部质控仪拓展接口。5.4.3.6涉及消解过程的分析模块,应具有冷却装置和安全防护装置。5.4.4控制单元5.4.4.1可由一级控制或多级控制的方式实现控制功能。5.4.4.2具有控制系统定时采水和测试功能,各监测项目从采水到分析结束的整个检测周期不大于120min。5.4.4.3具有控制预处理单元、配水单元、分析单元及分析单元中各分析模块内部进样/计量、物理/化T/CAEPI113—20255学前处理和分析等子模块的手动和自动清洗功能。5.4.4.4具有控制各分析模块的手动和自动校准功能,能设置自动校准周期。5.4.4.5具有控制各分析模块的自动标准样品核查功能。5.4.4.6具有对各分析模块监测数据、关键参数及运行日志的自动采集、存储、处理、查询、显示等功能,可储存各分析模块至少1a的原始数据和运行日志。5.4.4.7各监测项目测量结果单位符合HJ1404的相关要求。5.4.4.8应至少具有三级操作管理权限。其中管理员具有仪器关键参数设置权限;运维人员具有数据、参数、日志的查询和查看权限以及例行维护权限,具有对可调参数的调整权限;普通用户具有数据、参数、日志的查询和查看权限。管理员和运维人员权限应包含设置设备登录用户名和登录密码,登录密码应为强密码或自动生成的动态密码。强密码应包含大小写字母、数字和特殊符号等多种字符,并具有强密码校验功能。5.4.4.9具备对测试数据添加标识的功能,具体标识符合HJ1404的相关要求。5.4.4.10具有数字量通信接口,通过数字量通信接口输出指令、相关数据及运行日志,并可接收管理平台的远程控制指令,远程控制指令详见HJ1404的相关要求。5.4.4.11具有异常信息记录、上传及反馈功能,至少应包括:缺试剂报警、部件故障报警、漏液报警、取样故障报警和超标报警等。5.4.4.12意外断电时控制单元能够发送断电警报,再度通电时能控制自动排出断电前正在测定的水样和试剂、自动清洗各通道、自动冷却、自动复位到重新开始测试状态。所有原始数据和运行日志在重新连接电源时不发生变化。5.4.5数据采集与传输单元5.4.5.1应具有原始数据和运行日志采集、存储、处理、显示和输出等功能,应能存储至少1a的原始数据和运行日志,已形成的原始数据和运行日志不可修改。在停机状态下保存已有原始数据和运行日志的最短时间应不小于1a。运行日志应记录如下内容:a)仪器进样润洗、加热检测、排空清洗等运行流程信息;b)仪器方法参数和运行参数等关键参数信息,至少包括HJ1404中规定上报的参数;信息。5.4.5.2应具备日常校准、参数变更、软件版本更新的自动记录、保存和查询功能,形成日志记录,不可修改,保存时间不小于1a。应记录如下内容:a)校准时间、校准内容、操作用户;b)变更参数的名称、变更时间、变更前后参数值、操作用户;c)历史软件版本号及时间、当前软件版本号及时间。5.4.5.3数据传输协议满足HJ1404的相关要求。5.4.5.4应支持监测数据的无线传输与有线传输,有线传输应具备网口输出。5.4.6辅助单元5.4.6.1应至少包含不间断电源、视频监控、废液储存单元等相关辅助装置或设备。5.4.6.2不间断电源的容量应能支持系统在意外断电后发送报警,并在停电模式下待机2h以上。5.4.6.3应配置1套视频监控设备,至少包含1台硬盘录像机和2台视频监控摄像机,摄像机分别置于采水口和机柜门口。T/CAEPI113—202565.4.6.4废液储存单元应具有将分析废液和清洗废水分类收集和存放的功能,按照管理要求分类处置。5.5性能要求5.5.1实验室性能要求随机选取3套户外一体化水质自动监测站(不包括采水单元),在表1所示的检测范围下,按照6.3的方法在实验室内进行测试,测试的性能指标及测试结果应满足表2要求。表1实验室检测范围分析模块检测范围水温-5℃~45℃pH2~12电导率0μS/cm~5000μS/cm浊度0NTU~1000NTU溶解氧0mg/L~20mg/L高锰酸盐指数2mg/L~20mg/L氨氮0.15mg/L~5mg/L总磷0.02mg/L~2mg/L总氮0.2mg/L~10mg/L表2实验室性能指标分析模块性能指标技术要求检测方法水温水温误差±0.5℃pH漂移±0.1重复性≤0.1示值误差±0.1电压影响±0.1温度补偿精度±0.1电导率漂移±1%重复性≤1%示值误差±1%电压影响±1%温度补偿精度±1%浊度漂移±5%重复性≤5%示值误差±5%电压影响±3%T/CAEPI113—20257表2实验室性能指标(续)分析模块性能指标技术要求检测方法溶解氧漂移±3%重复性≤3%示值误差±3%电压影响±3%温度补偿精度±3%高锰酸盐指数定量下限≤2.0mg/L(示值误差±30%)漂移±5%重复性≤5%示值误差±10%电压影响±5%环境温度影响±5%一致性偏差≤10%氨氮定量下限≤0.15mg/L(示值误差±30%)漂移±5%重复性≤3%示值误差±5%电压影响±5%环境温度影响±5%一致性偏差≤10%总磷定量下限≤0.02mg/L(示值误差±30%)漂移±5%重复性≤5%示值误差±5%电压影响±5%环境温度影响±5%一致性偏差≤10%总氮定量下限≤0.2mg/L(示值误差±30%)漂移±5%重复性≤5%示值误差±5%电压影响±5%环境温度影响±5%一致性偏差≤10%T/CAEPI113—202585.5.2户外性能要求选取经过实验室检测的1套户外一体化水质自动监测站(包括采水单元)安装在河岸,根据河流水质实际情况,设置各个监测项目的量程,按照6.4的方法在户外进行测试,测试的性能指标及测试结果应满足表3要求。表3户外性能指标监测项目性能指标技术要求检测方法水温实际水样比对±0.5℃pH实际水样比对±0.5数据有效率a≥90%电导率实际水样比对电导率<100μS/cm±10μS/cm电导率≥100μS/cm±10%数据有效率a≥90%浊度实际水样比对浊度<30NTU或浊度≥1000NTU不考核30NTU≤浊度<50NTU±30%50NTU≤浊度<1000NTU±20%数据有效率a≥90%溶解氧实际水样比对±0.5mg/L数据有效率a≥90%高锰酸盐指数实际水样比对高锰酸盐指数<BⅢb±1.2mg/L高锰酸盐指数≥BⅢb±20%数据有效率≥90%氨氮实际水样比对氨氮<BⅢb±0.2mg/L氨氮≥BⅢb±20%数据有效率≥90%总磷实际水样比对总磷<BⅢb(湖、库BⅤb)±0.04mg/L总磷≥BⅢb(湖、库BⅤb)±20%数据有效率≥90%总氮实际水样比对总氮<BⅢb±0.2mg/L总氮≥BⅢb±20%数据有效率≥90%整机最小维护周期≥168h/次a常规五参数模块的数据有效率为pH、电导率、浊度、溶解氧4个监测项目测试期间的有效数据个数之和与这4个监测项目理论应测数据个数之和的比率。bGB3838—2002表1中相应的水质类别标准限值。T/CAEPI113—202596检测方法6.1检测条件6.2试剂6.2.1pH分析模块6.2.1.1实验用水:蒸馏水,煮沸并冷却,电导率小于2μS/cm,pH以6.70~7.30为宜。6.2.1.2邻苯二甲酸氢钾(C8H5O4K):优级纯。6.2.1.3磷酸二氢钾(KH2PO4):优级纯。6.2.1.4磷酸氢二钠(Na2HPO4):优级纯。6.2.1.5硼砂(Na2B4O7·10H2O):优级纯。的邻苯二甲酸氢钾(6.2.1.2)10.12g,溶于适量实验用水(6.2.1.1)中,于25℃下定容至1000mL,该溶液在4℃以下冷藏可保存2个~3个月。或直接购买市售标准物质。于适量实验用水(6.2.1.1)中,于25℃下定容至1000mL,该溶液在4℃以下冷藏可保存2个~3个月。或直接购买市售标准物质。6.2.1.8pH=9.18(25℃)标准溶液。称取与饱和溴化钠(或氯化钠加蔗糖)溶液(室温)共同放置在干燥器中平衡48h的硼砂(6.2.1.5)3.80g,溶于适量实验用水(6.2.1.1)中,于25℃下定容至1000mL,该溶液在4℃以下冷藏可保6.2.1.8pH=9.18(25℃)标准溶液。6.2.2电导率分析模块6.2.2.1实验用水:将蒸馏水通过离子交换柱,电导率小于1μS/cm。6.2.2.2氯化钾(KCl):优级纯。6.2.2.3零点校正液:采用实验用水(6.2.2.1)。下定容至1000mL,该溶液在25℃时的电导率为1413μS/cm,在5℃~35℃下储存在密封玻璃容器内可保存3个月。或直接购买市售标准物质。下定容至1000mL,该溶液在5℃~35℃下储存在密封玻璃容器内可保存3个月。或直接购买市售标准物质。6.2.2.6量程校正液:80%检测范围上限值的溶液,一般采用浓度为0.0300mol/L的KCl标准溶液6.2.3浊度分析模块6.2.3.1实验用水:蒸馏水。T/CAEPI113—2025106.2.3.2硫酸肼(N2H6SO4):优级纯。6.2.3.3六次甲基四胺(C6H12N4):优级纯。6.2.3.4零点校正液:将实验用水(6.2.3.1)通过0.2μm滤膜过滤,收集于用滤过水荡洗两次的容器中。(6.2.3.3),溶于400mL实验用水(6.2.3.1)中。将两种溶液混合后,加实验用水(6.2.3.1)至1000mL,充分摇匀。在液温(25±3)℃的条件下,静置48h。该溶液浊度相当于4000NTU,在室温条件下避光可保存6个月。或直接购买市售标准物质。6.2.3.6量程校正液:将浊度标准贮备液(6.2.3.5)用实验用水(6.2.3.1)稀释至检测范围上限值的80%。6.2.4溶解氧分析模块6.2.4.1实验用水:蒸馏水。6.2.4.2无水亚硫酸钠(Na2SO3):优级纯。6.2.4.3零点校正液:将约25g的无水亚硫酸钠(6.2.4.2)溶于适量实验用水(6.2.4.1)中,加实验用水(6.2.4.1)至500mL。该溶液在室温条件下可保存25d。6.2.4.4量程校正液:饱和溶解氧溶液。在(25±0.5)℃时,以约1L/min的流量将空气通入实验用水(6.2.4.1)并使其中的溶解氧达到饱和后,静置一段时间使溶解氧达到稳定(通常,200mL水需要5min~10min;500mL水需要10min~20min)。使用时制备。注:溶解氧的浓度随大气压的变化而不同,必要时参考HJ506进行气压校正。6.2.5高锰酸盐指数分析模块6.2.5.1实验用水:按GB/T11892获得不含还原性物质的蒸馏水。6.2.5.2草酸钠(Na2C2O4):优级纯。6.2.5.3D-(+)-葡萄糖(C6H12O6):纯度≥99.5%。移入250mL容量瓶中,加实验用水(6.2.5.1)稀释至标线,该溶液的高锰酸盐指数值为200mg/L,在4℃以下密封可保存2个月。或直接购买市售标准物质。6.2.5.5其他低浓度草酸钠标准溶液由草酸钠标准贮备溶液(6.2.5.4)经逐级稀释后获得。6.2.5.6葡萄糖标准贮备溶液:ρ=100mg/L。称取1.676gD-(+)-葡萄糖(6.2.5.3),溶于适量实验用水(6.2.5.1)中,移入1000mL容量瓶中,加实验用水(6.2.5.1)稀释至标线。吸取10.0mL该溶液于100mL容量瓶中,加实验用水(6.2.5.6.2.5.6葡萄糖标准贮备溶液:ρ=100mg/L。6.2.5.7其他低浓度葡萄糖标准溶液由葡萄糖标准贮备溶液(6.2.5.6)经逐级稀释后获得。6.2.6氨氮分析模块6.2.6.1实验用水:按HJ535方法获得无氨水。6.2.6.2氯化铵(NH4Cl):优级纯。1000mL容量瓶中,加实验用水(6.2.6.1)稀释至标线,该溶液氨氮浓度为200mg/L,在2℃~5℃下可稳定保存1个月。或直接购买市售标准物质。T/CAEPI113—20256.2.6.4其他低浓度氨氮标准溶液由氨氮标准贮备溶液(6.2.6.3)经逐级稀释后获得。6.2.7总磷分析模块6.2.7.1实验用水:蒸馏水。6.2.7.2磷酸二氢钾(KH2PO4):优级纯。容量瓶中,加硫酸溶液(6.2.7.4)5mL,加实验用水(6.2.7.1)稀释至标线,该溶液总磷浓度为50mg/L,该溶液在玻璃瓶中可贮存至少6个月。或直接购买市售标准物质。6.2.7.6其他低浓度总磷标准溶液由总磷标准贮备溶液(6.2.7.5)经逐级稀释后获得。6.2.8总氮分析模块6.2.8.1实验用水:按HJ636方法获得的无氨水。6.2.8.2硝酸钾(KNO3):优级纯。1000mL容量瓶中,加实验用水(6.2.8.1)稀释至标线,该溶液总氮浓度为100mg/L。在0℃~10℃下避光保存,可稳定6个月。或直接购买市售标准物质。6.2.8.4其他低浓度总氮标准溶液由总氮标准贮备溶液(6.2.8.3)经逐级稀释后获得。6.3实验室性能要求检测方法6.3.1水温分析模块水温误差采用蒸馏水,分析模块采用连续测定模式,每1min记录一个测定值,连续记录3个测定值xi,计算平均值x,按GB/T13195中规定的方法用温度计测量3次水样的温度,计算平均值C,按照附录A公式(A.1)计算x相对于平均值C的绝对误差E。该绝对误差E为水温误差的判定值。6.3.2pH分析模块6.3.2.1漂移式(A.2)分别计算后续21次测定值xi与x0的变化幅度D,取绝对值最大的Dmax为漂移。取两种溶液中Dmax绝对值较大者为漂移的判定值。6.3.2.2重复性采用pH=6.86(25℃)的标准溶液,分析模块采用连续测定模式,每采用pH=6.86(25℃)的标准溶液,分析模块采用连续测定模式,每1h记录一个测定值,连续记录该标准偏差S为重复性的判定值。6.3.2.3示值误差11采用pH=4.00(25℃)、pH=9.18(25℃)两种标准溶液进行测试,分析模块采用连续测定模式,每11T/CAEPI113—2025121h记录一个测定值,两种标准溶液分别连续记录6个测定值xi,按照公式(A.6)计算6次测定值平均值x相对于标准值C的绝对误差E。取两种标准溶液中E绝对值较大者为示值误差的判定值。6.3.2.4电压影响电压下连续记录3个测定值,取其平均值为Vs,分别调整电压为242V和198V,分别连续记录3个测定值电压下连续记录3个测定值,取其平均值为Vs,分别调整电压为242V和198V,分别连续记录3个测定值,取其平均值为Vi,按照公式(A.8)分别计算Vi相对于Vs的绝对误差ΔV。取242V和198V条件下ΔV绝对值较大者为电压影响的判定值。6.3.2.5温度补偿精度用连续测定模式,按照公式(A.10)分别计算各温度下测定值Ti与该温度下标准值Ts的误差ΔT。取ΔT绝对值最大者为温度补偿精度的判定值。采用pH=6.86用连续测定模式,按照公式(A.10)分别计算各温度下测定值Ti与该温度下标准值Ts的误差ΔT。取ΔT绝对值最大者为温度补偿精度的判定值。6.3.3电导率分析模块6.3.3.1漂移采用零点校正液和量程校正液两种KCl标准溶液进行测试,分析模块采用连续测定模式,每1h记录一个测定值,两种KCl标准溶液分别连续记录24个测定值xi,以前3次测定值的平均值为基准x0,按照公式(A.3)分别计算后续21次测定值xi与x0的变化幅度相对于检测范围上限值A的百分比Dr,取绝对值最大的Dmax为漂移。取两种KCl标准溶液中Dmax绝对值较大者为漂移的判定值。6.3.3.2重复性采用0.0100mol/LKCl的标准溶液,分析模块采用连续测定模式,每1h记录一个测定值,连续记录n(n≥7)个测定值xi,按照公式(A.5)计算相对标准偏差Sr。该相对标准偏差Sr为重复性的判定值。6.3.3.3示值误差采用0.0100mol/LKCl的标准溶液,分析模块采用连续测定模式,每1h记录一个测定值,连续记录6个测定值xi,按照公式(A.7)计算6次测定值的平均值x相对于标准值C的相对误差Er。6.3.3.4电压影响采用0.0100mol/LKCl的标准溶液,分析模块采用连续测定模式,每1h记录一个测定值,在220V电压下连续记录3个测定值,取其平均值为Vs,分别调整电压为242V和198V,分别连续记录3个测定值,取其平均值为Vi,按照公式(A.9)分别计算Vi相对于Vs的相对误差ΔVr。取242V和198V条件下ΔVr绝对值较大者为电压影响的判定值。6.3.3.5温度补偿精度采用0.0100mol/LKCl的标准溶液,在10℃~30℃之间以5℃的变化方式改变液温,分析模块采用连续测定模式并转换为25℃下电导率结果报出,按照公式(A.11)分别计算各温度下测定值Ti与标准值Ts(25℃)的相对误差ΔTr。T/CAEPI113—202513取ΔTr绝对值最大者为温度补偿精度的判定值。6.3.4浊度分析模块6.3.4.1漂移采用零点校正液,分析模块采用连续测定模式,每1h记录一个测定值,连续记录24个测定值xi,以前3次测定值的平均值为基准x0,按照公式(A.3)分别计算后续21次测定值xi与x0的变化幅度相对于检测范围上限值A的百分比Dr,取绝对值最大的Dmax为零点漂移。采用量程校正液,于零点漂移试验的前后,分别测定3次,计算平均值。由减去零点漂移成分(xi与x0的最大变化幅度)后的变化幅度,计算相对于检测范围上限值的百分比为量程漂移。取零点漂移和量程漂移中绝对值较大者为漂移的判定值。6.3.4.2重复性采用量程校正液,分析模块采用连续测定模式,每1h记录一个测定值,连续记录n(n≥7)个测定值xi,按照公式(A.5)计算相对标准偏差Sr。该相对标准偏差Sr为重复性的判定值。6.3.4.3示值误差采用量程校正液,分析模块采用连续测定模式,每1h记录一个测定值,连续记录6个测定值xi,按照公式(A.7)计算6次测定值的平均值x相对于标准值C的相对误差Er。6.3.4.4电压影响采用量程校正液,分析模块采用连续测定模式,每1h记录一个测定值,在220V电压下连续记录3个测定值,取其平均值为Vs,分别调整电压为242V和198V,分别连续记录3个测定值,取其平均值为Vi,按照公式(A.9)分别计算Vi相对于Vs的相对误差ΔVr。取242V和198V条件下ΔVr绝对值较大者为电压影响的判定值。6.3.5溶解氧分析模块6.3.5.1漂移采用零点校正液,分析模块采用连续测定模式,每1h记录一个测定值,连续记录24个测定值xi,以前3次测定值的平均值为基准x0,按照公式(A.3)分别计算后续21次测定值xi与x0的变化幅度相对于检测范围上限值A的百分比Dr,取绝对值最大的Dmax为零点漂移。采用量程校正液,于零点漂移试验的前后,分别测定3次,计算平均值。由减去零点漂移成分(xi与x0的最大变化幅度)后的变化幅度,计算相对于检测范围上限值的百分比为量程漂移。取零点漂移和量程漂移中绝对值较大者为漂移的判定值。6.3.5.2重复性采用量程校正液,分析模块采用连续测定模式,每1h记录一个测定值,连续记录n(n≥7)个测定值xi,按照公式(A.5)计算相对标准偏差Sr。该相对标准偏差Sr为重复性的判定值。6.3.5.3示值误差采用量程校正液,分析模块采用连续测定模式,每1h记录一个测定值,连续记录6个测定值xi,按T/CAEPI113—202514照公式(A.7)计算6次测定值平均值x相对于标准值C的相对误差Er。6.3.5.4电压影响采用量程校正液,分析模块采用连续测定模式,每1h记录一个测定值,在220V电压下连续记录3个测定值,取其平均值为Vs,分别调整电压为242V和198V,分别连续记录3个测定值,取其平均值为Vi,按照公式(A.9)分别计算Vi相对于Vs的相对误差ΔVr。取242V和198V条件下ΔVr绝对值较大者为电压影响的判定值。6.3.5.5温度补偿精度采用饱和溶解氧溶液,改变液温至(20±0.5)℃和(30±0.5)℃,在用磁力搅拌器搅拌的同时,分析模块采用连续测定模式,按照公式(A.11)分别计算各温度下测定值Ti与该温度下标准值Ts的相对误差ΔTr。取ΔTr绝对值最大者为温度补偿精度的判定值。6.3.6高锰酸盐指数、氨氮、总磷、总氮分析模块6.3.6.1定量下限各分析模块分别采用浓度为检测范围下限值的标准溶液(高锰酸盐指数模块采用草酸钠标准溶液),分析模块以1h为周期进行测试,连续记录7个测定值,按照公式(A.7)计算7次测定值的示值误差。计算7次测定值的标准偏差S,所得标准偏差的10倍为仪器的定量下限,计算方法按公式(A.12)和公式(A.13)。6.3.6.2漂移各分析模块分别采用浓度为检测范围下限值和检测范围上限值80%的两种标准溶液(高锰酸盐指数模块采用草酸钠标准溶液)进行测试,分析模块以1h为周期进行测试,两种标准溶液分别连续记录24个测定值xi,以前3次测定值的平均值为基准x0,按照公式(A.3)分别计算后续21次测定值xi与x0的变化幅度相对于检测范围上限值A的百分比Dr,取绝对值最大的Dmax为漂移。各分析模块取两种标准溶液Dmax绝对值较大者为漂移的判定值。6.3.6.3重复性各分析模块分别采用浓度为检测范围上限值20%和80%的两种标准溶液(高锰酸盐指数模块采用草酸钠标准溶液)进行测试,分析模块以1h为周期进行测试,两种标准溶液分别连续记录n(n≥7)个测定值xi,按照公式(A.5)计算相对标准偏差Sr。各分析模块取两种标准溶液Sr较大者为重复性的判定值。6.3.6.4示值误差各分析模块分别采用浓度为检测范围上限值20%和80%的两种标准溶液(高锰酸盐指数模块采用葡萄糖标准溶液)进行测试,分析模块以1h为周期进行测试,连续记录6个测定值xi,按照公式(A.7)计算6次测定值平均值x相对于标准溶液浓度值C的相对误差Er。各分析模块取两种标准溶液Er绝对值较大者为示值误差的判定值。6.3.6.5电压影响各分析模块分别采用浓度为检测范围上限值80%的标准溶液(高锰酸盐指数模块采用草酸钠标准T/CAEPI113—202515溶液),分析模块以1h为周期进行测试,在220V电压下连续记录3个测定值,取其平均值为Vs,分别调整电压为242V和198V,分别连续记录3个测定值,取其平均值为Vi,按照公式(A.9)分别计算Vi相对于Vs的相对误差ΔVr。各分析模块取242V和198V条件下ΔVr绝对值较大者为电压影响的判定值。6.3.6.6环境温度影响随机选取1套户外一体化水质自动监测站(不包括采水单元),分别采用浓度为检测范围上限值80%的标准溶液(高锰酸盐指数模块采用草酸钠标准溶液),分析模块以1h为周期进行测试,将系统及试剂置于恒温恒湿实验舱中,按照20℃→-10℃→20℃→40℃→20℃的顺序变换实验舱温度,每次变换温度,系统及试剂稳定3h后,连续记录3个测定值。以20℃条件下9个测定值的平均值为Cs,取-10℃或40℃条件下3个测定值的平均值为Ci,按照公式(A.14)计算Ci相对于Cs的相对误差ΔTt。各分析模块取-10℃和40℃条件下ΔTt绝对值较大者为环境温度影响的判定值。6.3.6.7一致性偏差随机选取3套户外一体化水质自动监测站(不包括采水单元),各分析模块分别采用浓度为检测范围上限值80%的标准溶液(高锰酸盐指数模块采用草酸钠标准溶液),1h测试一次,获得168组数据Ci,j(其中,i是仪器编号,j是时段编号),按照公式(A.18)计算第j时段3台仪器测试数据的相对标准偏差Sj,再按照公式(A.19)计算数据的一致性偏差CD。当第j时段相对标准偏差Sj>10%时,视为一致性偏差CD>10%。6.4户外性能要求检测方法6.4.1实际水样比对6.4.1.1常规五参数采用地表水实际水样,常规五参数以1h为周期进行测试。每168h进行1次比对,户外检测期间共比对4次。每次比对在户外一体化水质自动监测站采水后,人工使用经过检定校准的便携式仪器直接测定五参数检测池内水样,测定值记为C,户外一体化水质自动监测站测定值记为x。水温、pH和溶解氧按照公式(A.15)计算每次测定值x相对于便携式仪器测定值C的绝对误差E,各监测项目取E绝对值最大者为实际水样比对的判定值。电导率和浊度按照公式(A.16)计算每次测定值x相对于便携式仪器测定值C的相对误差Er,各监测项目取Er绝对值最大者为实际水样比对的判定值。采用地表水实际水样,高锰酸盐指数、氨氮、总磷、总氮以4h为周期进行测试。每168h进行1次比对,户外检测期间共比对4次。每次比对在采水时,人工采集该时刻同一点位的地表水样,由1家实验室分别采用GB/T11892、HJ535(或HJ536)、GB/T11893、HJ636的分析方法平行测定高锰酸盐指数、氨氮、总磷、总氮各3次,3次测定值的平均值记为C,户外一体化水质自动监测站测定值记为x。当水样各监测项目浓度小于GB3838—2002表1中Ⅲ类标准限值时,按照公式(A.15)计算每次测定值x相对于实验室测定值C的绝对误差E,各监测项目取E绝对值最大者为实际水样比对的判定值。当水样各监测项目浓度大于等于GB3838—2002表1中Ⅲ类标准限值时,按照公式(A.16)计算每次测定值x相对于实验室测定值C的相对误差Er,各监测项目取Er绝对值最大者为实际水样比对的判定值。T/CAEPI113—2025166.4.2数据有效率户外检测期间,常规五参数以1h为周期进行测试,高锰酸盐指数、氨氮、总磷、总氮以4h为周期进行测试,按照附录B对获得的测试数据进行判别,按照公式(A.17)计算数据有效率。6.4.3整机最小维护周期户外检测期间,不对户外一体化水质自动监测站进行任何维护(包括通过现场人工、自动设置或远程控制的方式进行的维修水泵、疏通管路、倾倒废液、添加试剂、更换量程、校准仪器及其他维修维护等),直到仪器不能保持正常测量状态,记录总运行时间(h)为整机最小维护周期。6.5功能要求检查方法通过实验室检测和户外检测的一套系统,根据5.2、5.3和5.4的要求进行功能检查,检查方法按照附录C。T/CAEPI113—202517附录A(规范性)各检测指标计算公式A.1水温误差水温分析模块按公式(A.1)计算水温误差。E=x-C…………(A.1)式中:E—绝对误差;x—水温分析模块3次测定值的平均值;C—根据GB/T13195中规定的方法测量3次的平均值。A.2漂移pH分析模块按公式(A.2)计算漂移。D=xi-x0…………(A.2)式中:D—变化幅度;xi—第i(i≥4)次测定值;x0—前3次测定值的平均值。其他分析模块按公式(A.3)计算漂移。Dr…………(A.3)式中:Dr—变化幅度相对于检测范围上限值A的百分比;xi—第i(i≥4)次测定值;x0—前3次测定值的平均值;A—检测范围上限值。A.3重复性pH分析模块按公式(A.4)计算重复性。S式中:S—标准偏差;n—测定次数,n≥7;xi—第i次测定值;x—标准溶液测定值的平均值。其他分析模块按公式(A.5)计算重复性。SrT/CAEPI113—202518式中:Sr—相对标准偏差;n—测定次数,n≥7;xi—第i次测定值;x—标准溶液测定值的平均值。A.4示值误差pH分析模块按公式(A.6)计算示值误差。E=x-C…………(A.6)式中:E—绝对误差;x—标准溶液测定值的平均值;C—标准溶液pH。其他分析模块按公式(A.7)计算相对误差。Er…………(A.7)式中:Er—相对误差;x—标准溶液测定值的平均值;C—标准溶液的浓度值。A.5电压影响pH分析模块按公式(A.8)计算电压影响。ΔV=Vi-Vs…………(A.8)式中:ΔV—电压变化引起的测定的绝对误差;Vi—某电压条件下3次测定值的平均值;Vs—220V下3次测量的平均值。其他分析模块按公式(A.9)计算电压影响。…………(A.9)式中:ΔVr—电压变化引起的测定的相对误差;Vi—某电压条件下3次测定值的平均值;Vs—220V下3次测量的平均值。A.6温度补偿精度pH分析模块按公式(A.10)计算温度补偿精度。ΔT=Ti-Ts…………(A.10)式中:ΔT—液温变化引起的测定的绝对误差;Ti—某温度下的测定值;Ts—该温度下的标准值(见表A.1)。T/CAEPI113—202519表A.1pH=6.864(25℃)标准溶液标准pH与温度的关系温度10℃15℃20℃25℃30℃标准pH6.8986.8796.864电导率及溶解氧分析模块按公式(A.11)计算温度补偿精度。X100%…………(A.11)式中:ΔTr—液温变化引起的测定的相对误差;Ti—某温度下的测定值(电导率转换为25℃下的测定值);Ts—该温度下的标准值(见表A.2)。表A.2标准电导率、标准溶解氧与温度的关系温度20℃25℃30℃0.0100mol/LKCl标准溶液标准电导率—1413μS/cm—饱和溶解氧溶液标准溶解氧9.09mg/L—7.56mg/LA.7定量下限SLOQ=10XS…………(A.13)式中:S—标准偏差;xi—第i次测定值;xi—第i次测定值;x—标准溶液测定值的平均值;LOQ—定量下限。A.8环境温度影响X100%…………(A.14)式中:ΔTt—环境温度变化引起的测定的相对误差;Ci—某环境温度条件下3次测定值平均值;Cs—20℃条件下9次测定值的平均值。A.9实际水样比对水温、pH及溶解氧分析模块按公式(A.15)计算实际水样比对绝对误差。E=x-C…………(A.15)T/CAEPI113—202520式中:E—绝对误差;x—某次测定值;C—便携式仪器测定值。其他分析模块按公式(A.16)计算实际水样比对的相对误差。Er…………(A.16)式中:Er—相对误差;x—某次测定值;C—便携式仪器测定值或实验室测定值的平均值。A.10数据有效率D…………(A.17)式中:D—数据有效率;De—有效数据个数;Dt—理论应测数据个数。A.11一致性偏差Sj式中:n—仪器的台数,n=3;Sj—第j时段(j=1,2,3,…,168)n—仪器的台数,n=3;Ci,j—第i台仪器(i=1,2,3)第j时段数据,mg/L。CD(A.19)式中:CD—一致性偏差;T/CAEPI113—202521附录B(规范性)数据有效性判别B.1数据有效性判别方法高锰酸盐指数、氨氮、总磷和总氮的数据有效率为该监测项目测试期间的有效数据个数占理论应测数据个数的百分率。常规五参数的数据有效率为pH、电导率、浊度、溶解氧4个监测项目测试期间的有效数据个数之和占这4个监测项目理论应测数据个数之和的百分率。B.2数据有效性判别依据B.2.1概述有效数据的判定依据包括:低浓度标样核查、高浓度标样核查、24h低浓度漂移和24h高浓度漂移、常规五参数(不包括水温)标准溶液测试。B.2.2确定标样核查上限值根据监测项目的水质类别要求确定监测仪器需满足的测量范围。当监测项目的水质类别为Ⅰ~Ⅱ类时,标样核查上限值通常采用Ⅱ类水质标准限值的2倍;为Ⅲ~Ⅴ类时,标样核查上限值通常采用对应水质类别标准限值的2倍。总磷(湖、库)Ⅰ~Ⅲ类水标样核查上限值通常为0.2mg/L。当监测项目无水质标准限值时,标样核查上限值为监测项目前7d水质测定均值的2倍。B.2.3低浓度标样核查时间:户外测试期间(28d内)。频率:1次/d,固定每天6:00进行。户外一体化水质自动监测站测试浓度为标样核查上限值0%~20%的标准溶液,计算测试结果相对于标准溶液浓度值的绝对误差,技术要求见表B.1,不满足技术要求的,前24h数据为无效数据。表B.1低浓度标样核查技术要求监测项目高锰酸盐指数氨氮总磷总氮技术要求±0.6mg/L±0.05mg/L±0.010mg/L±0.1mg/LB.2.4高浓度标样核查时间:户外测试期间(28d内)。频率:1次/d,固定每天7:00进行。户外一体化水质自动监测站测试浓度为标样核查上限值80%左右的标准溶液,计算测试结果相对于标准溶液浓度值的相对误差,技术要求见表B.2,不满足技术要求的,前24h数据为无效数据。T/CAEPI113—202522表B.2高浓度标样核查技术要求监测项目高锰酸盐指数氨氮总磷总氮技术要求±10%±10%±10%±10%B.2.524h低浓度漂移和24h高浓度漂移针对每天高锰酸盐指数、氨氮、总磷和总氮低浓度标样核查和高浓度标样核查的结果,参照公式(B.1)进行仪器24h低浓度漂移和24h高浓度漂移计算,技术要求见表B.3,不满足判定标准的,前24h数据为无效数据。D…………(B.1)式中:D—24h漂移;xi—第i(i≥2)天测定值;x(i-1)—第(i-1)天测定值;A—各监测项目的标样核查上限值。表B.324h低浓度漂移和24h高浓度漂移技术要求监测项目高锰酸盐指数氨氮总磷总氮24h低浓度漂移技术要求±10%±10%±10%±10%24h高浓度漂移技术要求±10%±10%±10%±10%B.2.6常规五参数(不包括水温)标准溶液测试时间:户外测试期间(28d内)。频率:1次/周。监测项目:pH、电导率、浊度、溶解氧(水温不进行标准溶液测试)。4个监测项目样品测定顺序依次为浊度、pH、电导率、溶解氧,每个监测项目连续测定3个数据,每次测定值与标准样品比较,技术要求见表B.4,不满足技术要求的,当周数据为无效数据。表B.4常规五参数(不包括水温)标准溶液测试技术要求监测项目pH电导率浊度溶解氧技术要求±0.1±10%±10%±10%T/CAEPI113—202523附录C(规范性)功能检查方法及记录表功能检查方法及记录按表C.1~表C.9。表C.1基本信息表产品型号名称生产单位产品出厂编号检测地点检查时间环境温度相对湿度大气压表C.2安全要求检查表项目检查方法结果绝缘电阻第三方检测证书绝缘强度第三方检测证书防雷机柜防雷设备查看电源防雷设备查看通信防雷设备查看接地装置设备查看其他设备查看表C.3外观要求检查表项目检查方法结果应印有系统型号、名称及制造商名称等标识设备查看机柜应具有密闭性能、防水防冲击性能,整体防护等级应达到GB/T4208规定的IP55及以上第三方检测证书应在机柜内部或外部适当的明显位置固定标牌,标牌应符合GB/T13306规定的要求,其上应至少含有如下内容:a)制造商名称、生产商名称、生产地址;c)出厂编号;d)制造日期;e)测定指标及相应量程、定量下限;f)使用环境条件(电源类别、环境温度和湿度)系统机柜内各个显示器应无污点、损伤。所有显示界面应为中文,符合GB/T2312的象,能根据显示屏提示完成全程序操作设备查看T/CAEPI113—202524表C.3外观要求检查表(续)项目检查方法结果系统机柜内主要部件均应具有相应的标识或文字说明设备查看系统机柜内各部件组装应坚固,零部件无松动,按键、开关、门锁等部件灵活可靠设备查看系统机柜内各部件的布局应合理,便于维修维护设备查看系统机柜占地面积不大于2m2设备查看应具备机柜内部温度和湿度控制及显示功能,确保内部环境条件满足仪器正常运行要求设备查看表C.4采水与配水单元功能要求检查表项目检查方法结果采水量满足户外一体化水质自动监测站需求,配水量满足各个分析模块的分析需要户外检测期间验证常规五参数分析模块使用原水分析,即水样按照最短采水距离原则不经过任何预处理,直接送入常规五参数分析模块中设备查看具有清洗、防淤、除藻功能,可实现全管路自动清洗,造成污染,可实现30d管路无堵塞户外检测期间验证采水与配水管路标注流向,便于安装及维护,易于拆卸和清洗设备查看各分析模块配水管路应独立,管路能够在不影响其他模块正常工作的前提下进行维修或更换设备查看采用坚固耐用的采水泵,其功率应满足现场地形和采水量的要求,且具有断电后来电再启动的自动恢复功能查看采水泵说明书采水与配水管路材质应具有足够的强度,可以承受内压,且不与水样中的被测物发生物理变化和化学反应查看管路材质具备保温防冻措施,采水与配水管路配置保温防冻装置设备查看表C.5预处理单元功能要求检查表项目检查方法结果预处理单元应采用多级处理方式,可以满足不同分析模块对水样的预处理要求设备查看当监测项目的水质类别为Ⅲ类~劣Ⅴ类时,预处理单元对测量结果带来的系统误差应在±10%之内;当监测项目的水质类别为Ⅰ类~Ⅱ类时,认定该项检查