水质快速检测的技术应用

什么是水质快检

水质快速检验是指检测人员在现场，使用特殊检测仪器或装置，在尽可能短的时间内对水体是否遭受污染，水质是否符合标准规定值做出判断或综合评价的过程。

水质快速检测是按照规定程序在短时间内获取水质信息的技术操作。

以往，水质快速检测主要用于队伍演练、地质勘探、油田开采、建筑施工等野外作业单位的水源选择和自然灾害后的疫情预防。

21世纪以来，随着我国水环境污染事件的增多，水质快速检测已被广泛用于饮用水污染调查、突发性饮用水中毒事件调查和突发性水污染事件的应急监测，环境监测部门也将水质快速检测用作污水超标排放的预警手段。

水质快检的发展

早期用于水质快速检测的方法多为以比色分析为主的一些化学分析方法，操作繁琐、检测速度慢，给水质快速检测带来很多不便。

近十多年来，随着现代检测技术的发展，目前可用于水质快速检测的方法很多，有基于普通化学分析原理的试纸、检测管、速测卡、试剂盒等快速检测装置以及以预制试剂和便携式仪器(小型比色计或分光光度计)相结合的快速检测方法；基于电化学原理设计的水质快速分析仪器；基于毛细管色谱技术与高灵敏度的声学传感技术相结合的检测技术以及基于生物传感技术的水质毒性分析技术等。

这些技术的应用，不仅使得水质快速检验变得更加便捷、快速、准确，同时也使水质快速检测技术应用范围变得更加宽泛。

水质快速检测技术

一、水质测试盒

1．直接显色法使用时将相应试剂加入反应管中，使其充分溶解、反应，一定时间后，溶液呈现特殊的颜色，和标准色阶(或其他)对比可以得到待测浓度。

2．试纸法也是利用迅速产生明显颜色的化学反应定性或定量检测待测物质的一种方法，与直接显色法的不同仅在于把化学反应从反应管里移到试纸上进行。像pH试纸就是典型的这一类产品。

3．检测管法水质检测管可分为塑料检测管、吸附检测管、比长式检测管和真空检测管。塑料检测管法是将显色试剂做成粉状封装在毛细玻璃管中，再将其套封在聚乙烯软塑料管中。使用时先将塑管用手指捏扁，排出管中空气，插入水样中放开手指使水样吸入，再将试管中毛细管捏碎，数分钟内显色，与标准色阶比较测定。

4．滴定法一般为微型滴定，将标准滴定反应中使用到的试剂配好并封装，使用简单滴定工具代替传统的滴定管，并简化计算方法，操作方便快速。像硬度检测等通常采用这种方法。

水质测试盒种类繁多，按其可测参数可达几十种甚至上百种，而每一个具体参数又可以根据其使用的标准方法与量程分为几个规格，常见的水质测试盒为余氯测试盒、臭氧测试盒、硬度测试盒(钙镁离子测试盒)、二氧化氯测试盒、pH测试盒、氨氮测试盒、金属离子测试盒(铜、铁、锰、铬、铅、镉等)、非金属元素测试盒(砷、氟、磷等)等。

二、水质分析仪

水质分析仪一般用于现场水质快速检测，亦称水质检测仪或水质测定仪等。

水质分析仪要求反应快速、检测数据现场直读、携带方便、使用简单、坚固耐用、适应野外恶劣条件、检测指标和检测方法符合标准等。

水质分析仪按功能分为：单参数水质分析仪、多参数水质分析仪、便携式重金属测定仪、基于气相色谱法的便携式快速分析仪、水质毒性分析仪等。按测定项目来分，水质分析仪有几十种，如BOD测定仪、氨氮测定仪、总磷测定仪、浊度仪、pH计等。

1．单参数水质分析仪指主要检测一个水质参数的分析仪。根据测定项目不同，有多种单参数水质分析仪，如便携式浊度仪、pH计、溶解氧仪、单参数比色计等。

以单参数比色计为例，其测定依据是朗伯一比尔定律，基于水样中被测物与显色剂反应生成有色化合物对电磁辐射有选择性吸收而建立的比色分析法。

单参数比色计针对不同的水质指标，分几十种类型，对于不同的测定指标，比色计按照规范化的检测方法进行预先编程，将标准曲线存入比色计中，测定时无需自制标准曲线，可直接显示测量结果。

单参数比色计根据测定项目分为很多种，如余氯分析仪、氨氮水质分析仪、二氧化氯分析仪、氟化物水质分析仪、磷酸根和总磷比色计等。

2．多参数水质分析仪

(1)基于电化学原理的多参数水质分析仪：一个分析仪可以选择安装不同的检测模块，测定不同的水质指标。

连接不同的电极，测量pH、电导率、溶解氧,BOD以及氨、氟、硝酸盐、氯等。

(2)基于光度法的便携式多参数比色计或分光光度计：比色计的工作波长是固定的，分光光度计的波长是可调的。

不同型号的多参数比色计的固定波长有一个到数个波长不等，可测试多个参数，可内置储存多种离子或参数的标准曲线，波长可自动转换，自动显示吸光度值、浓度值和测量参数。

不同型号的仪器可测定的项目有所不同，测定指标可多达几十项。

如pH、浊度、余氯、氟化物、青化物、硫化物、氨氮、亚硝酸盐氮、溶解氧、六价铬、总硬度、铅、镉、砷、磷酸盐、挥发酚等。

某些仪器配备恒温消解器，可用快速消解法现场检测COD。

(3)基于阳极溶出伏安法的便携式重金属测定仪：使用三电极系统，包括对电极、参比电极和工作电极，检测模块为多模块设计，检测项目可根据需要定制。

可同时测量水中铜、镉、铅、锌、汞、砷、铬、镍、铁、钴等。

优点：检测快速(几十秒)，灵敏度高，检测限达到1ppb以下，检测结果与AAS法和ICP法具有良好的一致性，满足应急检测和常规监测的需求。

三、预制试剂

预制试剂是一类预先在生产厂完成某种分析所需几种试剂的称量、溶解、混合、分装等流程的化学试剂产品。

用于水质快速检测的预制试剂产品有即开即用型化学试剂包或化学试剂套装。

水质分析人员每次进行样品分析时，可以直接拆封使用所需的水质参数的预制试剂，并按照规定的标准分析流程进行操作，采用预存有标准曲线的分光光度计等分析设备，快速获得所需的分析数据，无需进行繁琐的化学试剂配制工作以及标准曲线的制作过程。

由于采用统一的分析试剂以及标准的分析流程，水质分析使用预制试剂可获得理想的分析结果。