關于生活飲用水質監測檢驗方法的思考與改進

牟善婷

為了確保我國生活飲用水的安全,國家相關水質中心制定了飲用水的衛生標準,并制定了與其配套的檢驗方法,并且隨著社會的發展,檢測方法的準確性也在不斷提高,但還是會存在一些問題,需要水質檢測人員不斷去改進。

從整體上來看,飲用水的水質標準主要可以分為兩個部分,一是法定量限值,即對飲用水中有害因素的含量不應超過多少進行限定。二是法定行為規范,即對生產和提供飲用水的單位生產環節的各種行為進行規范。在我國最新出臺的飲用水標準中對微生物、水質消毒、水質有機物等各項指標進行了規定,并對相應指標檢測方法進行了分析,這里作者介紹幾種常用檢驗方法的新認識。

1 水質檢測中幾種離子檢驗方法的思考

1.1 氯化物檢驗方法 當水中氯化物含量較高時,其中的氯離子會與鈉離子、鎂離子等發生反應,使水產生不同味感,人在飲用時會感到有咸味,從而不能作為飲用水使用,因此有必要對水中的氯化物含量進行檢驗。對飲用水中氯化物的檢驗方法常見的有硝酸銀滴定法、硝酸汞滴定法、離子色譜法、電位滴定法等,其中硝酸汞和硝酸銀滴定法由于設備簡單,在氯化物檢驗中應用較廣,但其在檢驗過程中會生成氰化物、氟化物等物質會對水中氯化物的含量檢驗造成干擾,而電位滴定法等在檢驗過程中,又會生成鹵族離子對氯化物含量造成干擾,因而如何減少其他離子對氯化物含量的干擾,是改進飲用水中氯化物檢驗方法的關鍵。

1.2 硝酸鹽氮檢驗方法 硝酸鹽氮在一定情況下會經反應生成硝酸鹽,而硝酸鹽對人體的危害極大,因為硝酸鹽會在人體消化道和口腔環境作用下生成亞硝酸鹽,長期攝入亞硝酸鹽就會造成人體亞硝酸鹽中毒,因而應該將硝酸鹽氮的檢驗放在飲用水檢驗的重要位置。常見的硝酸鹽氮檢驗方法有電極法、離子色譜法、紫外法、酚二磺酸光度法等,其中酚二磺酸光度法在檢驗過程中會受氯化物和亞硝酸鹽的影響,因而應用也較少,而紫外法和電極法雖然也會受到一些陰離子的影響,但其操作和設備都相對比較簡單,且受外界其他離子影響相對較小,因而得到了廣泛應用。

1.3 氟化物檢驗方法 氟元素廣泛存在于自然水中,適量的氟對人體是無害的,但是若飲用水中的氟含量過高就會對人體造成一定的傷害,引起氟骨癥等疾病,甚至有可能威脅人類的生命,因而必須要對飲用水中的氟化物含量進行檢驗,以保護人體健康不受威脅。對氟化物的檢驗方法與氯化物檢驗方法相似,包括離子色譜法、硝酸銀滴定法、硝酸汞滴定法、電極流動法等等,其中離子色譜法是檢驗氟化物的重要方法,其通過對離子色譜進行分析能夠較為快速準確地檢測出飲用水中的多種離子,具有靈敏度高、選擇性好等優點,在現代飲用水水質檢驗中發揮了重要作用。

2 硫酸鹽檢驗方法改進

少量硫酸鹽對人體的危害并不大,但是過多的硫酸鹽會影響人體的腸道健康,引起腹瀉等癥狀,因而應該對飲用水中的硫酸鹽含量進行控制。常見的硫酸鹽檢驗方法有鉻酸鋇光度法、離子色譜法以及硫酸鋇比濁法,其中鉻酸鋇光度法和硫酸鋇比濁法由于檢驗精密性和準確性都較高,因而在硫酸鹽的檢驗中得到了廣泛應用。但傳統硫酸鋇比濁法操作較為復雜,下面作者將針對性地對硫酸鋇比濁法進行改進。

硫酸鋇比濁法的原理是鋇離子和硫酸鹽在反應時會生成沉淀,沉淀的渾濁程度和檢測樣本水中硫酸鹽的含量是呈正比的,因而對渾濁度進行計算就可以測定水中硫酸鹽的含量。在傳統方法中是取50 ml飲用水樣本后加入穩定劑溶液,然后加入0.2 g的氯化鋇晶體,對其進行攪拌,并保證其在10～30 s內能夠完全溶解,然后吸取樣本溶液加入比色皿中與純水進行對比,測定樣本吸光度值。但這一檢驗過程中,對氯化鋇晶體的稱量十分麻煩,要準確地稱取0.2 g的氯化鋇晶體比較困難,因而對硫酸鋇比濁法的改進就要從氯化鋇晶體稱量入手。這里可以將氯化鋇的稱量用氯化鋇溶液來代替,能夠將耗費在氯化鋇晶體稱量上的時間大大縮短,簡化檢驗方法,提高檢驗效率。具體實驗操作是在取樣本溶液后加入混有氯化鈉、鹽酸、甘油和乙醇的穩定劑,然后取10 g氯化鋇晶體加入純水中溶解稀釋至250 ml,這樣就能配制成40 g/L的氯化鋇溶液,然后在后面進行吸光度參比測定時,直接向水樣中加入氯化鋇溶液即可,這樣就省去了稱量氯化鋇晶體的步驟,尤其是在樣本量較大的情況下,氯化鋇晶體按照比例稱量較為麻煩,而氯化鋇溶液的配制比較簡單,配制成功后直接向樣本中加入相應量的氯化鋇溶液即可,對最后吸光度值也基本沒有影響。

而為了檢驗這種方法的精密度和有效性,在進行完上述實驗之后還要進行精密度實驗和準確度實驗,精密度實驗的操作是取同一份水樣,按照上述實驗方法平行測驗6次,然后計算6次實驗結果的平均值和變異系數,以確定上述實驗的精密度。而準確度實驗是取同一份水樣,在不同時間進行6次測驗,然后對實驗結果與給定值之間進行比較,結果發現6次實驗結果都在給定值的范圍之內,這說明用氯化鋇溶液代替氯化鋇晶體稱量的實驗方法準確度較高。在保證硫酸鋇比濁法檢測硫酸鹽含量精度的前提下,簡化了檢驗過程,提高了檢驗效率。

3 余氯檢驗方法的改進

飲用水中的余氯是在水經過消毒劑或漂白粉消毒后殘留的氯化物,適量的余氯對人體傷害較小能夠及時被人體組織代謝轉換出體外,但超過一定量的余氯不僅對人體有害,而且還會使飲用水的味道發生改變影響飲用,因而余氯檢驗就成為飲用水檢驗中一項重要指標。對余氯的檢驗方法主要有碘量法和比色法等,這里筆者主要對比色檢驗方法中能夠進行改進的地方進行分析。在原來比色法操作過程中,對于四甲基聯苯胺(TMB)溶液的配制,在實驗過程中需要分批加入鹽酸溶液與原試管中的溶液進行混合溶解,但在實際實驗過程中溶液常會因其他因素而發生變色反應,從而影響最終結果的準確性。且TMB介質溶液的配制較為復雜,配制過程中容易受到各類外界因素的影響,使TMB介質溶液發生變色,從而影響飲用水余氯的檢驗,因而對其進行改進也主要從這兩方面入手。首先是在TMB溶液與鹽酸的溶解方面,為了提高溶解質量,需要采取一定的助溶方法。這里采用加溫助溶的方法,將加入TMB晶體和鹽酸的溶液樣本放入到不同溫度的水中進行加熱溶解,并對各個溫度下的溶液溶解情況進行觀察,結果顯示在40℃的水溫下試劑溶解效果最好,因而可以將原來比色法中介質溶液配制時溶解步驟改進為在40℃下進行溶解。其次在介質配制上,檢驗人員可以從鹽酸濃度這個方面進行改進,分別取不同濃度的鹽酸配制成不同的TMB介質溶液,然后按照檢驗步驟對水樣色階進行檢測,并與標準色階進行比較,以分析出介質溶液中鹽酸的最佳濃度。結果顯示在0.5 mol/L濃度條件下,檢測出的實驗結果與標準色階是一致的,而其他各濃度實驗組的實驗結果均帶有一定的綠色,這說明0.5 mol/L鹽酸濃度下配制出來的介質溶液是最為理想的。將以上兩個改進方面綜合到一起后,將改進后的比色檢驗方法與常規比色方法進行比較,結果顯示改進后的比色檢驗方法的檢驗結果不論是在顯色成果還是吸光度上都明顯優于常規檢驗方法,這說明采用0.5 mol/L濃度鹽酸配制的顯色劑的檢驗效果更好,同時改進后的檢驗方法比較快捷方便,所應用的試劑對檢驗人員也沒有任何傷害,提高了余氯檢驗的準確性。

飲用水中的余氯是在水經過消毒劑或漂白粉消毒后殘留的氯化物,適量的余氯對人體傷害較小能夠及時被人體組織代謝轉換出體外,但超過一定量的余氯不僅對人體有害,而且還會使飲用水的味道發生改變影響飲用,因而余氯檢驗就成為飲用水檢驗中一項重要指標。對余氯的檢驗方法主要有碘量法和比色法等,這里筆者主要對比色檢驗方法中能夠進行改進的地方進行分析。在原來比色法操作過程中,對于四甲基聯苯胺(TMB)溶液的配制,在實驗過程中需要分批加入鹽酸溶液與原試管中的溶液進行混合溶解,但在實際實驗過程中溶液常會因其他因素而發生變色反應,從而影響最終結果的準確性。且TMB介質溶液的配制較為復雜,配制過程中容易受到各類外界因素的影響,使TMB介質溶液發生變色,從而影響飲用水余氯的檢驗,因而對其進行改進也主要從這兩方面入手。首先是在TMB溶液與鹽酸的溶解方面,為了提高溶解質量,需要采取一定的助溶方法。這里采用加溫助溶的方法,將加入TMB晶體和鹽酸的溶液樣本放入到不同溫度的水中進行加熱溶解,并對各個溫度下的溶液溶解情況進行觀察,結果顯示在40℃的水溫下試劑溶解效果最好,因而可以將原來比色法中介質溶液配制時溶解步驟改進為在40℃下進行溶解。其次在介質配制上,檢驗人員可以從鹽酸濃度這個方面進行改進,分別取不同濃度的鹽酸配制成不同的TMB介質溶液,然后按照檢驗步驟對水樣色階進行檢測,并與標準色階進行比較,以分析出介質溶液中鹽酸的最佳濃度。結果顯示在0.5 mol/L濃度條件下,檢測出的實驗結果與標準色階是一致的,而其他各濃度實驗組的實驗結果均帶有一定的綠色,這說明0.5 mol/L鹽酸濃度下配制出來的介質溶液是最為理想的。將以上兩個改進方面綜合到一起后,將改進后的比色檢驗方法與常規比色方法進行比較,結果顯示改進后的比色檢驗方法的檢驗結果不論是在顯色成果還是吸光度上都明顯優于常規檢驗方法,這說明采用0.5 mol/L濃度鹽酸配制的顯色劑的檢驗效果更好,同時改進后的檢驗方法比較快捷方便,所應用的試劑對檢驗人員也沒有任何傷害,提高了余氯檢驗的準確性。

4 小結

人類生活離不開水,尤其是飲用水直接影響人體健康,隨著社會發展對飲用水質的要求也會越來越高,飲用水檢測標準也應及時隨之調整,并需對其傳統的檢驗方法不斷的改進及完善,只有這樣才能更好的保證人類飲水安全。

［1］蘇宇亮.新《生活飲用水衛生標準》及檢驗方法中若干問題的探討.中國衛生檢驗雜志,2009(9):2201-2201.

［2］鐘嘉琴.GB/T5750.12-2006生活飲用水標準檢驗方法中總大腸菌群計數的兩種方法對比.醫學信息(上旬刊),2012,24(23):698-698.

［3］何小波,鐘志京,楊宇川,等.飲用水中氯仿和四氯化碳的頂空固相微萃取分析技術.中國工程物理研究院科技年報,2009(01):130-131.