郭如俠
(河北省張家口水文勘測研究中心 河北張家口 075000)
隨著社會的進步和經(jīng)濟的發(fā)展,我國工業(yè)化建設(shè)程度也日益提高,但同時也帶來了越來越嚴重的水資源污染問題,這就在極大程度上破壞了人們的生活環(huán)境,影響人們的生活用水安全。為了確保水質(zhì)的良好,就需要采用科學(xué)有效的水質(zhì)化驗方法,結(jié)合化驗結(jié)果來加強對水質(zhì)的管控,尤其是對污染水資源的企業(yè),要進行嚴厲處罰和管控,確保其工業(yè)廢水排放值處于合格范圍以內(nèi),從而保證人們的生產(chǎn)生活安全。基于這一背景,有關(guān)部門需要積極研究更加科學(xué)的水質(zhì)化驗分析方法,不斷提高化驗分析方法的準確性和有效性。
水質(zhì)化驗分析的主要目的是通過分析現(xiàn)階段某區(qū)域內(nèi)水質(zhì)的質(zhì)量,結(jié)合分析結(jié)果,采取相應(yīng)的措施,防止水污染的產(chǎn)生,確保該區(qū)域內(nèi)水環(huán)境的協(xié)調(diào)性。也就說,通過水質(zhì)化驗分析,能夠進一步提高區(qū)域內(nèi)的水質(zhì),這也是保護區(qū)域內(nèi)生態(tài)環(huán)境的關(guān)鍵措施之一。通常而言,水質(zhì)化驗的標(biāo)準涉及兩個方面:一是常規(guī)化驗,二是非常規(guī)化驗,這兩種化驗標(biāo)準之間存在較大的區(qū)別,但也存在一定的聯(lián)系。結(jié)合我國相關(guān)規(guī)范和實驗規(guī)范,針對水質(zhì)的常規(guī)化驗,把原本的項目進行了增加,也整改了特殊項目,所以,在具體化驗檢測過程中,水質(zhì)的整體內(nèi)容中新增了微生物和消毒劑指標(biāo)等項目,這就讓水質(zhì)檢測結(jié)果更加多元性和精準性,也表明我國采取有效手段對目前水質(zhì)管理進行了調(diào)解,也進一步提高了水質(zhì)化驗技術(shù),且表明我國越來越重視水質(zhì)安全[1]。
近年來,我國關(guān)于水質(zhì)檢測的標(biāo)準逐漸與國際相接軌,也獲得了同步效果。另外,針對水質(zhì)中一些有機物與無機物而言,我國也制定了相應(yīng)的規(guī)范,結(jié)合這些有機物和無機物的不同類型,提出了相應(yīng)的研究項目,從而確保在今后的管理和治理過程中可以有效降低由于工業(yè)等企業(yè)不合規(guī)排放污水而污染到周圍的水資源,實現(xiàn)對水環(huán)境中有機物的綜合控制,最終有效減少污染源。
目前,水質(zhì)的檢測大多選擇分光光度法,其能夠?qū)λ械闹亟饘?、揮發(fā)酚、氨氮等物質(zhì)進行檢測,具有操作簡便、適用范圍廣、靈敏度高等優(yōu)勢,但在水質(zhì)檢測的準確度方面存在一些不足,所以,還需要與其他化驗方法進行配合。
2.1.1 氧溶解量測定法
對于水中溶解的氧氣含量測定,可首選氧溶解量測定方法,包括修正法和碘量法。若水樣中的亞硝酸鹽氮含量大于0.05mg/L,且二價鐵含量小于1mg/L,可采用疊氮化鈉修正技術(shù)來檢測經(jīng)過生化處理的污水或水資源,能夠得到極為有效且正確的檢測結(jié)果。若水樣中含有活性懸浮物污泥,可采用硫酸銅—氨基磺酸修正技術(shù)[2]。若水樣是清潔水,可首選碘量法進行檢測。若水樣中含有藻類、懸浮物、氧化物質(zhì)及還原性物質(zhì),需要先對這些雜質(zhì)進行恰當(dāng)處理,再采用碘量法進行檢測,但碘量法的工序較多且復(fù)雜,更適合在專業(yè)實驗室中應(yīng)用,若水中植物過多,將會造成較大的測量誤差。
針對溶解氧的測定,還可采用電化學(xué)探頭檢驗法,主要是利用金屬電極和透氣薄膜來完成檢驗?zāi)繕?biāo),其中,薄膜能夠阻止水和可溶性物質(zhì)進入,可以在水中溶解的氧和其他氣體則允許進入,借助電極對進入的氧氣進行還原,產(chǎn)生擴散電流,這一電流的強度較為微弱,溶解氧的實際含量與電極可通過的電流強度呈現(xiàn)出正相關(guān)。
在正式化驗前,需嚴格按照化驗儀器的說明書來校準儀器,并調(diào)整到電零點,一些儀器具有補償零點,無需調(diào)整。在零點檢驗過程中,需要把探頭浸入到鈷鹽和亞硫酸鈉的蒸餾水中,持續(xù)10min左右,以確保能夠穩(wěn)定讀數(shù),之后,將探頭浸入到水樣中,停留足夠的時間,水樣的溫度和探頭設(shè)定值必須一致,才能保證讀數(shù)穩(wěn)定。在提供的化驗報告中,必須詳細說明采樣和檢測的水溫、測定結(jié)果、相應(yīng)的表示方法、檢測和采樣的大氣溫度、水中含氧量、化驗中的細節(jié)性問題等,若水樣中存在特殊氣體,將會影響到化驗結(jié)果,必須及時更換選擇性薄膜。
2.1.2 離子色譜檢驗法
針對離子交換的水質(zhì)環(huán)境檢測,可首選離子色譜檢驗法,相較于其他化驗方法,其具有更好的檢測效果,能夠直接對處于水樣中的陰離子進行定量、定性檢測。該化驗方法的應(yīng)用原理為:以離子交換為基礎(chǔ),對水樣中多種類別的陰離子進行多次測定和分析。在水中放入碳酸鹽以后,陰離子和樹脂能夠進行彼此交換,樹脂針對不同種類的陰離子形成的親和力有著一定的區(qū)別,故而可結(jié)合這種區(qū)別來完成對陰離子的分離檢測。樹脂能夠?qū)﹃庪x子產(chǎn)生影響,使之被分離處理,并繼續(xù)與陽離子形成樹脂反應(yīng),由于陽離子具有酸性,在反應(yīng)結(jié)束后,能夠獲得酸性碳酸鹽。由于酸性碳酸鹽具備很強的導(dǎo)電性,且原本處于水樣中的碳酸氫鹽也具備一定的酸性,所以能夠讓反應(yīng)繼續(xù)發(fā)生,從而形成碳酸這一導(dǎo)電性很差的物質(zhì)[3]。
在應(yīng)用離子色譜檢驗對水中陰離子進行測定時,與待陰性離子存在相似點的物質(zhì)會影響到化驗工作的順利進行,水樣中很可能存在負峰降低的現(xiàn)象,這就需要采用淋洗溶液來對這些影響因素進行消除,并保證化驗配置滿足標(biāo)準,以此來確保化驗結(jié)果更加貼近水質(zhì)的具體情況。
2.1.3 氣相色譜分離法
該水質(zhì)化驗方法的應(yīng)用原理為:結(jié)合水樣中的成分所處色譜柱中的固定液和氣相液中的分配系數(shù)展開檢測。在氣化作用下,載氣會將水樣輸送到色譜柱中,不同成分兩項中加以多次反復(fù)分配,因為固定相溶解和吸附水樣成分的能力存在一定的差異,故而其在色譜柱上的移動速度也不同,在一段時間以后,就能夠分理出各個組分,隨后進入到對應(yīng)的檢測器中,通過放大信號,即可在記錄器上顯示出組分的色譜圖。
氣象色譜分離法具有很高的靈敏度與分離效率,還具有很強的選擇性,對于同位素、旋光異構(gòu)體、烴類異構(gòu)體等有著相似性質(zhì)的成分,該水質(zhì)化驗方法也能夠體現(xiàn)出較佳的分析能力。相較于其他水質(zhì)化驗方法,氣象色譜分離法的分析速度更快,能夠在較短的時間內(nèi)完成一個水樣的分析,甚至能夠在1s內(nèi)完成多個組分的分析,具有非常廣泛的應(yīng)用范圍,可實現(xiàn)多環(huán)芳烴、苯系物質(zhì)等的化驗[4]。
2.2.1 平行對比分析法
對于區(qū)域內(nèi)的水樣采集測試,通常都會選擇平行對比分析法,以對同一種水源加以嚴格管控,還能夠比較不同位置的水質(zhì)狀況,進而減少由于同一位置進行采集而引發(fā)偏差問題。平行對比分析法的應(yīng)用效果主要體現(xiàn)為:若區(qū)域內(nèi)的水樣呈現(xiàn)出比較均勻的分布情況,也具備較為穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)性質(zhì),則能夠避免檢測結(jié)果存在較大的偏差;若該區(qū)域上游存在排污問題,而下游沒有時,將會嚴重影響檢測結(jié)果的準確性。所以,在實際分析過程中,必須采取有效的控制措施來確保檢驗水分布的平均性,從而保證在應(yīng)用平行對比分析法時,可以對整體數(shù)據(jù)進行有效觀測,最終確保最終檢驗結(jié)果的精準性與有效性。
2.2.2 二次檢驗法
在具體水質(zhì)化驗過程中,相關(guān)人員并不是一次完成所有水樣的檢測,往往會適當(dāng)?shù)亓粝乱徊糠謽悠罚贸龅谝淮螜z驗結(jié)果以后,針對其中存在的異常情況,再使用樣品加以二次檢測,從而在完成水質(zhì)化驗以后,就能夠?qū)φ盏谝淮蔚幕灲Y(jié)果進行對比,最終更好地保證水質(zhì)化驗的精準性與合理性。在這一過程中,必須注意在復(fù)查工作開始前應(yīng)為同一樣品設(shè)置對應(yīng)的編碼,且做好樣品的管理工作,以保證二次化驗時對于二者的編碼加以核對,避免水樣發(fā)生錯誤狀況[5]。另外,二次水樣化驗的主要目的在于:實現(xiàn)針對第一次化驗結(jié)果進行對照,避免化驗結(jié)果發(fā)生偏差問題,或是通過偏差問題的發(fā)生,找出不同之處的原因所在,以此來更加有效地管理區(qū)域水質(zhì)。值得注意的是,在開展二次化驗時,必須確保兩次化驗的間隔時間不可過長,由于水樣保留過程中存在一定的時間限制,隨著時間的推移,水樣可能會因為環(huán)境的變化而發(fā)生改變,從而影響到化驗結(jié)果。
2.2.3 對比觀察法
對比觀察法即對于化驗水樣進行有效的對照,利用對比觀察來更加科學(xué)合理地監(jiān)測水樣的質(zhì)量,在化驗結(jié)束以后,能夠?qū)Σ煌瑫r間段采集的水樣加以平行對照。不同于平行對照方法是對于同一時期內(nèi)的多個位置加以對比,對比觀察法是對不同時間段同一位置的水樣加以化驗,從而通過對比觀察來確保最終檢測結(jié)果的科學(xué)性和精準性,還能夠降低由于化驗人員操作不當(dāng)而造成水樣出現(xiàn)變化的概率。通常而言,在水樣分析過程中,通過對照檢測化驗結(jié)果,能夠保證水樣檢測過程更具有可靠性和真實性,還能夠以更加直觀的評價方式對化驗結(jié)果進行分析。
檢測環(huán)境的質(zhì)量直接關(guān)系到最終化驗分析結(jié)果的有效性與準確性,若具體誤差大于標(biāo)準誤差,將會影響到水質(zhì)保護與利用策略制定的合理性。環(huán)境溫濕度是影響水質(zhì)化驗的重要因素,若環(huán)境溫度太高,將會導(dǎo)致一些化驗儀器設(shè)備不能正常運行,出現(xiàn)檢測誤差,最終大大降低水質(zhì)污染管控效果。
儀器設(shè)備是水質(zhì)化驗分析中必不可少的,若不能確保儀器設(shè)備的安全穩(wěn)定運行,或是器皿內(nèi)部的雜質(zhì)沒有清洗干凈,將會大大增加檢測誤差,從而對水質(zhì)化驗分析結(jié)果產(chǎn)生負面影響。例如,玻璃器皿就是水質(zhì)化驗中最為常見的工具,若其清潔不到位,將難以保證水質(zhì)檢測結(jié)果的正確性,會在很大程度上影響水質(zhì)控制工作的質(zhì)量。
人員是影響水質(zhì)化驗分析質(zhì)量控制效果的關(guān)鍵因素,若化驗分析人員的專業(yè)能力和技術(shù)水平不高,工作態(tài)度敷衍、不認真,將會嚴重影響到檢測結(jié)果的準確性。在水質(zhì)化驗分析過程中,一些化驗分析人員過于關(guān)注結(jié)果,應(yīng)用的理論知識比較落后,化驗操作行為不夠規(guī)范,將會大大降低水質(zhì)化驗分析水平,從而影響到最終的化驗結(jié)果。
在實際水質(zhì)化驗分析過程中,工作人員時常忽視試劑與樣品的質(zhì)量管控,雖然分析了水質(zhì)樣品和試劑的質(zhì)量,但更多是停留在表面,這就埋下了諸多的質(zhì)量隱患,大幅度提高了水質(zhì)化驗分析成本。同時,工作人員忽視試劑和水樣抽檢工作,這就讓一些非標(biāo)準化化驗分析行為有了可乘之機,從而無法保證水質(zhì)化驗分析的質(zhì)量控制效果。
在水質(zhì)化驗分析過程中,必須對化驗環(huán)境的溫濕度進行嚴格控制,也就是利用先進的儀器和設(shè)備對溫濕度進行合理調(diào)節(jié),使之符合水質(zhì)化驗的環(huán)境要求,相關(guān)儀器設(shè)備包括加濕器、空調(diào)等。若化驗環(huán)境比較特殊,需要適當(dāng)增加檢測次數(shù),以盡量降低水質(zhì)化驗誤差,獲得更加準確的化驗結(jié)果[6]。如針對水中微生物的檢測,需在無菌環(huán)境下開展檢測工作,若環(huán)境質(zhì)量沒有達到無菌要求,勢必會影響檢測結(jié)果。
為確保水質(zhì)化驗分析的質(zhì)量,就必須充分保障化驗設(shè)備的質(zhì)量,即相關(guān)人員必須定期對相關(guān)設(shè)備進行檢修和保養(yǎng)、校準等工作,確保各類化驗設(shè)備始終保持穩(wěn)定、準確的運行狀態(tài),從而防止化驗結(jié)果由于設(shè)備精確度降低而產(chǎn)生誤差。以器皿為例,在開展水質(zhì)化驗分析工作前,相關(guān)人員必須做好器皿的清潔工作,防止被污染的器皿應(yīng)用到化驗分析中。因此,相關(guān)人員必須高度重視對化驗設(shè)備的檢查工作,以嚴謹、認真的工作態(tài)度,依據(jù)相關(guān)規(guī)范和要求對儀器設(shè)備進行嚴格管控,盡量減少儀器設(shè)備的質(zhì)量問題,進而保證化驗結(jié)果的準確性與真實性。
相關(guān)水質(zhì)化驗分析機構(gòu)必須高度重視對工作人員的教育培訓(xùn)工作,定期組織全體水質(zhì)化驗分析人員開展專業(yè)、系統(tǒng)性的培訓(xùn),使之及時掌握最新的水質(zhì)化驗分析知識、水質(zhì)化驗技術(shù),能夠充分掌握相關(guān)儀器設(shè)備質(zhì)檢和操作等方面的要求和規(guī)范,從而切實提高化驗分析人員的綜合素質(zhì),盡最大可能減少水質(zhì)化驗誤差。為能夠提高化驗分析人員參與培訓(xùn)的積極性,獲得理想的培訓(xùn)效果,相關(guān)機構(gòu)需要制定科學(xué)完善的考核機制,定期對化驗分析人員的學(xué)習(xí)效果進行考核,從而更加全面地提升其專業(yè)技能。
試劑和樣品質(zhì)量對水質(zhì)化驗分析結(jié)果存在關(guān)鍵性的影響。基于此,在開展水質(zhì)化驗分析工作前,相關(guān)人員需要對試劑和樣品的質(zhì)量進行嚴格控制,具體要做到以下幾點。(1)針對試劑質(zhì)量的控制。必須嚴格檢測試劑的采購日期、有效期、生產(chǎn)廠商、試劑包裝的完好性等,若試劑質(zhì)量不符合相關(guān)標(biāo)準,必須及時進行更換處理,以此來確?;灲Y(jié)果具有良好的參考價值。(2)針對水質(zhì)樣品的質(zhì)量控制。水質(zhì)化驗分析機構(gòu)必須安排專門的技術(shù)人員來完成水質(zhì)樣品收集、保存、運輸?shù)裙ぷ?,技術(shù)人員在上崗前必須接受系統(tǒng)化、專業(yè)化的培訓(xùn),只有培訓(xùn)合格后,才能夠正式上崗。在完成水質(zhì)樣品采集以后,需要嚴格按照相關(guān)規(guī)范和要求,做好樣品的保存與運輸?shù)裙ぷ?,并詳細記錄水質(zhì)樣品的存放位置、運輸方式等信息數(shù)據(jù),保證水質(zhì)樣品符合相關(guān)標(biāo)準要求,最終提供真實準確的數(shù)據(jù)。由于水質(zhì)樣品質(zhì)量對最終化驗分析質(zhì)量存在極大的影響,因此必須事前做好應(yīng)急準備工作,確保在具體化驗分析中出現(xiàn)問題時能夠及時處理,從而有效提高化驗分析結(jié)果的可信度。
由于水質(zhì)化驗對水體質(zhì)量評價有著很大的影響,所以,為了提升整個水質(zhì)化驗分析的質(zhì)量控制水平,必須對水質(zhì)化驗中每一個環(huán)節(jié)的工作質(zhì)量進行嚴格控制,具體包括如下方面。(1)水質(zhì)化驗分析方法的選擇。結(jié)合水質(zhì)化驗分析的具有要求,采用最為適宜的方法,如氧溶解量測定法、電化學(xué)探頭檢驗法、離子色譜檢驗法等,所選方法必須符合我國相關(guān)要求,這對化驗分析結(jié)果的精準控制有著重要意義。(2)加強樣本復(fù)檢工作。利用副樣復(fù)檢來對水質(zhì)化驗分析誤差進行控制,即相關(guān)人員需要做好樣本標(biāo)號、比較分析、結(jié)果復(fù)檢等工作,從而獲得更為真實、準確的檢測結(jié)果。在這一過程中,相關(guān)人員必須在既定時間內(nèi)完成復(fù)檢操作,不然容易因副樣的質(zhì)量發(fā)生改變而增大檢測誤差。在完成水質(zhì)化驗分析以后,相關(guān)人員必須深入研究和分析出現(xiàn)誤差的原因,并結(jié)合誤差分析結(jié)果來合理評價水質(zhì)。
在實際的水質(zhì)化驗分析過程中,提高水質(zhì)檢測質(zhì)量是至關(guān)重要的一環(huán),只有確保水質(zhì)檢測質(zhì)量,才能夠確保水質(zhì)化驗分析結(jié)果的準確性、客觀性。在開展水質(zhì)化驗分析之前,相關(guān)人員必須對部分存在缺陷的水質(zhì)樣品加以二次處理,并利用平行試驗、對比能力評定等方式來嚴格檢測水質(zhì)樣品,從而防止化驗結(jié)果產(chǎn)生太大的偏離。同時,為能夠提高水質(zhì)化驗的準確性,需要重視對污染源與水質(zhì)標(biāo)準的嚴格控制,在這一過程中,需要綜合考慮各種水質(zhì)凈化設(shè)備與管理能力之間具有的差異。在開展水質(zhì)化驗質(zhì)量控制期間,既要重視對化學(xué)工藝的相關(guān)質(zhì)量控制,又要重視污水處理情況,確保檢測所用試劑的規(guī)范性與合理性,對試劑的具體使用量進行科學(xué)控制,杜絕由于用量不合理而影響到最終結(jié)果的準確性。在完成檢測工作以后,必須做好試劑的回收處理工作,避免二次污染水源。
綜上所述,水質(zhì)化驗分析對提高區(qū)域水資源保護和管控水平有著重要意義。在具體的水質(zhì)化驗分析工作中,由于受到環(huán)境、人員、儀器設(shè)備、試劑與樣品等因素的影響,導(dǎo)致最終化驗結(jié)果不夠準確和真實,從而導(dǎo)致水質(zhì)化驗分析工作的作用得不到充分發(fā)揮。為此,相關(guān)機構(gòu)必須深入分析這些影響因素,采取行之有效的應(yīng)對措施,從而切實提高水質(zhì)化驗分析結(jié)果的真實性、精準性與客觀性,最終為區(qū)域水環(huán)境優(yōu)化治理提供一定的參考。