化學儀器分析技術在水質監測中的應用

汪向東

（吉林省長春市疾病預防控制中心理化檢驗所 吉林 長春 130000）

1 引言

當前，化學分析技術已成為水質監測質量監控的重要載體，并被廣泛應用于許多領域。毋庸置疑，化學分析技術極大地推動了我國水質保護工作的落實與發展，同時，其監測方面的準確度也大大高于人工監測手段，可見，在當今的現代生活中，在水質監測的范圍內，儀器監測具有極為重要的意義。

2 水質監測的重要性

水質監測工作，本質上是對水體中污染物的存在、種類、元素含量的多寡以及濃度變化趨勢的監測。水質監測工作，就是對水質進行監測，分析水質中含有多少元素。水環境質量監測的目標可進一步細化，首先是宏觀的綜合指標，如濁度、懸浮物等；其次是微觀的指標，用于監測水體中有毒物質的含量。

我們國家的經濟發展在極大地提高了人民的生活水平的同時，對生態資源的過度開發也給生態環境帶來了不可挽回的污染和破壞，局部地區生態系統已經出現了失衡。水質污染的現象在日常生活中也隨處可見，它不是水質保護組織的責任，而是全人類的責任，人類對水體、地質、空氣等天然水質所造成的污染，已嚴重影響了人們生存所必需的資源，如果相關部門仍任憑人們隨意污染，不僅會對人類的健康造成巨大危害，而且還會破壞生態系統的平衡。但單靠人工檢測是遠遠不夠的，人工監測具有一定的主觀性和滯后性，監測技術的準確性也遠不及現代技術的監測結果。為了解決水質污染問題，及時、有效地實施水質保護措施，必須借助科學的手段，對其進行實時、有效的監測與分析，為維護人類生態平衡提供科學的依據。所以水質監測非常重要，合理有效地保護水質，不僅能使人類從天然水質中獲得源源不斷的資源，而且還能使可再生資源得以持續發展。

3 化學分析技術簡介

化學分析技術涉及到各個學科的知識與技術，包括生物學、地質學、數學統計學等多個學科分支，主要應用的是計算機技術、電子技術、網絡技術等，所用設備包括傳感器、信號采集裝置等。工業界研發人員結合各種技術和先進設備，開發了多種化學分析技術，包括色譜技術、分光光度技術和電感耦合技術。每一項技術都涉及到極其復雜的計算機技術和與物理學科相關的技術，把這些技術整合成設備的化學分析技術。

4 化學分析技術特點與應用范圍

4.1 色譜技術

色譜技術有氣相色譜、高效液相色譜、離子色譜技術等幾種。在氣相色譜中最為核心的技術手段是以氣體作流動相的技術分離，此種分離分析方法非常適用于檢測揮發性能較好的混合物質，此技術會監測出混合物質中包含的各種有害物質，其中包括有苯、PoPs等有害物質。氣相色譜技術的主要原理是用樣品中的各種成分的分配來區分各種有害物質的，當然監測樣品并不是直接放入色譜柱中，而是使用載氣設備將被監測樣品在氣化室內被氣化后再將其放入色譜柱中進行分離。然后依據其在色譜柱中的不同表象即離開色譜柱的順序來區分不同物質，進而對其進行定量分析和研究。氣相色譜技術常被用于受污染的水質、土壤以及空氣等污染物質的監測，氣相色譜技術可以有效分離污染物，并對其進行監測。氣相色譜技術的廣泛應用，讓人們清楚了目前水質污染的各種來源，并且為之后的技術監測提供了很好的科學依據。

4.2 分光光度技術

分光光度技術在環境保護方面最常使用的類型為紫外可見分光光度技術和原子吸收分光光度技術。分光光度技術的實現需要借助于分光裝置，這一裝置會產生一種特定波長的一種光源，將被檢測的樣品可以放置有光源的地方，會有一部分光源被吸收，從而計算吸光的值，從而讓樣品的濃度得以轉化。輔助設備有助于檢測人員更加清晰地觀測到污染物質的主要成分，進而對其進行有效的分離，當然分離過程需要保持單色光束的純度，從而提升分析的準確率，這就對光源有一定的要求，要求其擁有連續且穩定的光譜。分光光度技術已經被廣泛應用于各行業領域的污染物檢測中，其中包括化學、生物學、醫療、材料學以及環境監測冶金等現代化管理行業。

4.3 電感耦合等離子體質譜技術

電感耦合等離子體質譜技術的核心技術是將檢測樣品放置于高溫水質下，樣品在高溫水質下會發生質變，會被電離為離子狀態，樣品轉化為離子狀態后需要對其進行定量分析，定量分析的方法包含兩種，一種是荷質比的半定量分析，即計算帶電體的電荷量和質量的比值；另一種是利用離子數目做定量分析。離子體質譜技術由多種組件組合而成，其中包含有離子源、質量分析器和檢測器，除固定設備以外，還包含有一些輔助系統，如數據處理系統。離子源是離子束流的主要裝置；質量分析器是分析電荷量和質量比值的主要裝置，且其具有極高的靈敏度和適應性，能夠在最短的時間內適應高溫；檢測器則是幫助技術人員監測樣品的內部構造和運動過程，檢測器外部有監視裝置，技術人員可以通過監視裝置清晰地看到樣品內部運動過程。

5 優化水質監測的措施

5.1 加大資金投入進行水質監測，及時更新相關設備

水質監測各個環節的數據需要比對驗證，這是各個環節的支撐。因此，要獲得高精度的水質監測結果，提高監測結果的準確性，除了購置和使用高精度、先進的監測工具和設備外，還要定期對所使用的設備和儀器進行維護保養，以保證其準確性。這就要求政府和有關部門加大對水質檢測的力度，盡可能加大經費投入和支持力度，提高監測的準確性。

5.2 建立和完善質量監督制度

為保證水質監測工作的順利開展，必須建立和完善水質監測體系。建立完善的監督體系，應著重于對水質監測和水質監測的全過程監督，以保證檢測工作的順利進行。同時，為了規范檢驗過程，建立了專門的質量檢驗部門。

5.3 采用精量的監測儀器

使用質檢儀時，應先進行系統檢查，以免出現故障及藥品過期。而在使用儀器設備時，由于水質監測工作較為復雜，因此對監測人員的要求也較高，如果不能按流程來完成，或者儀器設備不能按流程來使用，那么水質監測結果就會自然出現偏差。另外，最好定期檢查監測儀器，并在兩個監測周期之間做一次檢測，以確保儀器正常工作。水環境質量檢測需要準確、合理地反映水體污染狀況的變化趨勢，同時還需要增加監測水源，確保監測結果的真實性和準確性。

5.4 合理選擇水質檢查點

水資源的選擇對水質監測結果有很大的影響。在實施過程中，應因地制宜選擇最合適的水質監測點，并對同一水域的不同地點進行相應的監測。應當根據合理的相關工藝進行檢測，并綜合考慮水污染的影響因素。此外，在測試過程中應考慮特殊區域。例如，由于許多地區的地理位置，同一水域可能有兩個水質不同的地區。舉例來說，上游地處深山，人口稀少，開發程度低，污染少。居住區域的下游污染較為嚴重。在這種情況下，需要對水域進行分類處理，而不能自動選擇其中一個進行檢測，從而得出錯誤的結論。錯誤的水質監測點定位將嚴重影響水質檢測的結果。

5.5 提高相關工作人員的專業能力

各種因素都對水質監測結果產生影響，其中最難控制的是檢測人員的業務素質和技術能力。檢驗員的技術水平直接影響檢驗結果的客觀、準確。所以，對水質監測人員操作能力的控制就顯得尤為重要。一位專業的水質監測人員，不僅要掌握足夠的基本理論知識，還必須具備一定的實際操作能力，能夠將理論轉化為實踐，并具有在突發事件中解決問題的經驗和能力。應定期舉辦培訓課程，不斷鞏固和提高員工的基本知識和專業技能，嚴格控制員工的專業素質和工作能力的提高，避免因主觀和客觀因素造成的質量事故，將影響水質檢測的各方面因素進行分類總結，最后提出有效、有針對性的解決方案[1-2]。

6 結語

化學分析技術的應用，極大地提升了技術人員對水質的監測力度和精準度，且有別于傳統的監測方式，可以在短時間內得到檢測結果，有助于迅速發現水質污染問題并幫助技術人員做出合理的預防和保護措施。因此，化學分析技術被廣泛應用于各類水質污染監測中，為保護生態水質作出了貢獻。