浅谈城市供水系统中的水质化验技术与质量控制

2022-03-18佘治琼

四川水利 2022年1期

关键词：化验水样仪器

佘治琼

(西昌市供排水集团有限责任公司，四川西昌，615000)

水是人类的生活必需品，城市人口持续增加，每天都需要为其提供大量水资源，因此，必须重视城市供水系统。在控制与管理供水系统时，需要关注水质问题，如果水质不达标，会直接威胁到使用者的健康。

1 城市供水系统中常用的水质化验技术

影响城市供水系统水质的主要因素见图1。合适的水质化验技术确定供水系统是否被污染，水质是否合格，可通过以下几种化验技术完成水质测定工作。

图1 供水系统水质影响因素

1.1 使用氯化亚锡还原光度法测定正磷酸盐

酸性水环境中使用这一化验方法可获得更好的效果，使用钼酸铵与正磷酸盐后，二者形成相互作用，而后生成中间产物——磷钼杂多酸，继续将氯化亚锡加入到溶液中，依靠还原剂来处理磷钼杂多酸，使其在还原活动中转换成钼蓝这种蓝色络合物，测定正磷酸的含量范围是0.025mg/L到0.6mg/L之间。氯化亚锡试剂的稳定性相对比较差，保存时间仅为一周，为了将保存时间延长，可将丙三醇加入到氯化亚锡溶液中，改善其稳定性。磷酸二氢钾必须在试验当天进行配制，这提高了水质检定工作的难度，可以将H2SO4加入到磷酸二氢钾的使用液与储备液中，将使用时间延长到2个月。为了使钼蓝形成更加稳定的显色效果，可将酒石酸锑钾加入其中，将比色管浸入到稀HCL中，利用定量慢性滤纸与二次蒸馏水来对钼酸铵溶液与过硫酸钾进行过滤，使空白值得到有效降低，以此使最终的水质测定结果达到更高的准确度与精度。

1.2 氧溶解量测定法

氧溶解量测定法主要被用于测定水中溶解的氧气的实际含量，是水质试验技术中应用范围最为广泛的方法，具体包括修正法与碘量法。当水样中的二价铁含量在1mg/L以下且亚硝酸盐氮含量超过0.05mg/L时，即可选择叠氮化钠修正技术，针对经过生化处理的水资源或者污水进行检测，可获取极为精准的检测结果。如果水样中存在活性悬浮物污泥，选取硫酸铜-氨基磺酸修正技术；如果待检水样属于清洁水，选择碘量法最为合适。当悬浮物、藻类、还原性物质、氧化性物质或者有色物质存在于水样中时，应先对水样中的杂质实施处理，针对不同类型的杂质选择行之有效的方法。当杂质物质具有氧化性时，碘化物受其影响后会出现游离碘的情况，导致形成正干扰；具有还原性的杂质会使碘在还原作用下转换为碘化物，进而带来负干扰；水中的木质素、丹宁酸、腐植酸等有机物会出现部分氧化的现象，同样造成正干扰。碘量法比较适合在专业实验室展开，工序较多，但是如果水中植物过多，会形成过大的测量误差；电极法属于标准化水平较高的试验测定法，需要使用的设备仪器成本低；荧光法属于最便捷简单的试验方法，由于不需要对溶解氧量进行特别标定，所以测定效率比较高，不需要过多关注流量因素，但是价格更高。

1.3 电化学探头检验法测定溶解氧

电化学探头法主要借助透气薄膜与金属电极实现检验目标。薄膜可以阻止可溶性物质与水进入，允许其他气体与能够在水中溶解的氧进入，依靠电极对通入的氧气实施还原，形成扩散电流，其强度相对比较微弱，电极可通过的电流强度与溶解氧的具体含量之间有正比的关系。进行检定之前，需要先根据检定仪器的说明书来校准仪器，调整电零点，部分仪器存在补偿零点，不需要进行调整。进行零点检验时，可准备钴盐与亚硫酸钠的蒸馏水，将探头浸入其中，需在10min之内实现稳定读数，如果检验的是新仪器，只需要2min到3min。在样品中浸入探头，停留充足的时间，水样的水温与探头保持一致且可以稳定读数，在有些检验情况下还需检测大气压力与水温。如果校准仪器环节的温度与样品测量环节的温度不一致，需要校正仪器读数。提供试验报告时，需体现检测、采样的水温，测定结果和对应的表示方法，检测与采样的大气温度，仪器型号，水中含盐量以及试验检测中细节性问题。如果待检水样中存在特殊气体，最终的测量结果会受到影响，应当及时更换选择性薄膜。

1.4 离子色谱检验法

此法可被用于离子交换的水质环境中，相比其他化验技术有更好的检测应用效果，可直接针对处于水样中的阴离子展开定量与定性检测。这种检验方法的理论基础是离子交换原理，可反复对多种类别的阴离子实施测定与分析，将碳酸盐加入到水中之后，树脂与阴离子可进行相互交换，树脂对于不同类型的阴离子产生的亲和力存在差异，所以可根据这种差异实现分离检测阴离子的目标；阴离子受到树脂影响，被分离出来后，会继续和阳离子产生树脂反应，阳离子带有酸性，完成反应后将生成酸性碳酸盐，其导电性比较强，原本就处于水样中碳酸氢盐同样具有一定酸性，促使反应继续发生，最终形成碳酸这种导电性较差的产物。运用这一测定水中阴离子的化验方法时，和待阴性离子具有相似点的物质会给化验过程带来干扰，同时水样还有可能出现负峰降低的状况。为了使试验结果更贴近水质的实际情况，应当选择通过淋洗溶液来将干扰消除，另外还需确保试验配置符合标准。

检测饮用水与地下水中的氯离子、氟离子与硝酸根离子时，可选择离子色谱化验法；除了上述测量方法以外还可以选择高锰酸钾修正技术测定悬浊物，主要借助高锰酸钾来完成测定溶解氧量的任务，考虑到外部干扰因素，可增加氯化钾来消除干扰。测定藻类与不透明型悬浮物时，可选择明矾絮凝修正技术，试验期间，当处于酸性条件中时，消耗碘的现象也会影响到最终的试验结果，所以需要先通过明矾修正技术去除水中的杂质，从而使离子色谱检验法发挥出最好的试验应用效果。

1.5 气象色谱分离技术

这一技术是根据水样中的成分处于色谱柱中的气相液与固定液中的分配系数进行检测，水样出现气化作用，载气会把试样输送到色谱柱中，各个成分两项中进行反复多次分配，由于固定相溶解与吸附试样成分的能力不同，所以其在色谱柱上的移动速度也存在差异，经过一定时间后，即可分离出各个组分，进入检测器中，信号被放大，组分的色谱图随之在记录器上显示。这种水质化验方法的分离效率比较高；灵敏度也很高，化验检测中运用了灵敏度极高的检测器；选择性强，针对旋光异构体、同位素与烃类异构体等性质相近的成分同样可以展现出良好的分析能力；相比其他水质检测技术，其分析速度更快，在几分钟至十几分钟的时间内就可以完成一个试样的分析，甚至可以在一秒钟之内完成多个组分的分析工作；应用范围也极为广泛，可进行多环芳径、酚类、磷与苯系物质的检测。

2 水质化验中的质量控制要点

2.1 水质化验室管理要点

首先需要关注化验室的设施与环境，建设独立单元，并配备隔离设备，确保进行水质化验时不会受到来自环境的干扰，化验室中应设有器皿柜、操作台、设备台等，同时必须做好防水、耐腐蚀以及耐酸碱的处理工作。在化验期间需启动恒湿设备与恒温设备，人员需做好湿度、温度的记录工作，为化验室创造无菌操作条件，上下水设施与通风设施都应确保能够正常发挥作用，灭火器与储存有害废液的设施也是必备设施；化验室中需要有专业的检测技术人员，具有化学检验与水环境分析的相关操作技能，且持有岗位证书，经过前期培训与指标检测考试才能正常上岗；化验人员需了解并遵守基本的制度与规章，接收化验任务之前需要穿好工作服，化验期间严格依照《作业指导书》进行操作，化验后清洗使用的器皿，归位化验用品，正确处理废碱废酸，完成安全检查与卫生清洁工作；管理人员获取需要检测的水样后，需要查看水样是否适合进行检测，避免出现水样与描述不符的情况，面对水样数量不足、编号错误、字迹不清晰或者标签缺损等情况时，需拒收水样并予以纠正。

2.2 水质化验设备仪器管理要点

校准化验设备与仪器，根据校准状态来加贴相应的标志，挂绿牌的设备可以正常使用，挂黄牌的设备存在缺陷，挂红牌的设备处于停用状态；化验人员在了解设备仪器操作程序与基本性能后，才能够开机进行相应的操作，同时还应填写使用登记表，操作设备时应重点关注容易产生误操作的环节；如果设备和仪器提示化验结果可疑、错误操作与过载操作信息时，需要添加停用标志并单独存放；给所有的水质化验设备提供合适的设备环境，尽量避免设备仪器被污染与损坏问题；专门设置管理员负责设备的日常养护与检查工作，包括功能性检查、加油、去湿、去尘、通电等；针对便携式设备，将其保存到包装箱中带入到现场中，运输期间尽量控制晃动幅度，转移到平稳场所中按要求进行开机操作。

2.3 水质化验药品与试剂管理要点

采购入库阶段，重点查看与之相关的技术说明、出厂证明、合格证书、数量、规格与型号等；按照物品所属的类型进行分类储存，存放化学试剂时，避免混放不相容化合物，在搪瓷盘或者塑料容器中保存腐蚀性试剂，关注存放要求与存放期限；针对易耗品以及试剂进行管理，试剂需要张贴标签，显示有效期、配制时间、配置人员与名称等重要信息；如果试剂有避光保存的需求，就应当使用黑布包裹好或者存放到棕色瓶中，并放置到暗柜中。