儀器分析法在水質(zhì)監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

黃河水利委員會(huì)三門(mén)峽庫(kù)區(qū)水文水資源局 河南 三門(mén)峽 472000

引言

用水安全問(wèn)題與每個(gè)人的生命健康息息相關(guān)，水安全問(wèn)題成為我國(guó)社會(huì)最為關(guān)注的民生問(wèn)題。對(duì)水環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行科學(xué)監(jiān)測(cè)與評(píng)估，確定水體中各污染參數(shù)、排查污染問(wèn)題，是當(dāng)前工作的重點(diǎn)。目前，傳統(tǒng)的人工檢測(cè)方法在客觀性、科學(xué)性和效率方面都存在諸多缺陷，如果分析方法選擇不合理，將直接影響到檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確度和可靠性。那么選擇一種科學(xué)、客觀的水質(zhì)檢測(cè)方法和與所選方法相適應(yīng)的自動(dòng)化、智能化的儀器設(shè)備就顯得尤其重要。

1 儀器分析法概念

儀器分析法是使用較特殊儀器的分析方法，是以物質(zhì)的物理或物理化學(xué)性質(zhì)為基礎(chǔ)的分析方法。水質(zhì)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域常用的儀器分析法有光譜分析、色譜分析和色/質(zhì)聯(lián)用分析。儀器分析法可對(duì)地表水、地下水、工業(yè)廢水、土壤等各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，從而確定地表水、地下水水質(zhì)類(lèi)別，評(píng)價(jià)工業(yè)廢水是否達(dá)標(biāo)排放。儀器分析法與傳統(tǒng)手工方法相比，具有靈敏度高，檢出限低，適合于微量、痕量和超痕量成分的測(cè)定；選擇性好，很多的儀器分析方法可以通過(guò)選擇或調(diào)整測(cè)定的條件，使共存的組分測(cè)定時(shí)，相互間不產(chǎn)生干擾；操作簡(jiǎn)便，分析速度快，實(shí)現(xiàn)了無(wú)人值守全自動(dòng)分析；根據(jù)監(jiān)測(cè)參數(shù)選擇不同的儀器，根據(jù)儀器和監(jiān)測(cè)參數(shù)選擇不同元素?zé)?，根?jù)儀器選擇不同波長(zhǎng)，分別測(cè)定不同的參數(shù)，且對(duì)被檢測(cè)品中的其他參數(shù)不會(huì)造成影響。儀器分析法是當(dāng)前我國(guó)水質(zhì)安全質(zhì)量檢測(cè)分析過(guò)程中最常使用的檢測(cè)方法之一。

2 儀器分析法在水質(zhì)檢測(cè)過(guò)程中的應(yīng)用

依據(jù)測(cè)定原理和使用儀器的不同，可分為化學(xué)分析法和儀器分析法。儀器分析法常使用電化學(xué)分析法、光譜分析法和色譜分析法等，這些分析法在環(huán)境監(jiān)測(cè)中廣泛應(yīng)用，對(duì)保護(hù)環(huán)境和科學(xué)研究發(fā)揮重要作用。

2.1 電化學(xué)分析法 電化學(xué)分析法在水質(zhì)生產(chǎn)任務(wù)與檢測(cè)中的應(yīng)用非常頻繁，是一種重要的儀器分析法，該方法建立在電位、電導(dǎo)、電流和電量等電學(xué)量與被測(cè)物質(zhì)某些量的計(jì)量關(guān)系的基礎(chǔ)上，主要根據(jù)溶液內(nèi)物質(zhì)電化學(xué)性質(zhì)與變化規(guī)律，對(duì)組分進(jìn)行定性和定量的。該方法包括電勢(shì)分析法、電導(dǎo)分析法和伏安法等，操作簡(jiǎn)單，所用檢測(cè)設(shè)備簡(jiǎn)單，能夠保證分析效率和最終檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。電導(dǎo)率儀、離子選擇電極法、電位滴定法在本監(jiān)測(cè)中心得到應(yīng)用，例如：應(yīng)用電化學(xué)分析法檢測(cè)水中電導(dǎo)率；電位滴定法，是把電位測(cè)定與滴定分析互相結(jié)合起來(lái)的一種測(cè)試方法，用標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定待測(cè)離子過(guò)程中，用指示電極的電位變化指示滴定終點(diǎn)的到達(dá)，測(cè)定項(xiàng)目高錳酸鹽指數(shù)、重碳酸鹽、碳酸鹽、溶解氧等。

2.2 光譜分析法 光譜分析法是根據(jù)物質(zhì)的光譜來(lái)鑒別物質(zhì)及確定其化學(xué)組成和相對(duì)含量的方法，光譜分析法具有操作簡(jiǎn)單、結(jié)果準(zhǔn)確、靈敏度高、可同時(shí)檢測(cè)多種樣品。

光譜法可分為原子光譜法和分子光譜法。(1)分子光譜：是由分子中電子能級(jí)、振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)的變化產(chǎn)生的，屬于這類(lèi)分析方法的有紫外-可見(jiàn)分光光度法，用于生產(chǎn)任務(wù)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目氨氮、總氮、六價(jià)鉻等。(2)原子光譜是由原子外層或內(nèi)層電子能級(jí)的變化產(chǎn)生的，這類(lèi)分析方法的原子吸收光譜法(AAS)，原子熒光光譜法(AFS)等，測(cè)定項(xiàng)目分別是銅、鉛、鋅、鎘、汞、砷等項(xiàng)目。光譜分析法是比電化學(xué)分析法運(yùn)用更加廣泛的食品安全質(zhì)量檢測(cè)方法，

2.3 色譜分析法 色譜法利用不同物質(zhì)在不同相態(tài)的選擇性分配，以流動(dòng)相對(duì)固定相中的混合物進(jìn)行洗脫，混合物中不同的物質(zhì)會(huì)以不同的速度沿固定相移動(dòng)，最終達(dá)到分離的效果。不同的物質(zhì)在不同的色譜柱上以不同的流動(dòng)相洗脫會(huì)有不同的保留時(shí)間，因此保留時(shí)間是色譜分析法比較重要的參數(shù)之一。在所有儀器分析法中，其不僅能夠檢測(cè)水質(zhì)中的防腐劑、甜味劑等水質(zhì)添加劑，還可以檢測(cè)其中的一些營(yíng)養(yǎng)元素。應(yīng)用到水質(zhì)監(jiān)測(cè)工作中的色譜儀器分別是離子色譜儀、氣相色譜儀、高效液相色譜。應(yīng)用到水環(huán)境監(jiān)測(cè)項(xiàng)目分別是硫酸鹽、氯化物、苯系物、氯苯類(lèi)化合物等。

2.4 連續(xù)流動(dòng)分析法 連續(xù)流動(dòng)分析法分析過(guò)程完全自動(dòng)化。其方法原理為經(jīng)過(guò)預(yù)處理樣品置于自動(dòng)取樣器中，通過(guò)軟件控制進(jìn)入反應(yīng)器中化學(xué)部分，進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)后，經(jīng)檢測(cè)部分檢測(cè)器檢測(cè)，經(jīng)微計(jì)算器進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，最后生成報(bào)告。連續(xù)流動(dòng)分析法用于測(cè)定地表水、地下水、生活飲用水等水中的陰離子表面活性劑、總磷、揮發(fā)酚、氰化物、硫化物。該方法檢出限較低，傳統(tǒng)手工法測(cè)定誤差較大，已經(jīng)被連續(xù)流動(dòng)分析分光光度法取代。

結(jié)束語(yǔ)

社會(huì)的高速發(fā)展、工業(yè)化規(guī)模和產(chǎn)能的不斷加大，排放的廢污水對(duì)人類(lèi)生存環(huán)境和社會(huì)經(jīng)濟(jì)造成嚴(yán)重影響，制約整個(gè)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。對(duì)水質(zhì)進(jìn)行科學(xué)監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)，根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果采取有針對(duì)性污染防治措施，是當(dāng)前水生態(tài)和水環(huán)境防治的重要措施。通過(guò)對(duì)儀器的工作原理和優(yōu)缺點(diǎn)分析以及儀器分析法在水質(zhì)監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用，對(duì)于促進(jìn)今后水質(zhì)檢測(cè)分析工作的開(kāi)拓和創(chuàng)新具有一定的指導(dǎo)作用，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、能源等行業(yè)不斷發(fā)展邁進(jìn)的同時(shí)，將先進(jìn)的儀器方法推廣應(yīng)用到相關(guān)水質(zhì)檢測(cè)和其他行業(yè)的分析檢測(cè)工作中。既保證了監(jiān)測(cè)分析數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確、可靠，又為水污染治理提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐，為我國(guó)水質(zhì)安全質(zhì)量的提升提供了保障。