引言
随着近年来社会经济的不断发展,人类社会的生产生活范围不断扩大,对自然环境的影响也越来越严重。再加上工业生产的特殊性,水资源的过度开发和水质恶化现象严重影响了生态环境的健康和可持续发展。“十四五”规划明确提出了水环境保护的重要性,要求水环境保护工作不仅要实现绿色经济的发展目标,还要加强生态环境的修复。
1.环保水质检测的意义
水环境检测是生态环境保护的重要手段之一。结合水环境检测结果,可全面掌握水环境中所含各种微生物、悬浮物及物质组分的含量,可作为水质评价的参考依据。一旦饮用水中的微生物或细菌严重超标,就容易引起各种传染病;如果水质中存在大量浮游动物,其藻类含量超标,就会严重破坏水体生态系统,造成水体富营养化,造成水体变色或有异味。如何加强饮用水质量检测,成为社会发展的重点和焦点,这也直接影响到公众的身心健康和社会发展的稳定。
2.水质检测中化学分析仪器常出现的问题
就目前对水质分析仪器的需求而言,市场上对这类仪器的需求量很大,这也导致了不同类型的水质分析仪器所获得的数据处于相对独立的状态,数据之间的相关性不强。政府单位或企业只能依靠分析技术来监控数据的真实性,但这种方法效率非常低。
3.环保水质分析中化学仪器的应用
目前,在环保水质分析中,常用的化学分析仪器大多是通过直接的化学定性定量检测和各种信号分析,例如,分光光度计就是通过将光能转化为电能,并对信号进行处理和处理,使其转化为可用于通信的信号;最后通过示波器记录仪等方式进行显示。常用的环境水质检测仪器可根据需要测量TOD值、COD值、浊度、含油分数、生化需氧量等。对于水资源中汞含量的检测,需要使用专用的化学仪器对检测值进行分析。常用的原子吸收光谱法、原子荧光光谱法等方法可以确定水污染的严重程度,对水中的各种元素进行检测和监测。分光光度计、原子荧光光谱等化学仪器可用于检测和监测水中汞含量,线性数据范围更广,节省了处理大量水污染样品和数据的时间,提高了水质监测的效率。污染源数据的实时监测和生成,可以帮助我们更快地了解污染源的相关信息[1]。
4.对于水质监测中化学分析仪器的管理标准
4.1校准基础
仪器的校准是仪器显示准确结果的关键。中国有关部门和检验检测机构正在不断更新和完善校准标准和管理方法。例如,在检测设备中引入定位跟踪技术,更有效地监控设备的工作状态。此外,要建立基础标准,设定合理的误差区间,使化学分析设备定期进行校准,并将校准记录和结果送指定机构审核确认。只有通过此认证程序的化学分析设备才能被批准生产和日常使用。
4.2仪器自身的故障
化学分析仪器在分析化学物质时必须保持高度的准确性,这些化学物质对水质的影响极其敏感,并且变化范围很广。即使化学元素含量的微小波动也会导致水质整体水平的下降,因此保证化学分析仪器的准确运行至关重要。随着时间的推移,仪器自然会产生磨损或误差,这是很难完全避免的。例如,连续使用会导致仪器的精度下降,如果测试人员不能及时发现这些问题,就可能导致分析结果不准确。此外,温度和湿度的变化等环境因素也会对化学分析仪器的准确性产生影响。甚至灰尘或杂质的进入也可能对仪器造成损坏,从而影响其检测的准确性[2]。
5.水质分析中化学分析仪器的应对策略
5.1环境因素的对应措施
如果化学分析仪器的环境温度和湿度不符合测试仪器的要求,不仅会严重影响测试实验仪器的准确性,而且会对相应的样品和参考对象带来一定的污染,使最终的结果数据不够准确。例如,在化学仪器分析过程中,如果仪器存在的环境相对湿度小于40%,则容易增加其环境中静电的风险,而静电对仪器设备的影响是致命的,会严重影响检测的准确性和样品的性质。静电产生过程中,静电荷会与空气中的悬浮物相互作用,给检测设备带来大量的污染颗粒,而这些带电的污染颗粒大多具有一定的吸附性,很容易被化学分析仪器吸附,从而降低了最终水质分析的准确性。因此,对于这种情况,要求操作人员在水质分析过程中严格遵守化学分析仪器的使用规则,并且在使用化学分析仪器、加湿器、空气净化设备、温度控制设备等时,必须为化学分析仪器的使用和测定工作提供合适的工作环境。
5.2使用高光谱检测仪
高光谱探测器类似于交通摄像机,一般设置在水体的桥边或河岸的杆子上,通过调整观测角度得到相应的太阳高度角,减少太阳耀斑造成的观测误差。高光谱探测器可以实现对水体的高光谱遥感反射率和高光谱图像的实时监测,同步更新监测断面的重要水质参数,如叶绿素、营养盐等,建立相应的数据集,然后结合相关功能构建水质计算系统,自动计算提取关键水质参数,实现云共享。将相关验证结果传输到服务器。
5.3提高工作人员的技术水平
为了提高水质分析人员的技术水平,可以从以下几个方面进行:一是注重提高分析人员的技术水平和经验,加大岗前职业培训的力度,并根据工程的实际情况适当延长培训时间。二是建立科学、系统的岗前培训计划,确保技术人员能够全面、准确地开展检测工作,掌握实验仪器和技术的使用方法,了解仪器的使用特点、优缺点。第三,在完成培训后,还应组织相关的测试,以确保测试人员在后期的工作中符合工作要求。第四,对相关岗位的监测人员进行持续培训,确保工作人员能够充分掌握最新的岗位技术,并不定期对分析和实验室人员的知识进行抽查,进一步提高分析人员的实际操作能力。最后,在后备人才培养方面,要不断深化与高校或相关科研机构的合作,为合作单位提供实践机会,确保高校或科研机构的人才培养满足当前环境水质检测的需要。
5.4利用数据挖掘技术
水质分析作为一项基于数据信息的活动,与数据挖掘具有很高的相似性。因此,可以将数据挖掘集成到水质分析中,增强水质分析数据的应用价值,并在一定程度上利用数据挖掘技术提高水质分析的性能。例如,采用统一架构的大数据处理平台,通过建立层级、部署清晰的数据采集中心,实现统一准确的数据对接与共享、全面的数据采集、数据清洗、数据分析等功能,挖掘潜在数据信息,汇总分析为核心可用数据,为后期决策和预测提供可靠、科学的保障[3]。
结束语
虽然中国的水质环境检测工作起步较晚,但在实际的探索和应用中,中国的水环境检测技术已经取得了一定的成就。水环境检测是一项非常复杂和系统的技术活动,水环境检测技术和仪器的研究和创新应用是一个漫长的过程,必须在实践中加以总结,从而优化各种智能仪器的使用,不断提高我国水质环境监测检测仪器的自主研发水平。我们正处于全球化的时代,这使得水环境检测技术和智能仪器研究水平的提高有了更多的发展空间和机遇。
参考文献:
[1]吴德操,侯迪波,张坚,等.面向地表水环境的分布式紫外—可见光谱水质在线检测监测系统关键技术研究[D].重庆:重庆大学,2017.
[2]李南忘,李再兴,尹青,等.基于数据挖掘方法通过简约参数建立水质异常检测及污染物识别系统的研究[D].上海:华东师范大学,2017.
[3]魏媛,王燕,李和平,等.基于时间与空间关联分析的城市供水管网水质异常检测方法研究[D].杭州:浙江大学,2016.