化學(xué)分析儀器在環(huán)保水質(zhì)監(jiān)測方面的應(yīng)用

摘要：近20年我國工業(yè)建設(shè)迅速發(fā)展，隨之而來的環(huán)保水質(zhì)監(jiān)測問題越發(fā)重要。與此同時人們對于生活質(zhì)量的要求越來越高，各個領(lǐng)域都開始重視水質(zhì)的保護(hù)工作，并進(jìn)行多種形式的水資源環(huán)境保護(hù)改革。在水資源質(zhì)量監(jiān)測中，監(jiān)測設(shè)備和監(jiān)測技術(shù)是提高監(jiān)測結(jié)果準(zhǔn)確性和精確性的關(guān)鍵。討論化學(xué)儀器分析手段在水質(zhì)檢測過程中的應(yīng)用，充分利用最新監(jiān)測儀器，對水資源進(jìn)行精確檢測，確保儀器的精準(zhǔn)性、靈敏性、有效性。

關(guān)鍵詞：環(huán)保水質(zhì)檢測；化學(xué)分析儀器；應(yīng)用隨著人們對生活水平的要求日益提高，基本水質(zhì)要求也隨之而生。為保證水資源質(zhì)量，同時應(yīng)對當(dāng)前的多種水污染，水資源質(zhì)量檢測技術(shù)應(yīng)運而生，并隨之產(chǎn)生了眾多化學(xué)分析儀器。當(dāng)前針對環(huán)保方面的水資源質(zhì)量檢測工作的化學(xué)儀器種類較多，不同的化學(xué)分析儀器使用的環(huán)境不同，因此在進(jìn)行儀器選擇和分析時，要根據(jù)實際情況，準(zhǔn)確選擇化學(xué)分析儀器，判斷水資源的元素種類、含量以及相應(yīng)變化情況。

1環(huán)保水質(zhì)監(jiān)測的意義

環(huán)保方面的水質(zhì)監(jiān)測具體是指對水資源中的化學(xué)物質(zhì)、懸浮物、泥沙等構(gòu)成的水生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行定時檢測的工作。在環(huán)保方面的水質(zhì)監(jiān)測，對維持水資源質(zhì)量有著重要價值。

對于水資源的保護(hù)，可分為飲用水和工業(yè)用水兩個方面。首先，對于飲用水而言，若飲用的水資源中含有大量的有害細(xì)菌，如痢疾、傷寒等病菌時，會使水資源成為各種傳染病的傳播源。若飲用水資源中含有大量的浮游生物，則會嚴(yán)重影響水資源的物理性質(zhì)，例如水的顏色、水的味道。若飲用水資源中含有大量的礦物鹽雜質(zhì)，則會引起人類身體中各種病癥。如果飲用水資源中含有大量的氟，則會對牙齒產(chǎn)生一定的危害，甚至使牙齒完全潰爛。對于飲用水，水質(zhì)的監(jiān)測直接影響到人民的身體健康和國家發(fā)展。

其次，對于工業(yè)用水資源而言，必須要完全掌握所用水資源的物理化學(xué)性質(zhì)，尤其是一些化學(xué)成分。工業(yè)用水為工業(yè)生產(chǎn)提供了充足的水資源，但是不同的工業(yè)生產(chǎn)途徑對于水質(zhì)的成分要求也會有所不同。例如，在鍋爐等工業(yè)生產(chǎn)中的用水要求，水中不能含有大量的鈣、鎂離子，否則會使鍋爐中產(chǎn)生大量的水垢，不僅會浪費更多的生產(chǎn)原料，也可能會引起鍋爐爆炸。在環(huán)保方面進(jìn)行水質(zhì)監(jiān)測，可以為環(huán)境管理提供科學(xué)的數(shù)據(jù)和真實的資料，幫助環(huán)境進(jìn)一步優(yōu)化和提升。其次，也可以幫助確定水體污染中的污染物的主要情況，包括污染物污染源的分布情況、污染的來源、污染的途徑和方式等。再者，也可以通過水質(zhì)監(jiān)測來判斷水體污染，對于環(huán)境生物帶來的影響范圍，評價相對應(yīng)的污染防治效果等。

2環(huán)保水質(zhì)分析中化學(xué)儀器的應(yīng)用

當(dāng)前環(huán)保水質(zhì)分析中，常見的化學(xué)分析儀器大多是通過直接化學(xué)定性定量檢測和各類信號分析，例如，分光光度計就是通過將光能轉(zhuǎn)化成電能，并對信號進(jìn)行處理和加工，使其轉(zhuǎn)化成可以用于交流的信號，并最終通過示波器記錄儀等方式顯示出來。常見的進(jìn)行環(huán)保水質(zhì)檢測的儀器可以根據(jù)需要測量TOD值、COD值、渾濁度、油分度、生化需氧量等（如表1所示）。例如，對于水資源中的汞含量檢測，需要用專門的化學(xué)儀器分析檢測得到的數(shù)值，常見的可以利用原子吸光光譜法、原子熒光光譜法等方式來測定水污染的嚴(yán)重情況，并對水中的各種元質(zhì)加以檢測與監(jiān)測，例如各種微量元素或者衡量元素等。采用分光光度計、原子熒光光譜等化學(xué)儀器進(jìn)行檢測，可獲得更加精準(zhǔn)、范圍更廣的線性數(shù)據(jù)，節(jié)約了處理大量水污染樣品和數(shù)據(jù)的時間，提高了水質(zhì)監(jiān)測的工作效能。對水質(zhì)的各種參數(shù)進(jìn)行實時監(jiān)測與控制，例如水資源中的藍(lán)綠藻、氨、氮等氣象參數(shù)，以及溫度、濕度、雨量等環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行實時監(jiān)測，可以對水環(huán)境中的藻類和赤潮等情況的出現(xiàn)，進(jìn)行及時有效地預(yù)防與監(jiān)測。此外對污染源等數(shù)據(jù)進(jìn)行實時監(jiān)測與生成，可以更快速地了解污染源的相關(guān)信息。

濁度儀通常是測定水樣中的渾濁程度，可以利用光透過法或者光散射法測定水樣中的渾濁程度。而油分測定儀是利用熒光法進(jìn)行測定。測汞儀則是利用熒光測量原子吸收的原理進(jìn)行測量，在水質(zhì)中進(jìn)行原子熒光法對汞元素進(jìn)行專門的測量。而電極測量儀是需氧量的化學(xué)分析儀器，也可以利用分光光度計測量水質(zhì)的化學(xué)需氧量，其利用是采集一定量的水樣，將其裝到儀器中加入燃燒管，在催化和高溫條件下進(jìn)行反應(yīng)，消耗部分氧氣，而后對剩余的氧濃度量進(jìn)行測定，即可得出總的需氧量。表2為經(jīng)過化學(xué)儀器分析的水質(zhì)變化。

3對于水質(zhì)監(jiān)測中化學(xué)分析儀器的管理標(biāo)準(zhǔn)

3.1校準(zhǔn)、驗證標(biāo)準(zhǔn)

對于化學(xué)分析儀器，其最基本的校準(zhǔn)和驗證是影響化學(xué)分析儀器檢測結(jié)果的關(guān)鍵。為確?；瘜W(xué)分析儀器所測量的結(jié)果更加精確和準(zhǔn)確，并始終保持較為高效的跟蹤系統(tǒng)和數(shù)量分析系統(tǒng)。國家根據(jù)相關(guān)內(nèi)容制定了化學(xué)分析儀器在檢測檢驗質(zhì)量中的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，以確保在不同的環(huán)境中能夠進(jìn)行差異化的檢測與檢驗。在國家所規(guī)定的校準(zhǔn)驗證標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，所有生產(chǎn)出的用于水質(zhì)監(jiān)測分析的化學(xué)分析儀器，必須經(jīng)過專門鑒定符合相應(yīng)的專業(yè)設(shè)備規(guī)定要求，才能被允許投入到實際的檢測鑒定應(yīng)用之中。經(jīng)過鑒定，合格且符合標(biāo)準(zhǔn)，才能夠投入到環(huán)保水質(zhì)分析之中。

3.2化學(xué)分析儀器中的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)分析

在水質(zhì)檢測中的化學(xué)分析領(lǐng)域，參照組具有一定的參照價值，是化學(xué)分析儀器應(yīng)用中必備的一種物質(zhì)材料。通常情況下，參照組具有一定的性質(zhì)，其足夠穩(wěn)定且均勻，在對水質(zhì)進(jìn)行分析的化學(xué)分析儀器的檢測與測量過程中，參照品能夠滿足儀器的一些基本功能的測定與檢測需要。這些標(biāo)準(zhǔn)的參照品的選定，也是經(jīng)由國家有關(guān)部門的批準(zhǔn)而確定的一類標(biāo)準(zhǔn)參照物質(zhì)。在使用參照物質(zhì)時，要時刻留意參照標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的有效期，避免超出其有效期而繼續(xù)使用的情況出現(xiàn)。同時，在儲存參照物質(zhì)時，要時刻按照嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，避免破壞參照物質(zhì)的參照性，使得進(jìn)行化學(xué)分析儀器檢測時出現(xiàn)較大的誤差，影響最終水質(zhì)的測定結(jié)果。水質(zhì)分析儀國家標(biāo)準(zhǔn)見表3。

4水質(zhì)檢測中化學(xué)分析儀器常出現(xiàn)的問題

4.1化學(xué)分析儀器出現(xiàn)問題

在進(jìn)行環(huán)保方面的水質(zhì)監(jiān)測過程中，對環(huán)保方面的水質(zhì)分析必須精準(zhǔn)且是實時數(shù)據(jù)，因此這對化學(xué)分析儀器要求更高，必須要求化學(xué)分析儀器能夠正常運轉(zhuǎn)，工作才能夠真正實現(xiàn)。然而在實際的工作過程中，很容易發(fā)現(xiàn)大多數(shù)的化學(xué)分析儀器在工作的過程中是屬于高精密的分析儀器，而這些高精密的分析儀器在長時間的使用過程中會受到諸多因素的影響，例如環(huán)境因素、人為因素等。或許這些因素的影響在短期內(nèi)并沒有明確的表征特性，使得使用者在檢測的過程中，很難感覺出儀器存在缺陷，從而導(dǎo)致操作員在使用的過程中逐漸使用已經(jīng)有缺陷的化學(xué)分析儀器進(jìn)行檢測和測定，最終導(dǎo)致所記錄的水質(zhì)分析數(shù)據(jù)出現(xiàn)嚴(yán)重錯誤。而導(dǎo)致化學(xué)分析儀器出現(xiàn)問題的原因更是多方面的，環(huán)境因素包括長時間的細(xì)微振動、溫度或高或低的不定變化等，均會導(dǎo)致儀器在測量時出現(xiàn)誤差。人為因素可能有由于使用時用力過猛導(dǎo)致零件變形、夾雜儀器之外的異物等，均會導(dǎo)致化學(xué)分析儀器的設(shè)備出現(xiàn)故障。

4.2儀器敏感性出現(xiàn)問題

化學(xué)分析儀器的敏感性是監(jiān)測結(jié)果準(zhǔn)確性的主要影響因素。如果化學(xué)分析儀器的敏感性下降，則會使化學(xué)分析儀器無法檢測和精準(zhǔn)捕捉到化學(xué)成分含量較低的水質(zhì)中的成分，使得最終的測量精度下降。一旦出現(xiàn)敏感性相關(guān)的問題，則意味著化學(xué)分析儀器不能夠再進(jìn)行監(jiān)測和檢測，否則會給水質(zhì)分析帶來嚴(yán)重的后果。因為當(dāng)前大多數(shù)的化學(xué)水質(zhì)分析儀器都屬于多功能的儀器，如若一方面的檢測功能受到影響，則其他方面的物質(zhì)檢測結(jié)果勢必也會受到或多或少的影響，導(dǎo)致儀器的敏感性不足，影響最終所有數(shù)據(jù)的檢測結(jié)果。

5水質(zhì)分析中化學(xué)分析儀器的應(yīng)對策略

5.1環(huán)境因素

通過上述分析可知環(huán)境因素會在一定程度上影響化學(xué)分析儀器對于分析結(jié)果的測定。若化學(xué)分析儀器所處的環(huán)境溫度濕度等不符合對于檢測儀器的要求，不但會對檢測的實驗儀器的準(zhǔn)確性帶來嚴(yán)重影響，而且會給相應(yīng)的樣品和參照物帶來一定的污染，使得最終的結(jié)果數(shù)據(jù)不夠準(zhǔn)確。例如在進(jìn)行化學(xué)儀器分析過程中，如果儀器所存在的環(huán)境的相對濕度不足40%，則很容易導(dǎo)致其環(huán)境中出現(xiàn)靜電的風(fēng)險增大，靜電所帶來的影響對儀器設(shè)備是致命的，會嚴(yán)重影響到檢測的精度和樣品的性質(zhì)。在靜電產(chǎn)生的過程中，靜電荷會與空氣中的懸浮物發(fā)生作用，給檢測的儀器設(shè)備帶來大量的污染物微粒，而這些帶電的污染物微粒大都具有一定的吸附性，很容易被吸附在化學(xué)分析儀器之上，從而使得最終水質(zhì)分析的精準(zhǔn)性降低。因此，對于這種情況，要求操作員在進(jìn)行水質(zhì)分析的過程中，全程要嚴(yán)格遵守化學(xué)分析儀器的使用規(guī)則，在使用化學(xué)分析儀器時，必須要使用加濕器、空氣凈化設(shè)備、溫度調(diào)控設(shè)備等，為化學(xué)分析儀器的使用和測定工作提供一個適宜的工作環(huán)境。

5.2人為因素

人為因素也是影響水質(zhì)分析設(shè)備正常工作的主要因素?；瘜W(xué)分析儀器的操作人員要進(jìn)行樣品的預(yù)處理、化學(xué)分析儀器設(shè)備的操作、數(shù)據(jù)的收集與分析等工作，對最終的化學(xué)儀器分析結(jié)果的影響程度較大。因此，要求操作人員在進(jìn)行工作時，首先，要具備較高的職業(yè)道德素養(yǎng)，在使用中要嚴(yán)格按照儀器的操作標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行使用和維護(hù)工作，避免出現(xiàn)思想懈怠或細(xì)心不足的情況。其次，操作人員要具備專業(yè)的儀器分析技能和專業(yè)的技術(shù)手段。知曉每種化學(xué)分析儀器的使用原理和使用規(guī)則，在遇到誤差或問題時，可以及時地調(diào)整與修復(fù)，避免化學(xué)分析儀器的影響程度最大化。因此，要求化學(xué)分析儀器的操作人員必須經(jīng)過專業(yè)的技術(shù)培訓(xùn)，熟知每樣水質(zhì)樣品的預(yù)處理、實驗操作流程、最終數(shù)據(jù)處理與記錄等環(huán)節(jié)。在進(jìn)行操作人員的上崗與評判過程中，需要對每位操作人員進(jìn)行綜合考核，對其理論知識和操作實踐分別進(jìn)行考核，定期考核合格之后方能繼續(xù)進(jìn)行儀器的操作和分析工作，確保操作人員的技術(shù)專業(yè)性，減少儀器操作過程中失誤情況的出現(xiàn)。

5.3儀器本身因素

用于水質(zhì)檢測的化學(xué)分析儀器眾多，包括分光光度計、生物需氧量分析儀、高效液相色譜儀等。首先，在儀器使用之前需要經(jīng)過相關(guān)部門的嚴(yán)格審核和校準(zhǔn)，確保化學(xué)分析儀器的計量質(zhì)量符合國家標(biāo)準(zhǔn)，從而使其監(jiān)測與檢測效果滿足實際需要。其次，做好化學(xué)分析儀器的日常檢查、管理工作，在日常使用中保管好儀器的使用記錄，保管者應(yīng)負(fù)起保管義務(wù)。最后，定期進(jìn)行化學(xué)儀器設(shè)備的維護(hù)和清潔工作并記錄在案。周期性的維護(hù)和記錄化的管理可以延長化學(xué)分析儀器的使用時長，確保其工作狀態(tài)上的靈敏度和精準(zhǔn)度。例如：常用的原子吸收分光光度計屬于大型的化學(xué)分析儀器設(shè)備，設(shè)備中的進(jìn)樣器是否經(jīng)常清潔、設(shè)備中的蠕動泵管彈性是否優(yōu)良等情況均會影響最終的測試結(jié)果。因此，在進(jìn)行儀器的購買、維護(hù)和使用過程中，要確保儀器滿足實驗要求，同時儀器的精準(zhǔn)度和準(zhǔn)確度符合標(biāo)準(zhǔn)。

5.4技術(shù)因素

化學(xué)水質(zhì)分析儀器的相關(guān)技術(shù)應(yīng)用包括在線水質(zhì)分析儀器監(jiān)測應(yīng)用技術(shù)和過程中的在線水質(zhì)分析技術(shù)。在線的水質(zhì)分析監(jiān)測技術(shù)是各種儀器系統(tǒng)的集成技術(shù)，一臺水質(zhì)分析設(shè)備包括多個單元，例如多參數(shù)的水質(zhì)分析儀，室內(nèi)分析設(shè)備、預(yù)處理與再次分析系統(tǒng)、遠(yuǎn)程監(jiān)控等系統(tǒng)控制單元。除此之外，還包括樣品的采集和預(yù)處理階段。首先，需確保樣品采集的代表性，其次，預(yù)處理階段不可以影響到后續(xù)檢測過程的準(zhǔn)確性，做到有效去除各種干擾樣品檢測的雜質(zhì)即可。在檢測過程中的在線水質(zhì)分析儀技術(shù)中，最重要的環(huán)節(jié)是在線水質(zhì)參數(shù)代換分析儀的應(yīng)用。對于一些高度復(fù)雜的水體，要綜合反映水污染的情況以及處理過程中水質(zhì)的變化情況，確保可以在線監(jiān)測和分析水質(zhì)變量，實現(xiàn)水質(zhì)監(jiān)測全過程的自動控制，在環(huán)保水質(zhì)處理過程中實現(xiàn)科學(xué)處理與科學(xué)控制。

6結(jié)束語

綜上所述，在當(dāng)前的科學(xué)技術(shù)發(fā)展中，環(huán)保水質(zhì)監(jiān)測仍舊處于發(fā)展階段，在其實施監(jiān)測與檢測過程中，必須結(jié)合實際水質(zhì)情況精準(zhǔn)調(diào)控，在合理利用化學(xué)分析儀器的過程中提高環(huán)保水質(zhì)監(jiān)測的準(zhǔn)確性與精準(zhǔn)性，確保最終檢測數(shù)據(jù)的科學(xué)性和有效性，從而促進(jìn)化學(xué)分析在環(huán)保水質(zhì)方面的應(yīng)用監(jiān)測，促進(jìn)現(xiàn)代環(huán)保事業(yè)的飛速發(fā)展。

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作者簡介：國佃宇，男，山東聊城人，化驗員，本科，研究方向：礦物、半成品及其成品中金銀含量的測定。