現(xiàn)代儀器分析在廢水處理中的應(yīng)用

劉華沙（中海油田服務(wù)股份有限公司，天津300459）

0 引言

環(huán)境治理問題是世界共同面對的難題之一，在環(huán)境治理難題中有許多與化學物質(zhì)的污染有關(guān)，尤其是水污染問題中，化學物質(zhì)污染是水污染的主要問題。解決水污染問題的基本就是對化學污染物質(zhì)的檢驗，必須對化學污染物質(zhì)的性質(zhì)、含量進行檢測，才能根據(jù)實際情況進行對癥處理。現(xiàn)代儀器分析在水質(zhì)分析中具有檢測效率高、檢測速度快、檢測準確度高等優(yōu)點，已經(jīng)成為水環(huán)境污染的主要檢測手段。廢水處理需要專病專治，在現(xiàn)代儀器分析出的正確結(jié)果上加以針對性治理，效果會更顯著。因此在廢水處理的水質(zhì)分析中應(yīng)用現(xiàn)代儀器進行分析檢測可以更好的進行水污染的環(huán)境治理。

1 現(xiàn)代儀器分析方法

使用現(xiàn)代儀器分析測量對象中所含的化學元素或化合物，對測量對象的組成成分進行有關(guān)化學性質(zhì)和物理性質(zhì)的定性定量測量，就是現(xiàn)代儀器分析方法。隨著科學技術(shù)的發(fā)展，新型材料儀器電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，新型的現(xiàn)代檢測儀器也層出不窮。越來越突出的環(huán)境問題，也對化學檢測提出了更高的要求，同時也促進了化學分析與檢測儀器的發(fā)展。分析化學與現(xiàn)代儀器分析相輔相成，從傳統(tǒng)的化學分析到現(xiàn)代儀器分析為主，不僅是檢測手段的提高，而且是科學研究手段的提高。現(xiàn)代儀器分析具有高靈敏度、高效率、高準確性等優(yōu)點。現(xiàn)代儀器分析方法根據(jù)類型不同有以下幾種：

（1）光學分析法：分析能量和分析對象產(chǎn)生作用出現(xiàn)的變化或者輻射信號的方法。根據(jù)能量的能級躍遷可以區(qū)別為光譜法與非光譜法；依據(jù)分析對象區(qū)別為原子光譜與分子光譜。

（2）電化學分析法：檢測物質(zhì)在水環(huán)境中的電化學性質(zhì)的信號變化測定物質(zhì)組成元素的分析方法。如電導儀、pH計、離子計等，通過測定水環(huán)境中的電導率或者離子濃度檢測溶液中所含物質(zhì)的組成元素。

（3）熱分析法：檢測物質(zhì)的物理或化學性質(zhì)同溫度變化的關(guān)系。熱分析法主要應(yīng)用在化學反應(yīng)機理和成分分析研究中。

（4）放射化學分析法：化學元素在核衰變過程中會產(chǎn)生放射性輻射，通過對輻射的分析可以標記污染物的軌跡，對于環(huán)境污染的遷移轉(zhuǎn)化研究很有幫助。

（5）分離方法：應(yīng)用現(xiàn)代儀器分離和分析結(jié)構(gòu)性質(zhì)相近的化合物，主要有色譜分離和電泳分離兩種技術(shù)。將結(jié)構(gòu)性質(zhì)相近的化合物分離后，再分別應(yīng)用現(xiàn)代儀器對化合物進程檢測定性，是解決復雜物質(zhì)分析檢測的不二手段。

2 現(xiàn)代儀器分析方法在廢水處理水質(zhì)分析中的應(yīng)用

隨著新的現(xiàn)代儀器進步，廢水處理中水質(zhì)分析的方法也越來越多，逐漸從手動、半自動走向了自動化分析檢測。現(xiàn)代分析儀器取代了大量落后的分析方法，在廢水處理的水質(zhì)分析中更快捷準確，效率和質(zhì)量都穩(wěn)步提高，并且操作簡單，經(jīng)濟實惠，以下介紹廢水處理的水質(zhì)分析中常用現(xiàn)代儀器分析：

（1）色譜分析法：廢水處理的水質(zhì)分析中污染物的種類和數(shù)量是關(guān)鍵，可以通過色譜分析法進行定性定量分析，水質(zhì)分析應(yīng)用色譜分析法可以高效快捷的繪出污染物種類與數(shù)量的色譜圖。色譜分析法在廢水處理的水質(zhì)分析中主要應(yīng)用在有機污染物的測定中，包含有氣相、液相以及離子色譜法。氣相色譜法針對于易揮發(fā)的有機物的測定分析；液相色譜分析法針對大分子有機物的測定分析；離子色譜法則主要應(yīng)用于無機的陰陽離子的測定分析。

（2）原子吸收光譜法：廢水處理的水質(zhì)分析中重金屬污染物可以應(yīng)用原子吸收光譜法測定。原子吸收光譜法檢出率高，檢出范圍廣，并且穩(wěn)定性與抗干擾能力都很強，檢測方便準確，是重金屬污染檢測的重要手段。

（3）質(zhì)譜分析法：質(zhì)譜分析法較少單獨使用，在廢水處理的水質(zhì)分析中常作為輔助手段與色譜分析聯(lián)合測定水體樣本中的有機物，兩種分析方法相互比較借鑒，使分析結(jié)果更加準確。

（4）拉曼光譜法：廢水處理的水質(zhì)分析中拉曼光譜的優(yōu)勢很多，它可以分析檢測的物質(zhì)范圍很廣，包含有機物、無機物甚至放射性污染物；而且拉滿光譜法可以分析復雜污染物的結(jié)構(gòu)，即使是水體中含量很低的污染物都可以檢測出來；拉曼光譜法檢測是對樣品的需求量少且簡單，無需進行提前處理，尤其是檢測分析并不損害樣品，是一種十分優(yōu)秀的分析方法。

（5）紫外-可見吸收光譜法：廢水處理的水質(zhì)分析中紫外-可見吸收光譜法可以用來進行濁度分析、需氧量分析與有機碳分析和氮分析等。具有無污染、直接檢測樣品、成本低、檢測效率高等優(yōu)點。

除了以上的常見儀器分析方法，近年來還出現(xiàn)的一些專用的水質(zhì)檢測分析儀器。

3 廢水處理中水質(zhì)分析的專用現(xiàn)代儀器

現(xiàn)代儀器分析在廢水處理的水質(zhì)分析中應(yīng)用廣泛，分析方法不斷發(fā)展完善，從手動實驗逐步到半自動實驗，甚至自動實驗，現(xiàn)代分析儀器越來越智能化，自動化。近年來，現(xiàn)代儀器與計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)逐步融合，出現(xiàn)了在線自動分析檢測等手段，為廢水處理的水質(zhì)分析檢測提供了更方便更智能化的手段，現(xiàn)代儀器分析在廢水處理的水質(zhì)分析中越來越重要，同時為滿足廢水分析項目的特殊需求，除了常規(guī)的現(xiàn)代分析儀器外，出現(xiàn)了許多專用的水質(zhì)分析儀器，主要有以下幾種：

（1）濁度儀：作用是測定廢水樣本渾濁程度，儀器的原理是光透過原理與光散射原理，可以有效測量水體的通透性；

（2）油分測定儀：作用是測定廢水樣本中的油分含量，儀器的原理是通過吸收紅外線、紫外線或標記熒光等手段測定水體中油分含量；

（3）測汞儀：作用是測定廢水樣本中的含汞量，儀器的原理是通過原子熒光與冷原子吸收等方法測定水體中汞元素的含量；

（4）生化需氧量(BOD)測定儀：作用是測定廢水樣本中的耗氧量，儀器原理是通過測壓與生物膜電極等方法測定水體中的耗氧量；

（5）化學需氧量(COD)測定儀：作用是測定廢水樣本中的耗氧量，儀器原理是應(yīng)用分光光度法等化學測量方法測定水體中的耗氧量；

此外，在廢水處理的水質(zhì)分析中中，還有微波消解器、固相萃取器等現(xiàn)代儀器，應(yīng)用十分廣泛，就不一一介紹了。

4 廢水處理中應(yīng)用現(xiàn)代儀器分析水質(zhì)的意義

（1）應(yīng)用現(xiàn)代儀器對廢水進行測定分析，明確廢水中的污染物含量，整體了解水質(zhì)狀況，對廢水產(chǎn)生的過程起到反饋作用，向前追溯廢水產(chǎn)生過程，優(yōu)化工藝，降低廢水產(chǎn)生；

（2）應(yīng)用現(xiàn)代儀器對廢水進行測定分析，在廢水處理過程中，可以實時監(jiān)測廢水中污染物的類別和含量，及時采取針對措施進行廢水處理，提高廢水處理效率，降低污染物排出量；

（3）應(yīng)用現(xiàn)代儀器對廢水進行測定分析，相比傳統(tǒng)的分析方法，現(xiàn)代儀器分析的檢出率高、檢出效率高、檢出限度低、檢出更完善、檢出更準確等諸多優(yōu)點，而且，隨著科技發(fā)展現(xiàn)代儀器分析越來越智能化、自動化，操作越來越簡單、成本越來越低、時效性越來越強、在廢水處理中的重要性也越來越強。

5 結(jié)語

隨著社會的發(fā)展，工業(yè)的發(fā)展，環(huán)境中新的污染物種類不斷出現(xiàn)，因此，對于現(xiàn)代儀器分析的方法與設(shè)備要求越來越高。新的技術(shù)與儀器聯(lián)用技術(shù)也越來越多的應(yīng)用起來。新設(shè)備、新技術(shù)和新方法的不斷出現(xiàn)，要求現(xiàn)代儀器分析的研究者與時俱進，在環(huán)境治理尤其是廢水處理上不斷推陳出新，為治理措施提供新的思路與建議。