A continuació es presenta una introducció als mètodes de prova:
1. Tecnologia de monitorització de contaminants inorgànics
La investigació de la contaminació de l'aigua comença amb Hg, Cd, cianur, fenol, Cr6+, etc., i la majoria es mesuren mitjançant espectrofotometria. A mesura que s'aprofundeix en la tasca de protecció del medi ambient i es continuen expandint els serveis de monitorització, la sensibilitat i la precisió dels mètodes d'anàlisi espectrofotomètrica no poden complir els requisits de la gestió ambiental. Per tant, s'han desenvolupat ràpidament diversos instruments i mètodes analítics avançats i altament sensibles.
1. Mètodes d'absorció atòmica i fluorescència atòmica
L'absorció atòmica per flama, l'absorció atòmica per hidrur i l'absorció atòmica per forn de grafit s'han desenvolupat successivament i poden determinar la majoria dels elements metàl·lics traça i ultratraça a l'aigua.
L'instrument de fluorescència atòmica desenvolupat al meu país pot mesurar simultàniament compostos de vuit elements: As, Sb, Bi, Ge, Sn, Se, Te i Pb, en aigua. L'anàlisi d'aquests elements propensos als hidrurs té una alta sensibilitat i precisió amb una baixa interferència de la matriu.
2. Espectroscòpia d'emissió de plasma (ICP-AES)
L'espectrometria d'emissió de plasma s'ha desenvolupat ràpidament en els darrers anys i s'ha utilitzat per a la determinació simultània de components de la matriu en aigua neta, metalls i substrats en aigües residuals, i múltiples elements en mostres biològiques. La seva sensibilitat i precisió són aproximadament equivalents a les del mètode d'absorció atòmica de flama, i és altament eficient. Una injecció pot mesurar de 10 a 30 elements alhora.
3. Espectrometria d'emissió de plasma espectrometria de masses (ICP-MS)
El mètode ICP-MS és un mètode d'anàlisi per espectrometria de masses que utilitza ICP com a font d'ionització. La seva sensibilitat és de 2 a 3 ordres de magnitud superior a la del mètode ICP-AES. Especialment quan es mesuren elements amb un nombre màssic superior a 100, la seva sensibilitat és superior al límit de detecció. Baixa. El Japó ha catalogat el mètode ICP-MS com a mètode d'anàlisi estàndard per a la determinació de Cr6+, Cu, Pb i Cd a l'aigua.
4. Cromatografia iònica
La cromatografia iònica és una nova tecnologia per separar i mesurar anions i cations comuns a l'aigua. El mètode té bona selectivitat i sensibilitat. Es poden mesurar múltiples components simultàniament amb una sola selecció. El detector de conductivitat i la columna de separació d'anions es poden utilitzar per determinar F-, Cl-, Br-, SO32-, SO42-, H2PO4-, NO3-; la columna de separació de cations es pot utilitzar per determinar NH4+, K+, Na+, Ca2+, Mg2+, etc., mitjançant electroquímica. El detector pot mesurar I-, S2-, CN- i certs compostos orgànics.
5. Tecnologia d'anàlisi d'espectrofotometria i injecció de flux
L'estudi d'algunes reaccions cromogèniques altament sensibles i altament selectives per a la determinació espectrofotomètrica d'ions metàl·lics i ions no metàl·lics encara atrau l'atenció. L'espectrofotometria ocupa una gran proporció en el monitoratge rutinari. Cal destacar que la combinació d'aquests mètodes amb la tecnologia d'injecció de flux pot integrar moltes operacions químiques com la destil·lació, l'extracció, l'addició de diversos reactius, el desenvolupament i la mesura del color a volum constant. És una tecnologia d'anàlisi de laboratori automàtica i s'utilitza àmpliament en laboratoris. S'utilitza àmpliament en sistemes de monitoratge automàtic en línia per a la qualitat de l'aigua. Té els avantatges de menys mostreig, alta precisió, velocitat d'anàlisi ràpida i estalvi de reactius, etc., cosa que pot alliberar els operadors de la feina física tediosa, com ara la mesura de NO3-, NO2-, NH4+, F-, CrO42-, Ca2+, etc. en la qualitat de l'aigua. Hi ha disponible tecnologia d'injecció de flux. El detector no només pot utilitzar espectrofotometria, sinó també absorció atòmica, elèctrodes selectius d'ions, etc.
6. Anàlisi de valència i forma
Els contaminants existeixen en diferents formes en el medi aquàtic, i la seva toxicitat per als ecosistemes aquàtics i els humans també és molt diferent. Per exemple, el Cr6+ és molt més tòxic que el Cr3+, l'As3+ és més tòxic que l'As5+ i el HgCl2 és més tòxic que el HgS. Els estàndards de qualitat de l'aigua i el seguiment estipulen la determinació del mercuri total i el mercuri alquil, el crom hexavalent i el crom total, el Fe3+ i el Fe2+, el NH4+-N, el NO2–N i el NO3–N. Alguns projectes també estipulen l'estat filtrable i la mesura de la quantitat total, etc. En la investigació ambiental, per entendre el mecanisme de contaminació i les regles de migració i transformació, no només cal estudiar i analitzar l'estat d'adsorció de valència i l'estat complex de les substàncies inorgàniques, sinó també estudiar la seva oxidació i reducció en el medi ambiental (com ara la nitrosació de compostos que contenen nitrogen, nitrificació o desnitrificació, etc.) i la metilació biològica i altres qüestions. Els metalls pesants que existeixen en forma orgànica, com ara l'alquilplom, l'alquilestany, etc., estan rebent actualment molta atenció dels científics ambientals. En particular, després que el trifenilestany, el tributilestany, etc. fossin catalogats com a disruptors endocrins, la tecnologia analítica de monitorització de metalls pesants orgànics s'està desenvolupant ràpidament.
2. Tecnologia de monitorització de contaminants orgànics
1. Monitorització de la matèria orgànica que consumeix oxigen
Hi ha molts indicadors complets que reflecteixen la contaminació dels cossos d'aigua per matèria orgànica que consumeix oxigen, com ara l'índex de permanganat, el CODCr, la DBO5 (que també inclou substàncies reductores inorgàniques com el sulfur, NH4+-N, NO2–N i NO3–N), el carboni total de la matèria orgànica (TOC) i el consum total d'oxigen (TOD). Aquests indicadors s'utilitzen sovint per controlar els efectes del tractament d'aigües residuals i avaluar la qualitat de l'aigua superficial. Aquests indicadors tenen una certa correlació entre si, però els seus significats físics són diferents i és difícil substituir-los mútuament. Com que la composició de la matèria orgànica que consumeix oxigen varia segons la qualitat de l'aigua, aquesta correlació no és fixa, sinó que varia molt. La tecnologia de monitorització d'aquests indicadors ha madurat, però encara s'estan explorant tecnologies d'anàlisi que poden ser ràpides, senzilles, estalviar temps i rendibles. Per exemple, ja s'utilitzen el mesurador ràpid de DQO i el mesurador ràpid de DBO amb sensor microbià.
2. Tecnologia de monitorització de la categoria de contaminants orgànics
El seguiment dels contaminants orgànics comença principalment a partir del seguiment de les categories de contaminació orgànica. Com que l'equip és senzill, és fàcil de fer en laboratoris generals. D'altra banda, si es troben problemes importants en el seguiment de categories, es pot dur a terme una identificació i anàlisi més aprofundides de certs tipus de matèria orgànica. Per exemple, quan es monitoritzen hidrocarburs halogenats adsorbibles (AOX) i es descobreix que l'AOX supera l'estàndard, podem utilitzar GC-ECD per a anàlisis posteriors per estudiar quins compostos d'hidrocarburs halogenats són contaminants, la seva toxicitat, l'origen de la contaminació, etc. Els elements de seguiment de la categoria de contaminants orgànics inclouen: fenols volàtils, nitrobenzè, anilines, olis minerals, hidrocarburs adsorbibles, etc. Hi ha mètodes analítics estàndard disponibles per a aquests projectes.
3. Anàlisi de contaminants orgànics
L'anàlisi de contaminants orgànics es pot dividir en COV, anàlisi de COV-S i anàlisi de compostos específics. El mètode GC-MS de separació i atrapament s'utilitza per mesurar compostos orgànics volàtils (COV), i l'extracció líquid-líquid o l'extracció en fase microsòlida GC-MS s'utilitza per mesurar compostos orgànics semivolàtils (COV-S), que és una anàlisi d'ampli espectre. Utilitzeu la cromatografia de gasos per separar, utilitzeu un detector d'ionització de flama (FID), un detector de captura elèctrica (ECD), un detector de nitrogen i fòsfor (NPD), un detector de fotoionització (PID), etc. per determinar diversos contaminants orgànics; utilitzeu la cromatografia en fase líquida (HPLC), el detector ultraviolat (UV) o el detector de fluorescència (RF) per determinar hidrocarburs aromàtics policíclics, cetones, èsters d'àcids, fenols, etc.
4. Tecnologia de monitorització automàtica i monitorització d'emissions totals
Els sistemes automàtics de monitorització de la qualitat ambiental de l'aigua són majoritàriament elements de monitorització convencionals, com ara la temperatura de l'aigua, el color, la concentració, l'oxigen dissolt, el pH, la conductivitat, l'índex de permanganat, el CODCr, el nitrogen total, el fòsfor total, el nitrogen amonià, etc. El nostre país està establint sistemes automàtics de monitorització de la qualitat de l'aigua en algunes seccions importants de qualitat de l'aigua controlades a nivell nacional i publicant informes setmanals sobre la qualitat de l'aigua als mitjans de comunicació, la qual cosa és de gran importància per promoure la protecció de la qualitat de l'aigua.
Durant els períodes del "Novè Pla Quinquennal" i del "Desè Pla Quinquennal", el meu país controlarà i reduirà les emissions totals de CODCr, oli mineral, cianur, mercuri, cadmi, arsènic, crom (VI) i plom, i potser haurà d'aprovar diversos plans quinquennals. Només fent grans esforços per reduir l'abocament total per sota de la capacitat del medi aquàtic podrem millorar fonamentalment el medi aquàtic i portar-lo a un bon estat. Per tant, les grans empreses contaminants han d'establir punts de sortida d'aigües residuals i canals de mesura del cabal d'aigües residuals estandarditzats, instal·lar mesuradors de cabal d'aigües residuals i instruments de monitorització contínua en línia com ara CODCr, amoníac, oli mineral i pH per aconseguir un monitoratge en temps real del cabal d'aigües residuals de l'empresa i la concentració de contaminants, i verificar la quantitat total de contaminants abocats.
5 Monitorització ràpida de les emergències per contaminació de l'aigua
Cada any es produeixen milers d'accidents de contaminació, grans i petits, que no només perjudiquen el medi ambient i l'ecosistema, sinó que també amenacen directament la vida de les persones, la seguretat dels béns i l'estabilitat social (com s'ha esmentat anteriorment). Els mètodes per a la detecció d'emergència d'accidents de contaminació inclouen:
①Mètode d'instrument ràpid portàtil: com ara oxigen dissolt, pH-metre, cromatògraf de gasos portàtil, mesurador FTIR portàtil, etc.
② Tub de detecció ràpida i mètode de paper de detecció: com ara tub de detecció d'H2S (paper de prova), tub de detecció ràpida de CODCr, tub de detecció de metalls pesants, etc.
③Mostreig in situ: anàlisi de laboratori, etc.
Data de publicació: 11 de gener de 2024
