一种用于复杂水环境的水质实时监测系统仪器校准方法
【技术领域】
[0001]本发明属于环保监测技术领域，具体涉及一种适用于复杂水环境的水质实时监测系统仪器校准方法。
【背景技术】
[0002]随着生态环境问题的日益凸显，无论国际社会还是中国国内对水环境的保护越来越重视，水质监测和评价成为政府部门的环保决策的重要依据。由于我国幅员辽阔、地形地貌复杂等因素的影响，区域大范围、长系列的监测依靠传统的人工监测费时费力，甚至无法实现，实时自动监测成为目前国内外的普遍趋势，欧美国家在地表水和地下水实时监测系统的研发上要比我国先进，这些仪器在我国水环境监测中发挥着重要作用。然而，在应用过程中发现，各种实时监测仪器在试验过程能够准确测定水质，在复杂水环境下却无法得到满意的结果，这主要是由于在一些复杂的水环境中存在各种因素的干扰，包括一系列外界环境因素以及水体中其他干扰离子的变动，这就决定了在实验室校准后在这些复杂水环境中无法准确测定污染物的浓度，这成为制约水质实时监测技术应用和发展的重要瓶颈，基于上述原因，一种适用于复杂水环境特征的水质实时监测系统仪器校准方法的建立成为目前的重大需求。
【发明内容】
[0003]为此，本发明所要解决的问题在于如何结合现有技术同时兼顾水环境复杂性的问题，进而提出一种科学易行、适用于复杂水环境条件下的仪器校准方法。
[0004]本发明的目的是以下述技术方案实现的:
一种用于复杂水环境的水质实时监测系统仪器校准方法，通过将感应特定水质参数的传感器探头放置到待测的水体中，利用计算机实时读取电信号，作为横坐标，并以其他方法得到准确的待测定水质参数浓度，以测定结果作为纵坐标，建立回归曲线，将待测水作为标准溶液直接进行多点校准。
[0005]在校准过程中，需要将传感器探头浸入待测水体中，每隔4_6min时间间隔读取一次数据，直至电信号稳定时将稳定电信号作为横坐标，取传感器探头浸入处的待测水体用其他方法得到其准确浓度，作为纵坐标;确定I个电信号的测定时间应不超过30分钟，当30分钟内电信号仍未稳定，则重新计时。
[0006]电信号稳定指:30分钟内电信号变化幅度不超过5%，或电信号出现两次峰值和两次谷值之后，下次电信号与上述峰值、谷值平均值相差不超过5%时，认为其为稳定值。
[0007]校准曲线需要两个及以上对应的电信号和浓度。
[0008]每隔25-35天对该方法进行预测验证，当测定误差超出容限时，需重新进行校准。
[0009]本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下特点:1、本方法依托于现有仪器校正技术，同时结合水环境复杂性特征;2、本装置采用实时监测数据，能够准确刻画水质的实时特征;3、申请人将本发明中所述装置在地下水中开展现场试验，结果表明，利用常规方法校准，其测定结果只能保证当天较为准确，之后测量结果远远偏离实际浓度，而利用本方法在连续监测的一周时间内，其实时测定与实验室分析结果较为吻合。综合上述三点，本方法具有广阔的应用前景。
【附图说明】
[0010]图1是本发明校准工作示意图；
图2是采用本方法和实验室得到的校准曲线；
图3是连续7天内采用本方法和实验室得到的校准曲线得到的测定结果。
【具体实施方式】
[0011]—种用于复杂水环境的水质实时监测系统仪器校准方法，通过现场将感应特定水质参数的传感器探头放置到待测的环境复杂的水体中，利用计算机实时读取电信号，作为横坐标，并以其他方法如化学、电化学得到准确的待测定水质参数浓度，以测定结果作为纵坐标，建立回归曲线，将待测水作为标准溶液直接进行多点校准。
[0012]在校准过程中，需要将传感器探头浸入待测水体中，每隔4_6min时间间隔读取一次数据，直至电信号稳定时将稳定电信号作为横坐标，取传感器探头浸入处的待测水体用其他方法得到其准确浓度，作为纵坐标，此时可确定校准曲线上的一个点；确定I个电信号的测定时间应不超过30分钟，当30分钟内电信号仍未稳定，此时的水质可能已发生变化，则重新计时；电信号稳定指:30分钟内电信号变化幅度不超过5%，或电信号出现两次峰值和两次谷值之后，下次电信号与上述峰值、谷值平均值相差不超过5%时，认为其为稳定值。
[0013]当确定上述标准曲线上的一个点后，重复上述步骤，确定另一电信号对应的现场测定浓度，确定校准曲线的第二个点，当需要准确地定量时，可用5?9点确定校准曲线，通常2?3个点即可。
[0014]应定期对该方法进行预测验证，一般为25-35天，当测定误差超出容限时，需重新进行校准。该方法不仅适用于监测一般地表水和地下水水体时仪器参数的校准，对环境特征复杂、一般实验室校准方法得到的测定结果误差较大、不适用时的地下水适用性更强。
[0015]下面结合附图对本发明作进一步描述。
[0016]如图1所示，将传感器I的探头浸入待测水体2中，然后将传感器I的USB接口连到电脑3上，打开仪器自带的校正程序软件，然后用电脑3每隔2分钟测定一次水体电压，同时从待测水体中取样品4，利用其它化学、电化学等方法现场测定其浓度，当电信号稳定后，将样品4的实测浓度填到校正软件中对应的浓度处，确认后添加I行，按照上述方法，在程序中输入另一个浓度，确认，这样通过确定2?9个点，绘制确定标准曲线，以后就可自动监测水质，在监测过程中需要经过一段时间后验证结果是否还符合标准曲线，不符合的话再次进行校准。
[0017]下面采用本方法及实验室校准方法对比检测氯离子的结果。
[0018]首先，在实验室内利用化学试剂配置标准溶液，并在实验室内校准仪器，监测某地区监测井中污染物Cl—浓度一周，并记录数据，另外，采用本方法，在现场取水样用化学或电化学等方法测定水体中污染物浓度，将传感器探头浸入上述监测井水中，待电信号稳定后，进行校准，并对水体污染物浓度Cl—监测一周，并记录数据，实验室校准曲线和本方法确定的标准曲线，如图2所示，采用两种方法一周的监测结果如附图3所示，可以看出第7天实验室校准方法测定的Cl—浓度严重偏离地下水中Cl—的真实浓度，而本方法的结果依然较为符合实际。
[0019]申请者开展的上述实验表明，至少在一周以内本方法能够准确测定复杂水环境中污染物的浓度，但长期监测时仍需要定期结合实测值进行验证或修正，以确保水环境干扰因子发生突变而导致监测结果偏离实际。
【主权项】
1.一种用于复杂水环境的水质实时监测系统仪器校准方法，其特征在于:通过将感应特定水质参数的传感器探头放置到待测的水体中，利用计算机实时读取电信号，作为横坐标，并以其他方法得到准确的待测定水质参数浓度，以测定结果作为纵坐标，建立回归曲线，将待测水作为标准溶液直接进行多点校准。2.如权利要求1所述的用于复杂水环境的水质实时监测系统仪器校准方法，其特征在于:在校准过程中，需要将传感器探头浸入待测水体中，每隔4-6min时间间隔读取一次数据，直至电信号稳定时将稳定电信号作为横坐标，取传感器探头浸入处的待测水体用其他方法得到其准确浓度，作为纵坐标;确定I个电信号的测定时间应不超过30分钟，当30分钟内电信号仍未稳定，则重新计时。3.如权利要求2所述的用于复杂水环境的水质实时监测系统仪器校准方法，其特征在于电信号稳定指:30分钟内电信号变化幅度不超过5%，或电信号出现两次峰值和两次谷值之后，下次电信号与上述峰值、谷值平均值相差不超过5%时，认为其为稳定值。4.如权利要求1所述的用于复杂水环境的水质实时监测系统仪器校准方法，其特征在于:校准曲线需要两个及以上对应的电信号和浓度。5.如权利要求1所述的用于复杂水环境的水质实时监测系统仪器校准方法，其特征在于:每隔25-35天对该方法进行预测验证，当测定误差超出容限时，需重新进行校准。
【专利摘要】一种用于复杂水环境的水质实时监测系统仪器校准方法，通过将感应特定水质参数的传感器探头放置到待测的水体中，利用计算机实时读取电信号，作为横坐标，并以其他方法得到准确的待测定水质参数浓度，以测定结果作为纵坐标，建立回归曲线，将待测水作为标准溶液直接进行多点校准。本发明依托于现有仪器校正技术，同时结合水环境复杂性特征，采用实时监测数据，能够准确刻画水质的实时特征；申请人将本发明中所述装置在地下水中开展现场试验，结果表明，利用常规方法校准，其测定结果只能保证当天较为准确，之后测量结果远远偏离实际浓度，而利用本方法在连续监测的一周时间内，其实时测定与实验室分析结果较为吻合。
【IPC分类】G01N33/18
【公开号】CN105510548
【申请号】CN201610075610
【发明人】潘红卫, 韩宇平, 刘中培, 代小平, 肖恒, 黄会平, 王富强, 魏怀斌, 王春颖, 贾冬冬
【申请人】华北水利水电大学
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2016年2月3日