關(guān)于生活飲用水質(zhì)監(jiān)測檢驗(yàn)方法的思考與改進(jìn)

牟善婷

為了確保我國生活飲用水的安全,國家相關(guān)水質(zhì)中心制定了飲用水的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn),并制定了與其配套的檢驗(yàn)方法,并且隨著社會(huì)的發(fā)展,檢測方法的準(zhǔn)確性也在不斷提高,但還是會(huì)存在一些問題,需要水質(zhì)檢測人員不斷去改進(jìn)。

從整體上來看,飲用水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)主要可以分為兩個(gè)部分,一是法定量限值,即對(duì)飲用水中有害因素的含量不應(yīng)超過多少進(jìn)行限定。二是法定行為規(guī)范,即對(duì)生產(chǎn)和提供飲用水的單位生產(chǎn)環(huán)節(jié)的各種行為進(jìn)行規(guī)范。在我國最新出臺(tái)的飲用水標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)微生物、水質(zhì)消毒、水質(zhì)有機(jī)物等各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行了規(guī)定,并對(duì)相應(yīng)指標(biāo)檢測方法進(jìn)行了分析,這里作者介紹幾種常用檢驗(yàn)方法的新認(rèn)識(shí)。

1 水質(zhì)檢測中幾種離子檢驗(yàn)方法的思考

1.1 氯化物檢驗(yàn)方法 當(dāng)水中氯化物含量較高時(shí),其中的氯離子會(huì)與鈉離子、鎂離子等發(fā)生反應(yīng),使水產(chǎn)生不同味感,人在飲用時(shí)會(huì)感到有咸味,從而不能作為飲用水使用,因此有必要對(duì)水中的氯化物含量進(jìn)行檢驗(yàn)。對(duì)飲用水中氯化物的檢驗(yàn)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(shè)備簡單,在氯化物檢驗(yàn)中應(yīng)用較廣,但其在檢驗(yàn)過程中會(huì)生成氰化物、氟化物等物質(zhì)會(huì)對(duì)水中氯化物的含量檢驗(yàn)造成干擾,而電位滴定法等在檢驗(yàn)過程中,又會(huì)生成鹵族離子對(duì)氯化物含量造成干擾,因而如何減少其他離子對(duì)氯化物含量的干擾,是改進(jìn)飲用水中氯化物檢驗(yàn)方法的關(guān)鍵。

1.2 硝酸鹽氮檢驗(yàn)方法 硝酸鹽氮在一定情況下會(huì)經(jīng)反應(yīng)生成硝酸鹽,而硝酸鹽對(duì)人體的危害極大,因?yàn)橄跛猁}會(huì)在人體消化道和口腔環(huán)境作用下生成亞硝酸鹽,長期攝入亞硝酸鹽就會(huì)造成人體亞硝酸鹽中毒,因而應(yīng)該將硝酸鹽氮的檢驗(yàn)放在飲用水檢驗(yàn)的重要位置。常見的硝酸鹽氮檢驗(yàn)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(yàn)過程中會(huì)受氯化物和亞硝酸鹽的影響,因而應(yīng)用也較少,而紫外法和電極法雖然也會(huì)受到一些陰離子的影響,但其操作和設(shè)備都相對(duì)比較簡單,且受外界其他離子影響相對(duì)較小,因而得到了廣泛應(yīng)用。

1.3 氟化物檢驗(yàn)方法 氟元素廣泛存在于自然水中,適量的氟對(duì)人體是無害的,但是若飲用水中的氟含量過高就會(huì)對(duì)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(duì)飲用水中的氟化物含量進(jìn)行檢驗(yàn),以保護(hù)人體健康不受威脅。對(duì)氟化物的檢驗(yàn)方法與氯化物檢驗(yàn)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(dòng)法等等,其中離子色譜法是檢驗(yàn)氟化物的重要方法,其通過對(duì)離子色譜進(jìn)行分析能夠較為快速準(zhǔn)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(yōu)點(diǎn),在現(xiàn)代飲用水水質(zhì)檢驗(yàn)中發(fā)揮了重要作用。

2 硫酸鹽檢驗(yàn)方法改進(jìn)

少量硫酸鹽對(duì)人體的危害并不大,但是過多的硫酸鹽會(huì)影響人體的腸道健康,引起腹瀉等癥狀,因而應(yīng)該對(duì)飲用水中的硫酸鹽含量進(jìn)行控制。常見的硫酸鹽檢驗(yàn)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(yàn)精密性和準(zhǔn)確性都較高,因而在硫酸鹽的檢驗(yàn)中得到了廣泛應(yīng)用。但傳統(tǒng)硫酸鋇比濁法操作較為復(fù)雜,下面作者將針對(duì)性地對(duì)硫酸鋇比濁法進(jìn)行改進(jìn)。

硫酸鋇比濁法的原理是鋇離子和硫酸鹽在反應(yīng)時(shí)會(huì)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(duì)渾濁度進(jìn)行計(jì)算就可以測定水中硫酸鹽的含量。在傳統(tǒng)方法中是取50 ml飲用水樣本后加入穩(wěn)定劑溶液,然后加入0.2 g的氯化鋇晶體,對(duì)其進(jìn)行攪拌,并保證其在10～30 s內(nèi)能夠完全溶解,然后吸取樣本溶液加入比色皿中與純水進(jìn)行對(duì)比,測定樣本吸光度值。但這一檢驗(yàn)過程中,對(duì)氯化鋇晶體的稱量十分麻煩,要準(zhǔn)確地稱取0.2 g的氯化鋇晶體比較困難,因而對(duì)硫酸鋇比濁法的改進(jìn)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?qū)⒑馁M(fèi)在氯化鋇晶體稱量上的時(shí)間大大縮短,簡化檢驗(yàn)方法,提高檢驗(yàn)效率。具體實(shí)驗(yàn)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(wěn)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(jìn)行吸光度參比測定時(shí),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(yīng)量的氯化鋇溶液即可,對(duì)最后吸光度值也基本沒有影響。

而為了檢驗(yàn)這種方法的精密度和有效性,在進(jìn)行完上述實(shí)驗(yàn)之后還要進(jìn)行精密度實(shí)驗(yàn)和準(zhǔn)確度實(shí)驗(yàn),精密度實(shí)驗(yàn)的操作是取同一份水樣,按照上述實(shí)驗(yàn)方法平行測驗(yàn)6次,然后計(jì)算6次實(shí)驗(yàn)結(jié)果的平均值和變異系數(shù),以確定上述實(shí)驗(yàn)的精密度。而準(zhǔn)確度實(shí)驗(yàn)是取同一份水樣,在不同時(shí)間進(jìn)行6次測驗(yàn),然后對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果與給定值之間進(jìn)行比較,結(jié)果發(fā)現(xiàn)6次實(shí)驗(yàn)結(jié)果都在給定值的范圍之內(nèi),這說明用氯化鋇溶液代替氯化鋇晶體稱量的實(shí)驗(yàn)方法準(zhǔn)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(yàn)過程,提高了檢驗(yàn)效率。

3 余氯檢驗(yàn)方法的改進(jìn)

飲用水中的余氯是在水經(jīng)過消毒劑或漂白粉消毒后殘留的氯化物,適量的余氯對(duì)人體傷害較小能夠及時(shí)被人體組織代謝轉(zhuǎn)換出體外,但超過一定量的余氯不僅對(duì)人體有害,而且還會(huì)使飲用水的味道發(fā)生改變影響飲用,因而余氯檢驗(yàn)就成為飲用水檢驗(yàn)中一項(xiàng)重要指標(biāo)。對(duì)余氯的檢驗(yàn)方法主要有碘量法和比色法等,這里筆者主要對(duì)比色檢驗(yàn)方法中能夠進(jìn)行改進(jìn)的地方進(jìn)行分析。在原來比色法操作過程中,對(duì)于四甲基聯(lián)苯胺(TMB)溶液的配制,在實(shí)驗(yàn)過程中需要分批加入鹽酸溶液與原試管中的溶液進(jìn)行混合溶解,但在實(shí)際實(shí)驗(yàn)過程中溶液常會(huì)因其他因素而發(fā)生變色反應(yīng),從而影響最終結(jié)果的準(zhǔn)確性。且TMB介質(zhì)溶液的配制較為復(fù)雜,配制過程中容易受到各類外界因素的影響,使TMB介質(zhì)溶液發(fā)生變色,從而影響飲用水余氯的檢驗(yàn),因而對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)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(zhì)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(jìn)行加熱溶解,并對(duì)各個(gè)溫度下的溶液溶解情況進(jìn)行觀察,結(jié)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(zhì)溶液配制時(shí)溶解步驟改進(jìn)為在40℃下進(jìn)行溶解。其次在介質(zhì)配制上,檢驗(yàn)人員可以從鹽酸濃度這個(gè)方面進(jìn)行改進(jìn),分別取不同濃度的鹽酸配制成不同的TMB介質(zhì)溶液,然后按照檢驗(yàn)步驟對(duì)水樣色階進(jìn)行檢測,并與標(biāo)準(zhǔn)色階進(jìn)行比較,以分析出介質(zhì)溶液中鹽酸的最佳濃度。結(jié)果顯示在0.5 mol/L濃度條件下,檢測出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)色階是一致的,而其他各濃度實(shí)驗(yàn)組的實(shí)驗(yàn)結(jié)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(zhì)溶液是最為理想的。將以上兩個(gè)改進(jìn)方面綜合到一起后,將改進(jìn)后的比色檢驗(yàn)方法與常規(guī)比色方法進(jìn)行比較,結(jié)果顯示改進(jìn)后的比色檢驗(yàn)方法的檢驗(yàn)結(jié)果不論是在顯色成果還是吸光度上都明顯優(yōu)于常規(guī)檢驗(yàn)方法,這說明采用0.5 mol/L濃度鹽酸配制的顯色劑的檢驗(yàn)效果更好,同時(shí)改進(jìn)后的檢驗(yàn)方法比較快捷方便,所應(yīng)用的試劑對(duì)檢驗(yàn)人員也沒有任何傷害,提高了余氯檢驗(yàn)的準(zhǔn)確性。

飲用水中的余氯是在水經(jīng)過消毒劑或漂白粉消毒后殘留的氯化物,適量的余氯對(duì)人體傷害較小能夠及時(shí)被人體組織代謝轉(zhuǎn)換出體外,但超過一定量的余氯不僅對(duì)人體有害,而且還會(huì)使飲用水的味道發(fā)生改變影響飲用,因而余氯檢驗(yàn)就成為飲用水檢驗(yàn)中一項(xiàng)重要指標(biāo)。對(duì)余氯的檢驗(yàn)方法主要有碘量法和比色法等,這里筆者主要對(duì)比色檢驗(yàn)方法中能夠進(jìn)行改進(jìn)的地方進(jìn)行分析。在原來比色法操作過程中,對(duì)于四甲基聯(lián)苯胺(TMB)溶液的配制,在實(shí)驗(yàn)過程中需要分批加入鹽酸溶液與原試管中的溶液進(jìn)行混合溶解,但在實(shí)際實(shí)驗(yàn)過程中溶液常會(huì)因其他因素而發(fā)生變色反應(yīng),從而影響最終結(jié)果的準(zhǔn)確性。且TMB介質(zhì)溶液的配制較為復(fù)雜,配制過程中容易受到各類外界因素的影響,使TMB介質(zhì)溶液發(fā)生變色,從而影響飲用水余氯的檢驗(yàn),因而對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)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(zhì)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(jìn)行加熱溶解,并對(duì)各個(gè)溫度下的溶液溶解情況進(jìn)行觀察,結(jié)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(zhì)溶液配制時(shí)溶解步驟改進(jìn)為在40℃下進(jìn)行溶解。其次在介質(zhì)配制上,檢驗(yàn)人員可以從鹽酸濃度這個(gè)方面進(jìn)行改進(jìn),分別取不同濃度的鹽酸配制成不同的TMB介質(zhì)溶液,然后按照檢驗(yàn)步驟對(duì)水樣色階進(jìn)行檢測,并與標(biāo)準(zhǔn)色階進(jìn)行比較,以分析出介質(zhì)溶液中鹽酸的最佳濃度。結(jié)果顯示在0.5 mol/L濃度條件下,檢測出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)色階是一致的,而其他各濃度實(shí)驗(yàn)組的實(shí)驗(yàn)結(jié)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(zhì)溶液是最為理想的。將以上兩個(gè)改進(jìn)方面綜合到一起后,將改進(jìn)后的比色檢驗(yàn)方法與常規(guī)比色方法進(jìn)行比較,結(jié)果顯示改進(jìn)后的比色檢驗(yàn)方法的檢驗(yàn)結(jié)果不論是在顯色成果還是吸光度上都明顯優(yōu)于常規(guī)檢驗(yàn)方法,這說明采用0.5 mol/L濃度鹽酸配制的顯色劑的檢驗(yàn)效果更好,同時(shí)改進(jìn)后的檢驗(yàn)方法比較快捷方便,所應(yīng)用的試劑對(duì)檢驗(yàn)人員也沒有任何傷害,提高了余氯檢驗(yàn)的準(zhǔn)確性。

4 小結(jié)

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(huì)發(fā)展對(duì)飲用水質(zhì)的要求也會(huì)越來越高,飲用水檢測標(biāo)準(zhǔn)也應(yīng)及時(shí)隨之調(diào)整,并需對(duì)其傳統(tǒng)的檢驗(yàn)方法不斷的改進(jìn)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(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》及檢驗(yàn)方法中若干問題的探討.中國衛(wèi)生檢驗(yàn)雜志,2009(9):2201-2201.

［2］鐘嘉琴.GB/T5750.12-2006生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法中總大腸菌群計(jì)數(shù)的兩種方法對(duì)比.醫(yī)學(xué)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(shù).中國工程物理研究院科技年報(bào),2009(01):130-131.