水质检测是一场非常重要的环境管理措施,通过水质检测可以了解各类水的质量状况和污染状况,为各类水资源的开发利用创造良好的条件。在水质检测中,有机污染物的检测技术和运用至关重要。其中,COD(化学需氧量)、BOD(生化需氧量)、TOC(总有机碳)和TOD(总需氧量)是四种常用的指标,它们各自有不同的检测标准和方法。不同的水质监测方法,在实际应用的过程中所采用的标准不一样适用的检测环境和要求也存在着明显的不同,在水质检测过程中,就要根据检测对象,确定适应的检测方法。同时,要保证检测方法与检测项目的要求保持高度一致,但才能最大程度的保证水质检测结果的准确性和客观性。
一、化学需氧量(COD)
COD表示水中的还原性物质,在强氧化剂的作用下,发生氧化还原反应时消耗的氧的量,这是水质检测的重要指标之一,所消耗的氧的量越高,说明水质污染越严重,反之说明水质污染相对比较轻。在cod检测当中,我国在《生活饮用水卫生标准》中对适用的检测方法做了比较明确的规定,主要涵盖了重铬酸盐法、高锰酸钾法,分光光度法快速消解法,快速消解分光光度法。实验当中,不同地区或不同单位,在cod检测当中所使用的方法差异比较大,从当前的一些研究资料和成果来看,重铬酸钾法最为常见,这种方法操作比较简单,测量数据准确可靠,非常适合污染较为严重的水体水质检测。根据《水质化学需氧量的测定重铬酸盐法》(HJ 828-2017)标准,当取样体积为10.0mL时,该方法的检出限为4mg/L。对于重铬酸盐法,检出限的确定一般基于滴定法,根据所用滴定管产生的最小液滴的体积来计算。具体计算公式可能涉及被测组分与滴定液的摩尔比、滴定液的质量浓度、滴定管所产生的最小液滴体积、滴定液的摩尔质量以及被测组分的取样体积等因素。高锰酸钾法也是一种常见的COD检测方法。我国《生活饮用水卫生标准》要求用高锰酸钾法测出的COD小于等于3mg/L,特殊情况下不超过5mg/L。
二、生化需氧量(BOD)
Bod也是水质检测的重要项目之一, BoD表示的是水中有机物在微生物作用下进行氧化分解,所需消耗的溶解氧量。为了确保检测资料的可比性,在使用这种方法的过程,一般规定一个时间周期来测定bod,通常采用的是5日生化需要量( Bod 5)作为测量标准,这种测量方法是指在水温20℃以下,水样培养5天,测量微生物,分解有机物所消耗的溶解氧量,约等于生活污水中有机物完全氧化分解,耗氧量的70%。一般可以用于污水可生化降解性指标,Bod值越大废水的可生化性也就越好。 Bod的检测方法也是多种多样的,常见的检测方法包括实验室法在线检测法和便携式测速仪法。其中,实验室法最为常见,并且结果相对更加准确,这种方法是通过化学试剂的反应来测定水中有机物的含量,具有精度高、操作简便的优点。在线监测法适合大规模的水体监测,具有响应速度快,抗干扰能力强的特点,所得出的监测结果也比较准确可靠。便携式测速仪法,适合现场采样和测试,用方法非常的简便,操作也比较简单。但是相对于上述两种方法的准确性,可能存在了一定的不足。在检测期间(如5天内),每天都要记录并测定每个BOD瓶中的溶解氧浓度。为防止试剂瓶中溶液的蒸发和氧气传质,应将试剂瓶封口用蜡密封并将瓶子倒置放置于检测室中。每天检测时先将BOD瓶从恒温槽中取出稍微摇晃后进行测定。测定时使用BOD检测仪或溶解氧测定仪根据仪器的使用说明进行操作并记录测得的溶解氧浓度。
(三)总有机碳(TOC)
TOC表示的是水体或有机物质中所含有的有机碳元素的总量,包括溶解性和悬浮性的有机物。 TOC是评价水体有机物污染程度的一个非常重要的指标,是饮用水,地表水地下水水质监测的重要指标之一。同时也是环境保护的重要依据,在环境保护工作中,通常作为评价水体中有机物污染程度的重要标准。TOC的测定采用燃烧法,通过高温燃烧或化学氧化将有机物全部氧化成二氧化碳(CO2),然后测定生成的CO2量来计算水样中的TOC浓度。我国自来水标准要求TOC小于等于5mg/L。常见的检测方法有很多,主要包括燃烧氧法-非分散红外吸收法、湿法氧化-非分散红外吸收法、紫外法等。其中,燃烧氧化-我记得好多,非分散红外吸收法运用的最为常见,操作相对比较简单说的好像就是、结果准确、灵敏性高。湿法氧化-非分散红外吸收法适用于对温度敏感的水压;紫外法则具有检测效率高、不接触测量、重复性好等优点。采用紫外光进行照射,使有机物氧化成CO2,然后通过NDIR检测器测定CO2的浓度。此方法适用于需要快速检测且对精度要求较高的场合。
(四)总需氧量(TOD)
TOD(总需氧量)是评估废水处理厂性能和水体中有机物污染程度的关键指标。它表示在特定条件下,水样中所有有机物质完全氧化所需的氧气量。通常以mg/L为单位,TOD值可以全面反映水体中有机物的总量,对于评价水体污染程度、指导废水处理工艺具有重要意义。关于TOD的检测标准,通常参考国家或行业相关水质检测标准,如《水质 总需氧量(TOD)的测定 非分散红外吸收法》(HJ/T 50-1999)等。Tod检测的方法有很多,常见的检测方法包括燃烧法,非分散红外吸收法。其中,燃烧法应用的最为广泛。这种方法是利用特殊的燃烧器,以铂为催化剂,在900℃高温下,将有机物燃烧氧化测定所消耗的氧气量,这种方法具有分析速度快、操作比较简便、干扰效率比较小、测量结果比较准确的特点。非分散红外吸收法是通过有机物燃烧产生的,利用有机物燃烧产生的CO2在红外区的特征吸收峰,通过非分散红外吸收宜测定CO2的增量,从而计算出TOD的值,这种测量方法的灵敏度比较高,选择性相对比较好。
(五)挥发分
水质检测中,挥发分通常指的是挥发性有机化合物(VOCs)和其他易挥发的污染物。针对这些污染物的检测,国内外已建立了多项标准,以确保水质监测的准确性和一致性。检测中应用的标准比较多,HJ 639-2012《水质 挥发性有机物的测定 吹扫捕集/气相色谱-质谱法》、HJ 810-2016《水质 挥发性有机物的测定 顶空/气相色谱-质谱法》、GB/T 5750.8-2006《生活饮用水标准检验方法 有机物指标》等。常见的检测方法也有很多,包括气相色谱法( GC)、分光光度法、紫外-可见光谱法(UV-Vis)。其中气相色谱法应用的最为广泛,这种方法是一非常敏感和选择性的分析方法,主要用于挥发性有机化合物的检测,可以用来定量分析水样中挥发性酚类化合物,在实践当中通常配合质谱法综合进行运用,可以最大程度的确保检测的准确性和灵敏度。
总之,在水质检测中,有机污染物的检测技术得到了广泛应用。无论是工业废水、生活污水还是农业面源污染,这些技术都能有效地检测出其中的有机污染物,为水环境的治理和改善提供依据。各种检测技术都有其独特的特点和优势。随着科技的不断进步和创新,水质检测中的有机污染物检测技术也将不断发展和完善。未来,有望实现更加智能、高效和精准的水质检测和管理,为水环境的保护和可持续发展做出更大的贡献。
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