化學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)在工業(yè)廢水檢測(cè)中的相關(guān)運(yùn)用闡述

黃家海，蔣家樂，王晨瑩，顧婷婷

（浙江伊渼源檢測(cè)科技有限公司，浙江 舟山 316000）

在工業(yè)生產(chǎn)中，很多沒有經(jīng)過凈化處理的工業(yè)廢水直接排放到河流、土地中，造成嚴(yán)重的水環(huán)境污染，而且廢水中含有大量的化學(xué)物質(zhì)，成分較為復(fù)雜，加大了檢測(cè)難度，一旦處理不當(dāng)，就會(huì)對(duì)人類生存造成威脅?；瘜W(xué)檢驗(yàn)技術(shù)是一種新興技術(shù)，在工業(yè)廢水檢測(cè)中發(fā)揮著重要的功效，主要是利用隨機(jī)抽樣，并使用專業(yè)設(shè)備進(jìn)行檢驗(yàn)、化驗(yàn)、檢測(cè)，以此來確定廢水中的化學(xué)成分、含量等，以便采取針對(duì)性方法進(jìn)行治理[1]?；瘜W(xué)檢驗(yàn)技術(shù)精確度、性價(jià)比、效率都很高，可以對(duì)金屬物質(zhì)、非金屬物質(zhì)進(jìn)行有效區(qū)分，并進(jìn)行針對(duì)性分析和處理。因此，需要相關(guān)人員應(yīng)加大對(duì)化學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)的研究深度，提高工業(yè)廢水污染防治力度，優(yōu)化生態(tài)環(huán)境，并對(duì)工業(yè)廢水進(jìn)行回收利用，促進(jìn)生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益的全面性提升。

1 工業(yè)廢水污染現(xiàn)狀

目前，我國越來越關(guān)注工業(yè)廢水污染問題，通過開展水污染綜合管理，有效控制工業(yè)廢水的排放量。但是隨著工業(yè)化水平的提升，工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的日益拓展，工業(yè)廢水排放的管理難度在不斷加大，再加上水污染管理方法落后，難以對(duì)水污染進(jìn)行高質(zhì)量處置，因而對(duì)生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重破壞，整體的生態(tài)水環(huán)境質(zhì)量情況較差。因此，相關(guān)部門應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況，合理應(yīng)用化學(xué)檢測(cè)技術(shù)，明確具體污染物類型和含量，以便制定科學(xué)合理的處理措施，減少污水排放量，改善水環(huán)境質(zhì)量，推動(dòng)整體生態(tài)環(huán)境保護(hù)效果的提升[2]。表1為我國2015～2019年工業(yè)廢水的排放總量，從表1可以看出，我國工業(yè)廢水檢測(cè)的工作壓力和挑戰(zhàn)巨大。

表1 2015～2019年中國工業(yè)廢水排放總量

2 化學(xué)檢測(cè)技術(shù)在非金屬物質(zhì)檢測(cè)中的應(yīng)用

工業(yè)廢水中含有大量非金屬物質(zhì)，容易對(duì)人體健康、生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重威脅，而且部分非金屬物質(zhì)具有較強(qiáng)的毒性、腐蝕性，因此為了對(duì)工業(yè)廢水中非金屬物質(zhì)進(jìn)行有效性治理和防控，需要綜合利用化學(xué)檢測(cè)驗(yàn)技術(shù)進(jìn)行精準(zhǔn)檢測(cè)，科學(xué)判斷廢水中非金屬物質(zhì)的含量和污染指數(shù)，從而為污染治理和防控提供科學(xué)方案，其中的污染物包括有機(jī)氮、需氧量、苯酚、氫化物、礦油物等[3]。

2.1 有機(jī)氮

有機(jī)氮，即凱氏氮，主要是通過凱氏法檢測(cè)廢水樣品中的氮含量。在具體實(shí)施過程中，在廢水樣品中添加硫酸，并加熱，且在此過程中添加硫化銅，可以起到催化劑的作用，以便加快化學(xué)反應(yīng)速度，提高檢測(cè)效率。同時(shí)也可以在溶液中添加二硫酸鉀，實(shí)現(xiàn)氨基酸的轉(zhuǎn)化，通過化學(xué)反應(yīng)形成硫酸氫氨。當(dāng)化學(xué)反應(yīng)完成后，可以通過蒸餾的方式獲得氮物質(zhì)，并精準(zhǔn)確定氮含量。

2.2 需氧量

在檢測(cè)工業(yè)廢水的需氧量時(shí)，一般使用重鉻酸鉀法。在實(shí)際運(yùn)用中，先選擇一定量的強(qiáng)酸性溶液，并將其加入到廢水樣品中，用硫酸鐵溶液進(jìn)行滴定，同時(shí)需要對(duì)重鉻酸鉀的含量進(jìn)行精準(zhǔn)測(cè)量，以便對(duì)化學(xué)需氧量進(jìn)行分析和判斷[4]。為了保障測(cè)量的精準(zhǔn)度，減少干擾因素，可以在溶液中加入硝酸汞或氨基磺酸，以減少亞硝酸鹽中氯離子的影響，保障測(cè)量的精準(zhǔn)度。同時(shí)也可以利用紫外吸光法、酸性高錳酸鉀等對(duì)需氧量進(jìn)行測(cè)量。

2.3 苯酚

在工業(yè)生產(chǎn)中，往往需要使用苯酚作原料，因此在工業(yè)廢水中存在大量的苯酚物質(zhì)，尤其是在焦化廠、石油化工廠、煤氣廠等苯酚的含量較大，腐蝕性較強(qiáng)，一旦進(jìn)入人體，就會(huì)分解人體內(nèi)的蛋白質(zhì)，對(duì)人體造成極大的損害。因此，需要精準(zhǔn)檢測(cè)苯酚化合物，并制定針對(duì)性的措施進(jìn)行治理。檢測(cè)苯酚的方式一般有以下幾種：（1）亞硝酸檢測(cè)法，主要是在廢水樣品中添加亞硝酸，當(dāng)樣品中存在酚類物質(zhì)時(shí)，兩者就會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成亞酸基衍生物，該物質(zhì)也會(huì)對(duì)酚產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，形成酸堿指示劑靛酚，在此基礎(chǔ)上可以對(duì)樣品顏色的變化情況進(jìn)行對(duì)比分析，從而精準(zhǔn)判斷苯酚的含量[5]。（2）三氯化鐵檢驗(yàn)法，是利用三氯化鐵與苯酚發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成各種顏色的物質(zhì)，分析判斷苯酚的含量。（3）儀器檢測(cè)法，是利用二極管陣列檢測(cè)器，結(jié)合酚類物質(zhì)的特性，設(shè)置伸縮振動(dòng)環(huán)境，并觀察苯酚的具體含量。

2.4 氰化物

工業(yè)廢水中的氰化物具有較大的毒性，對(duì)人體健康和生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重威脅。因此，在對(duì)該類物質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，需要注重加強(qiáng)防護(hù)措施，避免對(duì)工作人員造成危害。一般情況下，需要使用惡唑啉酮光度法、啶巴比妥酸光度法、硝酸銀滴定法。其中硝酸銀滴定法應(yīng)用較為廣泛，在具體實(shí)施中需要取50 mL的廢水樣本進(jìn)行試驗(yàn)，同時(shí)檢測(cè)其pH值，當(dāng)顯示的數(shù)據(jù)為6.5～14.8時(shí)，往往不需要使用指示劑，當(dāng)顯示數(shù)據(jù)超過該范圍時(shí)，就要使用特定指示劑對(duì)具體的pH值進(jìn)行識(shí)別和測(cè)定[6]。在此過程中，需要檢測(cè)人員對(duì)廢水的顏色變化進(jìn)行動(dòng)態(tài)觀察，當(dāng)其變成紅色時(shí)，表示廢水樣品中含有氰化物；當(dāng)其呈現(xiàn)青色時(shí)，則表示廢水中的氰化物含量超過標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)，需要結(jié)合具體情況制定針對(duì)性措施進(jìn)行治理和控制。

2.5 礦油物

礦油物會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重污染與破壞，而且其密度低于水，難溶于水，往往會(huì)漂浮在廢水表面，因此需要加強(qiáng)對(duì)該類物質(zhì)的檢測(cè)力度[7]。在具體實(shí)施中，要采集工業(yè)廢水樣品，其中包含廢水以及礦油物兩份樣品，需要檢測(cè)礦物油含量是否超過標(biāo)準(zhǔn)要求，一旦超過標(biāo)準(zhǔn)范圍，就會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成污染和破壞。因此，需要使用紫外線光譜法實(shí)施檢測(cè)，主要是在特定條件下，物質(zhì)的分子、電子能夠吸收輻射，從而實(shí)現(xiàn)礦油物檢測(cè)的目的，明確其具體含量，并對(duì)廢水的污染程度進(jìn)行分析，同時(shí)制定針對(duì)性的治理方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)礦油物的有效性治理。

3 化學(xué)檢測(cè)技術(shù)在金屬物質(zhì)檢測(cè)中的應(yīng)用

3.1 對(duì)鉛的測(cè)定

3.1.1 示波極譜法

該方式主要利用極譜圖進(jìn)行檢測(cè)，利用陰極示波器對(duì)極譜曲線進(jìn)行觀察，并詳細(xì)記錄相關(guān)數(shù)據(jù)，對(duì)電解過程中形成的電流、電壓曲線進(jìn)行精準(zhǔn)測(cè)量，從而確定廢水中鉛物質(zhì)的濃度。然后使用振動(dòng)光譜法評(píng)估鉛對(duì)環(huán)境的污染指數(shù)，在電解槽中施加相應(yīng)的壓力，從而產(chǎn)生極性數(shù)據(jù)，再通過示波極譜法，對(duì)廢水中的鋁離子進(jìn)行轉(zhuǎn)換，以此來判斷鉛的污染程度[8]。

3.1.2 陽極溶出伏安法

在應(yīng)用該方式時(shí)，需要使用化學(xué)試劑對(duì)廢水中的鉛物質(zhì)進(jìn)行處理，同時(shí)釋放鉛離子，在電位原則基礎(chǔ)上，在電極施加一定的負(fù)電壓，鉛離子會(huì)產(chǎn)生還原反應(yīng)，還原到電極正極；向電極施加特定的正電壓時(shí)，鉛離子會(huì)釋放大量電子，從而形成電流信號(hào)，該信號(hào)與廢水中的鉛濃度成比例，因此可以以此為依據(jù)對(duì)鉛離子的濃度進(jìn)行判斷。同時(shí)還能夠利用光度計(jì)的方式吸收鉛元素，通過對(duì)比分析光的顏色，來判斷鉛的含量與濃度。

3.1.3 吸收分光光度法

在特定條件下件，鉛元素可以選擇性吸收光，因此，可以以此為依據(jù)，利用分光器儀器檢測(cè)廢水中的鉛含量。一般情況下，單色光純度越高，越能夠更加精準(zhǔn)地檢測(cè)廢水中的鉛含量。

3.2 對(duì)汞的測(cè)定

3.2.1 冷原子熒光法

該方式主要是金屬離子與某種物質(zhì)發(fā)生碰撞發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。工業(yè)廢水中的汞離子主要是以原子汞蒸氣的形式存在，容易被紫外線吸收，形成共振熒光，當(dāng)其濃度較低且處于常溫環(huán)境時(shí)，熒光強(qiáng)度與汞濃度呈比例。因此，可以通過觀察熒光強(qiáng)度的大小來判斷廢水中汞的含量。同時(shí)也可以根據(jù)化學(xué)反應(yīng)前后色差的變化情況，分析汞污染程度[9]。

3.2.2 冷原子吸收法

該方法是利用高錳酸鉀對(duì)廢水中的汞化合物進(jìn)行還原，形成元素汞，在振動(dòng)作用下，形成無機(jī)二價(jià)汞離子，并在此基礎(chǔ)上，在汞元素中對(duì)原子蒸氣進(jìn)行回收。一般情況下，汞蒸氣的輻射吸收波長為253.7 nm，且與汞濃度呈正比，波長越長濃度越高。

3.2.3 雙硫腙分光光度法

該方法主要是利用雙流腙，將其轉(zhuǎn)化為螯合劑，其可與汞離子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成各種顏色的物質(zhì)，并可以利用計(jì)算濃度區(qū)間的方式，測(cè)定分光光度，從而對(duì)廢水中汞的含量進(jìn)行檢測(cè)。

3.3 對(duì)鎳的測(cè)定

工業(yè)廢水中的鎳物質(zhì)，可以利用分光光度法進(jìn)行檢測(cè)，在具體應(yīng)用前需要做好全面的準(zhǔn)備，結(jié)合鎳與化學(xué)物質(zhì)的反應(yīng)特性，在專業(yè)儀器設(shè)備中對(duì)鎳離子進(jìn)行分離和處理，同時(shí)將其放在比色皿中展開科學(xué)的對(duì)比分析，以便對(duì)廢水中的鎳含量進(jìn)行精準(zhǔn)判斷。在對(duì)工業(yè)廢水中的鎳物質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，一般需要使用光度計(jì)實(shí)施操作。先采集工業(yè)廢水樣品，并向其中添加二乙酰酮，工業(yè)廢水中的鎳物質(zhì)與之發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，其比例為1：4，生成的物質(zhì)可以對(duì)相應(yīng)波長范圍內(nèi)的光進(jìn)行吸收，然后可以對(duì)樣品開展定性分析和定量分析，從而對(duì)廢水中鎳的具體含量進(jìn)行判斷與分析[10]。在使用前，需要結(jié)合具體的工業(yè)廢水?dāng)?shù)量，制定相對(duì)應(yīng)的配方，包含硫酸銨、檸檬酸水溶液、鈉、疊氮化物、其他溶液等，還需要對(duì)化學(xué)試劑進(jìn)行全面檢查，確保其符合設(shè)計(jì)要求。在化學(xué)反應(yīng)完成后，需要對(duì)所生成的物質(zhì)進(jìn)行科學(xué)地分析，從而對(duì)工業(yè)廢水中鎳的含量、濃度、污染程度等進(jìn)行精準(zhǔn)性分析。

3.4 對(duì)銻的測(cè)定

冶金廠、橡膠廠在生產(chǎn)過程中，會(huì)形成大量含銻廢水，而且含量較高，如果未經(jīng)任何處理就排放到河流中，容易對(duì)生態(tài)環(huán)境、人體健康造成嚴(yán)重威脅。因此，需要加大對(duì)銻物質(zhì)的檢測(cè)力度。通常情況下會(huì)使用分光光度法、熒光光譜法、原子吸收光譜法等進(jìn)行檢測(cè)[11]。原子吸收光譜法涉及到火焰原子吸收法、石墨爐原子吸收法。熒光光譜法主要是在廢水中添加特定的還原劑，使其與廢水中的銻物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成氣化氫化物，并將其引入到化學(xué)容器中，從而對(duì)廢水中的銻含量進(jìn)行精準(zhǔn)檢測(cè)；分光光度法，主要是在顯色劑、增溶劑基礎(chǔ)上進(jìn)行檢測(cè)，首先在廢水中添加氧化劑，清除其他干擾物質(zhì)，然后添加碘化物，檢測(cè)其波長，銻會(huì)和二乙胺基酚發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成紫紅色絡(luò)合物，以便對(duì)廢水樣品中的銻含量進(jìn)行有效性檢測(cè)和判斷。

3.5 對(duì)鉍的測(cè)定

鉍是一種天然污染物，尤其在金屬業(yè)、橡膠業(yè)排放的廢水中含有大量的鉍物質(zhì)，對(duì)人體健康、生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重威脅。因此，需要對(duì)該類物質(zhì)進(jìn)行有效性檢測(cè)，通常使用分光光譜法、原子吸收光譜法[12]。在使用分光光譜法進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，當(dāng)鉍發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生紅色物質(zhì)。此外在廢水樣品中加入丙酮、二乙基氨基酚燃料，可以清除廢水中的氧化劑，避免其干擾化學(xué)反應(yīng)，然后用碘測(cè)量波長，以明確廢水中鉍的污染指數(shù)；在使用原子干擾吸收光譜法時(shí)，需要利用元磁共振方式明確鉍的輻射強(qiáng)度，該方式包括石墨原子吸收光譜法和其他原子吸收光譜法，也可以使用核磁輻射方法，對(duì)廢水中鉍物質(zhì)的含量進(jìn)行確定。

4 結(jié)語

綜上所述，在現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)發(fā)展背景下，我國工業(yè)化水平日益提升，在推動(dòng)了國民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的同時(shí)，也加大了工業(yè)廢水的排放量，對(duì)生態(tài)環(huán)境、人體健康造成極大威脅，非常不利于人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。因此，相關(guān)部門需要綜合利用化學(xué)檢測(cè)方式，對(duì)工業(yè)廢水進(jìn)行科學(xué)檢測(cè)，以明確廢水中污染物質(zhì)的種類、含量等，并分析其污染程度，從而判斷工業(yè)廢水是否符合國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。通過制定針對(duì)性的處置和防治措施，減少工業(yè)廢水對(duì)環(huán)境的污染與破壞，為人們創(chuàng)建更加優(yōu)質(zhì)的居住環(huán)境，并推動(dòng)工業(yè)產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。在具體應(yīng)用時(shí)，需要充分發(fā)揮化學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)作用，使其能夠?qū)I(yè)廢水中的金屬物質(zhì)和非金屬物質(zhì)進(jìn)行精準(zhǔn)性檢測(cè)，以全面推動(dòng)化學(xué)檢測(cè)技術(shù)水平的提升，推動(dòng)檢測(cè)行業(yè)的高速穩(wěn)定發(fā)展。