城市生活饮用水从取水、净水、配水到供水管网的每一个环节, 都关系到能否为用户提供合格的饮用水服务, 而对供水系统的水质进行分析与检测, 则是衡量供水安全的一个重要手段。现如今, 饮水有机污染是现代社会面临的严峻挑战, 遭受污染的水质对人类的健康造成极大威胁, 加强对饮用水水质的检测与分析, 提高饮用水水质的控制指标及管理水平, 有着重要的现实意义。
饮用水中的金属离子, 如:铁、锌、铅、砷、汞等, 这些元素主要由原子吸收法、原子荧光法等检测。
水质检测中, 原子吸收法主要是针对水样中的铁、铜、锌等金属离子进行检测。当水样较清时, 可直接用原子吸收光谱分析仪器进行测定;当水样中的悬浮物较多时, 则要采用盐酸或硝酸做预处理。每100m L的水样中加人5ml的盐酸或硝酸, 然后在电热板上加热15min, 冷却至室温后, 用孔径为0.15μm的滤膜过滤, 最后再用纯水稀释至一定体积。
水样中的铅、砷、汞等金属离子的含量主要是用原子荧光法来分析。原子荧光法, 其工作原理是利用水样中原子蒸汽的辐射能, 通过荧光的发射强度, 来确定待测水样中铅、砷、汞等元素的含量。该检测方法灵敏度较高, 分析校准曲线的线性范围宽, 谱线简单, 适用于水样中多元素的分析检测。
饮用水中的非金属离子, 如:F-、N03-、s042-、CL等, 主要采用离子色谱法检测。
在使用离子色谱仪对水样进行检测以前, 被测水样必须要先经过可靠的预处理。有色或浑浊的水样在经离心处理并沉淀, 再经过孔隙为0.45μm的滤膜过滤后才可进样;当水质较为复杂时, 要先去除水样中的杂质, 再调整p H值到6.5~8.0。超出这一范围的p H值, 都会造成淋洗液的淋洗强度和背景电导发生变化, 导致基线漂移, 且影响组份的峰形和分离度。此时, 可以在水样中加入适量的固体碳酸钠、酚酞, 去除水样中影响淋洗液稳定性的物质, 再利用活性碳将水样中的有机物和酚酞排除, 水样在离心分离后, 同样要经孔隙为0.45μm的滤膜过滤后进样。
针对目前生活饮用水的有机污染物情况, 水质检测通常采用效能高、适用范围广、灵敏度高的
色谱法。当水质中的有机物分子量较小且易挥发时, 通常采用气相色谱法;当水质中的有机物分子量大, 但属于非挥发性的有机物或热稳定性差的有机物时, 则可采用液相色谱法。
气相色谱法适于饮用水中易挥发、热稳定性好的有机物检测。气相色谱法一般包括毛细管柱气相色谱法和顶空气相色谱法。毛细管柱气相色谱法, 适用于对饮用水中的微量有机物复杂系统分析;而顶空气相色谱法, 则是水质检测的预处理分析技术与气相色谱方法的综合应用。该检测法特别适用于饮用水中挥发性有机污染物的检测, 例如:醛类、醇类、酯类、酮类、卤代烃等有机化合物。目前, 气相色谱法所采用的检测器主要分为氢火焰离子化检测器和电子捕获检测器。其中, 氢火焰离子化检测器可对大多数有机物进行检测;电子捕获检测器则对含卤素和含共轭双链结构等电负性较强的有机物非常灵敏。
液相色谱法主要用在对饮用水中沸点高、分子量大、热稳定性差的有机污染物检测。以液相色谱法测定水中的有机物时, 预处理通常采用溶剂萃取或固相萃取法, 所用的色谱柱为中等极性、弱极性或非极性柱。检测仪器主要有电化学检测器、荧光检测器和紫外光度检测器。电化学检测器可检测水中联苯胺等有机物;荧光检测器可检测多环芳烃等有机物。当有机物为非荧光物质时, 可添加荧光剂反应后测定;紫外光度检测器则可检测大部分有机物。
目前, 由于缺乏通用性的高灵敏度检测器, 水质检测分析仪器的费用比较昂贵且复杂, 所以, 对于饮用水的水质检测, 但凡能用气相色谱法分析的, 通常不用高效液相色谱法分析。
色谱-质谱联机分析, 是借助于计算机快速处理和检索数据的优势, 先将饮用水中的复杂有机混合物色谱分离成单个组分, 再用质谱仪定性鉴定, 此方法是目前检测水质中复杂有机物最有效的手段。高效液相-质谱联机分析技术的起步较晚, 可定量、定性的有机物种类更多, 但比色谱-质谱联机分析技术要复杂很多, 目前应用较少。
生活饮用水中的总大肠菌群, 可利用多管发酵法进行检测。总大肠菌群要在37℃的环境温度培养24h后, 水样中形成可产生酸与气的发酵乳糖, 在利用具有氧和兼性厌氧特点的格兰氏阴性无芽孢杆菌做多管发酵。此阶段需要试剂与培养基, 包括革兰氏染色液、乳糖蛋白胨培养液和伊红美蓝培养基等。
该检测过程需要的仪器包括显微镜、试管、培养箱、冰箱、小倒管等。
最近几年, 我国不断加强对环境的保护工作, 但饮用水源遭受污染却已是不争的事实, 水质检测工作已经成为城市居民生活饮用水安全的最后一道屏障。就目前我国饮用水的水质检测方法和分析研究能力而言, 与国际先进的检测水平相比, 还有着很大的差距。所以, 提升并加强饮用水的水质检测技术与分析能力, 将是我国供水行业日后研究的重要课题。
摘要：水是自然环境的重要资源, 但其污染问题却日趋严重, 水质检测成为保障城市生活饮用水安全的重要手段。文章探讨了城市生活饮用水的水质检测与分析, 包括水质中金属离子检测分析方法、非金属离子检测分析方法、有机污染检测分析方法, 希望能够给予同行业人员有意义的借鉴!
关键词：生活饮用水,水质检测,金属离子,非金属离子,有机物
[1] 环境水质监测质量保证手册编写组.环境水质监测质量保证手册 (第二版) [M].北京:化学工业出版社, 1994, 231-236.
[2] GB5749-2006生活饮用水卫生标准[S].北京:中国标准出版社, 2006.
[3] 曾泳淮.主编.仪器分析[M].北京:高等教育出版社, 2003.
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