基于對水質分析的研究方法

周月雙

天津市地質礦產測試中心 天津 300191

水是生命之源，也是環境的控制元素。水質直接關系到所有生物的健康。地表水質量分析是水環境管理的基本組成部分之一。水質分析涉及數據的數學統計、數據評估以及諸如相關性和時間分析之類的預測的使用。水質分析的特點是水資源分布不均，可以科學評估地表水資源的水質并確定水體中的多余因素。水質直接影響水生生物的生存，以便查明該區域水生環境中的問題，并為決策者保護水生生物提供堅實的基礎。但是，現有的水質分析方法在客觀性，化學性和效率方面存在缺陷。如果分析方法選擇不當，可能會導致多種不利因素，例如水生環境中功能區的不適當分配，水資源的不合理使用以及主要地下水問題的延遲發現。鑒于水質分析的重要性，選擇科學客觀的水質分析方法尤為重要。

1 水質分析概述

水質是水質水量質量的簡稱，例如其物理性質（顏色，濁度，氣味等），化學性質（無機和有機含量）和生物學性質（細菌，微生物，浮游生物，底棲生物）。水質測試是使用化學、物理方法確定水中各種化學成分的含量（例如硝酸鹽，亞硝酸鹽，揮發性酚，氰化物和其他可能導致水中重大水質問題的元素）。

2 水質分析方法

2.1 感觀法

在這種方法中，檢查員根據收集的水樣的顏色和透明度估算水的性能。這種方法的優點是操作簡便快捷。缺點是它受主觀影響。換句話說，每個人的主觀感受都不同。因此，由不同檢查員測量的數據之間可能存在顯著差異，這直接影響分析結果[1]。

2.2 化學分析法

化學分析方法主要用于一般水質管理。通常使用以下方法：

酸堿滴定法。也就是說，酸堿中和是合法的，分析人員通過向水樣品中添加酸堿指示劑來測量和測量水中pH值的強度。

絡合滴定法。該方法主要包括通過絡合反應滴定水樣品。在形成過程中，必須控制絡合物反應的速率，然后確定滴定的化學計量，以確保絡合物形成過程的穩定性。

沉淀滴定法。沉淀滴定法旨在通過沉淀反應來分析水質。該方法要求對反應水的質量進行氧化還原滴定，并非所有沉淀物都可以滴定。氧化還原滴定法主要基于氧化反應，因此要注意物質在水中的反應速率。

2.3 儀器分析法

（1）色譜法，其原理是使用固定相中各種物質的不同分配系數來分析物質。對于各種固定相，這可以是氣相色譜，液相色譜和離子色譜。這三種色譜檢測方法的特點是快速，準確和高效。氣相色譜法主要用于檢測水中的有機氯農藥，有機磷農藥，有機化學污染物和痕量金屬，例如硒，鈹和銅。離子色譜法通常用于測量各種陰離子，例如Cl-，NO3-，SO42-，Na+，K+，Mg2+，Ca2+。方健等。使用氣相色譜法測量不同類型和含量。作為地表水的有機物質，蘇玉良、方力等人，使用離子色譜法檢測飲用水中的各種陰離子，這些都取得了相對準確的結果[2]。

光譜學。根據不同的光源，光譜學可分為以下幾類。首先，紫外線吸收光譜法是基于各種波長的紫外線的吸收來確定物質的組成和含量的方法。該方法提供了實時性能和速度，便攜性，高精度，無二次污染和低成本。二是紅外吸收法。原理是使用水樣品的不同成分在紅外范圍內獲得不同的吸收特性。如果使用此方法，則在檢測時必須對水樣品進行預處理。

熒光光譜法，熒光光譜法是基于這樣的事實，即物質分子可以用特定波長的光（例如紫外線）立即發出熒光，其激發時間比激發光波更長。熒光光譜中發射峰的波長和強度具有許多重要目的。由于與信息物質的分子結構和電子狀態有關的信息是該物質特有的，因此該物質的熒光光譜可用于對該物質進行定性和定量分析。

拉曼光譜。當頻率為V0的單色光進入物質時，該物質的分子散射入射光。散射光的頻率為V0±ΔV，波長偏移ΔV與該物質的化學結構有關，與傳統水質分析方法相比，使用拉曼光譜法分析水質時，樣品無需準備或損失。可以同時測試樣本中的多個組件。它消耗更少的樣品，高度靈敏，并且可以進行遙測，實時測量和分析。

質譜法。磁場和磁場用于根據運動離子的質荷比來分離和檢測運動離子。由于一個核素的精確質量是幾個數量級，并且每個核素的質量都是唯一的，因此沒有一個核素的質量是另一個核素質量的精確倍數，因此我們僅測量離子的質量。精確質量可以確定離子的組成。該方法的優點是檢測范圍廣，靈敏度高，分析速度快，但也存在光譜解決方案復雜，定量分析誤差大等缺點。

此外，質譜儀包括電子沖擊質譜儀（EI-MS），場解吸質譜儀（FD-MS），快速原子轟擊質譜儀（FAB-MS）和基于激光解吸矩陣的飛行時間質譜儀（MALDI-TOFMS）和電子噴霧質譜（ESIMS）。在正常條件下，這些傳統方法可以滿足檢測任務的需要，但是各種水質指標通常具有復雜的非線性關系，并且在檢測過程中會引起背景噪聲，因此，這些因素直接影響測量和分析的結果。因此，在檢查水質時，可以使用化學計量學模擬對數據進行預處理，以克服這些缺點[3]。

3 結語

通過檢查陰離子和陽離子的平衡，總溶解固體的平衡，二氧化碳的平衡，電導率和總溶解固體的相關性以及堿對Na++和K+的濃度比（負責人）制造更加簡單易用。水質分析結果提高了工作質量和效率。水質測試和分析是一個復雜的主題領域，其發展需要許多利益相關者的支持。同時，隨著人們越來越關注水資源和環境，分析和評估水質的任務需要進一步的研究和開發。