便攜式水質(zhì)檢測儀與常規(guī)監(jiān)測儀器的對比研究

由于突發(fā)事件具有突發(fā)性、不可預(yù)測性, 常規(guī)的實驗室水質(zhì)檢測儀器從樣品的采集到樣品預(yù)處理, 上機分析到出報告結(jié)果, 整個過程需要幾個小時, 已經(jīng)無法滿足應(yīng)急檢測的需要。這迫切要求水行政管理以及環(huán)保部門的水質(zhì)監(jiān)測隊伍, 不斷探索應(yīng)急情況下的水質(zhì)監(jiān)測手段和工具。

1.項目研究的意義

水污染事件尤其是突發(fā)性水污染事件更是時有發(fā)生, 往往會給人類社會帶來預(yù)想不到的巨大損失, 有些水污染事件造成的損失和影響之大, 甚至觸目驚心, 難以估量, 極大危害了社會穩(wěn)定和經(jīng)濟發(fā)展。提高對突發(fā)性水污染事件的認識、采用完備的預(yù)備措施應(yīng)對事件發(fā)生, 避免或最大程度降低事件造成的損失和影響, 成為社會關(guān)注和需要解決的課題。

由于突發(fā)事件具有突發(fā)性、不可預(yù)測性, 常規(guī)的實驗室檢測從樣品的采集到樣品預(yù)處理, 上機分析到出報告結(jié)果, 整個過程需要幾個小時, 滿足不了應(yīng)急的需要。這迫切要求水行政管理以及環(huán)保部門的水質(zhì)監(jiān)測隊伍, 不斷探索應(yīng)急情況下的水質(zhì)監(jiān)測手段和工具。

便攜式水質(zhì)監(jiān)測儀器運用于突發(fā)事故現(xiàn)場監(jiān)測工作中, 具有時間短、出數(shù)快、實效強等特點, 對迅速查明污染物的種類、污染程度及發(fā)展趨勢具有重要作用。在最短時間內(nèi), 用最簡單的方法獲取最有價值的監(jiān)測數(shù)據(jù), 為控制污染擴散、制定有效的排除措施提供決策依據(jù)。

2.研究的主要內(nèi)容

本項目在無錫市轄區(qū)內(nèi), 以便攜式水質(zhì)監(jiān)測設(shè)備在突發(fā)性水污染事件應(yīng)急監(jiān)測中的應(yīng)用為主要研究方向, 以常規(guī)監(jiān)測結(jié)果為標準, 開展對不同便攜式儀器監(jiān)測精度的分析。從而掌握儀器的準確度、適用性, 達到快速、準確、科學(xué)地提出監(jiān)測方案。

3.監(jiān)測點選擇

本次監(jiān)測試驗選擇了沈陽市18個水功能區(qū)典型觀測點, 流經(jīng)新新區(qū)、濱湖區(qū)的大運河4個典型觀測點, 流經(jīng)梁溪區(qū)及惠山區(qū)的北運河的2個典型觀測點。監(jiān)測項目為PH值、溶解氧、硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮、氨氮、錳、鐵、銅、鋅、六價鉻、氰化物、硫化物、二氧化硅等13項。

水功能區(qū)系指根據(jù)流域或區(qū)域的水資源條件與水環(huán)境狀況, 考慮水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀和經(jīng)濟社會發(fā)展對水量和水質(zhì)的需求, 在相應(yīng)水域內(nèi)劃定的具有特定功能的區(qū)域, 水功能區(qū)是有利于水資源的合理開發(fā)利用和保護, 并能夠發(fā)揮最佳效益的區(qū)域。本次監(jiān)測試驗從中選擇了18個水功能區(qū)典型觀測點。

4.監(jiān)測時間

監(jiān)測工作進行了4期, 分別是:

1) 2017年8月12—25日, 對水功能區(qū)進行選點監(jiān)測。

2) 2017年9月12—25日, 對水功能區(qū)進行選點監(jiān)測。

3) 2017年10月12—13日, 對大運河進行選點監(jiān)測。

4) 2017年10月19—20日, 對北運河進行選點監(jiān)測。

5.儀器選擇

1) 便攜式水質(zhì)檢測儀的選擇見表1。

表1 便攜式水質(zhì)檢測儀

2) 常規(guī)檢測使用主要儀器設(shè)備見表2。

表2 常規(guī)檢測使用主要儀器設(shè)備

6.精度分析

本項目將便攜式設(shè)備現(xiàn)場檢測數(shù)據(jù)與實驗室常規(guī)檢測數(shù)據(jù)進行了對比精度分析, 即將兩種檢測方法得出的數(shù)值直接的進行列表比較, 根據(jù)檢測數(shù)據(jù)分析, 可看出:便攜式檢測數(shù)據(jù)普遍大于實驗室數(shù)據(jù)。檢測數(shù)據(jù)見表3、表4。

表3 便攜式檢測數(shù)據(jù)

表4 便攜式檢測數(shù)據(jù)

各檢測項目對比折線圖見圖1 (以9月份數(shù)據(jù)為例) :

圖1 9月份檢測數(shù)據(jù)對比折線圖 

7.綜合比較

本課題研究過程中, 在便攜式儀器現(xiàn)場檢測后, 將該處取樣點水樣留存, 帶回實驗室后, 用實驗室常規(guī)檢測方法, 對水樣水質(zhì)進行了化驗。

7.1 人員配置

便攜式水質(zhì)檢測儀需要1人就可完成。常規(guī)水質(zhì)檢測需要大量人員才能完成。

7.2 場地要求

便攜式水質(zhì)檢測儀在任何場地都可以進行檢測。

常規(guī)水質(zhì)檢測只能在實驗室完成。

7.3 檢測時間

通過時間比對, 常規(guī)水質(zhì)檢測時間是便攜式水質(zhì)監(jiān)測儀的2倍以上。

7.4 水樣采集

常規(guī)水質(zhì)檢測采樣需要添加保存試劑, 而且根據(jù)采樣的種類不同, 所添加的保存試劑種類不同, 比較繁瑣。

便攜式水質(zhì)檢測儀不需要添加保存試劑, 比較方便。

7.5 檢測數(shù)據(jù)比對:

便攜式水質(zhì)檢測儀在測量上與常規(guī)檢測方法存在誤差, 對兩種檢測方式的檢測數(shù)據(jù)進行分析分析, 可得出以下結(jié)果:便攜式檢測數(shù)據(jù)大于實驗室數(shù)據(jù)的, 占84.6%。但是誤差符合規(guī)定范圍。

1) p H值、溶解氧這2個項目, 兩種檢測方法結(jié)果比較接近。

2) 便攜式儀器對銅、鋅、六價鉻、氰化物、硫化物等5項均檢出相關(guān)數(shù)值, 而常規(guī)水質(zhì)化驗均未檢出

3) 氨氮檢測, 用便攜式儀器檢出的數(shù)據(jù)始終低于常規(guī)化驗數(shù)據(jù)。

4) 亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮、鐵、錳、二氧化硅等5項, 用便攜式儀器檢出的數(shù)據(jù)始終大于常規(guī)化驗數(shù)據(jù)。

8.結(jié)論

通過以上數(shù)據(jù)比對分析發(fā)現(xiàn), 便攜式水質(zhì)檢測儀在水質(zhì)檢測中與常規(guī)檢測方法相比, 存在明顯優(yōu)勢, 具體如下:

1) 它具有人員少、時間短、精度可靠、保存水樣要求低、檢測操作簡便等優(yōu)點,

2) 在水污染事件應(yīng)急檢測中, 可采用便攜式儀器對銅、鋅、六價鉻、p H值、溶解氧等5項進行實時檢測。

3) 在實際應(yīng)用便攜式儀器中, 應(yīng)注意氨氮檢測項目, 用便攜式儀器檢出的數(shù)據(jù)始終低于常規(guī)化驗數(shù)據(jù), 以及氰化物、硫化物、亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮、鐵、錳、二氧化硅等7項, 始終大于常規(guī)化驗數(shù)據(jù), 這個趨勢性問題。

4) 對于數(shù)據(jù)精度要求非常準確的水質(zhì)檢測項目, 便攜式水質(zhì)檢測儀不能替代常規(guī)實驗室水質(zhì)檢測。

綜上所述, 便攜式水質(zhì)檢測儀在一般性水質(zhì)檢測中, 作為常規(guī)的實驗室水質(zhì)檢測的補充, 應(yīng)廣泛推廣使用。在今后我國抗御水資源自然災(zāi)害, 尤其是突發(fā)性水污染事件以及對水資源的長期檢測中, 便攜式水質(zhì)檢測方法, 就其具備的顯著特點和優(yōu)勢, 將發(fā)揮著無可替代的重要作用。