水族馆采用手持测定仪进行DO和pH现场测定的应用实例
虽然水质参数的连续在线测定和控制对蒙特里海湾水族馆起着至关重要的作用，定期采用手持仪器进行现场测定对于保护展览中的海洋生物的多样性方面也起着不可忽视的作用。便携式仪器准确度高、重复性好，预制程序可进行多种数据分析，而且数据存储能力也有所扩展。
在蒙特里海湾水族馆生活的动物和植物数量过35000个，代表了蒙特里海湾内各种栖息地生存的和世界范围内其它海洋栖息地生存的620多种鱼、无脊椎动物、哺乳动物、爬行动物、鸟类和植物等生物。每年约有180万人参观水族馆的近200个展廊和展厅。
每分钟约有1500加仑的海水经展览水池从海湾连续抽送到水族馆。海水入口在距海岸约1000英尺，深约55英尺的地方。夜晚，原海水经泵抽入展馆，同时为滤食动物带来浮游生物、海藻孢子以及无脊椎动物，如海葵和珊瑚的幼虫。白天，原海水经过滤后进入展馆以保证水的清洁。
在1984年水族馆开放之时，大部分生命支持系统和过滤操作都由手工完成，因此需要很多员工昼夜不停的工作。但是在20世纪90年代中期水族馆扩建了近两倍之后，其决定在水质项目中采用的自动化技术。
进来的海水通过在线感应技术每隔5分钟测定一次从而实现连续监测。在线控制系统为水族馆生命支持系统的所有重要参数包括温度、流量、压力、溶解氧（DO）、pH、臭氧注入、氧化还原电位等提供自动控制、监测和报警。在线控制系统也控制一些重复性的工作，如砂滤的反冲洗、锅炉及冷却系统的温度控制、臭氧发生器的控制，维持水中氧气含量的氧气注入的控制等。
定期现场测定的必要性
即使大量的在线测定仪器在多个位置进行连续测定以实现自动过程控制，便携式手持测定仪以及实验室测试系统的使用依然在水族馆的水质操作方面具有不可忽视的作用。水族馆定期的现场测定包含十几种参数，如氨、亚硝酸、硝酸、磷、DO、温度、pH、碱度、钙、镁、气体以及某些微生物指标，如大肠杆菌和粪大肠杆菌。
DO和pH是水族馆采用手持仪器进行定期监测的两个重要水质参数。
“我们认为DO是关系到所有水生生物呼吸的重要因素”，水族馆的水质Eric Kingsley说。鱼类通过腮或者皮肤中的一个或两个细胞厚的血管直接吸收溶解在水中的氧气。Eric Kingsley还说：“我们过去曾经展览过一些喜欢低DO的生物种类，但是现在几乎我们所有的生物种类都需DO，而且至少接近饱和浓度。”
“考虑到氨的潜在毒性，现场pH的测定也非常关键。氨和铵在水中存在一定的平衡，这种平衡主要受pH和温度的控制，当pH或温度升高时都会导致氨含量的升高，而相比铵而言，氨对鱼类的毒性强很多。”
手持仪测定DO和pH
水族馆里现场水样的温度和pH采用包括带有铂系列pH电极的Hach HQ22电化学测定仪在内的手持式仪器进行测定。现场水样的DO采用手持极谱溶氧探头或带有荧光溶解氧（LDO）探头的Hach HQ22测定仪进行测定。
用于水族馆的便携式测定仪不仅必须提供准确度高、重复性好的测定结果，而且必须易于操作和校准，同时还要对海水的侵蚀有足够的耐受性。此外，便携式测定仪的使用者一般都越来越多的要求新仪器能提供预编程序来进行多种数据分析，且要求新仪器有更强的数据存储性能。
为了使现场测定更加准确高效，蒙特里海湾水族馆近参与了Hach HQ40d便携式电化学测定仪（台不需使用者预设参数的用于现场和实验室的测定仪）的产品测试。
多参数仪器
如果使用HachIntelliCALTM探头，单台HQ40d测定仪可同时测定pH、电导率、LDO或氧化还原电位中的任何两个参数。该测定仪直观的操作界面易于进行自校准，从而减少校准误差出现的可能。在IntelliCAL热插拔探头中，近一次校准和校准历史都存储于探头中，所以当探头从一个测试仪换到另外一个测试仪时不需再次校准。测试系统提供包括时间、日期、样品名、使用者等信息的数据报告，因此使用者可以存储和监控之前测得的数据。
“我们主要在DO测定中对该仪器进行了测试，”Kingsley说。“我们在产品测试中发现HQ40d在DO测定中的响应时间非常短，因此我们希望能换上这种新仪器用。”
员工首先发现的就是该测定仪的快速响应时间和耐用性。“DO的测定比我们之前使用的LDO测定单元快了很多，”Kingsley说。“此外，非常重要的一点是探头和测定仪之间的连接是防水的，这是我们购买测定仪时非常看重的性能，只有这样测定仪才能在海水的恶劣环境中使用，因为海水的侵蚀性是非常强的。”
虽然该测定仪是自校准的，但是在测试期间，LDO探头的产品测试中使用了空气校准，以与手持极谱探头保持一致。据Kingsley说，因为水族馆静态溶解氧探头也是极谱型的，所以这一点使得该测试单元的测试结果很好的符合了静态探头的结果：误差在1～2％以内。他说测试单元还表现出了很好的重复性。
水族馆的员工在日常监测中配置HQ40d测试单元。因为蒙特里海湾水族馆建在洁净的水体中，所以员工不必像采用封闭系统的水族馆那样频繁的进行现场测定。那些有相当强的生物负荷以及那些设计特殊不能接受大量水流（新鲜的补充水）的水池才是典型需要测定的。
“水池和水池是不一样的，”Kingsley说，“但是我们一般来说每周一到两次定期测试一些展览水池，除非有严重的问题出现或者有新的水池刚开始运行，我们才会加大测试频率。现场DO测定通常是观察长期趋势和发现问题的好方法。”
除了准确度高和重复性好，Kingsley说他们喜欢该手持HQ40d的多参数功能，以及在探头中存储近一次校准和校准历史的功能。该测定仪还能自动识别探头以及对多种探头的校准进行核实。
“一旦我们使用这种产品，我们很可能会拔下pH或LDO探头中的一个，然后换上一个电导率探头。因为校准是存储于探头中的，所以这种转换会非常方便。我们的实验室里有一些pH电极，但是如果我们把其中的一个从现有的测定仪上拔下来换上另外一个，就需要重新校准，非常费时。”
减少数据抄录错误
水族馆人员发现手持单元和IntelliCAL探头在产品测试中表现出来的全面的数据存储能力也其主要优点。
“我们之前的pH测定仪和极谱性DO测定仪不能存储数据，”Kingsley说，“而现在我们能存储数据和将数据直接下载到计算机中，省去了人工抄写数字和之后通过键盘输入数字的过程，从而减少了在抄录中可能出现的错误。”
水族馆可能也将配置手持单元进行自动测定并每隔一定时间记录水质数据，从而确定单个展览水池的水质变化趋势。
“隔一定时间记录一次数据的典型地方是我们的凤尾鱼展厅，因为那里的DO波动很大，”Kingsley说。“我们可能需要在那里记录数据和观察中的变化情况，而该测定仪使得我们能有效的实现这一点。”
