מבוא לטכנולוגיות נפוצות לבדיקת איכות מים

להלן מבוא לשיטות הבדיקה:
1. טכנולוגיית ניטור למזהמים אנאורגניים
חקירת זיהום המים מתחילה עם Hg, Cd, ציאניד, פנול, Cr6+ וכו', ורובם נמדדים בספקטרופוטומטריה. ככל שהעבודה להגנת הסביבה מעמיקה ושירותי הניטור ממשיכים להתרחב, הרגישות והדיוק של שיטות ניתוח ספקטרופוטומטריות אינן יכולות לעמוד בדרישות של ניהול סביבתי. לכן, פותחו במהירות מכשירים ושיטות אנליטיות מתקדמים ורגישים במיוחד.
‏
1. שיטות ספיגה אטומית וקרינה אטומית
ספיגת אטום להבה, ספיגה אטומית הידרידית וספיגת אטומית בכבשן גרפיט פותחו ברצף, ויכולות לקבוע את רוב יסודות המתכת העקבים והאולטרה-קורטיים במים.
מכשיר הקרינה האטומי שפותח בארצי יכול למדוד בו זמנית תרכובות של שמונה יסודות, As, Sb, Bi, Ge, Sn, Se, Te ו-Pb, במים. לניתוח של אלמנטים אלה המועדים להידריד יש רגישות ודיוק גבוהים עם הפרעות מטריצות נמוכות.
‏
2. ספקטרוסקופיה של פליטת פלזמה (ICP-AES)
ספקטרומטריית פליטת פלזמה התפתחה במהירות בשנים האחרונות ושימשה לקביעה בו-זמנית של רכיבי מטריצה ​​במים נקיים, מתכות ומצעים בשפכים ואלמנטים מרובים בדגימות ביולוגיות. הרגישות והדיוק שלו שווים בערך לאלה של שיטת בליעת אטום להבה, והוא יעיל ביותר. זריקה אחת יכולה למדוד 10 עד 30 אלמנטים בו זמנית.
‏
3. ספקטרומטריית מסה של פליטת פלזמה (ICP-MS)
שיטת ICP-MS היא שיטת ניתוח ספקטרומטריית מסה המשתמשת ב-ICP כמקור היינון. הרגישות שלו גבוהה ב-2 עד 3 סדרי גודל משיטת ICP-AES. במיוחד כאשר מודדים אלמנטים עם מספר מסה מעל 100, הרגישות שלו גבוהה מגבול הגילוי. נָמוּך. יפן רשמה את שיטת ICP-MS כשיטת ניתוח סטנדרטית לקביעת Cr6+, Cu, Pb ו-Cd במים. ‏
‏
4. כרומטוגרפיית יונים
כרומטוגרפיית יונים היא טכנולוגיה חדשה להפרדה ומדידה של אניונים וקטיונים נפוצים במים. לשיטה יש סלקטיביות ורגישות טובה. ניתן למדוד מספר רכיבים בו זמנית עם בחירה אחת. ניתן להשתמש בגלאי המוליכות ובעמודת הפרדת האניונים כדי לקבוע F-, Cl-, Br-, SO32-, SO42-, H2PO4-, NO3-; ניתן להשתמש בעמודת הפרדת הקטיונים לקביעת NH4+, K+, Na+, Ca2+, Mg2+ וכו', באמצעות אלקטרוכימיה. הגלאי יכול למדוד I-, S2-, CN- ותרכובות אורגניות מסוימות.
‏
5. טכנולוגיית ניתוח ספקטרופוטומטריה והזרקת זרימה
המחקר של כמה תגובות כרומוגניות מאוד רגישות וסלקטיביות מאוד לקביעה ספקטרופוטומטרית של יוני מתכת ויונים שאינם מתכת עדיין מושך תשומת לב. ספקטרופוטומטריה תופסת חלק גדול בניטור שגרתי. ראוי לציין כי שילוב שיטות אלו עם טכנולוגיית הזרקת זרימה יכול לשלב פעולות כימיות רבות כגון זיקוק, מיצוי, הוספת ריאגנטים שונים, פיתוח צבע נפח קבוע ומדידה. זוהי טכנולוגיית ניתוח מעבדה אוטומטית ונמצאת בשימוש נרחב במעבדות. הוא נמצא בשימוש נרחב במערכות ניטור אוטומטיות מקוונות לאיכות המים. יש לו יתרונות של פחות דגימה, דיוק גבוה, מהירות ניתוח מהירה וחיסכון בריאגנטים וכו', שיכולים לשחרר מפעילים מעבודה פיזית מייגעת, כגון מדידת NO3-, NO2-, NH4+, F-, CrO42-, Ca2+, וכו' באיכות המים. טכנולוגיית הזרקת זרימה זמינה. הגלאי יכול להשתמש לא רק בספקטרופוטומטריה, אלא גם בספיגה אטומית, באלקטרודות סלקטיביות ליונים וכו'.
‏
6. ניתוח ערכיות וצורה
מזהמים קיימים בצורות שונות בסביבת המים, וגם רעילותם למערכות אקולוגיות מימיות ולבני אדם שונה מאוד. לדוגמה, Cr6+ רעיל הרבה יותר מ-Cr3+, As3+ רעיל יותר מ-As5+, ו-HgCl2 רעיל יותר מ-HgS. תקני איכות המים והניטור קובעים את קביעת סך כספית וכספית אלקיל, כרום משושה וסך כרום, Fe3+ ו- Fe2+, NH4+-N, NO2–N ו-NO3–N. חלק מהפרויקטים גם קובעים את המצב הניתן לסינון. ומדידת כמות כוללת וכו'. במחקר סביבתי, על מנת להבין את מנגנון הזיהום ואת כללי ההגירה והטרנספורמציה, יש צורך לא רק ללמוד ולנתח את מצב ספיחת הערכיות והמצב המורכב של חומרים אנאורגניים, אלא גם לחקור את החמצון שלהם. והפחתה במדיום הסביבתי (כגון חנקה של תרכובות המכילות חנקן). , ניטריפיקציה או דניטריפיקציה וכו') ומתילציה ביולוגית ונושאים אחרים. מתכות כבדות הקיימות בצורה אורגנית, כמו עופרת אלקיל, פח אלקיל וכו', זוכות כיום לתשומת לב רבה מצד מדעני סביבה. בפרט, לאחר שרשמו פח טריפניל, פח טריבוטיל וכו' כמשבשים אנדוקריניים, הניטור של מתכות כבדות אורגניות הטכנולוגיה האנליטית מתפתחת במהירות.
‏
2. טכנולוגיית ניטור למזהמים אורגניים
‏
1. ניטור חומר אורגני שצורך חמצן
ישנם אינדיקטורים מקיפים רבים המשקפים את זיהום גופי המים על ידי חומר אורגני שצורך חמצן, כגון אינדקס פרמנגנט, CODCr, BOD5 (כולל גם חומרים מפחיתים אורגניים כגון גופרית, NH4+-N, NO2–N ו-NO3–N), סך פחמן חומר אורגני (TOC), צריכת חמצן כוללת (TOD). אינדיקטורים אלה משמשים לעתים קרובות כדי לשלוט בהשפעות של טיפול בשפכים ולהערכת איכות מים עיליים. לאינדיקטורים אלו יש מתאם מסוים אחד עם השני, אך המשמעויות הפיזיות שלהם שונות וקשה להחליף זה את זה. מכיוון שהרכב החומר האורגני שצורך חמצן משתנה עם איכות המים, מתאם זה אינו קבוע, אלא משתנה מאוד. טכנולוגיית הניטור של האינדיקטורים הללו הבשילה, אבל אנשים עדיין בוחנים טכנולוגיות ניתוח שיכולות להיות מהירות, פשוטות, חוסכות זמן וחסכוניות. לדוגמה, מד COD מהיר ומד BOD מהיר של חיישן מיקרוביאלי כבר נמצאים בשימוש.
‏
2. טכנולוגיית ניטור קטגוריית מזהמים אורגניים
הניטור של מזהמים אורגניים מתחיל לרוב מניטור קטגוריות זיהום אורגני. מכיוון שהציוד פשוט, קל לעשות אותו במעבדות כלליות. מצד שני, אם נמצאות בעיות גדולות בניטור קטגוריות, ניתן לבצע זיהוי וניתוח נוסף של סוגים מסוימים של חומרים אורגניים. לדוגמה, בעת ניטור של פחמימנים הלוגניים ניתנים לספיגה (AOX) ומגלים ש-AOX חורג מהתקן, אנו יכולים להמשיך להשתמש ב-GC-ECD לצורך ניתוח נוסף כדי ללמוד אילו תרכובות פחמימנים הלוגניות מזהמות, עד כמה הן רעילות, מאיפה מגיע הזיהום וכו'. .
‏
3. ניתוח מזהמים אורגניים
ניתן לחלק ניתוח מזהמים אורגניים ל-VOCs, ניתוח S-VOCs וניתוח של תרכובות ספציפיות. שיטת ההפשטה והלכידה GC-MS משמשת למדידת תרכובות אורגניות נדיפות (VOCs), ומיצוי נוזל-נוזל או מיצוי מיקרו-סוליד-פאזה GC-MS משמשת למדידת תרכובות אורגניות נדיפות למחצה (S-VOCs), אשר הוא ניתוח רחב טווח. השתמש בכרומטוגרפיה של גז להפרדה, השתמש בגלאי יינון להבה (FID), גלאי לכידה חשמלית (ECD), גלאי חנקן זרחן (NPD), גלאי פוטויוניזציה (PID) וכו' כדי לקבוע מזהמים אורגניים שונים; השתמש בכרומטוגרפיה נוזלית (HPLC), גלאי אולטרה סגול (UV) או גלאי פלואורסצנטי (RF) כדי לקבוע פחמימנים ארומטיים פוליציקליים, קטונים, אסטרים חומציים, פנולים וכו'.
‏
4. טכנולוגיית ניטור אוטומטי וניטור פליטות כולל
מערכות ניטור אוטומטיות לאיכות מים סביבתיות הן לרוב פריטי ניטור קונבנציונליים, כגון טמפרטורת מים, צבע, ריכוז, חמצן מומס, pH, מוליכות, אינדקס פרמנגנט, CODCr, סך חנקן, סך זרחן, חנקן אמוניה וכו'. ארצנו מקימה מים אוטומטיים מערכות ניטור איכות בכמה מדורי איכות מים חשובים בפיקוח ארצי ופרסום דוחות איכות מים שבועיים בתקשורת, שיש לו משמעות רבה לקידום הגנת איכות המים.
במהלך התקופות "תוכנית החומש התשיעית" ו"תוכנית החומש העשירית", ארצי תשלוט ותפחית את סך הפליטות של CODCr, שמן מינרלי, ציאניד, כספית, קדמיום, ארסן, כרום (VI) ועופרת, וייתכן שיהיה צורך לעבור מספר תוכניות חמש שנים. רק על ידי מאמץ גדול לצמצם את סך ההזרמה מתחת ליכולת סביבת המים נוכל לשפר את סביבת המים באופן יסודי ולהביא אותה למצב טוב. לכן, ארגונים מזהמים גדולים נדרשים להקים יציאות ביוב סטנדרטיות ותעלות זרימת ביוב, להתקין מדי זרימת ביוב ומכשירי ניטור רציפים מקוונים כגון CODCr, אמוניה, שמן מינרלי ו-pH כדי להשיג ניטור בזמן אמת של זרימת הביוב הארגונית. ריכוז מזהמים. ולאמת את כמות המזהמים הכוללת שנפלטה.
‏
5 ניטור מהיר של מצבי חירום של זיהום מים
אלפי תאונות זיהום גדולות וקטנות מתרחשות מדי שנה, אשר לא רק פוגעות בסביבה ובמערכת האקולוגית, אלא גם מאיימת באופן ישיר על בטיחות החיים והרכוש והיציבות החברתית של אנשים (כאמור לעיל). השיטות לגילוי חירום של תאונות זיהום כוללות:
①שיטת מכשיר מהירה ניידת: כגון חמצן מומס, מד pH, כרומטוגרף גז נייד, מד FTIR נייד וכו '.
② צינור זיהוי מהיר ושיטת נייר זיהוי: כגון צינור זיהוי H2S (נייר בדיקה), צינור זיהוי מהיר של CODCr, צינור זיהוי מתכות כבדות וכו'.
③ דגימה באתר - ניתוח מעבדה וכו'.