仪器分析法在水质监测中的应用

黄河水利委员会三门峡库区水文水资源局 河南 三门峡 472000

引言

用水安全问题与每个人的生命健康息息相关，水安全问题成为我国社会最为关注的民生问题。对水环境质量进行科学监测与评估，确定水体中各污染参数、排查污染问题，是当前工作的重点。目前，传统的人工检测方法在客观性、科学性和效率方面都存在诸多缺陷，如果分析方法选择不合理，将直接影响到检测结果的准确度和可靠性。那么选择一种科学、客观的水质检测方法和与所选方法相适应的自动化、智能化的仪器设备就显得尤其重要。

1 仪器分析法概念

仪器分析法是使用较特殊仪器的分析方法，是以物质的物理或物理化学性质为基础的分析方法。水质监测领域常用的仪器分析法有光谱分析、色谱分析和色/质联用分析。仪器分析法可对地表水、地下水、工业废水、土壤等各项指标进行检测，从而确定地表水、地下水水质类别，评价工业废水是否达标排放。仪器分析法与传统手工方法相比，具有灵敏度高，检出限低，适合于微量、痕量和超痕量成分的测定；选择性好，很多的仪器分析方法可以通过选择或调整测定的条件，使共存的组分测定时，相互间不产生干扰；操作简便，分析速度快，实现了无人值守全自动分析；根据监测参数选择不同的仪器，根据仪器和监测参数选择不同元素灯，根据仪器选择不同波长，分别测定不同的参数，且对被检测品中的其他参数不会造成影响。仪器分析法是当前我国水质安全质量检测分析过程中最常使用的检测方法之一。

2 仪器分析法在水质检测过程中的应用

依据测定原理和使用仪器的不同，可分为化学分析法和仪器分析法。仪器分析法常使用电化学分析法、光谱分析法和色谱分析法等，这些分析法在环境监测中广泛应用，对保护环境和科学研究发挥重要作用。

2.1 电化学分析法 电化学分析法在水质生产任务与检测中的应用非常频繁，是一种重要的仪器分析法，该方法建立在电位、电导、电流和电量等电学量与被测物质某些量的计量关系的基础上，主要根据溶液内物质电化学性质与变化规律，对组分进行定性和定量的。该方法包括电势分析法、电导分析法和伏安法等，操作简单，所用检测设备简单，能够保证分析效率和最终检测结果的准确性。电导率仪、离子选择电极法、电位滴定法在本监测中心得到应用，例如：应用电化学分析法检测水中电导率；电位滴定法，是把电位测定与滴定分析互相结合起来的一种测试方法，用标准溶液滴定待测离子过程中，用指示电极的电位变化指示滴定终点的到达，测定项目高锰酸盐指数、重碳酸盐、碳酸盐、溶解氧等。

2.2 光谱分析法 光谱分析法是根据物质的光谱来鉴别物质及确定其化学组成和相对含量的方法，光谱分析法具有操作简单、结果准确、灵敏度高、可同时检测多种样品。

光谱法可分为原子光谱法和分子光谱法。(1)分子光谱：是由分子中电子能级、振动和转动能级的变化产生的，属于这类分析方法的有紫外-可见分光光度法，用于生产任务监测项目氨氮、总氮、六价铬等。(2)原子光谱是由原子外层或内层电子能级的变化产生的，这类分析方法的原子吸收光谱法(AAS)，原子荧光光谱法(AFS)等，测定项目分别是铜、铅、锌、镉、汞、砷等项目。光谱分析法是比电化学分析法运用更加广泛的食品安全质量检测方法，

2.3 色谱分析法 色谱法利用不同物质在不同相态的选择性分配，以流动相对固定相中的混合物进行洗脱，混合物中不同的物质会以不同的速度沿固定相移动，最终达到分离的效果。不同的物质在不同的色谱柱上以不同的流动相洗脱会有不同的保留时间，因此保留时间是色谱分析法比较重要的参数之一。在所有仪器分析法中，其不仅能够检测水质中的防腐剂、甜味剂等水质添加剂，还可以检测其中的一些营养元素。应用到水质监测工作中的色谱仪器分别是离子色谱仪、气相色谱仪、高效液相色谱。应用到水环境监测项目分别是硫酸盐、氯化物、苯系物、氯苯类化合物等。

2.4 连续流动分析法 连续流动分析法分析过程完全自动化。其方法原理为经过预处理样品置于自动取样器中，通过软件控制进入反应器中化学部分，进行化学反应后，经检测部分检测器检测，经微计算器进行数据处理，最后生成报告。连续流动分析法用于测定地表水、地下水、生活饮用水等水中的阴离子表面活性剂、总磷、挥发酚、氰化物、硫化物。该方法检出限较低，传统手工法测定误差较大，已经被连续流动分析分光光度法取代。

结束语

社会的高速发展、工业化规模和产能的不断加大，排放的废污水对人类生存环境和社会经济造成严重影响，制约整个社会经济的发展。对水质进行科学监测与评价，根据监测结果采取有针对性污染防治措施，是当前水生态和水环境防治的重要措施。通过对仪器的工作原理和优缺点分析以及仪器分析法在水质监测中的应用，对于促进今后水质检测分析工作的开拓和创新具有一定的指导作用，在工业、农业、能源等行业不断发展迈进的同时，将先进的仪器方法推广应用到相关水质检测和其他行业的分析检测工作中。既保证了监测分析数据的准确、可靠，又为水污染治理提供基础数据支撑，为我国水质安全质量的提升提供了保障。