A precisão e a confiabilidade dos resultados dos testes, como uma ferramenta importante no campo da monitorização ambiental e do tratamento da água, afetam diretamente a ciência da avaliação da qualidade da água. No entanto, vários fatores no uso real podem interferir com os resultados do teste e exigem uma análise abrangente em termos como desempenho do instrumento, condições ambientais, especificações operacionais, processamento de amostras e processamento de dados. Aqui está uma descrição sistemática dos fatores que afetam o velocímetro de segurança da qualidade da água.

Efeitos do próprio desempenho do instrumento

Precisão e estabilidade do sensor

Os componentes principais do velocímetro (como sensores eletroquímicos, sondas espectrais, etc.) afetam diretamente a precisão da detecção. A sensibilidade, a resolução e a estabilidade a longo prazo do sensor determinam a capacidade do instrumento de responder a baixas concentrações de poluentes. Por exemplo, o eletrodo seletivo de íons de metais pesados, se houver um problema de sensibilidade cruzada, pode levar à detecção errônea do plasma de cobre e zinco; O desvio do comprimento de onda da sonda espectral ultravioleta afeta a determinação da COD (necessidade química de oxigênio).

2. Calibração e deriva de linha de base

A calibração não regular do instrumento ou métodos de calibração inadequados (por exemplo, concentrações de solução padrão imprecisas e compensação de temperatura insuficiente) podem levar à deriva da linha de base. Por exemplo, os eletrodos de pH que não são calibrados com tampão podem ter desvios de medição superiores a ± 0,5 unidades devido ao envelhecimento ou à poluição do eletrodo. Além disso, alguns medidores de velocidade dependem de curvas padrão incorporadas, que podem causar erros do sistema se não forem otimizadas para o tipo de corpo de água (por exemplo, água de superfície, esgoto).

3. Limite de detecção e correspondência de tamanho

Os limites de detecção do instrumento devem corresponder à concentração de poluentes alvo. Por exemplo, alguns detectores portáteis de amoníaco têm um limite mínimo de detecção de 0,1 mg/L e, se usados ​​para a detecção de água potável em concentrações ultra-baixas, podem ocultar os valores reais devido ao ruído do sinal; Uma amostra de água de alta turbididade que ultrapasse o alcance do sensor de turbididade pode resultar em desbordamento de dados ou erros não lineares.

Interferência de fatores ambientais

1. Temperatura e umidade

As mudanças de temperatura afetam a velocidade de reação eletroquímica e a intensidade do sinal óptico. Por exemplo, a reação de dissolução do medidor de velocidade COD deve ser realizada a uma temperatura específica (por exemplo, 150 ° C), e flutuações na temperatura ambiente podem levar a uma dissolução incompleta; Na detecção de condutividade elétrica, cada aumento da temperatura da água de 1 ° C, a condutividade elétrica aumenta em cerca de 2%, se o instrumento não for compensado automaticamente, é necessário corrigir manualmente. Além disso, ambientes de alta umidade podem desencadear condensação da placa, resultando em curto-circuito ou interferência do sinal.

Interferenças eletromagnéticas e estabilidade de energia

Os velocímetros portáteis são alimentados principalmente por bateria, mas podem haver fortes campos eletromagnéticos no local (por exemplo, estações de bombeamento, equipamentos de alta tensão) que podem causar distorções no módulo de conversão AD ou na transmissão sem fio do sinal. A instabilidade da tensão de alimentação (por exemplo, a utilização de um gerador) pode afetar a intensidade da fonte de luz ou a alimentação do sensor, causando flutuações nos dados.

3. Luz e poeira

Os velocímetros ópticos (por exemplo, a detecção de amoníaco) são sensíveis à luz ambiental e a luz intensa ou a sombra podem causar erros de absorção de luz; A poeira que entra no sistema de vias ópticas espalha a luz e reduz a relação sinal-ruído. Quando usado em campo, a poeira pode bloquear a abertura de radiação do instrumento, levando ao sobreaquecimento dos componentes internos.

Normas operacionais e erros humanos

1. Amostragem e pré-tratamento

- Localização e hora da amostragem: amostragem não estratificada verticalmente ou mistura desigual pode levar a uma representação insuficiente da amostra de água; Quando a detecção é retardada, a degradação ou a precipitação microbiana podem alterar a concentração de poluentes (por exemplo, a degradação de resíduos de cloro).

Adição de reagentes: na detecção cromática, erros na dose do reagente (por exemplo, instância na adição de gotas) ou erros na sequência da mistura (por exemplo, não adição de tampão primeiro) podem introduzir interferências químicas.

Contaminação do recipiente: a coleta de amostras de metais pesados com garrafas de plástico não lavadas pode resultar em falsificação baixa ou alta devido à adsorção ou dissolução do recipiente.

2. Habilidade operacional

O nível de familiaridade do operador com a função do instrumento influencia diretamente os resultados. Por exemplo, ignorar as etapas de lavagem de eletrodos pode levar a desvios de leitura do pH; Não limpar a lente óptica conforme o procedimento pode causar dispersão da luz e diminuir a precisão da medição da turbididade. Alguns instrumentos precisam inserir parâmetros manualmente (como volume de amostra de água, tempo de dissolução), e o erro de entrada aumentará diretamente o erro.

Propriedades da amostra e efeitos de matriz complexa

Diferenças de Tipo de Água

A composição das águas superficiais, esgotos e resíduos industriais difere significativamente. Por exemplo, altas concentrações de suspensão em águas residuais podem bloquear a membrana de diálise do sensor, interferindo com a determinação do oxigênio dissolvido; Os complexantes em águas residuais industriais, como o EDTA, podem esconder íons de metais pesados, resultando em falhas seletivas de eletrodos.

Interferência na coexistência material

- Interferência química: o resíduo de cloro pode oxidar NH3 + para gerar nitratos, interferindo com a detecção de amônia e nitrogênio; O ácido humico na água forma um complexo com o alumínio, afetando o resultado da titulação do alumínio total.

- Interferência física: as partículas em suspensão em amostras de água de alta turbididade espalham a luz, reduzindo a precisão da metrologia de absorção ultravioleta de COD; As bolhas ligadas à superfície do eletrodo podem desencadear um sinal de potencial falso.

3. Atividade microbiana

Em amostras de água não esterilizadas, o metabolismo microbiano pode alterar as concentrações de poluentes. Por exemplo, as bactérias nitrificadas podem converter o nitrogênio de amônia em nitrogênio, o que resulta em resultados de medição de velocidade de nitrogênio de amônia baixos com o prolongamento do tempo de armazenamento.

Limitações do processamento de dados e algoritmos

Conversão de sinais e modelos de cálculo

Alguns medidores de velocidade dependem de fórmulas empiricas ou modelos simplificados, como a comparação de comprimento de onda único, que não eliminam a interferência de fundo. Por exemplo, a inibição da reação de coloração do ácido ascorbico ao molibdinato de amônio na detecção de fósforo total pode ser erroneamente considerada como concentração reduzida. Além disso, os conversores AD de baixa resolução podem classificar sinais fracos como ruído, causando distorção de dados.

Correção de vazios e falta de controle de qualidade

Sem o uso de um controle em branco (como o zero de aquecimento puro) ou uma amostra de controle de qualidade (como o teste de recuperação do método de adição padrão), é difícil avaliar o desvio sistemático dos resultados de teste. Por exemplo, quando a fluorescência detecta a clorofila a, se a fluorescência de fundo do instrumento não for corrigida, o aumento da fluorescência causado pelo envelhecimento do instrumento pode ser erroneamente considerado como uma concentração elevada.

Manutenção e Gestão de Consumíveis

Envelhecimento e limpeza do sensor

Contaminação com óleo ou biofilme na superfície do sensor eletroquímico pode reduzir a velocidade de resposta; Após uso prolongado, a película de vidro do eletrodo de pH pode causar um atraso na resposta devido ao desgaste. Limpeza regular (como limpeza por ultra-som) e calibração são fundamentais para manter o desempenho.

Eficacia do Reagente

Determinantes de cor expirados (como o reagente fenólico para medir o nitrogênio) podem resultar em decoloração deficiente devido à deterioração oxidativa; A evaporação ou a poluição da solução tampão alteram o pH ambiente e afetam o equilíbrio da reação. O armazenamento de consumíveis deve ser protegido da luz, a baixa temperatura e selado.