一、無機(jī)污染物的監(jiān)測技術(shù)

水質(zhì)污染調(diào)查是從Hg、Cd、氰、酚、Cr6+等開始的,而且多是用分光光度法測定。隨若環(huán)境保護(hù)工作深入,監(jiān)測業(yè)務(wù)不斷擴(kuò)大,分光光度分析方法的靈敏度、準(zhǔn)確度均不能滿足環(huán)境管理的要求,因此相應(yīng)的各種先進(jìn)的、高靈敏度的分析儀器和方法就很快發(fā)展起來。

1、原子吸收和原子熒光法

火焰原子吸收、氫化物發(fā)生原子吸收、石墨爐原子吸收相繼發(fā)展起來,可測定水中多數(shù)痕量、超痕量金屬元素。

我國開發(fā)的原子熒光儀器可同時測定水中As、Sb、Bi、Ge、Sn、Se、Te、Pb八種元素的化合物。用于這些易生成氫化物元素的分析具有較高的靈敏度和準(zhǔn)確度且基體干擾少。

2、等離子體發(fā)射光譜(ICP-AES)

等離子發(fā)射光譜法近年發(fā)展很快,已用于清潔水基體成分,廢水中金屬及底質(zhì)、生物樣品中多元素的同時測定,其靈敏度、準(zhǔn)確度與火焰原子吸收法大體相當(dāng),而且效率高,一次進(jìn)樣,可同時測定10～30個元素。

3、等離子發(fā)射光譜質(zhì)譜法(ICP-MS)

ICP-MS法是以ICP為離子化源的質(zhì)譜分析方法,其靈敏度比ICP-AES法高2～3個數(shù)量級,特別是當(dāng)測定質(zhì)量數(shù)在100以上的元素時,其靈敏度更高檢出限低。日木已將ICP-MS法列為測定水中Cr6+、Cu、Pb、Cd的標(biāo)準(zhǔn)分析方法。 

4、離子色譜法

離子色譜是分離和測定水中常見陰、陽離子的新技術(shù),方法的選擇性和靈敏度均好,一次選擇可同時測定多種組分。用電導(dǎo)檢測器和陰離子分離柱可測定F-、Cl-、Br-、SO32-,   SO42-、H2PO4-、NO3-;陽離子分離柱可測定NH4+、K+、Na+、Ca2+、Mg2+等,用電化學(xué)檢測器可測定I-、S2-、CN-及某此有機(jī)化合物。

5、分光光度和流動注射分析技術(shù)

研究一些高靈敏度、高選擇性的顯色反應(yīng),用于金屬離子和非金屬離子的分光光度法測定仍然受到重視。在常規(guī)監(jiān)測中分光光度法占有較大的比重。值得注意的是將這些方法與流動注射技術(shù)相結(jié)合,可將許多化學(xué)操作如蒸餾、萃取,加各種試劑,定容顯色和測定融為體,是一種實驗室自動分析技術(shù),且在水質(zhì)在線自動監(jiān)測系統(tǒng)中被廣泛應(yīng)。具有取樣少、精度高、分析速度快、節(jié)省試劑等優(yōu)點(diǎn),可使操作人員從繁瑣的體力勞動中解放出來,例如測水質(zhì)中NO3-、NO2-、NH4+、F-、CrO42-、Ca2+等均可用流動注射技術(shù)。檢測器不僅可用分光光度法,也可用原子吸收、離子選擇性電極等。

6、價態(tài)和形態(tài)分析

污染物質(zhì)在水環(huán)境中存在形態(tài)不同,對水生生態(tài)系統(tǒng)和對人的毒性也很不相同。例如Cr6+每性比Cr3+強(qiáng)得多,As3+比As5+毒性大,HgCl2毒性比HgS大。在水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)和監(jiān)測中規(guī)定了總汞和烷基汞、六價鉻和總鉻、Fe3+和Fe2+、NH4+-N、NO2--N和NO3--N的測定,有些項目還規(guī)定了可濾態(tài)和總量的測定等。在環(huán)境研究中,為了搞清污染機(jī)理及遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律,不僅要研究分析無機(jī)物的價態(tài)吸附態(tài)、絡(luò)合態(tài),還要研究它們在環(huán)境介質(zhì)中的氧化還原(如含氮化合物的亞硝化、硝化作用或脫氮等)和生物甲基化等問題。以有機(jī)態(tài)存在的重金屬,如烷基鉛、烷基錫等,目前倍受環(huán)境科學(xué)工作者的重視,尤式是三苯基錫、三丁基錫等被列入內(nèi)分泌干擾物后,有機(jī)重金屬的監(jiān)測分析技術(shù)發(fā)展很快。

二、有機(jī)污染物的監(jiān)測技術(shù)

1、耗氧有機(jī)物的監(jiān)測

反映水體受到耗氧有機(jī)物污染的綜合指標(biāo)很多,如高錳酸鹽指數(shù)、CODCr、BOD5(也包括硫化物、NH4+-N、NO2--N和NO3--N等無機(jī)還原性物質(zhì))、總有機(jī)碳(TOC)、總耗氧量(TOD)。對于廢水處理效果的控制及對地表水水質(zhì)的評價多用這些指標(biāo)。這些指標(biāo)相互間有一定的相關(guān)性,但其物理含義不同,難于互相取代。因為隨水質(zhì)耗氧有機(jī)物組成不同,這種相關(guān)性不是固定的,而是有較大的變化。這些指標(biāo)的監(jiān)測技術(shù)已經(jīng)成熟,但人們還在探討能夠快速、簡使、省時、省錢的分析技術(shù)。例如快速COD測定儀、微生物傳感器快速bod測定儀已在應(yīng)用。

2、有機(jī)污染物類別監(jiān)測技術(shù)

有機(jī)污染物監(jiān)測多是從有機(jī)污染類別監(jiān)測開始的。因為設(shè)備簡單、一般實驗室容易做到,另一方面,如果類別監(jiān)測發(fā)現(xiàn)有大的問題,可進(jìn)一步作某類有機(jī)物的鑒別分析。例如可吸附鹵代烴(AOX)監(jiān)測時,發(fā)現(xiàn)AOX超標(biāo),我們即可進(jìn)一步用GC-ECD作進(jìn)一步分析,研究是哪些鹵代烴類化合物污染,毒性如何,污染來自何處等。有機(jī)污染物類別監(jiān)測項目有:揮發(fā)性酚、硝基苯類、苯胺類、礦物油類、可吸附代烴等。這些項目均有標(biāo)準(zhǔn)分析方法可用。

3、有機(jī)污染物的分析

有機(jī)污染物分析可分為VOCs、S-VOCs分析和特定化合物的分析。采用吹脫捕集GC-MS法測揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs),用液液萃取或微固相萃取GC-MS測定半揮發(fā)性有機(jī)物(S-VOCs)屬廣譜分析。用氣相色譜分離,用火焰離子化檢測器(FID)、電捕獲檢測器(ECD)、氮磷檢測器(NPD)、光離子化檢測器(PID)等測定各類有機(jī)污染物;用液相色譜(HPLC)、紫外檢測器(UV)或熒光檢測器(RF),測定多環(huán)芳烴、酮類、酸酯類、苯酚類等。

4、自動監(jiān)測與排放總量監(jiān)測技術(shù)

環(huán)境水質(zhì)自動監(jiān)測系統(tǒng)多是常規(guī)監(jiān)測項目,如水溫、色度、注度、溶解氧、pH、電導(dǎo)、高錳酸鹽指數(shù)、 CODCr、總氮、總磷、氨氮等。我國正在一些重要的國控水質(zhì)斷面建立水質(zhì)自動監(jiān)測系統(tǒng),在媒體上發(fā)布水質(zhì)周報,對推動水質(zhì)保護(hù)有重要意義。

我國在“九五”、“十五”期間對CODCr、礦物油、氰化物、汞、鎘、砷、鉻(VI)、鉛排放總量實行控制和削減,可能還需要通過幾個五年計劃的努力,將其排放總量削減到水域環(huán)境容量以下,才能從根本上改善水壞境,使其達(dá)到良好狀態(tài)。因此要求大污染企業(yè)要建立標(biāo)準(zhǔn)化的排污口和污水測流槽裝置,安裝污水流量計和CODCr、氨、礦物油、pH等在線連續(xù)監(jiān)測儀器,實現(xiàn)對企業(yè)污水流量和污染物濃度的實時監(jiān)測,并核實污染物的排放總量。

5、水污染突發(fā)事故快速監(jiān)測

每年發(fā)生大小污染事故數(shù)千次,不僅損害環(huán)境生態(tài)系統(tǒng),而直接威脅著人們的生命財產(chǎn)安全和社會穩(wěn)定(已如前述),污染事故臨測方法有:

①便攜式快速儀器法:如溶解氧、pH計、使攜式氣色譜儀、便攜式FTIR儀等。

②快速檢測管和檢測試紙法:如H2S檢測管(試紙)、CODCr快速檢測管、重金屬檢測管等。

③現(xiàn)場采樣—實驗室分析等。