◎ 趙玉燕,丁超凡,馬紅利,陳 欣
(山東藍(lán)城分析測試有限公司,山東 濟(jì)南 250013)
生活飲用水是人類生活中不可或缺的重要資源,其質(zhì)量直接關(guān)系到人們的健康和生活質(zhì)量?;诖耍疚奶接懥松铒嬘盟|(zhì)理化指標(biāo)檢測的相關(guān)問題,包括重要性、檢測方法以及發(fā)展趨勢。
優(yōu)質(zhì)的飲用水含有適量的礦物質(zhì)和微量元素,對(duì)維持人們的身體功能起著重要作用。例如,水中的鈣和鎂可以幫助骨骼健康,保護(hù)心血管系統(tǒng)。因此,飲用水的質(zhì)量直接影響人們的身體健康。此外,水可以幫助排出體內(nèi)的廢物和毒素,維持腎臟和消化系統(tǒng)的正常功能。同時(shí),適量的水?dāng)z入可以保持皮膚的濕潤,減少干燥和瘙癢的問題[1]。
水是人類生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)資源之一,許多行業(yè)和生產(chǎn)活動(dòng)都需要大量的水資源,如農(nóng)業(yè)、工業(yè)、能源等。根據(jù)聯(lián)合國的數(shù)據(jù),全球約有30%的人口缺少干凈的飲用水,不僅對(duì)人們的健康和生活質(zhì)量造成了巨大影響,也限制了這些地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。此外,缺乏飲用水資源的地區(qū)往往無法進(jìn)行農(nóng)業(yè)種植和工業(yè)生產(chǎn),導(dǎo)致糧食和商品短缺,進(jìn)一步加劇貧困和不平等現(xiàn)象。因此,保障生活飲用水資源的供應(yīng),對(duì)于促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和減少貧困至關(guān)重要。
生活飲用水的重要性還體現(xiàn)在環(huán)境保護(hù)方面,由于人類活動(dòng)的不當(dāng)干擾,如過度開采、污染和氣候變化等,對(duì)水資源的可持續(xù)供應(yīng)造成了很大影響。保護(hù)水資源的重要性不僅在于維護(hù)人類的生存和發(fā)展,也在于保護(hù)和維護(hù)生態(tài)環(huán)境的健康。因此,水資源的保護(hù)需要人們的共同努力,包括加強(qiáng)水資源保護(hù)、推廣水資源的可持續(xù)利用和減少水污染等。
2.1.1 pH 檢測方法
①使用酸堿指示劑。酸堿指示劑是一種能夠在不同pH 下改變顏色的化學(xué)物質(zhì)。通過將酸堿指示劑加入待測水樣中,可以根據(jù)顏色變化確定水的pH。例如,酸性水樣會(huì)使酸堿指示劑變紅,堿性水樣會(huì)使其變藍(lán)。這種方法簡單易行,適用于快速檢測和現(xiàn)場測試。②使用pH 電極。pH 電極是一種具有測量pH 能力的電化學(xué)傳感器。它由玻璃電極和參比電極組成,通過將pH 電極浸入水樣中,可以測量水中的氫離子濃度,并將其轉(zhuǎn)換為pH 值。這種方法通常用于實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中,具有高精度和準(zhǔn)確性[2]。
2.1.2 溶解氧檢測方法
溶解氧是指水中溶解的氧氣分子的含量。水體中的溶解氧對(duì)水生生物的生存和繁殖至關(guān)重要,常用的溶解氧檢測方法包括溶解氧電極法和化學(xué)法。①溶解氧電極法是通過電極與水樣接觸,測量電極的電勢變化來判斷溶解氧的含量。這種方法準(zhǔn)確度高,適用于實(shí)驗(yàn)室。②化學(xué)法是利用化學(xué)反應(yīng)來測定水樣中的溶解氧含量。這種方法操作簡單,適合于現(xiàn)場檢測和普通家庭使用。
2.1.3 總?cè)芙夤腆w檢測方法
總?cè)芙夤腆w是指水中溶解的所有固體物質(zhì)的總量,包括溶解的無機(jī)鹽、有機(jī)物和懸浮物等。傳統(tǒng)的總?cè)芙夤腆w檢測方法包括蒸發(fā)法和烘干法。其中,蒸發(fā)法是將水樣蒸發(fā)至干燥,然后稱量固體殘?jiān)馁|(zhì)量,計(jì)算總?cè)芙夤腆w的含量;烘干法是將水樣烘干至固體殘?jiān)俜Q量質(zhì)量進(jìn)行計(jì)算。
2.1.4 氨氮檢測方法
氨氮是用來評(píng)價(jià)水體中有機(jī)氮和無機(jī)氮總含量的一種指標(biāo)。它是指在特定條件下,水中存在的氨和氨基化合物所形成的氨的總量。氨氮是一項(xiàng)重要的水質(zhì)指標(biāo),因?yàn)槠淇梢苑从乘械挠袡C(jī)污染物和營養(yǎng)物質(zhì)含量,對(duì)于判斷水體的富營養(yǎng)化程度以及水質(zhì)污染程度具有重要意義。氨氮的檢測方法主要有氨選擇電極法和分光光度法。①氨選擇電極法是一種常用的氨氮檢測方法,通過測量水中氨離子的濃度來確定氨氮的含量。這種方法的原理是利用氨選擇電極與水中的氨離子發(fā)生反應(yīng),產(chǎn)生電位變化,然后通過測量電位變化的大小計(jì)算氨氮的含量。氨選擇電極法具有操作簡便、檢測速度快、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn),適用于水樣中氨氮含量較低的情況。②分光光度法是通過測量水樣中氨基化合物與試劑之間的吸光度變化來確定氨氮的含量。這種方法的原理是將水樣與試劑反應(yīng)生成有色產(chǎn)物,然后通過光譜儀測量產(chǎn)物的吸光度,從而計(jì)算出氨氮的含量。分光光度法適用于氨氮含量較高的情況,具有靈敏度高、準(zhǔn)確度高等優(yōu)點(diǎn)[3]。
2.1.5 鉻檢測方法
目前,常用的鉻檢測方法主要有原子吸收光譜法(AAS)和電感耦合等離子體質(zhì)譜法(ICP-MS)等。①原子吸收光譜法是一種傳統(tǒng)的分析方法,它通過測量樣品中金屬離子吸收的光強(qiáng)度,定量分析樣品中的金屬元素。②電感耦合等離子體質(zhì)譜法是一種高靈敏度的分析方法,它通過將樣品中的金屬元素轉(zhuǎn)化為離子,并通過質(zhì)譜儀進(jìn)行檢測和定量分析。
2.1.6 總大腸菌群檢測方法
常用的總大腸菌群檢測方法主要有膜過濾法和MPN 法。①膜過濾法是一種常見的定量分析方法,它通過將水樣過濾并將過濾后的細(xì)菌在培養(yǎng)基上生長,而后通過計(jì)數(shù)確定細(xì)菌群的數(shù)量。②MPN 法是一種定性分析方法,主要根據(jù)細(xì)菌在不同稀釋度的培養(yǎng)基中的生長情況來確定有菌和無菌的樣品數(shù)量[4-5]。
在一個(gè)某三四線小城鎮(zhèn)的生活飲用水廠,工作人員發(fā)現(xiàn)最近供水質(zhì)量出現(xiàn)了一些問題,水質(zhì)變得混濁,口感也不再清爽,為了解決這個(gè)問題,他們決定使用光譜分析法檢測水質(zhì)的理化指標(biāo)。
(1)工作人員收集了多個(gè)水樣品,包括自來水和地下水,這些樣品來自不同的水源,如水井和河流。
(2)工作人員將水樣品送到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行光譜分析。光譜分析是一種通過測量物質(zhì)與光的相互作用來確定物質(zhì)成分的方法,工作人員使用紫外-可見光譜儀測量水樣品的吸光度。
(3)通過光譜分析,工作人員得到了一系列關(guān)于水質(zhì)的數(shù)據(jù),他們發(fā)現(xiàn)不同水源的水樣品吸光度存在明顯差異。其中,一些水樣品的吸光度超過了正常范圍,這可能是導(dǎo)致水質(zhì)問題的原因之一。
(4)工作人員進(jìn)一步分析了吸光度超過正常范圍的水樣品,通過比較這些水樣品的光譜圖,發(fā)現(xiàn)其中一種水樣品中含有較高濃度的有機(jī)物質(zhì)。這些有機(jī)物質(zhì)可能是導(dǎo)致水質(zhì)變差的主要原因。
(5)工作人員根據(jù)分析結(jié)果制定了相應(yīng)的處理方案,決定增加水處理廠的過濾設(shè)備,以去除水中的有機(jī)物質(zhì)。此外,加強(qiáng)對(duì)水源的監(jiān)測,以確保水質(zhì)的穩(wěn)定性。
經(jīng)過一段時(shí)間的改進(jìn)和調(diào)整,生活飲用水廠的水質(zhì)問題得到了有效解決。水質(zhì)變得清澈透明,口感也恢復(fù)了清爽。
這個(gè)案例充分展示了光譜分析法在生活飲用水水質(zhì)檢測中的應(yīng)用價(jià)值。通過光譜分析,工作人員可以快速準(zhǔn)確地了解水質(zhì)的理化指標(biāo),找出問題所在,并制定相應(yīng)的解決方案,不僅可以提高水質(zhì)的監(jiān)測和管理水平,也可以為人們提供更好的生活品質(zhì)。
隨著科技的進(jìn)步,生活飲用水水質(zhì)理化指標(biāo)檢測技術(shù)正朝著自動(dòng)化和智能化方向發(fā)展,自動(dòng)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)水質(zhì)的連續(xù)監(jiān)測和快速分析,提高檢測效率和準(zhǔn)確性;智能化技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)檢測設(shè)備的智能控制和數(shù)據(jù)處理,提高檢測過程的穩(wěn)定性和可靠性。
實(shí)時(shí)監(jiān)測是生活飲用水水質(zhì)理化指標(biāo)檢測技術(shù)的一個(gè)重要發(fā)展方向,傳統(tǒng)的水質(zhì)檢測方法通常需要取樣和送樣到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行分析,這個(gè)過程比較煩瑣且時(shí)間較長;實(shí)時(shí)監(jiān)測技術(shù)可以對(duì)水質(zhì)進(jìn)行在線監(jiān)測,及時(shí)發(fā)現(xiàn)水質(zhì)異常和問題,提高對(duì)水質(zhì)的及時(shí)響應(yīng)和處理能力。
便攜式檢測設(shè)備是生活飲用水水質(zhì)理化指標(biāo)檢測技術(shù)的另一個(gè)重要發(fā)展方向,傳統(tǒng)的水質(zhì)檢測設(shè)備通常體積較大,需要在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行操作;便攜式檢測設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)對(duì)水質(zhì)的快速檢測和現(xiàn)場分析,方便水質(zhì)檢測的實(shí)施和推廣。
生活飲用水的水質(zhì)受到多種因素的影響,對(duì)水質(zhì)進(jìn)行多參數(shù)的綜合分析是非常重要的。傳統(tǒng)的水質(zhì)檢測方法通常只能對(duì)某一種或少數(shù)幾種指標(biāo)進(jìn)行檢測,無法全面了解水質(zhì)的情況;多參數(shù)綜合分析技術(shù)可以同時(shí)對(duì)多種指標(biāo)進(jìn)行檢測和分析,全面了解水質(zhì)的狀況[6]。
開展生活飲用水的水質(zhì)理化指標(biāo)檢測,是確保人們健康和生活質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,先進(jìn)的生活飲用水水質(zhì)理化指標(biāo)檢測方法不斷涌現(xiàn),且呈現(xiàn)出自動(dòng)化、智能化、實(shí)時(shí)監(jiān)測等發(fā)展趨勢,可以為生活飲用水的質(zhì)量監(jiān)測和保障提供更加有效和可靠的手段。