一、引言

水是生命之源，水质的优劣直接关系到生态环境的平衡、人类的健康以及社会经济的可持续发展。准确、及时地掌握水质状况对于水资源的合理开发、利用和保护至关重要。在水质监测领域，传统的人工检测方式长期占据主导地位，但随着科技的飞速发展，水质监测仪在线监测技术应运而生，并逐渐得到广泛应用。这两种监测方式各有特点，了解它们之间的差异，对于优化水质监测方案、提高监测质量具有重要意义。

二、监测原理对比

（一）人工检测原理

人工检测主要依据经典的化学分析方法和生物检测技术。例如，对于酸碱度（pH 值）的测定，常用酸碱指示剂滴定法，通过酸碱中和反应，根据指示剂颜色的变化来确定水样的 pH 值。在测定化学需氧量（COD）时，重铬酸钾法是较为常用的方法，利用重铬酸钾在酸性条件下氧化水中还原性物质，通过消耗的重铬酸钾量来计算 COD 值。对于一些微生物指标，如细菌总数、大肠杆菌群等，则采用微生物培养技术，在特定的培养基和培养条件下，使微生物生长繁殖形成菌落，通过计数菌落数量来确定微生物的含量。

（二）在线监测仪原理

水质监测仪在线监测运用了多种先进的传感器技术和分析方法。以溶解氧（DO）传感器为例，常见的有极谱式和荧光法两种。极谱式溶解氧传感器通过在电极上施加一定的电压，使溶解氧在电极表面发生还原反应，产生与溶解氧浓度成正比的电流，从而测定溶解氧含量。荧光法溶解氧传感器则是利用荧光物质对溶解氧的猝灭效应，通过检测荧光强度的变化来确定溶解氧的浓度。对于氨氮的在线监测，通常采用离子选择电极法，该电极对氨氮离子具有选择性响应，通过测量电极电位的变化来计算氨氮浓度。此外，一些在线监测仪还运用了光谱分析技术，如紫外分光光度法用于检测水中的有机物含量，通过测量特定波长下的吸光度，根据朗伯 - 比尔定律来确定有机物的浓度。

三、监测效率对比

（一）人工检测效率

人工检测过程较为繁琐，需要经历现场采样、样品保存与运输、实验室前处理、仪器分析以及数据处理等多个环节。在现场采样时，工作人员需要前往不同的监测点位，根据水体的特点和监测要求，选择合适的采样方法和采样器具，采集具有代表性的水样。采样完成后，要妥善保存水样，防止其在运输过程中发生变质或受到污染。将水样送至实验室后，需进行一系列的前处理操作，如过滤、消解等，以满足仪器分析的要求。随后使用相应的分析仪器进行检测，最后对检测数据进行整理和分析。整个过程耗时较长，从采样到获取最终的检测结果，往往需要数小时甚至数天时间。例如，对于一个包含多个监测指标的水样，若采用人工检测，仅实验室分析环节可能就需要数小时，加上其他环节，完成一次完整的检测可能需要 1 - 2 天。

（二）在线监测仪效率

水质监测仪在线监测具有实时、连续监测的显著优势。设备安装调试完成后，可实现 24 小时不间断地对水质进行监测。监测数据能够以秒、分钟或小时为单位实时更新，并通过无线传输技术（如 4G、NB - IoT 等）迅速上传至数据管理平台，工作人员可随时随地通过电脑、手机等终端设备查看最新的水质数据。一旦水质出现异常变化，系统能够立即发出预警信号，为及时采取应对措施争取宝贵时间。例如，在河流的在线监测系统中，每隔 15 分钟即可获取一组最新的水质数据，包括 pH 值、溶解氧、氨氮等多个参数，能够及时反映河流的水质动态变化情况。与人工检测相比，在线监测仪大大提高了监测效率，为水质的实时监控和预警提供了有力保障。

四、监测准确性对比

（一）人工检测准确性

人工检测在实验室环境下，利用专业的分析仪器和经过严格培训的技术人员进行操作，在某些情况下能够获得较高的准确性。对于一些操作较为复杂、对实验条件要求苛刻的检测项目，如某些重金属元素的测定，经验丰富的技术人员可以通过严格控制实验条件，如温度、湿度、试剂纯度等，减少误差，获得较为准确的检测结果。然而，人工检测过程中存在诸多可能影响准确性的因素。在采样环节，如果采样方法不当、采样器具未清洗干净或采样点位选择不合理，都可能导致采集的水样不具有代表性，从而使检测结果出现偏差。在样品保存与运输过程中，若水样受到震动、光照、温度变化等因素影响，也可能导致水样中的成分发生变化，影响检测结果的准确性。此外，实验室分析过程中，人为操作失误，如试剂添加量不准确、仪器校准不及时等，也会引入误差。例如，在测定水样中的总磷含量时，若在消解过程中温度控制不当，可能导致磷元素未能完全消解，从而使检测结果偏低。

（二）在线监测仪准确性

在线监测仪经过长期的技术研发和改进，其准确性也在不断提高。设备在出厂前会经过严格的校准和质量检测，确保其测量精度符合相关标准要求。一些先进的在线监测仪采用了高精度的传感器和先进的信号处理技术，能够有效减少外界干扰，提高测量的准确性。然而，在线监测仪在实际运行过程中，也可能受到多种因素的影响而导致准确性下降。例如，传感器长期暴露在水样中，可能会受到污垢、生物膜等的附着，影响传感器的性能，导致测量误差增大。水质的复杂变化，如水中含有大量的悬浮物、有机物等，可能会干扰传感器的检测信号，影响测量结果的准确性。此外，在线监测仪的校准周期和维护保养情况也会对其准确性产生影响。如果未能按照规定的周期对仪器进行校准和维护，仪器的测量精度可能会逐渐降低。例如，对于在线监测的溶解氧传感器，如果长时间未进行校准，随着时间的推移，传感器的零点和斜率可能会发生漂移，导致测量的溶解氧浓度不准确。

五、监测成本对比

（一）人工检测成本

人工检测的成本主要包括人力成本、采样设备与耗材成本、实验室仪器设备成本以及样品运输成本等。人力方面，需要配备专业的采样人员和实验室分析人员，这些人员需要具备一定的专业知识和技能，其工资、培训费用等构成了人力成本的主要部分。采样设备与耗材方面，需要购置各类采样器具（如采水器、采样瓶等）、样品保存试剂以及实验室分析所需的各种化学试剂，这些耗材的费用随着检测次数的增加而不断累积。实验室仪器设备成本也较高，购买先进的分析仪器（如原子吸收光谱仪、气相色谱仪等）需要投入大量资金，并且仪器的维护、校准和维修费用也不容忽视。此外，将水样从采样现场运输至实验室的过程中，还会产生一定的运输成本。以一个中等规模的水质监测项目为例，每年的人工检测成本可能高达数十万元。

（二）在线监测仪成本

在线监测仪的成本主要集中在设备购置、安装调试、运行维护以及数据传输等方面。设备购置成本较高，一套功能较为齐全的水质在线监测系统，包括多个参数的监测仪器、数据采集与传输模块、传感器等，价格可能在数万元至数十万元不等。安装调试需要专业的技术人员进行操作，这部分费用也相对较高。在运行维护方面，需要定期对设备进行校准、清洗、更换零部件等维护工作，同时还需要消耗一定的电力资源，这些都构成了运行维护成本。数据传输方面，若采用无线传输方式，需要支付一定的通信费用。不过，从长期来看，在线监测仪由于能够减少人力投入，降低采样设备与耗材的消耗，在一定程度上可以降低总体监测成本。特别是对于需要长期、连续监测的项目，在线监测仪的成本优势更为明显。例如，在一个河流的长期监测项目中，初期投入在线监测设备的成本可能较高，但运行若干年后，其总体成本可能会低于人工检测的成本。

六、适用场景对比

（一）人工检测适用场景

突发污染事件应急监测：在发生突发水污染事件时，如化工厂泄漏、油轮倾覆等，需要快速确定污染物的种类和浓度，为应急处置提供科学依据。此时，人工检测可以灵活选择检测项目和方法，利用实验室的多种分析仪器，对采集的水样进行全面、准确的分析，能够在较短时间内获得关键的水质信息，为制定应急措施提供有力支持。

复杂水质情况深入分析：当面对水质成分复杂、干扰因素较多的水样时，人工检测可以通过丰富的前处理手段和专业的分析技术，对水样进行细致的分离、提纯和检测，能够更准确地测定其中各种成分的含量。例如，在对工业废水进行检测时，废水中可能含有多种重金属、有机物以及其他复杂成分，人工检测可以根据废水的特点，采用针对性的分析方法，确保检测结果的准确性。

校准与验证在线监测数据：在线监测仪在长期运行过程中，可能会出现测量误差或数据漂移等问题。人工检测可以定期采集水样进行分析，将检测结果作为标准值，用于校准和验证在线监测数据的准确性。通过这种方式，可以确保在线监测系统能够持续提供可靠的水质数据。

（二）在线监测仪适用场景

长期连续水质监测：对于河流、湖泊、饮用水源地等需要长期、连续监测水质变化的场景，在线监测仪具有明显优势。它可以实时、不间断地监测水质参数，及时捕捉水质的动态变化，为水资源管理部门提供连续、完整的水质数据，便于对水质状况进行长期跟踪和评估。

水质实时监控与预警：在污水处理厂、工业废水排放口等需要实时监控水质，防止超标排放的场所，在线监测仪能够实时监测水质指标，一旦发现水质异常，立即发出预警信号，提醒相关人员采取措施，避免污染事件的发生。例如，污水处理厂通过在线监测仪实时监测出水水质的 COD、氨氮等指标，当发现指标接近或超过排放标准时，可及时调整处理工艺，确保出水达标。

难以到达或危险区域监测：对于一些地理位置偏远、交通不便或环境危险的区域，如深山里的溪流、有毒有害的工业废水排放管道等，人工采样检测存在困难且具有一定风险。在线监测仪可以安装在这些区域，通过远程传输技术将监测数据发送出来，实现对这些特殊区域水质的有效监测。

七、结论

水质监测仪在线监测与人工检测作为水质监测的两种重要方式，各有优劣。在线监测仪具有监测效率高、能够实时连续监测、可快速预警等优势，适用于长期连续水质监测、实时监控与预警以及难以到达或危险区域的监测等场景；而人工检测在准确性方面具有一定优势，尤其在突发污染事件应急监测、复杂水质情况深入分析以及校准验证在线监测数据等方面发挥着不可替代的作用。在实际的水质监测工作中，应根据监测目的、监测对象的特点以及成本效益等因素，综合考虑选择合适的监测方式。在一些情况下，将在线监测与人工检测相结合，互为补充，能够构建更为完善的水质监测体系，更全面、准确地掌握水质状况，为水资源的保护和管理提供更有力的技术支持。未来，随着科技的不断进步，水质监测技术也将持续发展，在线监测仪和人工检测方法都有望在准确性、效率和成本等方面得到进一步优化，为水质监测工作带来更多的便利和更可靠的监测结果。