建立了一种应用于现场定量检测水质中氟化物、氰化物、氨氮和硝酸盐等指标的实用技术。利用SJ2000 型水质理化速测仪及上述水质指标的速测试剂,实现了对地表水和制浆厂废水等实际水样中的氟化物、氰化物、氨氮和硝酸盐含量的快速检测,并与国标方法进行对比分析。检测结果显示,采用速测仪检测方法,水质中的氟化物、氰化物、氨氮和硝酸盐等指标的相对标准偏差在2. 73% ~ 6. 83%的范围内,实际水样的加标回收率在92% ~ 104% 的范围之间。该多参数水质检测仪具有简便、快速、实用可靠的特点,适用于复杂水样的现场快速测定。
关键词: 水质多参数; 现场检测; 水质速测仪
对于当今越来越复杂的水环境问题,尤其是在突发性污染事件和非常态状况下的水质多参数应急监测,在现场快速、准确获取多种水质分析检测数据显得尤其重要。所以针对多功能系统的多参数水质现场监测技术研究,是目前水质监测科学的重要发展方向之一。美国的HACH 公司、CHEM 公司和意大利的HANNA 公司等[1]是在该技术领域较早开展研发并形成产业规模的主要厂商。国内从事多参数水质监测仪研发的单位,由于其研发时间较短、检测仪的工艺设计基础较薄弱,在系统集成和功能扩展等关键性技术方面,急需进一步提高和完善。为此,本文采用了SJ2000型多功能水质速测仪[2,3],开展了地表水和制浆厂废水等环境实际水样中的氰化物、氟化物、氨氮和硝酸盐等指标现场检测,以测试SJ2000 型多参
数水质检测仪的现场实际应用情况。结果证实,该类型多参数水质检测仪,由于选择了高精度RGB 色度传感器,因而检测结果稳定性较好,能满足水质多参数现场快速定量检测的技术要求。可为水质的现场、实时、动态的分析提供简单、快捷的检测方法和手段,值得在基层大量推广使用。
实验部分
1. 1 主要仪器与试剂
SJ2000 型多功能水质速测仪( 18 cm × 8. 3cm × 4. 6 cm,320 g( 含电池) ( 军事医学科学院卫生学环境医学研究所) ) ; 2500 型分光光度计( 日
本岛津公司) ; SMA905 标准接口的光纤光源( 美国Heraeus 公司) 。酸根离子标准储备液: F -、CN -、NH +4和NO -3( 100 mg /L) 由其相应标准品配制( 国家标准物质中心) ; 所用其他试剂均为分析纯; 实验用水为超纯水( 电阻率≥18. 2 MΩ/cm) 。
1. 2 检测仪的结构和测试原理
该SJ2000 型多功能水质速测仪采用模块化设计,其主控芯片采用C8051F410 ( 内部12 位AD) ,可以满足光电检测器现场检测数据精度[3,4]。以SMA905 标准接口的光纤光源,作为多参数水质检测仪的内置光源,由于灵敏度极高,很容易检测出光强的微弱变化。仪器内置单片机,
可实现预置15 ~ 20 种待测物质的标准曲线和自动计算模块,具有数据校正功能。光源板设计大小为50 mm × 40 mm,LED 采用了4 个波长段分
立的LED( d = 5 mm) ,分别是620、520、565 和430nm,通过光纤连接使其发出的光到达检测器。LED 恒流驱动采用了16 位恒流驱动芯D5026,可以控制单个LED 的点亮并可以按某频率闪烁,适用环境条件: 0 ~ 50 ℃、0 ~ 95% RH。其结构示意图如下所示。测试原理是根据郎伯-比尔定律( 在某一可见光波长下,溶液中待测物质的浓度c都有对应的吸光度A 值,均呈线性关系) 。检测器在恒定光源发光,由检测管反射后的光转换成电压值,再通过A/D 数字转换模式,以检测数据形式输出的光学技术原理,实现对水质多参数指标的现场快速检测。由于该设计采用微控芯片对水质检测管颜色色阶进行自动辨析,大大提高了检测精度,减少了系统误差。