溶解氧水质自动监测站的校准与验证方法

溶解氧在水体生态系统中扮演着重要角色，它影响着水生生物的生存、繁殖以及水体的自净能力。溶解氧水质自动监测站广泛应用于河流、湖泊、水库等水体的水质监测，其监测数据为水资源保护、水污染防治以及生态环境管理提供了重要依据。然而，由于监测设备长期运行、环境因素变化以及传感器老化等原因，监测数据可能会出现偏差。因此，定期对溶解氧水质自动监测站进行校准与验证，是保证监测质量的关键环节。

一、校准前准备

1、设备检查

（1）外观检查：仔细检查监测站的外壳是否有损坏、变形，各部件连接是否牢固，电缆是否有破损或松动现象。确保监测站的外观完好，无影响正常运行的隐患。

（2）功能检查：开启监测站，检查仪器的各项功能是否正常，如显示屏显示是否清晰、按键操作是否灵敏、数据传输是否稳定等。同时，检查传感器的工作状态，观察其是否有异常声音或指示灯闪烁。

2、校准试剂与标准物质准备

（1）校准试剂：根据监测站所使用的溶解氧传感器类型，准备相应的校准试剂。常见的校准试剂有饱和氧水、无氧水等。饱和氧水可通过向纯水中通入纯净空气或氧气至饱和状态制得；无氧水可使用无氧水发生器或通过向纯水中加入适量的还原剂（如亚硫酸钠）来制备。制备过程中要严格按照操作规程进行，确保校准试剂的质量符合要求。

（2）标准物质：选择具有准确溯源性的溶解氧标准物质，其浓度应覆盖监测站的测量范围。标准物质应妥善保存，避免受潮、光照等因素影响其质量。在使用前，要检查标准物质的有效期和外观，确保其处于可用状态。

3、环境条件确认

（1）温度与压力：溶解氧的溶解度与温度和压力密切相关。在校准前，要确认监测站所处环境的温度和压力，并记录下来。如果环境条件与标准校准条件（通常为25℃、1个大气压）相差较大，需要根据相关公式对校准结果进行修正。

（2）水质条件：尽量选择水质稳定、无明显干扰物质的水体进行校准。避免在水体中含有大量悬浮物、有机物或化学物质的地方进行校准，以免影响校准的准确性。

二、校准操作步骤

1、零点校准

（1）传感器浸入无氧水：将溶解氧传感器缓慢浸入预先制备好的无氧水中，确保传感器完全浸没，且无气泡附着在传感器表面。在无氧水中静置一段时间（一般为10-15分钟），使传感器充分响应无氧环境。

（2）仪器校准设置：根据监测站的操作手册，进入零点校准模式。在仪器上输入当前的环境温度和压力（如果需要修正），然后按照提示进行操作，完成零点校准。校准完成后，仪器应显示接近零的溶解氧浓度值。

2、量程校准

（1）传感器浸入饱和氧水：将传感器从无氧水中取出，用去离子水冲洗干净，然后缓慢浸入饱和氧水中。同样，要确保传感器完全浸没且无气泡附着。在饱和氧水中静置一段时间（一般为15-20分钟），使传感器达到稳定状态。

（2）仪器校准设置：进入量程校准模式，输入当前的环境温度和压力（如需修正），以及饱和氧水在该条件下的理论溶解氧浓度值。按照仪器提示完成量程校准操作，校准完成后，仪器应显示接近饱和氧水理论浓度的溶解氧值。

3、多点校准（可选）：对于一些对测量精度要求较高的监测站，可以进行多点校准。除了零点和量程点外，再选择1-2个中间浓度点进行校准。中间浓度点可以通过将饱和氧水与无氧水按一定比例混合来制备。校准方法与零点和量程校准类似，分别将传感器浸入不同浓度点的校准溶液中，按照仪器操作手册进行校准设置。

三、验证方法

1、准确性验证

（1）标准物质验证：使用与校准不同的溶解氧标准物质对监测站进行准确性验证。将传感器浸入标准物质中，等待仪器读数稳定后，记录测量值。将测量值与标准物质的认定值进行比较，计算绝对误差和相对误差。一般来说，相对误差应控制在±5%以内（具体要求可根据监测任务和相关标准确定）。

（2）现场比对验证：在监测现场，使用便携式溶解氧测定仪与自动监测站进行同步测量。选择多个不同时间点和不同水体位置进行测量，分别记录自动监测站和便携式测定仪的测量值。计算两者之间的相关系数和平均偏差，评估自动监测站的准确性。如果相关系数较高且平均偏差在允许范围内，说明自动监测站的测量结果准确可靠。

2、稳定性验证

（1）短期稳定性验证：在完成校准后，将传感器固定在稳定的水体环境中（如实验室水槽或现场水质稳定的监测点），连续监测一段时间（如24小时），每隔一定时间（如1小时）记录一次溶解氧浓度值。计算测量值的标准偏差，标准偏差越小，说明监测站在短期内越稳定。

（2）长期稳定性验证：定期（如每周或每月）对自动监测站进行一次准确性验证，记录每次验证的测量结果。通过分析多次验证结果的偏差变化情况，评估监测站在较长时间内的稳定性。如果偏差随时间变化较小，说明监测站具有良好的长期稳定性。

3、对比验证

（1）与其他监测站对比：如果监测区域内有多个溶解氧水质自动监测站，可以将目标监测站的数据与其他监测站的数据进行对比分析。观察不同监测站之间的数据变化趋势是否一致，数据差异是否在合理范围内。通过对比验证，可以发现监测站可能存在的异常情况，并及时进行排查和处理。

（2）与历史数据对比：将当前监测站的测量数据与该监测点以往的历史数据进行对比。分析溶解氧浓度的季节变化、年际变化等规律是否符合实际情况。如果当前数据与历史数据出现明显偏差，且无法用环境因素变化来合理解释，则需要进一步检查监测站的运行状况。

四、结论

溶解氧水质自动监测站的校准与验证是保证监测数据质量的重要手段。通过科学规范的校准前准备、严谨的校准操作以及全面的验证方法，可以有效提高监测站的测量准确性和稳定性。在实际工作中，监测人员应严格按照相关标准和操作规程进行校准与验证工作，定期对监测站进行维护和管理，确保溶解氧水质自动监测站能够为水环境监测和管理提供可靠的数据支持，为保护水生态环境发挥积极作用。