环境监测分析用水的质量要求及纯化分析

谢丽娜

摘   要：随着城市化进程的不断加快，人们的生活环境获得了显著改善。物质层面的富足让人们开始逐渐关注自身生活环境的变化情况。近年来频繁出现的空气污染，水污染等现象严重的影响了自然界的正常生态循环。而利用环境监测手段能够客观地反映出自然环境的整体状况及未来的变化趋势。水环境的监测通过采集水样并在实验室中进行物理、化学分析而实现。这其中所应用到的实验用水的纯度直接决定了环境监测结果的准确性。为了保证环境监测的成效，本文针对环境监测领域中分析用水的水质要求进行深入的探讨与分析。并根据实验室纯化技术的理论类型及常见应用方式给出相应的建议与对策。通过提升实验用水的纯度来保证环境监测结果的真实有效。

关键词：环境监测  水质分析  纯化  质量要求

中图分类号：X5                                      文献标识码：A                        文章编号：1674-098X（2019）11（b）-0103-02

环境监测的重要环节之一是对采集到的各检测项进行物理和化学的实验分析，从而准确掌握环境的变化趋势及总体状况。在实验室中进行环境监测实验时，环境采样物进行配比时必须使用到水。不管是溶液的配置还是仪器的洗涤等过程都需要应用到水。作为实验室最为常用也是最必要的实验试剂之一，水的纯度将直接影响监测数据结果的准确性以及其反应环境真实情况的水平。为了保证环境监测结论的客观性和真实性，应有效控制水中的各类细菌、藻类以及微生物的含量，尽量避免水中各类杂质影响环境监测分析的效果。为此，在环境监测分析前必须对实验用水进行充分的纯化处理。

1  环境监测实验室用水的质量要求

1.1 纯度要求

环境监测领域实验室化学分析所使用到的水要具有一定的纯度。如果水中掺杂有其他杂质或存在污染物，则在对目标检测项目进行化验和分析时必然会受杂质影响。因此，为了保证检测的顺利进行，就需要提前去除水中含有的各类干扰性杂质，而为了再现真实的环境监测结果，除了保证水质纯净外还应根据环境监测分析对于系统灵敏度的实际要求不断调整对于水质纯净度的要求。一般来说，判断水质纯净程度的方式是根据水的电阻率进行间接判断的。由于纯水中的离子量较低，会导致电阻率值的升高。另一方面，实验室用水水温的变化在某些情况下也会影响水中离子的电离程度，进而造成电离常数的变化，使电阻率值出现较大的波动。

1.2 等级与应用要求

在实验室中对环境监测各项指标进行测定时需要对实验室用水进行质量划分。根据其含有杂质的含量从高到低依次分为纯水、去离子水、实验室二级纯水及超纯水等阶梯式等级。不同等级的纯水对应的实验室应用范围及具体测量指标的选择都存在较大的差异。实验室所使用的纯水通常在专门的制水间完成制备过程。其中，纯水的制备需要的要求级别最低。纯水常用于各类实验器材和器皿的清洗，或者作为高压灭菌器清洗机等装置的日常用水。它的制备方式由单一弱碱性阴离子通过树脂和其他媒介进行反渗透和蒸馏即可实现。其次，去离子水拥有较高的有机物水平，其可能还含有一定的细菌含量，常用于制备标准样或稀释样品等过程。去离子水的导电率稍低于纯水，并可通过含有较强阴离子交换树脂的混床离子交换完成制备过程。实验室经常使用的二级纯水除了能满足日常化学分析的要求外，还可进行溶液稀释和微生物培养等工作，可通过双重蒸馏等方式获得。最后的超纯水是一种纯度达到理论极限的理想状态水。超纯水的颗粒大小，细菌含量和电阻率等都已达到了理论最低值，其中含有的颗粒物直径一般小于0.1微米，细菌含量更是微乎其微。这种超纯水的应用范围相对较窄，主要用于环境监测中的离子色谱和高效液相色谱测定等精密分析的过程。

1.3 标準与存储方式

参照国际上通用的环境监测实验室用水标准及我国自行制定的国家实验室分析用水标准等相关文件，实验室分析用水的标准主要从导电率，pH值，比电阻，吸光度和可氧化物质，蒸发残渣等方面做出了明确的规定。选用纯水进行实验室化学分析时，应结合需要检测的目标项目和欲使用的化验手段选择适宜的标准。作为直接决定环境监测实验分析成效的关键性因素，分析用水的制备与存储十分重要。纯水中的一级水需现配现用，并进行严格的卫生隔离。二级水则可用干净的容器装取，并进行短期的适量存储。三级用水通常事先适量准备，可使用经过同级别的水冲洗后的容器进行存储。

2  环境监测实验室用水纯化的操作方式

2.1 蒸馏法

蒸馏法是基于水的形态变化，将水从液态转变为气态再转变为液态，从而实现水的提纯和杂质滤除的。除帮助污染物与水实现物理层面的分离外，这种方式所得到的水纯净度较高，但过程中需要消耗的电量较大。通常产生1L蒸馏水所消耗的电力约1kW。在理论层面上分析就能发现，虽然蒸馏法能去除水中的各种污染物得到绝对纯水，但由于其能量消耗巨大且提纯效率低，这种方式在实际应用时仍存在较大的局限性。只适用于那些能够提前存储纯水备用的实验室分析过程。

2.2 离子交换法

离子交换法需要应用到一种特殊的材料，即交换树脂。作为离子的传输媒介，利用水环境中氢离子和氢氧根离子的交换过程实现水中离子交换的目的。通过各电荷密度之间的竞争关系，让树脂媒介内部的交换点被离子占据，并将过滤膜置于离子交换发生前，以此提升水质的纯净度。并能够同时增长其内部填料的使用寿命，这种方式常见于超纯水的制备过程。

2.3 反渗透法

环境监测用水的反渗透法常见于需要滤除直径在1nm以下污染物的情况中，反渗透法对于水中杂质的滤除效果较好。并且对于颗粒较大的粒子也具有绝对的清除作用。污染物及大部分有机物等污染物都可以经过反渗透作用从水中滤除。也正是因为反渗透法对于大颗粒物质的通透率较低，导致其产水效率十分有限，只能用于暂存水的制取和备用。

2.4 电渗析法

电渗析法需要合理的选择离子通透膜和离子交换树脂。这种主要依赖于中间介质的提纯方法通过一级直流电将水中的离子以杂质组成成分的标准进行提纯。电渗析法通过离子交换树脂的特殊局限性能够有效控制离子杂质在释放和再生等过程中的幅度及数量。由于其产生条件的限制，电渗析法作用时的电阻率必须控制在特定范围内，以此同时保障纯水的制取速度和純净度。

3  结语

环境监测是一项严密的工作，其监测结果的科学性和准确性都将直接受到过程中实验室分析及操作合理性等因素的影响。实验室分析使用到的水在进行稀释、溶解及溶液制备等一系列操作时都会因水质的变化而对分析结果产生较大的影响。为了从影响因素的层面进行全面把控，应根据不同的分析标准和检测要求选择与检测项匹配的水质标准，并按照相应的纯水制备方式做好水质的提纯和存储工作。以此充分确保实验室内分析用水的纯净度及分析过程的有效性。通过提升分析用水的质量及纯化合理程度来帮助环境监测的成效上升到一个新的水平。

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