水质检测--无机污染物的监测技术介绍

水质污染调查是从Hg、Cd、氰、酚、Cr⁶⁺等开始的,而且多是用分光光度法测定。随若环境保护工作深入,监测业务不断扩大,分光光度分析方法的灵敏度、准确度均不能满足环境管理的要求,因此相应的各种先进的、高灵敏度的分析仪器和方法就很快发展起来。

1.原子吸收和原子荧光法

火焰原子吸收、氢化物发生原子吸收、石墨炉原子吸收相继发展起来,可测定水中多数痕量、超痕量金属元素。

我国开发的原子荧光仪器可同时测定水中As、Sb、Bi、Ge、Sn、Se、Te、Pb八种元素的化合物。用于这些易生成氢化物元素的分析具有较高的灵敏度和准确度且基体干扰少。

2.等离子体发射光谱(ICP-AES)

等离子发射光谱法近年发展很快,已用于清洁水基体成分,废水中金属及底质、生物样品中多元素的同时测定,其灵敏度、准确度与火焰原子吸收法大体相当,而且效率高,一次进样,可同时测定10～30个元素。

3.等离子发射光谱质谱法(ICP-MS)

ICP-MS法是以ICP为离子化源的质谱分析方法,其灵敏度比ICP-AES法高2～3个数量级,特别是当测定质量数在100以上的元素时,其灵敏度更高检出限低。日木已将ICP-MS法列为测定水中Cr⁶⁺、Cu、Pb、Cd的标准分析方法。 

4.离子色谱法

离子色谱是分离和测定水中常见阴、阳离子的新技术,方法的选择性和灵敏度均好,一次选择可同时测定多种组分。用电导检测器和阴离子分离柱可测定F^-、Cl^-、Br^-、SO₃^2-,   SO₄^2-、H₂PO₄^-、NO₃^-;阳离子分离柱可测定NH₄⁺、K⁺、Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺等,用电化学检测器可测定I^-、S^2-、CN^-及某此有机化合物。

5.分光光度和流动注射分析技术

研究一些高灵敏度、高选择性的显色反应,用于金属离子和非金属离子的分光光度法测定仍然受到重视。在常规监测中分光光度法占有较大的比重。值得注意的是将这些方法与流动注射技术相结合,可将许多化学操作如蒸馏、萃取,加各种试剂,定容显色和测定融为体,是一种实验室自动分析技术,且在水质在线自动监测系统中被广泛应。具有取样少、精度高、分析速度快、节省试剂等优点,可使操作人员从繁琐的体力劳动中解放出来,例如测水质中NO₃^-、NO₂^-、NH₄⁺、F^-、CrO₄^2-、Ca²⁺等均可用流动注射技术。检测器不仅可用分光光度法,也可用原子吸收、离子选择性电极等。

6.价态和形态分析

污染物质在水环境中存在形态不同,对水生生态系统和对人的毒性也很不相同。例如Cr⁶⁺每性比Cr³⁺强得多,As³⁺比As⁵⁺毒性大,HgCl₂毒性比HgS大。在水质标准和监测中规定了总汞和烷基汞、六价铬和总铬、Fe³⁺和Fe²⁺、NH₄⁺-N、NO₂^--N和NO₃^--N的测定,有些项目还规定了可滤态和总量的测定等。在环境研究中,为了搞清污染机理及迁移转化规律,不仅要研究分析无机物的价态吸附态、络合态,还要研究它们在环境介质中的氧化还原(如含氮化合物的亚硝化、硝化作用或脱氮等)和生物甲基化等问题。以有机态存在的重金属,如烷基铅、烷基锡等,目前倍受环境科学工作者的重视,尤式是三苯基锡、三丁基锡等被列入内分泌干扰物后,有机重金属的监测分析技术发展很快。