微量分析技術在水廠水質檢驗中的應用研究

葉飛

（北京安菱水務科技有限公司，北京 100020）

水源質量直接影響著城市居民生活，有關部門應承擔起水質檢驗重要職責，重視與加強水廠水質檢驗。將微量分析技術應用在水廠水質檢驗中，有利于進一步促進水質檢驗質量提升，并保證檢驗結果的準確性，既能滿足水廠水質檢驗需要，又能為水質檢驗方案可行性提升提供有效性指導。水廠水質檢驗中如何合理應用微量分析技術，是目前各相關人員需要考慮的問題。

1 微量分析技術基本內容

微量分析是目前使用化學分析常見的一種方法，對微量物質測定具有一定應用優勢，一般情況下，所測物質質量是普通物質質量的1%，在1～15 mg區間，其體積也相對較小，較高靈敏度、操作復雜等是微量分析明顯特征，對所涉及到的相應技術要求高，在具體應用過程中，對少量被測材料、試劑或者溶液進行測定，在一定程度上不僅促進實驗效率提升，也達到了有效控制實驗成本目的。

微量分析技術在實際應用時，以取樣量作為被檢驗量規格，可劃分為四種方法，分別是常量分析方法，取樣量大于0.1 g，樣品體積大于10 mL；半微量分析法，取樣量保持在0.01～0.1 g區間，樣品體積保持在1～10 mL區間；微量分析法，取樣量保持在0.1～10 mg區間，樣品體積保持在0.01～1 mL區間；痕量分析法，取樣量小于0.1 mg，樣品體積小于0.01 mL。微量、痕量分析法均可在日常檢驗項目中運用，該項技術所涉及到的檢測儀器設備造價相對昂貴，且對操作人員技術水平較高，在基層水廠水質檢驗中無法進行普及與推廣，目前仍沿用較為大眾化的常量分析法，如分光光度法、滴定法等[1]?；诖耍旅鎸㈥U述水廠水質檢驗中微量分析技術應用及應用效果，希望能為后續水廠水質檢驗工作改進與完善提供一些建議。

2 水廠水質檢驗中微量分析技術具體應用

2.1 實驗案例

以某水廠目前所進行的水質檢驗項目為例，嚴格按照實驗流程規范化操作，同時做好相應實驗記錄，為后續優化水質檢驗技術與方法提供有效性參考依據。某水廠水質檢驗項目如表1所示。

表1 某水廠水質檢驗項目

2.2 微量自動分析儀工作原理

運用分光廣度原理，波長范圍最高可達800 nm，微量自動分析儀融合流動比色池技術，可將被檢驗物質取樣量體積進行控制，不高于1 mL，取樣量縮減，同時試驗中所涉及到的試劑用量也要相對減少，保持在50～100μL區間即可。就水廠水質檢驗工作而言，此項檢驗屬于廠級范疇，此檢驗全分析過程所產生的廢液也需要進行控制，按照實驗標準，廢液不得高于200 mL。流動比色池工作原理如圖1所示。

圖1 流動比色池工作原理

微量自動分析儀最大特點是實現比色過程自動化，主要包括進樣自動化、清洗自動化，無需人工操作取樣及清洗比色皿；同時該儀器設備所搭配的軟件智能程度較高，具有自動回歸方程、平行樣平均值自動獲取、比色自動計算以及圖像自動控制等功能，極大地了提升了水產水質檢驗效率[2]。

微量自動分析儀平臺上常用檢驗方法主要包括DPD法、水楊酸鈉法或納氏法、酸性高錳酸鉀法、重氮偶合法、PAN法、甲基橙分光光度法、氯化鋇比濁法、異煙酸-巴比妥酸法以及二苯碳酰二肼等，檢驗項目包括二氧化氯、氨氯、總鐵、總錳、總硬度、總堿度、硫酸鹽、氯化物、亞氯酸鹽等，檢測范圍最小值0.002～0.45 mg/L，最大值為10～200 mg/L。

2.3 水廠水質檢驗儀器配置

基于上述微量自動分析儀平臺上常用檢驗方法，根據上述內容來明確微量分析技術應用過程中所需檢驗儀器設備。主要儀器包括微量自動分析儀、便攜式余氯、二氧化氯測定儀、便攜式濁度儀和pH計、消解器以及可調移液器。

主要水質檢驗項目：游離氯、二氧化氯、氨氮、CODMn、鋁、總鐵、總錳、總硬度、總堿度、硫酸鹽、氯化物、氟化物、氰化物、硝酸鹽、亞氯酸鹽、亞硝酸鹽等（微量自動分析儀器）；余氯、二氧化氯、亞氯酸鹽（便攜式余氯與二氧化氯測定儀）；濁度、pH（便攜式濁度儀和pH計）；總鐵、總錳、CODMn（消解器）。

基于合IRK的模式，運用微量自動分析儀進行水廠水質檢驗，此項實驗過程均不會涉及到玻璃器皿與天平等輔助工具使用，無需準備。微量自動分析儀與IRK技術有機結合，并在輔助設備相互配合作用下，可保質保量完成17個水質檢驗項目的測定，嚴格按照國家標準、ISO等現行標準進行操作，其中有毒物質應急檢測則是參考非標快速檢驗法，在檢驗儀器不增加前提下，可根據水廠水質檢驗具體要求，可將檢測項目進行拓展，最大程度上滿足水質檢驗工作需要。

3 基于微量分析技術的水廠水質檢驗操作流程

3.1 日常水質檢驗操作流程

常量分析法水質檢驗操作流程：實驗器皿浸泡→取樣藥品并配置試劑→利用吸管輔助工具將試劑放置在儀器上，或進行滴定檢驗處理→清洗實驗輔助工具，如吸管，避免吸管中殘留物質影響檢驗結果→檢驗結果計算→收集與整理檢驗過程數據，并生成檢驗報告。

基于IRK技術與微量分析技術結合，因本次檢驗過程中，選用成品試劑，無需在實驗前準備試劑，進而也無需準備玻璃器皿等裝載用具；選用5 mL塑料管作為檢驗反應管，并利用可調移液器將水樣與試劑吸取加入反應管中，一般情況下，待檢驗完成后，將會產生少量反應物附著在反應管與可調移液器吸嘴表面上，則需要檢驗人員進行清洗，若直接拋棄，不僅浪費資源，也無二次利用價值。此分析法檢驗操作流程：將樣品吸取加入反應管中→轉移至檢驗儀器自動比色并等待檢驗結果→收集與整理檢驗過程數據，并生成檢驗報告。一般情況下，檢驗15種以上項目，僅需一名檢驗人員進行操作，且檢驗質量也能夠保證，檢驗時間不超過60 min。

3.2 微量分析技術應用結論

經上述技術實踐應用得知，若在分光光度原理基礎上在水廠水質檢驗中落實與應用微量分析技術，其應用成效較為可觀，雖然檢驗項目成本支出相較于傳統分析檢驗技術增加2倍，但水質檢驗效率得到大幅度提升，且各環節檢驗成本均可控，如此項技術實際應用過程中，并不會涉及到玻璃器皿等輔助工具使用，因此，在某種程度上減少了此方面成本投入，進而降低整個水廠水質檢驗項目成本投入。微量分析技術與IRK模式相結合，有利于進一步促進水質檢驗效率提升，將微量自動分析儀功能作用最大限度發揮；礙于該項技術應用成本偏高，地方政府可適當給予政策補貼，為微量分析技術在基層水廠水質檢驗中推廣提供基礎保障，從而實現全面提高我國水質檢驗工作水平。

4 結束語

綜上所述，從技術角度上分析，微量分析技術是在傳統常量分析技術基礎上的改進與提高，具有較高的靈敏度，對微量物質檢驗具有一定應用優勢，隨著水資源污染問題日益凸顯，合理應用微量分析技術對水源中有毒有害物質進行檢驗，規范水廠水源排放，使其符合國家排放標準，此項技術雖然應用成本較高，但卻具有較強推廣價值，對國家水質檢驗工作深化有著重要現實意義。