T/CAMIE 29-2024 全光谱水质在线监测技术规程

ICS 13.060.01
CCS Z 10
团 体 标 准
T/CAMIE 29—2024 全光谱水质在线监测技术规程
Technical specification for online monitoring of water quality usingfull spectrum spectroscopy
2024-11-26 发布2025-01-26 实施
中国环保机械行业协会 发 布

目 次
前言 ···························································································································· III
1 范围 ·························································································································· 1
2 规范性引用文件 ·········································································································· 1
3 术语和定义 ················································································································· 1
4 系统性能指标要求 ······································································································· 2
4.1 指标组成 ··············································································································· 2
4.2 功能性指标要求 ······································································································ 2
5 技术要求 ···················································································································· 3
5.1 监测点位布点原则 ··································································································· 3
5.2 监测系统形式和构成 ································································································ 3
5.3 采样单元 ··············································································································· 4
5.4 光谱采集单元 ········································································································· 4
5.5 控制分析单元 ········································································································· 4
5.6 数据传输单元 ········································································································· 4
5.7 数据平台 ··············································································································· 5
6 安装要求 ···················································································································· 5
6.1 安装环境 ··············································································································· 5
6.2 安装 ····················································································································· 5
7 验收要求 ···················································································································· 5
7.1 基本要求 ··············································································································· 5
7.2 功能要求 ··············································································································· 5
7.3 传输要求 ··············································································································· 6
8 运维管理 ···················································································································· 6
8.1 日常管理 ··············································································································· 6
8.2 质量核查 ··············································································································· 7
8.3 数据平台运维 ········································································································· 7
参考文献 ························································································································ 8
图1 全光谱水质监测系统架构 ··························································································· 4
表1 对地表水监测的污染物性能指标要求 ············································································ 2
表2 系统对污水监测的污染物性能指标要求 ········································································· 3
表3 系统对地下水监测的污染物性能指标要求 ······································································ 3

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III
前 言
本文件按照GB/T 1.1—2020《标准化工作导则 第1 部分：标准化文件的结构和起草规则》的
规定起草。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。
本文件由中国环保机械行业协会提出并归口。
本文件起草单位：安徽新宇环保科技股份有限公司、合肥工业大学、安徽省生态环境科学研究院、
赛科斯智能装备（合肥）有限公司、合肥科斯特检测科技有限公司、安徽玖佰建设工程有限公司、
安徽三盛环境工程有限公司。
本文件主要起草人：张友德、杨业、崔康平、张浏、程雨涵、尹星、郝玄文、许玲、刘同兵、
何益平。
本文件为首次发布。

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全光谱水质在线监测技术规程
1 范围
本文件规定了全光谱水质在线监测技术的系统性能指标要求、技术要求、安装要求、验收要求、
运维管理要求。
本文件适用于地表水、污水及地下水的全光谱水质在线监测。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用
文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）
适用于本文件。
GB 3838 地表水环境质量标准
GB 8978 污水综合排放标准
GB/T 14848 地下水质量标准
GB 50093 自动化仪表工程施工及质量验收规范
GB 50168 电气装置安装工程 电缆线路施工及验收标准
HJ 91.1 污水监测技术规范
HJ 91.2 地表水环境质量监测技术规范
HJ/T 98 浊度水质自动分析仪技术要求
HJ/T 99 溶解氧（DO）水质自动分析仪技术要求
HJ/T 100 高锰酸盐指数水质自动分析仪技术要求
HJ 101 氨氮水质在线自动监测仪技术要求及检测方法
HJ/T 102 总氮水质自动分析仪技术要求
HJ/T 104 总有机碳（TOC）水质自动分析仪技术要求
HJ 212 污染物在线监控（监测）系统数据传输标准
HJ 353 水污染源在线监测系统（CODCr、NH3-N 等）安装技术规范
HJ 354 水污染源在线监测系统（CODCr、NH3-N 等）验收技术规范
HJ 356 水污染源在线监测系统（CODCr、NH3-N 等）数据有效性判别技术规范
HJ 915 地表水自动监测技术规范
SL 219 水环境监测规范
SL/Z 349 水资源监控管理系统建设技术导则
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
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3.1
全光谱 full spectrum
包含紫外-可见-近红外全波段的光谱。
3.2
全光谱水质在线监测系统 full spectrum water quality online
monitoring system
以全光谱水质在线分析仪器为核心，运用传感技术、自动控制技术、通信技术、计算机技术并
配以专业软件，组成一个从被测水体中取样、预处理、分析和对结果数据进行处理、传输、存储及
展示的在线自动监测系统（以下简称“系统”）。
3.3
数据有效传输率 efficient data transmission
数据传输率和有效率的乘积，是表征自动监测数据完整性与有效性的指标。
[来源：HJ 356—2019，3.3，有修改]
4 系统性能指标要求
4.1 指标组成
4.1.1 系统性能监测指标包含功能性指标、可靠性指标、安全性指标。
4.1.2 系统功能性指标至少应包含测量参数、数据输出方式、显示和记录方式。
4.1.3 系统可靠性指标至少应包含寿命、环境温度、湿度、振动、防水、防尘、供电、防腐、运
输、贮存和跌落。
4.1.4 系统安全性指标至少应包含绝缘强度、供电电压稳定性、防雷接地。
4.2 功能性指标要求
4.2.1 系统检测的污染物性能指标至少应包括溶解氧、浊度、化学需氧量、高锰酸盐指数、总氮、
氨氮、总有机碳、总悬浮物、生化需氧量和硝酸盐氮。
4.2.2 系统对地表水监测的污染物性能指标应符合表1 的要求。
表1 对地表水监测的污染物性能指标要求
监测项目 单位 响应时间 准确度
性能
零点漂移 量程漂移 精密度
溶解氧 mg/L 10 s ±0.3 ±0.3 ±0.3 ±0.2
浊度 NTU 10 s ±10% ±3% ±5% ±5%
化学需氧量 mg/L 10 s ±10% ±3% ±5% ±5%
高锰酸盐指数 mg/L 10 s ±10% ±3% ±5% ±5%
总氮 mg/L 10 s ±10% ±3% ±5% ±5%
氨氮 mg/L 10 s ±10% ±3% ±5% ±5%
总有机碳 mg/L 10 s ±10% ±3% ±5% ±5%
总悬浮物 mg/L 10 s ±10% ±3% ±5% ±5%
生化需氧量 mg/L 10 s ±10% ±3% ±5% ±5%
硝酸盐氮 mg/L 10 s ±10% ±3% ±5% ±5%
注：指标来自于GB 3838。
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4.2.3 系统对污水监测的污染物性能指标应符合表2 的要求。
表2 系统对污水监测的污染物性能指标要求
监测项目 单位 响应时间 准确度
性能
零点漂移 量程漂移 精密度
浊度 NTU 10 s ±10% ±3% ±5% ±5%
化学需氧量 mg/L 10 s ±10% ±3% ±5% ±5%
总氮 mg/L 10 s ±10% ±3% ±5% ±5%
氨氮 mg/L 10 s ±10% ±3% ±5% ±5%
总有机碳 mg/L 10 s ±10% ±3% ±5% ±5%
总悬浮物 mg/L 10 s ±10% ±3% ±5% ±5%
生化需氧量 mg/L 10 s ±10% ±3% ±5% ±5%
硝酸盐氮 mg/L 10 s ±10% ±3% ±5% ±5%
注：指标来自于GB 8978。
4.2.4 系统对地下水监测的污染物性能指标应符合表3 的要求。
表3 系统对地下水监测的污染物性能指标要求
监测项目 单位 响应时间 准确度
性能
零点漂移 量程漂移 精密度
溶解氧 mg/L 10 s ±0.3 ±0.3 ±0.3 ±0.2
浊度 NTU 10 s ±10% ±3% ±5% ±5%
化学需氧量 mg/L 10 s ±10% ±3% ±5% ±5%
高锰酸盐指数 mg/L 10 s ±10% ±3% ±5% ±5%
总氮 mg/L 10 s ±10% ±3% ±5% ±5%
氨氮 mg/L 10 s ±10% ±3% ±5% ±5%
总有机碳 mg/L 10 s ±10% ±3% ±5% ±5%
硝酸盐氮 mg/L 10 s ±10% ±3% ±5% ±5%
注：指标来自于GB/T 14848。
5 技术要求
5.1 监测点位布点原则
监测点位应综合建设条件、水质代表性、维护检修、安全性等因素确定，点位设置应符合SL219、
HJ 91.1 及HJ 91.2 的规定。
5.2 监测系统形式和构成
5.2.1 系统的安装形式可分为固定式、浮漂式和船载式，监测端的安装方式应符合HJ 353、HJ 915
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的规定。
5.2.2 系统由采样单元、光谱采集单元、控制分析单元、数据传输单元与数据平台组成，全光谱
水质监测系统架构如图1 所示。
图1 全光谱水质监测系统架构
5.2.3 系统设计应符合SL/Z 349 的规定。
5.3 采样单元
5.3.1 对水样进行前置过滤，降低水样中固体物质对数据的干扰影响，滤径宜为63 μm。
5.3.2 宜包含对管路和检测光学镜片的自清洁功能，不限于反冲洗、清洁刮片等。
5.4 光谱采集单元
5.4.1 应对数字信号进行高频率、高分辨率的采集，分辨率宜不低于1 nm。
5.4.2 具有光谱信号采集功能，应对光谱进行探测并转化为数字信号。
5.4.3 具有连续数据采集及辅助设备输出数据的功能，宜兼容各种水质在线监测仪器的通信协议。
5.5 控制分析单元
5.5.1 应包含光谱数据的噪声处理技术，能识别和去除无效光谱数据。
5.5.2 系统应根据场景应用的需要实时调整监测频次，并在应急监测以及水质有明显变化时增加
监测频次。
5.5.3 系统的监测频率应最低达到一分钟每次，宜达到秒级每次的要求。
5.5.4 应具备对采集到的数据进行校准与算法标定功能。
5.6 数据传输单元
5.6.1 数据传输可采用有线或无线方式。
5.6.2 数据传输宜采用专网传输，当采用公共网络传输时应采取加密措施。
5.6.3 短距传输方式的数据接口宜采用RS-232/485，上层通信协议宜采用MODBUS-RTU，或数据
接口采用以太网线，上层通信协议宜采用MODBUS-TCP。
5.6.4 远程数据传输宜通过以太网或WiFi 接入Internet 进行；在没有网络覆盖的监测点宜通过
GSM/LTE 蜂窝基站（即3G/4G/5G）等移动通信网络传输。上层通信协议宜采用HTTP 或MQTT 协议。
5.6.5 采集数据的存储或者输出格式应为常用格式，如txt 文件、csv 文件、xlsx 文件等格式；如
使用加密文件的专用格式，应公开其格式并提供读取数据的方法和软件。
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5.6.6 应存储数据的准确采集时间，精确到秒。
5.6.7 系统在联机或组网使用时，数据储存容量应具有不少于12 个月的数据存储空间。
5.7 数据平台
5.7.1 宜同时包含PC 端和移动端，二者的数据应保持一致。
5.7.2 宜支持远程查看监测端的运行状态，并具备数据读取、展示、分析处理等基本功能。
5.7.3 应设置数据备份服务器。
5.7.4 系统监测端应能与数据平台进行实时数据交互通信，数据有效传输率大于90%。
5.7.5 应具备水质异常报警功能。
5.7.6 宜包含数据标识功能。
5.7.7 宜支持对监测端常用设置进行修改和保存功能。
5.7.8 宜支持远程运维功能，包括但不限于自清洁周期修改、零点核查校准、报警阈值修改功能。
6 安装要求
6.1 安装环境
6.1.1 系统安装位置与空间应满足安装、维护和校验设备的要求。
6.1.2 安装位置应无强电磁场干扰，无强腐蚀性气体。
6.1.3 系统安装环境宜满足0 ℃～40 ℃，超出此温度范围时外部需增加温度控制设备以保障正常
的测量条件。
6.2 安装
6.2.1 系统安装的防震措施应符合GB 50093 的规定。
6.2.2 安装区域应有可靠的通信接入，包含有线接入或无线通讯网络。
6.2.3 固定式安装系统使用外接电源时，电缆线路应满足防水要求，具备漏电防护措施。
6.2.4 船载式和浮漂式安装时，系统宜使用光伏或内部电池供电，光伏功率和电池电量宜满足在
不利日照条件下系统可连续工作7 d 的要求。
6.2.5 监测端应满足全天供电要求。
7 验收要求
7.1 基本要求
7.1.1 全光谱水质监测系统能够连续稳定工作30 d，并能把数据上传数据平台。
7.1.2 验收时应对零点漂移、量程漂移、精密度和准确度进行核查，并针对实际水样检测结果出
具相应报告，零点漂移和量程漂移应符合表1、表2 和表3 的要求，计算方式依照HJ/T 98、HJ/T 99、
HJ/T 100、HJ 101、HJ/T 102、HJ/T 104 的规定，精密度、准确度和实际水样比对应符合HJ 915、
HJ 354 的规定。
7.2 功能要求
7.2.1 应具有时间设定、校对、显示功能。
7.2.2 应具有纯水零点自动或手动校准功能。
7.2.3 应具有测试数据显示、存储和输出功能。
7.2.4 应能够设置多级系统登录密码及相应的操作权限。
7.2.5 应具有故障报警、显示和诊断功能，并具有自动保护功能，能够将故障报警信号输出到数
据平台。
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7.2.6 应具有超限值报警和报警信号输出功能。
7.3 传输要求
7.3.1 监测端数据应与数据平台端数据保持一致。系统安装完成并稳定运行30 d 后，任取其中不
少于连续7 d 的数据进行检查，数据平台接收的数据、控制分析单元以及系统监测端存储的数据应
完全一致。
7.3.2 系统监测端和数据平台之间通信稳定，不应出现经常性的通信连接中断、数据丢失、数据
不完整等通信问题，掉线后5 min 之内应能重新上线。
7.3.3 数据传输应符合HJ 212 的规定，远程传输单元应对未实时传输成功的数据进行记录，并在
下次传输线路恢复时实现自动补传。
7.3.4 数据传输率依据平台端接收到的自动监测数据进行计算，监测端掉线频次应不大于5 次/月。
7.3.5 数据有效率依据HJ 212、HJ 356 和有关规定认定的有效自动监测数据进行计算，数据有效
传输率应大于90%。
7.3.6 当出现数据错误或丢失时，系统应能启动纠错逻辑，要求数据采集传输仪重新发送数据。
7.3.7 必要时，数据采集传输仪可以按照HJ 212 中规定的加密方法进行加密处理传输，一端请求
连接另一端时，应进行身份验证。
7.3.8 人为模拟现场断电和断水等故障，在恢复供电等外部条件后，系统应能实现正常的自启动
和远程控制启动。
7.3.9 控制分析单元应能够保存系统发生故障前的完整分析结果，系统应完整记录所有故障信息。
8 运维管理
8.1 日常管理
8.1.1 应建立运维管理制度，至少应包括以下内容：
a） 具体的操作流程、要求及人员职责；
b） 建立完善的质量保证与控制制度；
c） 设备维护和校准制度；
d） 问题反馈和解决制度；
e） 供应和更换备品备件制度；
f） 运维及各类事项台账记录制度；
g） 设备运维作业指导书。
8.1.2 应制定运维和质控计划。
8.1.3 应定期对监测系统进行巡检维护，并填写巡检记录。
8.1.4 系统发生故障时，应及时进行应急维护，检查设备采用维修或质控方式确认系统运行情况
和记录上报。
8.1.5 应急响应的优先级应高于日常计划内的运维工作。
8.1.6 发现水质异常时，应取水样到有资质的检测机构进行检测分析。
8.1.7 应如实填写运维记录并定期归档。运维记录内容一般包括：
a） 仪器基本情况信息；
b） 仪器参数设置记录；
c） 巡检维护记录；
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d） 校准、核查、检查结果记录；
e） 仪器设备检修记录；
f） 标液、备品记录；
g） 监测数据记录；
h） 数据审核记录。
8.2 质量核查
8.2.1 定期对系统所有仪器设备进行校准、核查。仪器设备的准确度、零点漂移、量程漂移等指标。
定期对仪器进行质量控制测试并记录结果，当测试结果超过允许误差范围时，仪器处于质量失控状态，
应及时排查和维护仪器，并重新进行测试。在仪器测试合格前所获得的水样数据为无效数据。
8.2.2 仪器设备核查要求包括：
a） 每季度进行一次零点漂移和量程漂移核查；
b） 每季度至少进行一次实际水样比对；
c） 每季度至少进行一次标准溶液的核对，不满足准确度和精密度的需要应立即校准；
d） 更换设备或主要检测配件后对仪器重新进行校准。
8.3 数据平台运维
8.3.1 对数据库每季度备份一次监测数据。
8.3.2 通过数据平台对监测端进行远程检查，宜使用质量控制智慧化功能自动筛查监测数据，并
标记无效数据。
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参 考 文 献
[1] T/CWEC 13 光谱法水质在线监测系统技术导则
[2] 生态环境部公告2022 年第21 号 《污染物排放自动监测设备标记规则》