仪器分析法在水质分析中的应用

甘小英

重庆市地质矿产勘查开发局208水文地质工程地质队 重庆 400000

1 分析化学以及仪器分析方法的发展

伴随着计算机技术和微电子技术的应用，分析化学通过测量和组分化学分析的方式，定量定性分析物质中元素和化合物的含量，这种科学技术囊括了半导体、微电子器件等新型的材料科学和环境科学、生物科学，如原子能的运用可以提高分析化学的功能。分析化学的运用，是在经典分析化学发展基础上发展而来。经过科学研究手段的运用。现代分析化学成为强有力的科学研究手段，对于物质的信息含量和物理组成进行分析。

（1）将经典分析方法和仪器分析方法加以比较，其具有分析速度快、试样用量少、灵敏度高的特点，在进行光学分析法和电化学分析法、热分析法结合的过程中，又衍生出分离方法和放射化学分析方法。前者是建立在待监测物质基础上的信号辐射和能量的监测方法。运用分离的方法对于组分含量加以测定，获得离子浓度，例如测定水的电导率、PH值，能够利用测定重点溶液的电解质的分解，分析出指定滴定重点的电位数值。后者是测定物质的特性，如热导、体积、质量等，将温度的动态关系加以测定，用于热力学分析和成分分析、化学反应机理分析。放射化学分析方法在使用过程中，根据核衰变过程中的放射性辐射来进行分析。将放射性同位素作为示综，进行污染物的迁移转化的研究。分离方法利用仪器，采用色谱法等进行结构、性质的分离，如对水样的结构性质等，进行电泳技术的测定，将色谱加以分离，根据定量定性的分析结果，测定组分的性质，其中由于红外辐射和紫外辐射得到的荧光，可以使用现代仪器进行复杂物质分离，对于问题的分析结果的精确性十分有效[1]。

（2）现代仪器经过发展目前是科学分析常用的工具。应用在直接检测和信号分析等过程中。不同的分析方法有着不同的分析仪器，包括信号发生器、检测器、输入转换器以及读出装置。信号发生器能够对信号进行组分获取，试样本身由于发生的信号较为复杂，因此在类型性的信号转换的过程中，采用单色器、光速切光器等，进行类型信号的辐射源的获得；检验器将信号进行类型的转换和检测。例如分光光度计的光电管，可以进行光能到电能的转换；信号处理器将检测器出来的信号加以处理和加工，包括积分、放大、相加，都可以进行直流信号的精度转换，也可以转换为交流信号；读出器将处理器中出来的信号进行读取，转换为人能够读出的信号，采用示波器、记录仪等作为主要读出装置。

2 水质分析中现代仪器的应用

现代仪器的使用随着科学技术的进步得到拓展。当前在水质分析中运用原子荧光光谱法、气相色谱法、分光光度法、电位法等相对来说已经较为普遍，从手动到半自动的方法运用，计算机和互联网技术的融合，通过自动化技术的方式，完成在线检测成为发展趋势。水质分析检测和科学研究有了现代科技力量的加入，正在向自动仪器分析的方向迈进[2]。

（1）常规的水质检测，采用分析仪器进行检测，得到生化需氧量、COD值、TOD值等，通过特殊的仪器获得油分度、浑浊度等。例如对于水中的汞含量，采用专用的仪器仪表就能得到检测数值。例如利用原子荧光光谱法、原子吸光光谱法等，测定水质污染情况，对于多种元素加以检出，检测出的元素能够包括无机微量和衡量元素。采用质谱检测的方法，运用原子荧光光谱、分光光度计等现代仪器，获取数据精度高、线性范围广，节省了大量样品预处理和数据处理时间，提升了检测工作效率。对于水质中的参数，包括叶绿素、蓝绿藻、氨氮气象参数，如雨量温度湿度等可以进行水质监测，能够有效的预防赤潮和藻类进行在线监测，具有耐腐蚀的优势，对于污染源数据进行污水排放监测数据表的生成，对于污染源信息可以进行查询。

（2）以污水处理中的污水水质检测为例，使用现代仪器进行水质分析，要考虑到污水处理系统中所具有的厌氧环境，使用化学加药系统，采用phostrip工艺，最大限度地提高水质处理效率，达到降低磷菌含量的目的。

（3）对于水质分析，采用专用的测量仪器。如浊度仪可以测定水样浑浊程度，利用光散射法、光透过法；油分测定仪采用紫外吸收法和荧光法、红外吸收法的原理，对于油分进行测定；测汞仪通过原子吸收和荧光测量的方法，以冷原子吸收和原子荧光方法，专门测量汞元素。对于水质测量中常见的BOD（生化需氧量）进行测定，运用电极测量仪得出监测数据；利用分光光度计进行化学需氧量（COD）的测量，将一定体积的待测的水样，联同载体仪器加入到燃烧管中，给与催化和高温条件，燃烧后消耗了部分氧气，利用检测器对于剩余的氧浓度进行测量，对比分析已知的浓度，求出TOD值（总需氧量）。对于水样进行预处理，利用超声波清洗器进行清洗，还有微波消解器也能够发挥水质分析的作用。超声波作用在液体中，气泡破裂产生巨大的冲击波，瞬态产生高温，发生空化作用，达到对水质的破解作用，水中传递的能量振动有固有频率，清除水质中的污染物[3]。

（4）当前基于物联网和互联网技术、无线通讯技术进行远距离通信网络联接，使用在线分析技术进行水质监测，由云端服务平台和各个终端加以连接，如进行水温信号传递、光照强度传感等。采用无线网关无线通讯模块，ph值传感模块联动的方法，已经通过一种垂向监测系统得以实现。

3 结语

随着环境保护的呼声日益增高，全球对于生态环境的重要性都予以重视，特别是对水质问题，应对工业化规模加大、废水产生恶劣影响的问题。对于水质进行分析，根据分析的情况采取有针对性的防治污染措施，是当前的重要课题。现代仪器分析技术的应用，不仅提高水质分析的精确度、灵敏度，而且在保证生活生产用水安全方面发挥巨大作用。对于现代仪器的工作原理和应用进行深入研究，对于促进水质分析工作的开拓和创新是有着巨大的技术支持力量的。因此在工业发展不断迈进的当下，应加大研究力度，探索更加先进的现代分析仪器并加以推广应用。