高锰酸盐指数不同监测方式的比对分析

黄巧兰

（河源市连平县环境监测站，广东 河源 517100）

水环境质量关系到人民的生活质量，也会对人体健康具有重要的保障作用。以往水环境质量监测主要采用人工监测，但该方式效率较低，且难以实现实时监测。随着计算机技术、信息技术和遥感技术的不断发展，在线水环境质量监测手段应运而生[1]。河流分布、天气变化和其他因素会增大水环境质量监测的难度，使其呈现离散性、随机性和突变性，也会使在线水环境质量监测的难度增大。本文以高锰酸盐指数为研究对象，对比不同监测方式的准确性，并找出其中的深层原因。

1 监测地点概述

高锰酸盐指数分析是在一定实验条件下，运用高锰酸盐对水环境中无机物、有机物进行氧化还原，并通过计算高锰酸盐的消耗量测算水质的方法。其中，高锰酸盐指数是地表水、地下水和生活污水质量监测的重要指标之一[2]。连平县隶属于广东省河源市，位于广东省北部，新丰江中上游，是新丰江流域的重要集雨区。本文以连平县内的一个监测点为例，对比不同监测方式的结果与偏差。

2 不同高锰酸盐指数监测方式对比

2.1 监测原理比较

2.1.1 手工分析原理

手工分析是在酸式滴定管中，向水样中加入高锰酸钾溶液，并将恒温水浴锅设置为100 ℃，使高锰酸钾进行加热反应[3]。用过量草酸钠溶液还原剩余高锰酸钾，并用高锰酸钾溶液对过量草酸钠进行回滴，即可得到高锰酸盐指数。

2.1.2 在线分析原理

在线高锰酸盐监测是采用COD-203A型高锰酸盐监测设备，通过还原电位滴定法计算高锰酸盐指数。

2.2 采样方式比较

手工分析主要依据《国家地表水环境质量监测网监测任务作业指导书》中的流程，向样本中加入硫酸[4]，使水样pH值 <2，并带回实验室进行分析。一般来说，每月对连平河进行1次采样。而在线监测主要是用蠕动泵进行，每隔4 h进行一次采样。

3 对比结果

选择同一时期早、晚的监测数据进行对比，结果如下：

3.1 高锰酸盐指数浓度结果对比

以2021年3月至2021年9月高锰酸盐指数为依据，进行不同监测结果的对比，结果见表1。

表1 不同监测方式的高锰酸盐指数结果

3.2 高锰酸盐指数结果的偏差对比

对2021年3月至2021年9月期间，对不同方式高锰酸盐指数的监测偏差进行对比，结果见表2。

3.3 高锰酸盐指数结果的准确性比较

对比不同方式对高锰酸盐指数监测的准确性，结果如图1所示。由图1可知，在2021年3月至2021年9月期间，手工分析的结果准确率较高，在95%以上，而在线自动分析的准确率为75%～90%。同时，在线自动分析的准确率呈逐渐上升态势，主要是由于在线自动分析拥有自建数据库，随着监测次数的增加，其对高锰酸盐指数的分析更加精准，可以纠正或剔除冗余数据。但是，在线自动分析的准确率仍然低于手工分析。

图1 不同方法对高锰酸盐指数分析的准确率

4 结果分析及讨论

4.1 浓度对比分析

分析表1中的数据可知，连平县该监测点的高锰酸盐指数浓度在这6个月均达标，而且手动分析和在线自动分析的浓度变化较小。其中，在线浓度分析数值低于手动分析。依据表2中的数据分析可知，手动分析与在线自动分析的偏差值处于1%～3%之间。由此说明，在高锰酸盐指数检测方面，手动分析的准确性高于在线自动分析，但在线自动分析的结果符合《国家地表水环境质量监测网监测任务作业指导书》中的流程要求。由手动分析与在线自动分析的偏差值可以看出，该监测点的高锰酸盐指数数据符合客观实际情况，说明手动分析与在线自动分析均可以准确显示河流中高锰酸盐指数。

4.2 不同监测手段出现偏差的原因

依据表1和表2可知，手动分析高锰酸盐指数的变化幅度较小，在线自动监测的高锰酸盐指数日均值变化较大。究其原因，主要为以下几方面：（1）该监测点的悬浮物含量较大，对于在线监测中的泵入设备影响较大，从而降低了还原定位滴定法的检测准确性。虽然在线监测设备按照预设参数对样本水质进行过滤，但泵内仍然沉积了大量悬浮物，所以降低在线自动检测的准确性。手动分析存在偏差的原因是由于样品需要送回实验室，在运输过程中悬浮物会出现大量沉积。在实验室检测过程中，人员要对水样进行均匀摇动，致使悬浮物分布不均，造成检测结果偏差；（2）监测方法不同。实验室采用《GB/ T11892-1989 水质高锰酸盐测定》中的参考标准，在线自动检测采用的是还原电位滴定法，两种测试方法的监测范围和监测对象不同，进而造成检测的偏差；（3）手动分析法的要求条件较高，不仅要求要在酸性环境中，而且需要将温度提高到100 ℃，因面增加了实验的难度。另外，草酸钠、高锰酸钾的过量添加，也会影响检测结果的准确性。

表2 不同监测方式的高锰酸盐指数结果偏差

综上所述，手动分析与在线自动监测分析各有优势，相对于在线分析来说，手动分析的准确性更高。但是，手动分析无法进行多频次的数据采样，且操作相对复杂。因此，在水环境质量监测过程中，应该以在线自动分析为辅助，对于有争议、或者变动较大的数据分析值再进行手动分析，以提高水环境质量监测的水平。