常规水质检测技术应用中的注意事项探究

2022-11-18李占生

中国新技术新产品 2022年16期

李占生

（宁夏回族自治区水文水资源监测预警中心，宁夏银川 750000）

随着经济的发展，对水资源的消耗量逐渐增大。国家相关部门数据显示，截至2020年，全国年度用水量高达5812.9亿m3，人们日常生活用水863.1亿m3，占总用水量的14.9%；工业用水1030.4亿m3，占总用水量的17.7%。由于现阶段对水资源的需求较大，相关部门不仅要保证水资源供应充足，而且还要做好水资源监测、管理工作，这对提升水资源的实用性有重要作用[1]。

1 常规水质检测主要指标

要保证检验工作正常进行，就必须重视检验技术。首先，分析各个指标，其次，根据不同的检测项目选择不同的检测手段。

1.1 常规水质物理指标分析

水质指标是衡量各类水质的一个重要指标，通过对水质指标的分析，可以有效地提高水资源的利用率。因此，在水环境治理、水体利用等方面，都需要相应的数据支持，从而提高水环境的治理水平。根据以往的经验，水质物理指标一般包括水温、透明度以及色度等。其中温度为现场监测的物理指标，其化学属性与生物属性容易受到温度影响。在正常情况下，可以根据水体的气味来判断水体中是否存在杂质与有害物质。例如，在没有经过处理的工业废水中，一般都会含有一些具有刺激性气味的化学物质，如余酚、余氯等。这些成分往往都会随着水体的流动将气味散发在空气中。此外，由于水体中藻类大量繁殖，在藻类腐烂后会有霉烂气味产生，将水体的味道改变。因此，在判定水中的物质含量时，不能仅依靠人的感官系统。水体在不同因素的影响下颜色会有所改变。例如，水体中含有大量的藻类物质时，水体就会呈现出褐色。一般在水质的检测过程中可以凭借水体的颜色来判断其中所包括的杂质类别，对后续选用何种水质检测技术方法有重要作用[2]。

1.2 常规水质化学指标分析

随着科学技术的迅速发展，水质常规指标的检测技术也得到了很大的发展。在该背景下，相关的水质评价指标体系不断完善，同时也能适应各种环境下常规水质监测需求。目前，常规的水质化学指标主要有：酸碱度、微生物浓度、微量成分等，目前主要通过定性分析和定量分析来分析常规化学指标。

2 常规水质检测主要技术手段

在常规水质检测中，要提高水质检测效果，降低检测难度，必须从实际出发，通过改进现有技术，逐步建立常规水质检测体系，并与检测需求相结合。

2.1 水体颜色与透明度检测技术

在检测水体的颜色时，检测人员需要配合检测仪器。水体颜色可以分为真色与表色，真色是由于水中含有溶解物质和胶体物质所造成，在将这些物质除去以后，水体呈现真色。表色是在真色的环境下和悬浮物质共同产生的一种颜色。一般是采用铂钴标准比色法来进行水体颜色的测定：将K2PtCl6和CoCl2·6H2O两种化学物质配制混合溶液作为色度的标准溶液，在1000 mL容量瓶中溶解1.00 g六水合氯化钴（CoCl2·6H2O），再加入100 mL盐酸溶液，将其稀释至刻度线，并摇匀。将其分别放置在10个500 mL和10个250 mL的容量瓶中，并在瓶中分别加入标准比色母液，用去离子水将其稀释至刻度线。见表1。当1 L水中含有2.491 mgK2PtCl6和2.00mg CoCl2·6H2O时，Pt的浓度为1 mg/L时所产生的颜色为1度。

表1 标准比色母液体积数与相应的颜色

当水中含有大量藻类时，可以取水面0.5 m深度以下的水样1 L作为检测对象。然后将水样转移到采样瓶中，待将其固定、静置、浓缩以后再进行测定。设备与材料的选用为：藻类集数框（面积为20mm×20mm）、显微镜、沉淀浓缩装置（筒形分液漏斗（1000mL），虹吸管）。试剂：选取20 g碘化钾，加入200 mL含20 mL冰醋酸的蒸馏水中，待其完全溶解后在加入10g碘，并将其存放在棕色试剂瓶中、36%～40%甲醛溶液。待水样完成浓缩后，吸取0.1 mL浓缩样品，并将其制成临时玻片，然后放置在显微镜下进行观察，将其放大10×40倍。其中，浓缩后的水量要根据浮游植物的浓度来定，一般情况下可以根据透明度来参考，见表2。一般浓缩的标准以每个视野里有十个左右藻类为宜。

表2 根据透明度确定水样浓缩体积

根据藻类形态结构以及生活习性，参照《中国淡水藻志》《中国淡水藻志：系统、分类与生态》来进行藻类物种鉴定。根据公式（1）可以计算藻类的丰度。

式中：N为藻类丰度；Cs为计数框面积，mm2；Fs为计数过的视野数；V为1L水样在浓缩后的体积；U为计数框的体积，mL，Pn为计数的藻类个数。

除了上述这种藻类计数方法以外，还可以使用目镜视野法。即利用台微尺测量所使用显微镜在一定放大倍数下的视野直径，并计算面积。其中计数的视野数应该均匀地分布在技术框内，每片计数的视野数要根据浮游植物的数量来确定，一般宜为50～300个，见表3。

表3 依浮游植物数确定计算视野数

1 L水样中浮游生物的数量如公式（2）所示。

式中：N为1 L水样中浮游生物的数量，（个/L）；Cs为技术框面积，mm2；Fs为视野面积，mm2；Fn为每片计数过的视野数，mm2；V为1L水样经浓缩后的体积，mL；Va为计数框容积，mL；Pn为计数的浮游植物个数。

2.2 水体微量成分检测技术

微量成分的检测需要利用的检测技术有紫外线检测技术、原子吸收检测技术以及气液相色谱检测技术等。因此，在检测过程中，检测人员要了解相关技术原理、明确检测流程。除此之外，要明确微量元素的含量，这便于开展水体指标评估工作，确定水质的等级[3]。例如原子吸收检测技术，使用的检测仪器为原子吸收光谱仪，由于原子吸收光谱分析属于痕量与超痕量分析，因此在进行样品保存时，要保证样品不会受到污染。在试验过程中，与样品有直接接触的设备都可能污染到试剂，导致误差产生。因此，在采集样品时，要利用聚乙烯材质的塑料桶和瓶来保存样品，在使用前用浓度为2%的硝酸溶液进行浸泡，浸泡24h后，再用自来水冲洗→盐酸冲洗→自来水冲洗，最后再用离子水冲洗。

原子吸收分光光度法的原理：这种方法是一种特制的光源（元素空心阴极灯），发射元素的特征线谱（具有确定波长的光），谱线在通过试样转变为气态自由原子火焰，在被待测元素的原子吸收以后，就产生相应的吸收信号。其中测得的吸光度大小与样品中元素的含量成正比，如公式（2）所示。

式中：A为样品的吸光度；C为被测元素在样品中的浓度；K为常数。

金属元素的测定要遵循《原子吸收分光光度法》（GB 7475—87）中的规定，并明确各种金属元素测定时所使用的波长和检出限，一般的金属元素测定时所采用的波长和使用浓度见表4。

表4 一般的金属元素测定时所采用的波长和适用浓度

在检测过程中，借助元素空心阴极灯充当光源，然后利用专业的方法将金属元素的含量浓缩10倍。此外，要注意仪器的工作条件，保证测定值准确，仪器的工作条件见表5。

表5 仪器的工作条件

在选定仪器的条件以后，改变燃气的流速进行试验，燃气与流速与吸光度之间的关系见表6。

表6 燃气与流速与吸光度之间的关系

硝酸用量对测定值的影响见表7。从表中可以明确看出，当硝酸的用量在0.5%～5%（体积比）时，吸光值较为稳定。因此，试验选择浓度为1%的硝酸。

表7 硝酸用量对测定值的影响

经试验证明，各元素的回归方程相关系数都大于0.99。然后再利用原子吸收光谱法测定水体中K、Na、Ca、Mn、Zn等元素含量，同样以元素空心阴极灯作为光源，因为在测定前已使用硝酸溶液进行浸泡，所以在测定Zn元素时溶液的pH≤2，在测量K时，在水样中加入适量的氯化钠，有效减少水样中其他离子的干扰，各元素的回归方程的相关系数均大于0.99，锰、锌的RSD（相对标准差）分别为1.61%、2.56%。

利用石墨炉原子吸收光谱法对水样中的铜、锌、砷、铅等金属元素含量进行测定，在利用硝酸浸泡24h后，这几种金属元素以完全消解，方法的检出限均小于0.075μg/mL，RSD≤2.21%，加标回收率为94.1%～99.2%。

2.3 水体氧化还原检测技术

水体氧化还原检测技术其主要的原理就是利用氧化还原反应和电化学分解来测定水中电导率以及pH值等指标。然后再通过这些化学指标评估水中金属离子的含量以及溶解度。检测工作人员通过定向分析与定量分析的方式，在短时间内就可以完成水体质量的检测工作[4]。通常利用电位计法来测定水体中的电导率和pH值等指标，以玻璃电极为指示电极，饱和甘汞电极为参比电极，在配置好标准溶液之后，将两电极插入标准溶液中形成原电池，然后再摇动溶液，待度数稳定1 min后在进行读数，此时就能得出溶液的pH值，即为水体pH值。电导率是指在一定温度下，截面积为1 cm2，相距1 cm的两平行电极之间溶液的电导，可以间接表示水中溶解盐的含量，由电导率仪直接读数。

2.4 水体固体含量检测技术

检测人员在进行水质检测时，要测定水体中固体杂质的含量。因此，在检测前，工作人员要先将水体中杂质过滤出来。在过滤完成之后，利用相关的设备进行烘干处理，并且称量水分蒸发后留下的固体含量。例如水体中硝酸盐测定，在水体检测的过程中，一般都采用紫外光分光光度法来测定水体中硝酸盐的含量。在测定完成后，利用相应的设备将水份进行烘干，得到水体中硝酸盐固体的含量[5]。

3 常规水质检测注意事项

常规的水体检测都有不同的指标要求，需要根据不同的指标选择不同的检测技术方法，但是在这些检测过程中也可能会出现相应的漏洞。因此。为了有效减少检测漏洞，检测人员需要不断总结经验，调整相关的水体检测内容，重视水质检测工作，提升水质检测工作的有效性。所以，必须要注意以下几点。

3.1 区分常规水水源种类

为了提升常规水质的检测能力，在检测过程中一定要重视检测的科学性、高效性，以此有效控制检测成本。从以往的经验来看，为了减少后期工作量，保证检测工作的有效性，相关检测都是采用将水源种类进行区分的方式。人们在有了经验以后，在进行水资工作检测前，先根据不同水源差异对水体进行检测，以保证检测结果准确。

3.2 规范常规水采样工作标准

在做好水源种类区分工作后，对水样检测过程来说，检测人员要熟悉样品的制备过程和检测过程。为了保证水样与水源的成分相同，在进行水体样品采集时，检测人员要对采集设备调试，让其运行状态正常，避免设备自身的因素影响检测结果。其次，为了消除误差，提升检测结果准确性，通常情况下可以在水样采集区设置多个采集点，经过多次水质采样后，可以排除一些干扰因素对检结果的影响[6]。

3.3 把握常规水主要检测细节

在常规水质检测过程中，必须严格按照标准进行检测工作，保证检测环境良好。对水质检测环境科学处置，营造良好的外部环境，消除检测过程中存在的风险[7]。例如在检测水体酸碱度时，要保证实验室的温度与检测水温相同，避免不同的温差影响检测结果。

3.4 掌握检测仪器的使用流程

在常规水质检测过程中，检测人员要根据检测仪器的说明书熟练使用检测仪器，保证仪器检测结果准确[8]。例如在使用电导率仪时，要按照该仪器说明书选定电极与测量条件，然后再利用水样标准溶液来调整电导率仪。将选定的电极放在待测溶液中洗涤，将其插入盛放待测溶液的烧杯中，选择适当量程，读出表上读数，即可计算出待测溶液的电导率值。