水質化學分析

水質化學分析是指將水中被分析物質與另一種已知成分、性質和含量的物質發生化學反應，而產生具有特殊性質的新物質，由此確定水中被分析物質的存在以及它的組成、性質和含量。

基本介紹

• 中文名：水質化學分析
• 外文名：Chemical analysis of water quality
• 目的：確定水中被分析物質的存在及性質
• 方法：中子活化分析法、XRF分析法等
• 作用：水質質量監測
• 重要性：為水源安全提供保障

背景介紹

水是生命之源、生活之源、生產之源，它作為一種核心資源和動態資源，具有不可替代性和難以利用高科技解決的特點，因此，水問題顯得十分重要。另一方面，根據世界衛生組織對世界長壽地區的大量調查結果進行分析，提出優質飲用水的六條標準是：不含有害人體健康的物理性、化學性和生物性污染；含有適量的有益於人體健康，並呈離子狀態的礦物質；水的分子團小，溶解力和滲透力強；水的硬度適，導熱、導電性能要好；應呈現弱鹼性；水中含有溶解氧，含有碳酸根離子；可以迅速、有效的清除體內的酸性代謝產物和各種有害物質。到目前為止，只有活性離子水能夠完全符合以上標準。因此研究水質化學分析質量監控顯得越來越重要了。

水質穩定性

水質穩定性衡量的兩個方面

( 一) 化學穩定性

在國內, 通常採用飽和指數和穩定指數配合使用, 判斷水質的穩定性。這種判斷標準僅以單一碳酸鈣的溶解平衡作為判斷依據, 沒有考慮電化學過程, 更沒有考慮水中膠體的影響, 而且把碳酸鈣既作為緩衝劑, 又作為水垢來考慮, 所以水質的腐蝕與結垢問題, 不能僅按上述指數來區分。近年美國、德國、瑞典、丹麥、挪威等國家聯合研討了這一問題, 主張要與管網所用材質結合起來考慮。實際上水質的化學穩定性與飽和指數、管材、PH 值AOC( Assimilable Organic Carbon) 都有關, 而目前國內外對這方面研究的卻不多, 因此應從飽和性指數、管材、PH 值、AOC 等多方面出發, 綜合研究、評價水質的化學穩定性問題。

( 二) 生物穩定性

所謂飲用水的生物穩定性是指飲用水中有機營養物質能支持異養細菌生長的潛力, 即細菌生長的最大可能性。可同化有機碳AOC 是指可生物降解有機碳BDOC 中被轉化成細胞物質的那部分。AOC 與異養細菌在管網中的繁殖密切相關, 是異樣細菌直接用以新陳代謝的物質和能量來源, 一般作為異養細菌在給水管網中再生長潛力的評價指標。自1982 年荷蘭Van der Kooij 博士創建了測定水中可同化有機碳試驗以來, 該方法在國外被廣泛用來評價水的生物穩定性。近20 年來, 國外通過一些中試或小型試驗對處理水的生物穩定性進行了大量研究, 主要有三個研究方向: 判斷生物穩定性的指標問題、各種水處理工藝對生物穩定性的去除作用、不同水源對處理水的生物穩定性的影響問題。但對管網中生物穩定性變化情況的研究還未見報導。國內目前對AOC的主要研究成果有: 水源水質較好的水廠出廠水和管網水中AOC 含量相對較低, 反之則高; 在飲用水中AOC 和BDOC 之比變化較大, 但大量數據統計結果表明平均值約為30% ～40% , 因此也可以用BDOC 來評價飲用水的生物穩定性; 常規水處理工藝對AOC 的去除效果波動較大, 而活性炭一納濾膜工藝可以達到較好的效果; AOC 在管網中的變化受氯的氧化和細菌活動的雙重影響, 氯氧化使AOC 增加, 細菌活動使AOC 減小。儘管目前國外對生物穩定性做了大量、深入研究,但還未從給水管網方面做過深入研究; 國內雖然曾研究了管網中AOC 的變化情況, 但只是一些比較簡單的定性研究。所以, 還需要進一步深入研究生物穩定性在配水管網中的各種影響因素, 如消毒劑種類和濃度、BDOC、溫度、管材、PH 值、細菌、水的停留時間等。通過實驗, 探求AOC 在管網中的變化規律, 研究出AOC 在管網內的動態變化模型, 將會彌補國內外在這方面的研究。

分析方法

常用的幾種水質化學分析方法

儀器分析方法

目前水質監測化學方法基本都是屬於儀器分析法雖然種類眾多，但是它們都是以物理化學方法作為基本前提的，主要包括流動注射分析法；放射分析法(中子活化分析法、同位素稀釋法1；色譜分析法(色譜一質譜聯用技術、薄層色譜法、高效液相色譜法、氣相色譜法)；光譜分析法(化學發光分析法、熒火分析法、可見分光光度法、x一螢光射線分析法、原子發射光譜法、紫外分光光度法、原子吸收光譜法、紅外光譜法等)；電化學分析法(庫侖分析法、離子選擇電極法、電位分析法、電導分析法、溶出伏安法、極譜法)等。儀器分析方法被大量地用於定量和定性測量環境物的過程中，能夠對鉀、鈣、鈉、鎂、鹼度等39項指標進行監測化驗，同時，還能夠長期監測地下水中的pH、氨氮、硝酸鹽、亞硝酸鹽、氯化物、大腸菌群等常規項目。如常用核磁共振、質譜、紅外光譜、紫外光譜等技術分析污染物的結構和狀態．定量和定性地判斷水或空氣的污染：常用氣相色譜法來測定有機物；常用分光光度法來測定無機非金屬和大部分金屬。

XRF分析法

水質化學分析的對象面很廣．包括農業污水、工業污水、江河湖泊水、海水等。XRF分析法分析精度高．前處理簡單，可以在很短的時間內將多種元素都精確地分析出來，尤其是XRF分析法在海水分析的過程中，鈉鹽和氯離子對其分析影響較小，幾乎可以忽略不計。目前，在水質分析中．XRF法套用日益增多。尤其是廣泛套用與分析海水中極微量重金屬，具有較好的套用前景。

中子活化分析法

在活化分析中，套用最多的微量元素分析法應該是中子活化分析法。中子活化分析法能夠有效地分析無機元素超痕量。當試樣被中子照射，待測元素受到中子轟擊時，可吸收其中某些中子後發生核反應釋放出γ射線和放射性同位素，通過測量放射性同位素的放射性或反應過程發出的γ射線強度，便可對待測元素進行定量，測量射線能量和半衰期便可定性。用同一樣品可進行多種元素的分析。

質量監測

存在的問題

1、監測力度不夠。

我國水體分布較為廣泛，單單就某個省來說，其水體的劃分都有很多的區域。但是我國目前對各個水區域的監測不夠全面，很多的水區域沒有相應的化學監測方法，對水質的監測標準也無法達到既定的監測標準，因此，小面積的水體區域的水質沒有得到有效的保障，飲用水安全堪憂。我國比較注重對重點水區域進行監督，而忽視了對小面積水體區域的監督和監測，很長時間以來，由於投資金額少，相關的化學監測設備缺乏，化學監測技術手段落後，使得飲用水的質量得不到保障，很多的飲用水中會含有 定量的微生物和有毒物質，微生物的量往往超過了標準值，因此，人們在飲用之後，會對身體造成極大的危害。

2、水質化學監控的基礎性工作具有一定的困難。

在我國，水質化學監測還處於發展的初級階段，無論是檢測技術上還是監測設備上，都具有一定的落後性，因此，使得水質化學監控基礎性工作受到了極大的影響。而水質化學監控的基礎性工作主要包括水質評估、水資源劃分、水資源保護以及水資源監控等。由於種種原因的限制，這些基礎性工作在實施的期間，都無法正常的運作。如在進行水資源監測工作時，由於受到各種因素的影響，使得相關的監測人員無法對水資源的質量進行有效的監測和控制，從而影響到了水環境站網的布設。在我國，還沒有建立專門的水質監測體系，使得地下水的質量無法得到保障。

重要性

1、水環境受污染，水質型缺水顯露出來。

隨著社會經濟的發展，水污染問題逐漸嚴峻，很多的工業將廢水大量的排入到江河湖泊中，使得水體遭到了嚴重的破壞，而且在很多的城市中，由於水污染，使得很多的水體不能轉化為飲用水，這就使得部分城市出現了用水緊缺的狀況。在經濟高速發展的過程中，工業廢水和城鎮生活污水未經處理的排放，生活垃圾和工業廢渣廢料的隨意傾倒，造成了中小河流水體污染，水質下降。水環境的污染，進一步加劇了水資源的供需矛盾，一系列生態和環境問題也隨之出現，部分河流魚蝦絕跡，地下水減少，許多河道斷流等等。

2、水質污染受到越來越重視。

目前，我國七大水系均呈現了不同程度的水環境污染，其中，淮河水系、海河水系、遼河水系、黃河水系情況非常不樂觀，全國總體狀況較差。而更讓人們難以鎮定的是，相關監測部門通過對4555個集中式城市飲用水源地的統計結果表明，大部分飲用水水源已經受到不同程度污染，有機、有毒污染現象較為嚴重，給人民生命財產造成巨大的損失。

改進措施

提高水質化學分析質量監控的方法

1、安裝線上儀農加強水質監測。水質線上檢測儀全天候對出J水余氯、濁度自動檢測，實時動態地將數據傳遞給線上監測系統平台匯總整理，使監測數據具有客觀性、科學性生產管理部門通過電腦、手機登入，隨時抽調分析水質變化情況，為水質處理提供準確數據並指導 藝生產，節約原材料的消耗、降低生產成本，達到精細化管理的日的水質線上監測儀農的投入使用能夠進步提高水質監測能力，居民用水安個進步得到保障。

2、實施全方位供水水質化學分析檢測，確保供水水質安個按照國家《生活飲用水衛生標準》和建設部《城巾供水水質管理規定》的要求，嚴格檢測檢測項日和頻率，4天對原水、出廠水水質進行細菌、耗氧量、濁度等指標l3項常規分析；對管網末梢進行細菌、濁度等七項指標監測：4月進行原水、出廠水、管網水個項分析，根據檢測結果指導工藝生產，無論從實效、頻率、項日上都嚴於國標規定一次供水直接關係人民民眾身體健康，依據《二次供水管理辦法》的規定，指導用水單位的一次供水水質管理，杜絕一次污染。

3、供水企業要加強與環保、衛生部門的聯繫，及時掌握水質信息要增加水源地水質檢測頻次和項日，及時掌握低水位取水的原水波動情況，對水質相關指標進行變化趨勢分析，及時向相關領導和部門提供水質信息糾‘對水庫低水位運行可能產生的水體富營養化及懸浮物增加風險，要制定應急預案，做好技術、物資各方面的準備工作要配合衛生部門做一·次供水設施的監管，保汪一次供水的水質安個各縣(市)，區供水企業要認真學習貫徹《生活飲用水衛生標準》(GB5749—2006)，《城市供水水質標準》(CJ，I’206—20o5)及《城鎮供水廠運行、維護及安個技術規程(CJJ58—2o09)》等相關規定，進步加強和規範水質安個管理要求縣(市)水廠化驗室在今1-內達到對原水、出廠水日檢9項及管網水月檢7項的檢測能力，同時增加化驗人員並加強專業技能的培訓，確保各縣(市)城巾供水水質達到《生活飲用水衛生標準》(GB5749—2006)逐步建立“企業自檢、行業監測和行政監督”，相結合的水質監督體系。