Seuraavassa on johdanto testimenetelmiin:
1. Epäorgaanisten epäpuhtauksien seurantateknologia
Vesien saastumisen tutkimukset aloitetaan elohopeasta, kadmiumista, syanidista, fenolista, Cr6+:sta jne., ja useimmat niistä mitataan spektrofotometrisesti. Ympäristönsuojelutyön syventyessä ja seurantapalvelujen laajentuessa spektrofotometristen analyysimenetelmien herkkyys ja tarkkuus eivät enää vastaa ympäristönhallinnan vaatimuksia. Siksi on kehitetty nopeasti erilaisia edistyneitä ja erittäin herkkiä analyyttisiä instrumentteja ja menetelmiä.
1. Atomiabsorptio- ja atomifluoresenssimenetelmät
Liekkiatomiabsorptio, hydridiatomiabsorptio ja grafiittiuuniatomiabsorptio on kehitetty peräkkäin, ja niillä voidaan määrittää useimmat hiven- ja ultrahivenmetalliset alkuaineet vedessä.
Kotimaassani kehitetty atomifluoresenssilaite pystyy mittaamaan samanaikaisesti kahdeksan alkuaineen – As:n, Sb:n, Bi:n, Ge:n, Sn:n, Se:n, Te:n ja Pb:n – yhdisteitä vedessä. Näiden hydridialttiiden alkuaineiden analyysillä on korkea herkkyys ja tarkkuus, ja matriisihäiriöt ovat alhaiset.
2. Plasmaemissiospektroskopia (ICP-AES)
Plasmaemissiospektrometria on kehittynyt nopeasti viime vuosina, ja sitä on käytetty matriisikomponenttien samanaikaiseen määrittämiseen puhtaassa vedessä, metallien ja substraattien määrittämiseen jätevedessä sekä useiden alkuaineiden määrittämiseen biologisissa näytteissä. Sen herkkyys ja tarkkuus vastaavat suunnilleen liekkiatomiabsorptiomenetelmää, ja se on erittäin tehokas. Yhdellä injektiolla voidaan mitata 10–30 alkuainetta samanaikaisesti.
3. Plasmaemissiospektrometria-massaspektrometria (ICP-MS)
ICP-MS-menetelmä on massaspektrometria-analyysimenetelmä, jossa ionisaatiolähteenä käytetään ICP:tä. Sen herkkyys on 2–3 kertaluokkaa suurempi kuin ICP-AES-menetelmän. Erityisesti mitattaessa alkuaineita, joiden massaluku on yli 100, sen herkkyys on korkeampi kuin havaitsemisraja. Matala. Japani on listannut ICP-MS-menetelmän standardianalyysimenetelmäksi Cr6+-, Cu-, Pb- ja Cd-ionien määrittämiseksi vedestä.
4. Ionikromatografia
Ionikromatografia on uusi teknologia yleisten anionien ja kationien erottamiseen ja mittaamiseen vedessä. Menetelmällä on hyvä selektiivisyys ja herkkyys. Useita komponentteja voidaan mitata samanaikaisesti yhdellä valinnalla. Johtavuusdetektoria ja anionien erotuskolonnia voidaan käyttää F-, Cl-, Br-, SO32-, SO42-, H2PO4-, NO3- määrittämiseen; kationien erotuskolonnia voidaan käyttää NH4+, K+, Na+, Ca2+, Mg2+ jne. määrittämiseen sähkökemian avulla. Detektori voi mitata I-, S2-, CN- ja tiettyjä orgaanisia yhdisteitä.
5. Spektrofotometria ja virtausinjektioanalyysitekniikka
Metalli-ionien ja epämetalli-ionien spektrofotometriseen määritykseen tarkoitettujen erittäin herkkien ja selektiivisten kromogeenisten reaktioiden tutkimus herättää edelleen huomiota. Spektrofotometrialla on suuri osa rutiiniseurannassa. On syytä huomata, että yhdistämällä nämä menetelmät virtausinjektiotekniikkaan voidaan integroida monia kemiallisia toimintoja, kuten tislaus, uutto, erilaisten reagenssien lisääminen, vakiotilavuusvärin kehittäminen ja mittaus. Se on automaattinen laboratorioanalyysitekniikka, jota käytetään laajalti laboratorioissa. Sitä käytetään laajalti vedenlaadun online-automaattisissa valvontajärjestelmissä. Sen etuna on vähäisempi näytteenotto, korkea tarkkuus, nopea analyysinopeus ja reagenssien säästö jne., mikä voi vapauttaa operaattorit työläästä fyysisestä työstä, kuten NO3-, NO2-, NH4+, F-, CrO42-, Ca2+ jne. mittaamisesta vedenlaadussa. Virtausinjektiotekniikka on saatavilla. Detektori voi käyttää spektrofotometrian lisäksi myös atomiabsorptio- ja ioniselektiivisiä elektrodeja jne.
6. Valenssi- ja muotoanalyysi
Saasteita esiintyy vesiympäristössä eri muodoissa, ja niiden myrkyllisyys vesiekosysteemeille ja ihmisille on myös hyvin erilaista. Esimerkiksi Cr6+ on paljon myrkyllisempää kuin Cr3+, As3+ on myrkyllisempää kuin As5+ ja HgCl2 on myrkyllisempää kuin HgS. Vedenlaatustandardit ja -seuranta edellyttävät kokonaiselohopean ja alkyylielohopean, kuusiarvoisen kromin ja kokonaiskromin, Fe3+:n ja Fe2+:n, NH4+-N:n, NO2–N:n ja NO3–N:n määrittämistä. Joissakin hankkeissa vaaditaan myös suodatettavuustilaa ja kokonaismäärän mittausta jne. Ympäristötutkimuksessa saastumismekanismin ja migraatio- ja muuntumissääntöjen ymmärtämiseksi ei ole tarpeen tutkia ja analysoida ainoastaan epäorgaanisten aineiden valenssi-adsorptiotilaa ja kompleksitilaa, vaan myös tutkia niiden hapettumista ja pelkistymistä ympäristössä (kuten typpipitoisten yhdisteiden nitrosaatiota, nitrifikaatiota tai denitrifikaatiota jne.) sekä biologista metylaatiota ja muita kysymyksiä. Orgaanisessa muodossa esiintyvät raskasmetallit, kuten alkyylilyijy, alkyylitina jne., ovat tällä hetkellä ympäristötutkijoiden huomion kohteena. Erityisesti sen jälkeen, kun trifenyylitina, tributyylitina jne. listattiin hormonaalisten haitta-aineiden luetteloon, orgaanisten raskasmetallien seuranta Analyyttinen teknologia kehittyy nopeasti.
2. Orgaanisten epäpuhtauksien seurantateknologia
1. Happea kuluttavan orgaanisen aineen seuranta
Vesistöjen happea kuluttavan orgaanisen aineen aiheuttamaa saastumista kuvaavia kattavia indikaattoreita on useita, kuten permanganaatti-indeksi, CODCr, BOD5 (mukaan lukien myös epäorgaaniset pelkistävät aineet, kuten sulfidi, NH4+-N, NO2–N ja NO3–N), orgaanisen aineen kokonaishiili (TOC) ja kokonaishapenkulutus (TOD). Näitä indikaattoreita käytetään usein jätevedenpuhdistuksen vaikutusten hallintaan ja pintaveden laadun arviointiin. Näillä indikaattoreilla on tietty korrelaatio keskenään, mutta niiden fysikaaliset merkitykset ovat erilaiset, ja niitä on vaikea korvata keskenään. Koska happea kuluttavan orgaanisen aineen koostumus vaihtelee vedenlaadun mukaan, tämä korrelaatio ei ole kiinteä, vaan vaihtelee suuresti. Näiden indikaattoreiden seurantateknologia on kypsynyt, mutta ihmiset tutkivat edelleen analyysiteknologioita, jotka voivat olla nopeita, yksinkertaisia, aikaa säästäviä ja kustannustehokkaita. Esimerkiksi nopea COD-mittari ja mikrobisensorilla varustettu nopea BOD-mittari ovat jo käytössä.
2. Orgaanisten epäpuhtauksien luokkien seurantateknologia
Orgaanisten epäpuhtauksien seuranta alkaa enimmäkseen orgaanisten epäpuhtauksien luokkien seurannasta. Koska laitteet ovat yksinkertaisia, seuranta on helppoa yleisissä laboratorioissa. Toisaalta, jos luokkien seurannassa havaitaan merkittäviä ongelmia, voidaan suorittaa tietyntyyppisten orgaanisten aineiden tarkempi tunnistaminen ja analysointi. Esimerkiksi kun seurataan adsorboituvia halogenoituja hiilivetyjä (AOX) ja havaitaan, että AOX ylittää standardin, voimme käyttää GC-ECD:tä jatkoanalyyseihin selvittääksemme, mitkä halogenoidut hiilivetyyhdisteet ovat saastuttavia, kuinka myrkyllisiä ne ovat, mistä epäpuhtaudet tulevat jne. Orgaanisten epäpuhtauksien luokkien seurantakohteita ovat: haihtuvat fenolit, nitrobentseeni, aniliinit, mineraaliöljyt, adsorboituvat hiilivedyt jne. Näihin projekteihin on saatavilla standardianalyyttisiä menetelmiä.
3. Orgaanisten epäpuhtauksien analysointi
Orgaanisten epäpuhtauksien analyysi voidaan jakaa VOC-yhdisteiden, S-VOC-yhdisteiden analyysiin ja tiettyjen yhdisteiden analyysiin. Haihtuvien orgaanisten yhdisteiden (VOC) mittaamiseen käytetään strippaus- ja loukkausmenetelmää GC-MS, ja puoliksi haihtuvien orgaanisten yhdisteiden (S-VOC) mittaamiseen käytetään neste-neste-uuttoa tai mikro-kiinteäfaasiuuttoa GC-MS:ää, joka on laaja-alainen analyysi. Erotteluun käytetään kaasukromatografiaa, orgaanisten epäpuhtauksien määrittämiseen liekki-ionisaatiodetektoria (FID), sähköistä sieppausdetektoria (ECD), typpi-fosforidetektoria (NPD), fotoionisaatiodetektoria (PID) jne. Nestefaasikromatografiaa (HPLC), ultraviolettidetektoria (UV) tai fluoresenssidetektoria (RF) polysyklisten aromaattisten hiilivetyjen, ketonien, happoestereiden, fenolien jne. määrittämiseen.
4. Automaattinen valvonta ja kokonaispäästöjen valvontatekniikka
Ympäristön vedenlaadun automaattiset seurantajärjestelmät ovat enimmäkseen tavanomaisia seurantakohteita, kuten veden lämpötila, väri, pitoisuus, liuennut happi, pH, johtavuus, permanganaatti-indeksi, CODCr, kokonaistyppi, kokonaisfosfori, ammoniumtyppi jne. Maamme on perustamassa automaattisia vedenlaadun seurantajärjestelmiä joillekin tärkeille kansallisesti valvotuille vedenlaadun osille ja julkaisee viikoittaisia vedenlaaturaportteja tiedotusvälineissä, mikä on erittäin tärkeää vedenlaadun suojelun edistämiseksi.
Yhdeksännen ja kymmenennen viisivuotissuunnitelman aikana maani valvoo ja vähentää CODCr:n, mineraaliöljyn, syanidin, elohopean, kadmiumin, arseenin, kromin (VI) ja lyijyn kokonaispäästöjä ja saattaa joutua hyväksymään useita viisivuotissuunnitelmia. Vain pyrkimällä merkittävästi vähentämään kokonaispäästöjä vesiympäristön kapasiteetin alapuolelle voimme parantaa vesiympäristöä ja saada sen hyvään tilaan. Siksi suurten saastuttavien yritysten on perustettava standardoidut jätevesien poistoputket ja jätevesien mittauskanavat, asennettava jätevesien virtausmittareita ja online-jatkuvatoimisia valvontalaitteita, kuten CODCr:n, ammoniakin, mineraaliöljyn ja pH:n mittaamiseen, jotta yrityksen jätevesien virtausta ja epäpuhtauksien pitoisuuksia voidaan seurata reaaliajassa, ja tarkistettava päästöjen kokonaismäärä.
5 Vesien saastumishätätilanteiden nopea seuranta
Tuhansia suuria ja pieniä saasteonnettomuuksia sattuu vuosittain, mikä paitsi vahingoittaa ympäristöä ja ekosysteemiä, myös uhkaa suoraan ihmisten henkeä ja omaisuutta sekä yhteiskunnallista vakautta (kuten edellä mainittiin). Saastumisonnettomuuksien hätätilanteiden havaitsemismenetelmiin kuuluvat:
①Kannettava nopea mittausmenetelmä: kuten liuennut happi, pH-mittari, kannettava kaasukromatografi, kannettava FTIR-mittari jne.
② Pikailmaisuputki ja -paperimenetelmä: kuten H2S-ilmaisuputki (testipaperi), CODCr-pikailmaisuputki, raskasmetallien ilmaisuputki jne.
③Näytteenotto paikan päällä - laboratorioanalyysit jne.
Julkaisun aika: 11. tammikuuta 2024
