一、無機污染物的監(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)境保護工作深入,監(jiān)測業(yè)務(wù)不斷擴大,分光光度分析方法的靈敏度、準確度均不能滿足環(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、準確度與火焰原子吸收法大體相當,而且效率高,一次進樣,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的標準分析方法。 

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,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+強得多,As3+比As5+毒性大,HgCl2毒性比HgS大。在水質(zhì)標準和監(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,為了搞清污染機理及遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律,不僅要研究分析無機物的價態(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,有機重金屬的監(jiān)測分析技術(shù)發(fā)展很快。

二、有機污染物的監(jiān)測技術(shù)

1、耗氧有機物的監(jiān)測

反映水體受到耗氧有機物污染的綜合指標很多,如高錳酸鹽指數(shù)、CODCr、BOD5(也包括硫化物、NH4+-N、NO2--N和NO3--N等無機還原性物質(zhì))、總有機碳(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。這些指標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、有機污染物類別監(jiān)測技術(shù)

有機污染物監(jiān)測多是從有機污染類別監(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,可進一步作某類有機物的鑒別分析。例如可吸附鹵代烴(AOX)監(jiān)測時,發(fā)現(xiàn)AOX超標,我們即可進一步用GC-ECD作進一步分析,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。這些項目均有標準分析方法可用。

3、有機污染物的分析

有機污染物分析可分為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)性有機物(VOCs),用液液萃取或微固相萃取GC-MS測定半揮發(fā)性有機物(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,使其達到良好狀態(tài)。因此要求大污染企業(yè)要建立標準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。