关于生活饮用水质监测检验方法的思考与改进

2014-01-31牟善婷

中国卫生标准管理 2014年2期

牟善婷

为了确保我国生活饮用水的安全,国家相关水质中心制定了饮用水的卫生标准,并制定了与其配套的检验方法,并且随着社会的发展,检测方法的准确性也在不断提高,但还是会存在一些问题,需要水质检测人员不断去改进。

从整体上来看,饮用水的水质标准主要可以分为两个部分,一是法定量限值,即对饮用水中有害因素的含量不应超过多少进行限定。二是法定行为规范,即对生产和提供饮用水的单位生产环节的各种行为进行规范。在我国最新出台的饮用水标准中对微生物、水质消毒、水质有机物等各项指标进行了规定,并对相应指标检测方法进行了分析,这里作者介绍几种常用检验方法的新认识。

1 水质检测中几种离子检验方法的思考

1.1 氯化物检验方法当水中氯化物含量较高时,其中的氯离子会与钠离子、镁离子等发生反应,使水产生不同味感,人在饮用时会感到有咸味,从而不能作为饮用水使用,因此有必要对水中的氯化物含量进行检验。对饮用水中氯化物的检验方法常见的有硝酸银滴定法、硝酸汞滴定法、离子色谱法、电位滴定法等,其中硝酸汞和硝酸银滴定法由于设备简单,在氯化物检验中应用较广,但其在检验过程中会生成氰化物、氟化物等物质会对水中氯化物的含量检验造成干扰,而电位滴定法等在检验过程中,又会生成卤族离子对氯化物含量造成干扰,因而如何减少其他离子对氯化物含量的干扰,是改进饮用水中氯化物检验方法的关键。

1.2 硝酸盐氮检验方法硝酸盐氮在一定情况下会经反应生成硝酸盐,而硝酸盐对人体的危害极大,因为硝酸盐会在人体消化道和口腔环境作用下生成亚硝酸盐,长期摄入亚硝酸盐就会造成人体亚硝酸盐中毒,因而应该将硝酸盐氮的检验放在饮用水检验的重要位置。常见的硝酸盐氮检验方法有电极法、离子色谱法、紫外法、酚二磺酸光度法等,其中酚二磺酸光度法在检验过程中会受氯化物和亚硝酸盐的影响,因而应用也较少,而紫外法和电极法虽然也会受到一些阴离子的影响,但其操作和设备都相对比较简单,且受外界其他离子影响相对较小,因而得到了广泛应用。

1.3 氟化物检验方法氟元素广泛存在于自然水中,适量的氟对人体是无害的,但是若饮用水中的氟含量过高就会对人体造成一定的伤害,引起氟骨症等疾病,甚至有可能威胁人类的生命,因而必须要对饮用水中的氟化物含量进行检验,以保护人体健康不受威胁。对氟化物的检验方法与氯化物检验方法相似,包括离子色谱法、硝酸银滴定法、硝酸汞滴定法、电极流动法等等,其中离子色谱法是检验氟化物的重要方法,其通过对离子色谱进行分析能够较为快速准确地检测出饮用水中的多种离子,具有灵敏度高、选择性好等优点,在现代饮用水水质检验中发挥了重要作用。

2 硫酸盐检验方法改进

少量硫酸盐对人体的危害并不大,但是过多的硫酸盐会影响人体的肠道健康,引起腹泻等症状,因而应该对饮用水中的硫酸盐含量进行控制。常见的硫酸盐检验方法有铬酸钡光度法、离子色谱法以及硫酸钡比浊法,其中铬酸钡光度法和硫酸钡比浊法由于检验精密性和准确性都较高,因而在硫酸盐的检验中得到了广泛应用。但传统硫酸钡比浊法操作较为复杂,下面作者将针对性地对硫酸钡比浊法进行改进。

硫酸钡比浊法的原理是钡离子和硫酸盐在反应时会生成沉淀,沉淀的浑浊程度和检测样本水中硫酸盐的含量是呈正比的,因而对浑浊度进行计算就可以测定水中硫酸盐的含量。在传统方法中是取50 ml饮用水样本后加入稳定剂溶液,然后加入0.2 g的氯化钡晶体,对其进行搅拌,并保证其在10～30 s内能够完全溶解,然后吸取样本溶液加入比色皿中与纯水进行对比,测定样本吸光度值。但这一检验过程中,对氯化钡晶体的称量十分麻烦,要准确地称取0.2 g的氯化钡晶体比较困难,因而对硫酸钡比浊法的改进就要从氯化钡晶体称量入手。这里可以将氯化钡的称量用氯化钡溶液来代替,能够将耗费在氯化钡晶体称量上的时间大大缩短,简化检验方法,提高检验效率。具体实验操作是在取样本溶液后加入混有氯化钠、盐酸、甘油和乙醇的稳定剂,然后取10 g氯化钡晶体加入纯水中溶解稀释至250 ml,这样就能配制成40 g/L的氯化钡溶液,然后在后面进行吸光度参比测定时,直接向水样中加入氯化钡溶液即可,这样就省去了称量氯化钡晶体的步骤,尤其是在样本量较大的情况下,氯化钡晶体按照比例称量较为麻烦,而氯化钡溶液的配制比较简单,配制成功后直接向样本中加入相应量的氯化钡溶液即可,对最后吸光度值也基本没有影响。

而为了检验这种方法的精密度和有效性,在进行完上述实验之后还要进行精密度实验和准确度实验,精密度实验的操作是取同一份水样,按照上述实验方法平行测验6次,然后计算6次实验结果的平均值和变异系数,以确定上述实验的精密度。而准确度实验是取同一份水样,在不同时间进行6次测验,然后对实验结果与给定值之间进行比较,结果发现6次实验结果都在给定值的范围之内,这说明用氯化钡溶液代替氯化钡晶体称量的实验方法准确度较高。在保证硫酸钡比浊法检测硫酸盐含量精度的前提下,简化了检验过程,提高了检验效率。

3 余氯检验方法的改进

饮用水中的余氯是在水经过消毒剂或漂白粉消毒后残留的氯化物,适量的余氯对人体伤害较小能够及时被人体组织代谢转换出体外,但超过一定量的余氯不仅对人体有害,而且还会使饮用水的味道发生改变影响饮用,因而余氯检验就成为饮用水检验中一项重要指标。对余氯的检验方法主要有碘量法和比色法等,这里笔者主要对比色检验方法中能够进行改进的地方进行分析。在原来比色法操作过程中,对于四甲基联苯胺(TMB)溶液的配制,在实验过程中需要分批加入盐酸溶液与原试管中的溶液进行混合溶解,但在实际实验过程中溶液常会因其他因素而发生变色反应,从而影响最终结果的准确性。且TMB介质溶液的配制较为复杂,配制过程中容易受到各类外界因素的影响,使TMB介质溶液发生变色,从而影响饮用水余氯的检验,因而对其进行改进也主要从这两方面入手。首先是在TMB溶液与盐酸的溶解方面,为了提高溶解质量,需要采取一定的助溶方法。这里采用加温助溶的方法,将加入TMB晶体和盐酸的溶液样本放入到不同温度的水中进行加热溶解,并对各个温度下的溶液溶解情况进行观察,结果显示在40℃的水温下试剂溶解效果最好,因而可以将原来比色法中介质溶液配制时溶解步骤改进为在40℃下进行溶解。其次在介质配制上,检验人员可以从盐酸浓度这个方面进行改进,分别取不同浓度的盐酸配制成不同的TMB介质溶液,然后按照检验步骤对水样色阶进行检测,并与标准色阶进行比较,以分析出介质溶液中盐酸的最佳浓度。结果显示在0.5 mol/L浓度条件下,检测出的实验结果与标准色阶是一致的,而其他各浓度实验组的实验结果均带有一定的绿色,这说明0.5 mol/L盐酸浓度下配制出来的介质溶液是最为理想的。将以上两个改进方面综合到一起后,将改进后的比色检验方法与常规比色方法进行比较,结果显示改进后的比色检验方法的检验结果不论是在显色成果还是吸光度上都明显优于常规检验方法,这说明采用0.5 mol/L浓度盐酸配制的显色剂的检验效果更好,同时改进后的检验方法比较快捷方便,所应用的试剂对检验人员也没有任何伤害,提高了余氯检验的准确性。