环境水质监测分析方法

关键词：分析方法环境保护水质监测

水环境保护越来越都到人们关注, 而水质分析是水环境保护最为依赖的手段之一, 其也指导和促进水质监测方向;水质监测分析方法主要包括两大类:传统分析方法和仪器分析方法, 由于仪器监测分析法具有快捷方便准确以及能监测到较低含量污染物等特点, 应用越来越广泛。

1 传统分析方法

1.1 重量分析法

重量分析法是将样品中待测组分按照一定方法分离或者转化成稳定物质后与其他组分分离, 然后通过分析天平直接称量测得该组分, 根据测得的重量, 按照一定计算公式计算得出该样品中待测组分含量[1]。该方法主要有两种:气化法和直接分离法。重量分析法主要实验仪器是分析天平, 操作步骤较多, 容易受到分析仪器精确度影响, 适用于中、高浓度组分的测定, 对于微量元素测定误差较大。水质指标测定中, 使用重量分析法包括:悬浮、物残渣和油类等的测定。

1.2 滴定分析方法

1.2.1 酸碱滴定法

酸碱滴定法是建立在酸碱中和反应理论上, 主要分成分三种情况: (1) 强酸和强碱的反应; (2) 强碱和弱酸的反应; (3) 强酸和弱碱的反应。酸碱滴定法是通过向待测样品中添加指示剂, 观察指示剂变色来判断反应终点。

1.2.2 络合滴定法

络合滴定法是利用生成一种稳定络合物而提出的分析方法[2]。通过形成络合物稳定常数大小来判断络合反应的进行, 滴定终点是通过金属指示剂的显色反应判断。但是有一部分络合剂本身能与较多金属指示剂发生显色反应, 产生实验误差。该方法关键在于提高络合反应选择性。可用于测定总硬度。

1.2.3 沉淀滴定法

发生沉淀反应是该类分析方法的基础, 该反应进行需要定量、迅速, 且具备易判断滴定终点。该方法应用面较窄, 例如:银量法。

1.2.4 氧化还原滴定法

该分析方法主要依据氧化还原反应理论, 测定样品氧化性及还原性, 由于氧化还原反应进行的同时通常伴有副反应, 若副反应对测定结果产生影响, 需充分考虑各种影响及选择测定方法。常用氧化还原滴定分析法有:高锰酸钾法、重铬酸钾法和溴酸盐法等。

2 仪器分析法

2.1 分光光度法及比色分析法

有色溶液中, 待测样品浓度与溶液的颜色深浅相关联, 而比色法是目标样品配制成一定梯度标准溶液, 未知浓度溶液与标准溶液相比较, 通过相应公式计算求得物质含量。通过分光光度计来完成比色分析的方法称为分光光度法, 其重要是利用不同溶液对光具有选择性吸收的特性来设计计算。与化学分析法相比较, 分光光度计操作简单, 更为灵敏, 已在水环境监测中得到广泛应用[3]。

2.2 原子荧光光谱法

原子荧光光谱法 (AFS) 是一种介于原子吸收光谱 (AAS) 和原子发射光谱 (AES) 之间的光谱分析技术。该技术基本原理是利用基态原子吸收特定频率的辐射而被激发至高能态, 在此过程中, 以光辐射的形式发射出特征波长的荧光。

在低浓度时, 校准曲线的线性范围宽, 可达3-5个数量级, 特别是用激光做激发光源时曲线线性范围更好。该方法主要用于金属元素测定, 在环境科学、水质监控、矿物、生物制品、高纯物质和医学分析等方面均有广泛的应用。

2.3 电感耦合等离子体发射光谱法

本方法是利用原子发射光谱仪测定。样品经雾化后, 产生的气溶胶通过载气转移进入离子火焰中激发, 通过射频电感耦合等离子体激发作用, 产生特征原子发射光谱, 此光谱用光线的强度用检测器直接捕捉监测, 检测器的信号用计算机系统控制及处理, 同时该技术使用背景校正技术以补偿痕量元素的背景值。

该方法是元素定量分析的重要方法, 适用于金属材料、非金属材料、矿厂、核燃料、煤、石油及其产品、化肥、化工原料和水等杂质的测定, 一次性测定全部待测元素, 是一种污染少, 流程短的环保方法, 可靠性较好;但分析时存在不足之处:发射光谱谱线多, 会出现不同程度谱线重叠干扰;痕量甚至超痕量的要求优势达不到。

2.4 色谱分析法

色谱分析法主要有:离子色谱法、气相色谱法和液相色谱法离子色谱是一门新兴的分析技术, 且发展迅速。目前, 离子色谱分析法是水质监测中, 同时测定多种阴离子的首选方法, 该方法灵敏、快速而准确, 水分析领域有广阔应用前景。

气相色谱法实质上是一种分离技术, 其工作原理是使混合物中各个组份在两相之间进行反复多次分配。在气相色谱法中, 由于流动相为气体, 样品物质在气相中的传递速率较快。

高效液相色谱法与经典柱色谱法原理相同, 溶质在固定相和流动相之间进行多次交换, 利用被测量物质在两相之间的吸附能力、分配系数、亲和力离子、交换或分子大小不同引起的排阻作用等的差别而被分离开。

3 结语

受财力和技术人员的限制, 仪器分析法主要应用于大中型实验室分析。小型实验室仍然以传统的重量法和滴定法等分析方法为主要分析检测手段。我国正在加快水环境监测分析方法、仪器及相关行业检测标准的研究, 以便于开发出更为简便、高效的水质分析手段。同时, 加快精密分析仪器开发, 并同步开发其相关软件, 设计生产出价格合理、检测能力强、质量过硬和效率更高等优点分析仪器设备, 指导我国水环境监测发展方向。

摘要：通过环境水质监测分析能准确及时掌握水质情况, 以便完成对各源头污水监察, 有效控制水质、充分加强水环境管理并为水环境治理的科学规划积累最为有效的水质情况资料。水控制资料积累依靠可靠水质分析方法, 本文主要从传统分析方法和仪器分析方法来阐述水质分析方法。