浅谈饮用水中氰化物的检测和处理技术
2021-11-09兰彬彬
兰彬彬
(铜仁生态环境监测中心,贵州 铜仁 554300)
在工业不断发展的时代背景下,水污染情况也在加剧,要想全面减少氰化物等杂质对水源造成的污染问题,就要提升检测技术的水平,优化检测结果的准确性,从而开展相应的水污染处理工序,最大程度上维持环境保护工作的效果。
1 饮用水中氰化物检测处理的必要性
在水体中,氢化物的存在形态较多,一些简单的氢化物易溶于水且对应的毒性较大,比如KCN、NH4CN等物质。还有一些呈现出络合物状态的氢化物,其毒性虽然不如溶于水的化合物,但是受到温度影响、日照时间影响以及所处水体pH数值影响,也会出现分解的情况,形成毒性较大的氢化物,对人们健康产生影响。需要注意的是,氢化物进入人体后会快速形成游离的CN-离子,会和人体细胞中的铁离子、铜离子等结合,造成酶的失活,甚至会使得呼吸链中断,最终影响细胞的活性,出现细胞窒息死亡的问题。基于此,全面落实合理、有效的应用水氰化物检测处理工序是非常关键的,并且要结合综合分析要点,着重关注饮用水水源的安全性和稳定性,结合实际情况匹配对应的检测技术和后续处理技术,以提高饮用水的安全性,为人们的生产生活创设良好的空间[1]。
2 饮用水中氰化物的检测技术
氰化物是含有氰基的化合物,在原子结构中,碳原子和氮原子要借助叁键实现连接,因此具有较高的稳定性。氰化物若是超标,会造成非常恶劣的影响,严重影响人们的身体健康,这就需要相关部门结合实际环境和应用要求完善监测方案,落实合理有效的检测技术方案。
2.1 电极检测技术
利用极谱完成检测分析,主要是借助极化电极的“电流-电位”曲线完成相应的分析工作,着重分析溶液中被测物质的浓度参数,并开展化学分析。在应用过程中,要借助仪器着重分析具体的环境参数、介质参数以及实际用量等,从而获取氰化物的峰值数值和峰电位参数,以此评估水样中氰化物的含量。
利用离子选择电极法完成饮用水中氰化物的检测分析,主要是借助具有特殊性的电极进行测定,电极要具有敏感膜,并且能在特定环境中对离子和分子物质有良好的选择性。在设定模式中,氰电极是指示电极、饱和甘汞为匹配电极,然后完成水中氰化物的实时性检测。与此同时,还能完成优化温度、总离子强度分析等。
2.2 气相色谱检测技术
气相色谱是色谱检测分析系统中的重要分支结构,主要是借助气相色谱的应用原理具体划分为吸附色谱分析和分配色谱分析,能有效完成饮用水中氰化物的检测工作。主要是对需要分离或者是分析的被测对象予以控制,并将其加入管柱,正是因为固定相对样品对于组分的具体吸附树脂以及溶解效果存在差异,所以会存在不同的分配系数,此时,组分在不同相中防腐多次后就会沿着管柱形成不同状态的运动速度。一般而言,分配系数数值较小的组分在固定相中滞留的时间会大大缩短,并直接从管柱的末端溢出。最终,结合组分溢出的浓度以及进样时间建立“c-t”曲线,得出最终的分析色谱图。
目前,针对气相色谱的研究集中在水中较为常见的22种离子,能对其干扰程度、衍生化试剂的具体用量等予以分析,最低检出浓度达到0.5 μg/L到0.8 μg/L[2]。
2.3 离子色谱检测技术
在离子色谱检测技术方案中,要对改进升级的电导检测器予以处理,将其直接安装早离子交换树脂柱上,配合连续检测色谱分离的方案就能获得最终的分析数据,从而更好地完成饮用水中氰化物的检测工作。
首先,应用离子色谱配合电导检测装置,能对饮用水中的氰化物进行氧化还原反应的操作,从而间接完成测定工作,并且对应的检出浓度达到0.25 mg/L。
其次,在原有测试的基础上,还能对复杂基质样品中的氰化物进行测定,线性范围控制在0.25~100 mg/L,有效拓展了检测范围。
2.4 分光光度检测技术
近几年,分光光度技术受到了广泛关注,主要包括化学法检测和仪器法检测。
2.4.1 化学法检测
化学法检测主要是借助异烟酸-巴比妥酸分光光度检测模式进行对应的检测工作,依据生成的蓝紫色化合物评估对应的情况,并且在600 nm位置进行比色定量分析。与此同时,借助吡啶-巴比妥酸分光光度也能完成测定工序,检测的最低范围在0~0.1 μg/L之间[3]。
2.4.2 仪器法检测
主要是借助流动注射的方式完成自动化在线检测分析,能结合数值参数和状态情况集中分析,这就大大提升了检测结果的准确性和精密度,减少了人为操作产生的影响。具体操作如下:
(1)对样品进行直接取样,若是含有游离的余氯元素,就要利用无水亚硫酸钠进行除氯处理;
(2)使用流动注射分析仪测试,在线蒸馏测定应用水中的氢化物。
除此之外,借助试纸进行快速检测也是常用的饮用水氰化物检测模式,主要应用的是苦味酸试纸,在试验操作过程中,取待检测物质,插入苦味酸试纸,滴一滴碳酸钠饱和溶液,试纸在遇到氰化物后就会产生氢氰酸,和苦味酸发生反应,使得试纸变为玫瑰红色[4]。
3 饮用水中氰化物的处理技术
在全面完善应用水氰化物检测技术后,就要结合实际检测结果落实更加合理有效的防控处理措施,提升应用水的安全质量,避免氰化物超标对人体造成不良影响。需要注意的是,在处理工序中,不同的水源要采取不同的处理方式,针对工业废水,一般会采取综合治理的模式。而对于饮用水,因为其质量参数标准要求较高,所以,要利用处理效果最快速且成本最低的方式,打造生态、健康、安全的处理方案,避免二次污染对人们生产生活产生负面影响。
3.1 离子交换处理技术
在离子交换处理技术中,主要应用的就是固液分离处理机制,借助交换剂中含有的离子成分,和溶液中的离子成分进行等量、等效的等电荷交换处理,将污染物离子转变为可以提取的固态物质,能最大化提升综合应用效果。
主要的离子交换方程式为:
3.2 生物化学处理技术
近几年,生物化学处理模式也受到了广泛关注,这种方式能大大降低处理成本,并且秉持生态化处理原则,有效减少不良反应造成的二次污染问题。
第一,要利用革兰杆菌作为基础处理物质,这种细菌会将氰化物或者是硫氰化物中的碳元素和氮原子作为食物源,有效完成化合物的分解处理,将氰化物和硫氰化物转变为可分解的碳酸盐和氨气。具体化学方程式为:
第二,在对金属氰化物进行分解处理的过程中,要按照以下顺序予以分解:锌元素、铌元素、铜元素、铁元素。其分解效率相较于硫氰化物更快,适宜的pH值为6.7~7.2。
第三,要经历硝化处理阶段,利用嗜氧自养细菌对氨气予以处理,并分解为无毒物质,最大程度上提高饮用水氰化物处理的效果[6]。
4 结论
总而言之,在对饮用水中氢化物的管理工作中,要结合实际应用要求,选用适合的检测技术方案,全面深入地研究对应检测机制的可行性和合理性,并维持综合测试分析的基本效果。与此同时,要结合具体检测的结果完善处理技术流程,保证应用水综合安全管控水平,为人们能够健康饮水提供保障。