Poniżej znajduje się wprowadzenie do metod badawczych:
1. Technologia monitorowania zanieczyszczeń nieorganicznych
Badanie zanieczyszczenia wody rozpoczyna się od Hg, Cd, cyjanku, fenolu, Cr6+ itp., a większość z nich mierzy się za pomocą spektrofotometrii. W miarę pogłębiania się prac na rzecz ochrony środowiska i poszerzania zakresu usług monitoringu, czułość i dokładność metod analizy spektrofotometrycznej nie jest w stanie sprostać wymaganiom zarządzania środowiskowego. Dlatego szybko opracowano różne zaawansowane i bardzo czułe instrumenty i metody analityczne.
1.Metody absorpcji atomowej i fluorescencji atomowej
Absorpcja atomowa w płomieniu, absorpcja atomowa wodorku i absorpcja atomowa w piecu grafitowym zostały opracowane sukcesywnie i pozwalają określić większość pierwiastków śladowych i ultraśladowych metali w wodzie.
Instrument do fluorescencji atomowej opracowany w moim kraju może jednocześnie mierzyć w wodzie związki ośmiu pierwiastków: As, Sb, Bi, Ge, Sn, Se, Te i Pb. Analiza tych pierwiastków podatnych na wodorki charakteryzuje się wysoką czułością i dokładnością przy niskich zakłóceniach matrycy.
2. Plazmowa spektroskopia emisyjna (ICP-AES)
Plazmowa spektrometria emisyjna rozwinęła się szybko w ostatnich latach i znalazła zastosowanie do jednoczesnego oznaczania składników matrycy w czystej wodzie, metali i substratów w ściekach oraz wielu pierwiastków w próbkach biologicznych. Jego czułość i dokładność są w przybliżeniu porównywalne z metodą absorpcji atomowej w płomieniu i jest bardzo wydajna. W jednym nastrzyku można jednocześnie zmierzyć od 10 do 30 pierwiastków.
3. Plazmowa spektrometria emisyjna ze spektrometrią mas (ICP-MS)
Metoda ICP-MS to metoda analizy spektrometrii masowej wykorzystująca ICP jako źródło jonizacji. Jej czułość jest o 2 do 3 rzędów wielkości większa niż w przypadku metody ICP-AES. Zwłaszcza przy pomiarze pierwiastków o liczbie masowej powyżej 100 jego czułość jest wyższa niż granica wykrywalności. Niski. Japonia umieściła metodę ICP-MS jako standardową metodę analizy do oznaczania Cr6+, Cu, Pb i Cd w wodzie.
4. Chromatografia jonowa
Chromatografia jonowa to nowa technologia separacji i pomiaru powszechnych anionów i kationów w wodzie. Metoda charakteryzuje się dobrą selektywnością i czułością. Za pomocą jednego wyboru można mierzyć jednocześnie wiele komponentów. Detektor przewodności i kolumna do separacji anionów mogą być stosowane do oznaczania F-, Cl-, Br-, SO32-, SO42-, H2PO4-, NO3-; kolumnę do separacji kationów można wykorzystać do oznaczania NH4+, K+, Na+, Ca2+, Mg2+ itp. za pomocą elektrochemii. Detektor może mierzyć I-, S2-, CN- i niektóre związki organiczne.
5. Technologia spektrofotometrii i analizy wtrysku przepływowego
Badania niektórych bardzo czułych i wysoce selektywnych reakcji chromogennych do spektrofotometrycznego oznaczania jonów metali i jonów niemetali wciąż przyciągają uwagę. Spektrofotometria zajmuje dużą część rutynowego monitorowania. Warto zauważyć, że połączenie tych metod z technologią wtrysku przepływowego może zintegrować wiele operacji chemicznych, takich jak destylacja, ekstrakcja, dodawanie różnych odczynników, wywoływanie i pomiar barwy w stałej objętości. Jest to technologia automatycznej analizy laboratoryjnej, szeroko stosowana w laboratoriach. Jest szeroko stosowany w automatycznych systemach monitorowania jakości wody online. Ma zalety polegające na mniejszym pobieraniu próbek, wysokiej precyzji, dużej szybkości analizy i oszczędności odczynników itp., co może uwolnić operatorów od żmudnej pracy fizycznej, takiej jak pomiar NO3-, NO2-, NH4+, F-, CrO42-, Ca2+, itp. w jakości wody. Dostępna jest technologia wtrysku przepływowego. Detektor może wykorzystywać nie tylko spektrofotometrię, ale także absorpcję atomową, elektrody jonoselektywne itp.
6. Analiza wartościowości i formy
Substancje zanieczyszczające występują w środowisku wodnym w różnych postaciach, bardzo różna jest także ich toksyczność dla ekosystemów wodnych i ludzi. Na przykład Cr6+ jest znacznie bardziej toksyczny niż Cr3+, As3+ jest bardziej toksyczny niż As5+, a HgCl2 jest bardziej toksyczny niż HgS. Normy i monitoring jakości wody przewidują oznaczenie rtęci całkowitej i alkilortęci, chromu sześciowartościowego i chromu całkowitego, Fe3+ i Fe2+, NH4+-N, NO2–N i NO3–N. Niektóre projekty określają również stan, który można filtrować. i pomiaru ilości całkowitej itp. W badaniach środowiskowych, aby zrozumieć mechanizm zanieczyszczeń oraz zasady migracji i transformacji, konieczne jest nie tylko badanie i analiza stanu adsorpcji wartościowości i stanu złożonego substancji nieorganicznych, ale także badanie ich utleniania oraz redukcja środowiska środowiskowego (taka jak nitrozowanie związków zawierających azot). , nitryfikacja lub denitryfikacja itp.) oraz metylacja biologiczna i inne zagadnienia. Metale ciężkie występujące w formie organicznej, takie jak alkiloołów, alkilocyna itp., cieszą się obecnie dużym zainteresowaniem naukowców zajmujących się ochroną środowiska. W szczególności po umieszczeniu trifenylocyny, tributylocyny itp. jako substancji zaburzających funkcjonowanie układu hormonalnego, monitorowanie organicznych metali ciężkich. Technologia analityczna szybko się rozwija.
2. Technologia monitorowania zanieczyszczeń organicznych
1. Monitoring materii organicznej pochłaniającej tlen
Istnieje wiele kompleksowych wskaźników obrazujących zanieczyszczenie zbiorników wodnych przez tlenożerną materię organiczną, takich jak wskaźnik nadmanganianu, ChZTr, BZT5 (uwzględniając także nieorganiczne substancje redukujące, takie jak siarczki, NH4+-N, NO2–N i NO3–N), całkowity węgiel w materii organicznej (TOC), całkowite zużycie tlenu (TOD). Wskaźniki te są często wykorzystywane do kontroli efektów oczyszczania ścieków i oceny jakości wód powierzchniowych. Wskaźniki te mają ze sobą pewną korelację, jednak ich znaczenie fizyczne jest odmienne i trudno je zastąpić. Ponieważ skład materii organicznej zużywającej tlen zmienia się w zależności od jakości wody, korelacja ta nie jest stała, ale jest bardzo zróżnicowana. Technologia monitorowania tych wskaźników jest już dojrzała, ale ludzie wciąż poszukują technologii analitycznych, które mogą być szybkie, proste, oszczędzające czas i opłacalne. Na przykład szybki miernik ChZT i szybki miernik BZT z czujnikiem drobnoustrojów są już w użyciu.
2. Technologia monitorowania kategorii substancji zanieczyszczających organiczne
Monitoring zanieczyszczeń organicznych rozpoczyna się najczęściej od monitorowania kategorii zanieczyszczeń organicznych. Ponieważ sprzęt jest prosty, łatwo jest to zrobić w ogólnych laboratoriach. Z drugiej strony, jeśli w monitorowaniu kategorii zostaną wykryte poważne problemy, można przeprowadzić dalszą identyfikację i analizę niektórych rodzajów materii organicznej. Na przykład podczas monitorowania adsorbowalnych węglowodorów chlorowcowanych (AOX) i stwierdzenia, że AOX przekracza normę, możemy dalej zastosować GC-ECD do dalszej analizy, aby zbadać, które chlorowcowane związki węglowodorów zanieczyszczają, jak bardzo są toksyczne, skąd pochodzą zanieczyszczenia itp. Elementy monitorowania kategorii zanieczyszczeń organicznych obejmują: lotne fenole, nitrobenzen, aniliny, oleje mineralne, adsorbowalne węglowodory itp. Dla tych projektów dostępne są standardowe metody analityczne.
3. Analiza zanieczyszczeń organicznych
Analizę zanieczyszczeń organicznych można podzielić na analizę LZO, analizę S-VOC i analizę określonych związków. Metodę odpędzania i wychwytywania GC-MS stosuje się do pomiaru lotnych związków organicznych (LZO), natomiast ekstrakcję ciecz-ciecz lub ekstrakcję mikrofazy stałej GC-MS stosuje się do pomiaru półlotnych związków organicznych (S-VOC), które to analiza o szerokim spektrum. Do rozdzielania stosować chromatografię gazową, detektor płomieniowo-jonizacyjny (FID), detektor wychwytu elektrycznego (ECD), detektor azotowo-fosforowy (NPD), detektor fotojonizacyjny (PID) itp. w celu określenia różnych zanieczyszczeń organicznych; stosować chromatografię w fazie ciekłej (HPLC), detektor ultrafioletu (UV) lub detektor fluorescencji (RF) do oznaczania wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych, ketonów, estrów kwasowych, fenoli itp.
4. Technologia automatycznego monitorowania i monitorowania całkowitej emisji
Automatyczne systemy monitorowania jakości wody w środowisku to w większości konwencjonalne elementy monitorowania, takie jak temperatura wody, kolor, stężenie, rozpuszczony tlen, pH, przewodność, wskaźnik nadmanganianu, ChZTr, azot całkowity, fosfor całkowity, azot amonowy itp. Nasz kraj ustanawia automatyczne systemy monitorowania wody systemy monitorowania jakości w niektórych ważnych, kontrolowanych na szczeblu krajowym sekcjach jakości wody oraz publikowanie w mediach cotygodniowych raportów o jakości wody, co ma ogromne znaczenie w promowaniu ochrony jakości wody.
W okresach „dziewiątego planu pięcioletniego” i „dziesiątego planu pięcioletniego” mój kraj będzie kontrolował i ograniczał całkowite emisje ChZT, oleju mineralnego, cyjanku, rtęci, kadmu, arsenu, chromu (VI) i ołowiu, i być może będzie konieczne przyjęcie kilku planów pięcioletnich. Tylko podejmując wielkie wysiłki w celu zmniejszenia całkowitego zrzutu poniżej pojemności środowiska wodnego, możemy zasadniczo poprawić środowisko wodne i doprowadzić je do dobrego stanu. Dlatego też przedsiębiorstwa powodujące duże zanieczyszczenie są zobowiązane do utworzenia znormalizowanych wylotów ścieków i kanałów pomiaru przepływu ścieków, zainstalowania przepływomierzy ścieków i instrumentów do ciągłego monitorowania online, takich jak CODCr, amoniak, olej mineralny i pH, aby monitorować w czasie rzeczywistym przepływ ścieków w przedsiębiorstwie i stężenie zanieczyszczeń. oraz zweryfikować całkowitą ilość zrzuconych zanieczyszczeń.
5 Szybkie monitorowanie sytuacji awaryjnych związanych z zanieczyszczeniem wody
Co roku dochodzi do tysięcy wypadków związanych z dużymi i małymi zanieczyszczeniami, które nie tylko niszczą środowisko i ekosystem, ale także bezpośrednio zagrażają życiu i bezpieczeństwu ludzi oraz stabilności społecznej (o czym wspomniano powyżej). Metody awaryjnego wykrywania wypadków związanych z zanieczyszczeniami obejmują:
①Przenośna metoda szybkiego instrumentu: taka jak rozpuszczony tlen, miernik pH, przenośny chromatograf gazowy, przenośny miernik FTIR itp.
② Metoda szybkiej detekcji z rurką i papierem do detekcji: taka jak rurka do detekcji H2S (papier testowy), rurka do szybkiej detekcji CODCr, rurka do detekcji metali ciężkich itp.
③Pobieranie próbek na miejscu – analiza laboratoryjna itp.
Czas publikacji: 11 stycznia 2024 r
