水質(zhì)檢測技術(shù).

1、檢測儀器理論及現(xiàn)場操作培訓(xùn)衛(wèi)生監(jiān)督能力建設(shè)培訓(xùn)班衛(wèi)生監(jiān)督能力建設(shè)培訓(xùn)班水質(zhì)分析原理及在衛(wèi)生監(jiān)督的應(yīng)用水質(zhì)分析原理及在衛(wèi)生監(jiān)督的應(yīng)用 主講人：趙昆紅主講人：趙昆紅檢測儀器理論及現(xiàn)場操作培訓(xùn)水質(zhì)檢測的重要性水質(zhì)檢測的重要性當(dāng)前國內(nèi)水質(zhì)狀況當(dāng)前國內(nèi)水質(zhì)狀況局部好轉(zhuǎn),整體惡化污染來源污染來源城鎮(zhèn)生活污水排放工業(yè)污水排放農(nóng)業(yè)面污染城市污水處理能力城市污水處理能力目前全國城市污水處理率為50%;其余50%的污水是直接排放十一五期間污水處理率目標(biāo)為70%,但在未來很長時間內(nèi)有相當(dāng)一部分城市的水環(huán)境也不能恢復(fù)到原來的良好狀態(tài)檢測儀器理論及現(xiàn)場操作培訓(xùn)水質(zhì)檢測的重要性水質(zhì)檢測的重要性政府政策政府政策加大執(zhí)法力度

2、,關(guān)停并轉(zhuǎn)污染治理不達(dá)標(biāo)的企業(yè)新建生產(chǎn)企業(yè)必須達(dá)到環(huán)境評價要求政策鼓勵環(huán)保型企業(yè)的發(fā)展積極提高城市污水處理率,并從城市到農(nóng)村延伸投入巨資對河流湖泊的污染進(jìn)行治理檢測儀器理論及現(xiàn)場操作培訓(xùn)水質(zhì)檢測的重要性水質(zhì)檢測的重要性政府政策政府政策“水體污染與治理”科技重大專項(xiàng)領(lǐng)導(dǎo)小組成立,全面啟動相關(guān)工作我國歷史上資金投入總量最大的環(huán)保科研項(xiàng)目環(huán)?？偩譅款^, 科技部/發(fā)改委/財政部/建設(shè)部/水利部/農(nóng)業(yè)部/教育部/中科院/中國工程院九個單位為成員單位項(xiàng)目核心 -飲用水安全 -流域性環(huán)境治理 -城市水污染治理項(xiàng)目宗旨: 圍繞國家環(huán)保目標(biāo), 通過研究,提出解決我國水環(huán)境問題的戰(zhàn)略思路和技術(shù)措施,為改善我國水環(huán)

3、境質(zhì)量,確保飲用水安全提供技術(shù)支撐 檢測儀器理論及現(xiàn)場操作培訓(xùn)水中污染物和進(jìn)入人體途徑水中污染物和進(jìn)入人體途徑 水中污染物可分為微生物,有機(jī)物及無機(jī)物等幾類。微生物包括：細(xì)菌、病毒、原生動物等；有機(jī)物包括：揮發(fā)性有機(jī)物、合成有機(jī)物、消毒副產(chǎn)物、農(nóng)藥等；無機(jī)物則包括：重金屬、硬度、鹽類，氯，溶解性固體物等幾類污染物。 水中污染物進(jìn)入人體的途徑主要為：微生物、無機(jī)物和重金屬喝；揮發(fā)性有機(jī)物喝 &呼吸；合成有機(jī)物農(nóng)藥喝&皮膚接觸檢測儀器理論及現(xiàn)場操作培訓(xùn)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)狀發(fā)展水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)狀發(fā)展 2006年生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)中由原來的35項(xiàng)增加至106項(xiàng)，增加了71項(xiàng)；修訂了8項(xiàng)，總體水平已經(jīng)大幅度

4、提高 但我國的生活水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)要求還很低：標(biāo)準(zhǔn)中還有肉眼可見物一項(xiàng)個別項(xiàng)目量值過高，如溶解性總固體高達(dá)1000 mg/L在各指標(biāo)量值方面，美國歐共體規(guī)定的較為具體，有最大值、最小值和建議值，而我國只給出了一個值。 水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)則由各國自己的國情和經(jīng)濟(jì)狀況來決定；總的來看，美國的標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)比我們國家的要求嚴(yán)格。 檢測儀器理論及現(xiàn)場操作培訓(xùn)水質(zhì)檢測項(xiàng)目的常見方法水質(zhì)檢測項(xiàng)目的常見方法常規(guī)項(xiàng)目測量項(xiàng)目及測量方法常規(guī)項(xiàng)目測量項(xiàng)目及測量方法 pH值的測量：玻璃電極法 電導(dǎo)率：電導(dǎo)電極法 TDS:過濾烘干稱量法或電導(dǎo)電極法 濁度：濁度儀 微生物檢測：多管發(fā)酵和慮膜法；在計量單位上我們使用了MPN/L(麥康

5、凱液體 培養(yǎng)基）或MPN/100mL(乳糖膽液培養(yǎng)液）完全與國際接軌 微量元素：原子吸收分光光度法（較好的實(shí)驗(yàn)室ICP) 非金屬元素：分光光度法&離子色譜 有機(jī)物：GC&HPLC（高效液相色譜）檢測儀器理論及現(xiàn)場操作培訓(xùn)衛(wèi)生監(jiān)督能力建設(shè)培訓(xùn)班衛(wèi)生監(jiān)督能力建設(shè)培訓(xùn)班檢測儀器理論及現(xiàn)場操作培訓(xùn)pH的測量原理應(yīng)用的測量原理應(yīng)用測量測量pH值的意義：值的意義：pH是水溶液的一個非常重要的理化指標(biāo)，凡涉是水溶液的一個非常重要的理化指標(biāo)，凡涉及導(dǎo)水體的自然變化，化學(xué)變化生產(chǎn)過程都與及導(dǎo)水體的自然變化，化學(xué)變化生產(chǎn)過程都與pH有關(guān)。有關(guān)。pH測量的方法：玻璃電極法測量的方法：玻璃電極法檢測儀器理論及現(xiàn)場操作

6、培訓(xùn)pH的測量原理應(yīng)用的測量原理應(yīng)用pH測量的理論依據(jù)：測量的理論依據(jù)： Nernst 公式公式E = EISE E reference + Ej = E + （2.303RT/nF）logC檢測儀器理論及現(xiàn)場操作培訓(xùn)pH計的選擇pH計的選擇取決于被測量的樣品以及測量者對數(shù)據(jù)要求的嚴(yán)計的選擇取決于被測量的樣品以及測量者對數(shù)據(jù)要求的嚴(yán)格性格性測量的準(zhǔn)確性取決于所選擇的電極測量的準(zhǔn)確性取決于所選擇的電極 例如：測量純水/生活飲用水/地表水必須選擇雙階參比電極測量污水必須選擇快滲透設(shè)計的電極準(zhǔn)確測量pH值需選擇高精度0.001 級的pH電極檢測儀器理論及現(xiàn)場操作培訓(xùn)如何選擇合適的pH計電極如今市場上

7、銷售的pH電極種類：按照參比分甘汞電極Ag/AgCl電極離子場效應(yīng)電極ROSS電極按照滲透點(diǎn)分：陶瓷滲透點(diǎn)電極纖維/燈芯滲透電極Sure-flow電極檢測儀器理論及現(xiàn)場操作培訓(xùn)ROSS電極的介紹Ross 電極的優(yōu)點(diǎn)電極的優(yōu)點(diǎn)Pt I-, I3-隨溫度變化快速達(dá)到平衡隨溫度變化快速達(dá)到平衡精度高達(dá)精度高達(dá)0.001級級響應(yīng)平衡速度快，小于響應(yīng)平衡速度快，小于20S雙階設(shè)計，抗干擾能力強(qiáng)雙階設(shè)計，抗干擾能力強(qiáng)無汞，無銀無汞，無銀溫度影響系數(shù)最低溫度影響系數(shù)最低16012435時間時間電位電位 溫度溫度507525150常規(guī)電極ROSS電極理論曲線檢測儀器理論及現(xiàn)場操作培訓(xùn)如何選擇合適的pH計電極例

8、：準(zhǔn)確測量飲用水pH選擇何種pH電極 飲用水測量的難點(diǎn)：飲用水屬于低離子濃度樣品，不具再現(xiàn)性的液接電位。很明顯時，阻隔流體供鹽橋進(jìn)入分析樣品的粗磁塞或多孔纖維通道堵塞造成 隔膜堵塞主要是由電極填充液中的Ag+和Cl-沉淀在電極隔膜上，此時造成了數(shù)據(jù)漂移測量不準(zhǔn)。解決此情況的方案有三種：1.滲透點(diǎn)采用Sure-flow的快速滲透界面。2.參比系統(tǒng)選擇非Ag/AgCl的參比系統(tǒng) 3.選擇雙皆參比電極更換不含Ag+的電極填充液（如：LiAc)。檢測儀器理論及現(xiàn)場操作培訓(xùn)如何選擇合適的pH計電極好的電極要適配一臺好的儀器：好的電極要適配一臺好的儀器：一臺好的一臺好的pH主機(jī)必須能配合電極自動尋找等電位

9、點(diǎn)（等電位點(diǎn)：電位主機(jī)必須能配合電極自動尋找等電位點(diǎn)（等電位點(diǎn)：電位不隨溫度變化的濃度；濃度離等電位點(diǎn)越近，溫度影響越?。灰阎炔浑S溫度變化的濃度；濃度離等電位點(diǎn)越近，溫度影響越?。灰阎入娢稽c(diǎn)，溫度影響可由儀表自動補(bǔ)償。）電位點(diǎn)，溫度影響可由儀表自動補(bǔ)償。）檢測儀器理論及現(xiàn)場操作培訓(xùn)電導(dǎo)的測量檢測儀器理論及現(xiàn)場操作培訓(xùn)電導(dǎo)率的測量原理應(yīng)用電導(dǎo)率的測量原理應(yīng)用電導(dǎo)率電導(dǎo)K（電導(dǎo)常數(shù)）其中：K=d/A電導(dǎo)是物質(zhì)的固有性質(zhì)。物質(zhì)含有可自由移動的帶電粒子就會在電場的作用下導(dǎo)電。d1cmA=1cm電導(dǎo)率的定義：檢測儀器理論及現(xiàn)場操作培訓(xùn)電導(dǎo)率電極的實(shí)測絕對測量值電導(dǎo)率電極的實(shí)測絕對測量值電導(dǎo)池常數(shù)(K

10、)絕對測量范圍實(shí)際測量范圍(應(yīng)用范圍)典型應(yīng)用K=0.1/cm0.001us/cm300us/cm0.001us/cm300us/cm純水；超純水K=0.4751.00/cm0.01us/cm200ms/cm10us/cm100ms/cm生活飲用水常規(guī)水溶液K=1.00/cm0.1us/cm200ms/cm10us/cm200ms/cm環(huán)境水，常規(guī)水溶液10.0/cm10us/cm2000ms/cm200us/cm2000ms/cm高電解質(zhì)溶液（酸，堿，工業(yè)廢液，海水）檢測儀器理論及現(xiàn)場操作培訓(xùn)TDS的定義的定義何為TDS？ TDS是Total Dissolved Solid的縮寫，意思是固體

11、溶解總量，是指溶解在溶液中的無機(jī)物的總量，其主要成分為：鈣，鎂，鈉，鉀離子和碳酸根離子，碳酸根離子，氯離子，硫酸根離子和硝酸根離子。電導(dǎo)儀將溶液的電導(dǎo)率轉(zhuǎn)換成濃度讀數(shù) mg/L，其數(shù)量值是一定比率的電導(dǎo)率值（一般國外儀器設(shè)置為0.49可調(diào),國內(nèi)儀器設(shè)置不一，但在0.7左右） 比較有趣的是：中國的TDS指標(biāo)非常的高1000mg/L而美國只有500mg/L；報告指出TDS在500mg/L以內(nèi)，人類飲食時候口感才會比較容易接受。（底下水受到海水侵蝕，TDS將成為一個很重要的指標(biāo)）檢測儀器理論及現(xiàn)場操作培訓(xùn)電導(dǎo)電極的種類電極材料電極材料 光亮鉑光亮鉑 鉑黑鉑黑 綜合碳綜合碳 不銹鋼不銹鋼 鈦鈦檢測儀器

12、理論及現(xiàn)場操作培訓(xùn)不同電導(dǎo)電極的應(yīng)用根據(jù)應(yīng)用選擇合適的不同材質(zhì)和電導(dǎo)常數(shù)根據(jù)應(yīng)用選擇合適的不同材質(zhì)和電導(dǎo)常數(shù)K的電極的電極 玻璃和環(huán)氧樹脂玻璃和環(huán)氧樹脂/鉑和鉑黑鉑和鉑黑 普通實(shí)驗(yàn)室普通實(shí)驗(yàn)室 玻璃玻璃/鉑黑和燒結(jié)鉑鉑黑和燒結(jié)鉑 漿糊漿糊, 乳脂等乳脂等 不銹鋼不銹鋼(K=0.1/cm) 超純水超純水 環(huán)氧樹脂環(huán)氧樹脂/石墨石墨 (四極和雙極）四極和雙極） 廣譜應(yīng)用廣譜應(yīng)用 檢測儀器理論及現(xiàn)場操作培訓(xùn)濁度的測量檢測儀器理論及現(xiàn)場操作培訓(xùn)濁度的測量原理濁度的測量原理一束光通過樣品光被樣品中的顆粒散射檢測器位于投射光90的位置傳統(tǒng)濁度儀的測量原理，如圖：檢測儀器理論及現(xiàn)場操作培訓(xùn)傳統(tǒng)濁度儀的缺陷解

13、決方法傳統(tǒng)濁度儀的缺陷解決方法如果樣品含有吸收光的成分如果樣品含有吸收光的成分(如如:顏色顏色)可減弱光的強(qiáng)度可減弱光的強(qiáng)度衰減可多衰減可多達(dá)達(dá)10倍因子倍因子（210倍的干擾）倍的干擾）為為排除此一排除此一現(xiàn)現(xiàn)象象,投射光被分成量投射光被分成量測測光束及光束及參參考光束考光束 (Two Light Beam)濁度濁度量量測經(jīng)測經(jīng)由比例由比例計計算算檢測儀器理論及現(xiàn)場操作培訓(xùn)美國美國EPA對濁度的要求對濁度的要求GLI method2EPA GLI方法方法2是專門針對是專門針對040NTU低濁度的專用方法低濁度的專用方法檢測儀器理論及現(xiàn)場操作培訓(xùn)美國美國EPA對濁度的要求對濁度的要求白光白光

14、(EPA 180.1 ：Polychmatic measurement system)紅紅外光外光(ISO/DIN)（白光針對EPA 180.1方法的量測，紅外光針對ISO/DIN方法的量測，Thermo Orion 的AQ4500光源采用LED光源，提供低耗電量及穩(wěn)定，一臺儀表能同時提供白光紅外光） 光源要求: 測量方法要求：1.低于40NTU的必須使用GLI第二方法2.帶顏色或懸浮物的樣品必須使用雙光束設(shè)計中國的標(biāo)準(zhǔn)方法已經(jīng)與國際接軌使用了EPA的標(biāo)準(zhǔn)方法，單位統(tǒng)一為NTU; 但仍然存在不規(guī)范的地方，如使用ISO7027測量方法，單位卻使用NTU但I(xiàn)SO7027的單位為FNU.檢測儀器理論

15、及現(xiàn)場操作培訓(xùn)多參數(shù)水質(zhì)分析儀檢測儀器理論及現(xiàn)場操作培訓(xùn)多參數(shù)比色儀的原理Lambert-Beer 定律定律 當(dāng)入射光波長一定時，待測溶液的吸光度當(dāng)入射光波長一定時，待測溶液的吸光度A與其濃度和液層厚度與其濃度和液層厚度成正比，即成正比，即k 為比例系數(shù)，與溶液性質(zhì)、溫度和入射波長有關(guān)。為比例系數(shù)，與溶液性質(zhì)、溫度和入射波長有關(guān)。 當(dāng)濃度以當(dāng)濃度以 g/L 表示時，稱表示時，稱 k 為吸光系數(shù)，以為吸光系數(shù)，以 a 表示，即表示，即 當(dāng)濃度以當(dāng)濃度以mol/L表示時，稱表示時，稱 k 為摩爾吸光系數(shù)，以為摩爾吸光系數(shù)，以 表示，即表示，即 比比 a 更常用。更常用。 越大，表示方法的靈敏度越高

16、。越大，表示方法的靈敏度越高。 與波長有關(guān)，因此與波長有關(guān)，因此， 常以常以 表示。表示。kbcAabcAbcA檢測儀器理論及現(xiàn)場操作培訓(xùn)傳統(tǒng)分光光度計反應(yīng)條件選擇傳統(tǒng)分光光度計反應(yīng)條件選擇 顯色劑的選擇原則：顯色劑的選擇原則： 使配合物吸收系數(shù) 最大、選擇性好、組成恒定、配合物穩(wěn)定、顯色劑吸收波長與配合物吸收波長相差大等。 顯色劑用量顯色劑用量： 配位數(shù)與顯色劑用量有關(guān)；在形成逐級配合物，其用量更要嚴(yán)格控制。 溶液酸度：溶液酸度：配位數(shù)和水解等與 pH 有關(guān)。 顯色時間、溫度、放置時間等。檢測儀器理論及現(xiàn)場操作培訓(xùn)傳統(tǒng)分光光度計反應(yīng)條件選擇傳統(tǒng)分光光度計反應(yīng)條件選擇參比液選擇參比液選擇 溶劑

17、參比：溶劑參比：試樣組成簡單、共存組份少（基體干擾少）、顯色劑不吸收時，直接采用溶劑（多為蒸餾水）為參比. 試劑參比：試劑參比：當(dāng)顯色劑或其它試劑在測定波長處有吸收時，采用試劑作參比（不加待測物）試樣參比：試樣參比：如試樣基體在測定波長處有吸收，但不與顯色劑反應(yīng)時，可以試樣作參比（不能加顯色劑）。檢測儀器理論及現(xiàn)場操作培訓(xùn)傳統(tǒng)分光光度計反應(yīng)條件選擇傳統(tǒng)分光光度計反應(yīng)條件選擇干擾消除干擾消除控制酸度：控制酸度： 配合物穩(wěn)定性與pH有關(guān)，可以通過控制酸度提高反應(yīng)選擇性，副反應(yīng)減少，而主反應(yīng)進(jìn)行完全。如在0.5MH2SO4介質(zhì)中，雙硫腙與Hg2+生成穩(wěn)定有色配合物，而與Pb2+、Cu2+、Ni2+、Cd2+等離子生成的有色物不穩(wěn)定。選擇掩蔽劑選擇掩蔽劑合適測量波長合適測量波長干擾物分離干擾物分離檢