农村饮水安全工程供水水质检测探析
唐龙俊
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唐龙俊 ,. 农村饮水安全工程供水水质检测探析[J]. 水资源科学研究,2023.9. DOI:10.12721/ccn.2023.157081.
摘要:
农村饮水安全工程是指为农村地区提供安全、可靠的饮用水供应的工程项目。在农村地区,由于水资源的有限性和环境污染的存在,往往存在着供水水质不达标的问题。这些问题包括水中重金属、有机物、微生物等污染物的超标,对人体健康造成潜在的威胁。为了解决农村地区的饮水安全问题,农村饮水安全工程的建设和运营需要进行水质检测。水质检测可以帮助农村饮水安全工程的管理者了解供水水质的情况,及时发现和解决水质问题,保障农村居民的饮水安全。基于此,本研究以农村饮水安全工程水质检测为研究背景,从农村供水水质检测的主要内容出发,分析探讨了水质检测工作对于农村供水工程的重要价值,提出了SKALAR San++连续流动注射分析仪检测,对水中的挥发酚进行测定,并通过实验研究探讨了SKALAR San++连续流动注射分析仪的测定实施方式;最后,针对农村饮水安全工程供水水质检测的优化对策进行了研究,提出了几点优化农村供水工程水质检测的策略,以期对农村供水工程现有的水质检测技术进行优化,提供可供参考的研究结论。
关键词: 农村供水工程饮水安全水质检测
DOI:10.12721/ccn.2023.157081
基金资助:本论文由安徽省农村饮用水安全评价指标体系与评价方法(KY202204)支持

一、引言

由于农村地区不合理使用农药化肥、垃圾随意排放,以及工业污染的废水废气有害物质通过降雨、直接沉降等多种方式进入到饮用水源,导致各种有害物质、农药及其他污染物通过地表径流或农田渗漏对饮用水源造成严重污染。大部分地区都是直接从河道、山泉、水库、浅层地下水取水,供水设施简单,几乎无净水处理设施。饮水工程建设标准低,管理设施不完善,导致饮用水中污染物、有害矿物成分超标等严重问题。由于供水方式落后和水质监测不力,农村饮用水源水质监测还基本处于空白状态,存在底数不清、监测力量严重不足的问题[1]。因此,农村饮水安全工程供水水质检测研究旨在加强农村饮用水质的监测和管理,确保农村饮用水的安全,从而保障人民群众的身体健康和生命安全。酚是水体中重要的污染物,本研究按照SKALAR San++连续流动注射分析仪检测的方式,针对水中的酚进行了测试,经过实验验证连续流动分析——分光光度法的标准曲线、检出限、测定下限、准确度和实际样品加标测试等均满足相关标准的要求,判定该方法可靠,可以用于农村水质的检测。

二、农村供水水质检测的主要内容

(一)检测水源地的水质

了确保农村地区饮用水和其他农业用水的安全性,我们亟需加强水质检验和检测工作。由于农村地区地理位置偏远,经济条件相对较差,部分地区甚至还处于落后状态,其供水设施普遍不够完善。目前,许多农村地区缺乏自来水供水系统,导致水质问题严重,水污染现象普遍存在,这已经到了不容忽视的地步。因此,我们必须重视水质检测工作,这是保障农村用水安全的关键。而在这一工作中,水源地的水质检测尤为重要[2]。水源地是农村供水的主要源头,一旦水源地出现污染,将对整个供水系统产生严重影响,进而威胁到广大农村居民的身体健康。因此,对水源地的水质进行定期检测,及时发现并解决潜在的污染问题,是确保农村供水安全的重中之重。

(二)检测水处理过程水质

农村供水工程的水源通常为地下水或地表水,如水库、河流等。这些水源可能受到自然因素(如地质、气候等)和人为因素(如农业活动、工业废水等)的影响,水质不稳定,存在较大的安全隐患。在农村供水工程中,水处理过程是供水工程的重要环节,通过物理、化学和生物等方法去除水中的杂质、细菌、病毒等有害物质,提高水质。因此,检测水处理过程的水质有助于了解水处理效果,确保水质安全。此外,水处理过程中的检测项目主要包括浊度、pH值、余氯、微生物等指标,这些指标直接影响饮用水的质量和安全性。例如,浊度过高会影响水质的透明度,可能含有细菌、病毒等有害物质;pH值不稳定会影响水的口感和腐蚀性;余氯过多会对人体健康造成影响;微生物指标超标会导致疾病传播。通过检测水处理过程的水质,可以及时发现并解决水处理过程中存在的问题,提高供水工程的管理水平和技术水平[3]。同时,检测结果可以为供水工程的优化提供数据支持,提高供水效率和水质安全。因此,通过定期检测水处理过程的水质,可以确保供水工程的水质符合国家相关标准和卫生要求,保障农村居民的身体健康。

(三)检测水处理后出厂水水质

农村供水是保障农村居民饮水安全的重要环节。水处理后出厂水的水质直接关系到农村居民的健康和生活质量。因此,对出厂水的水质进行检测是确保农村居民饮水安全的重要手段。水处理是农村供水的关键环节,通过对水源进行过滤、消毒等处理,可以去除水中的悬浮物、有机物、微生物等有害物质,提高水质。检测水处理后出厂水的水质可以评估水处理工艺的效果,及时发现和解决处理工艺中的问题,确保水质达标;此外,水处理后的出厂水进入农村供水管网后,可能会受到管网老化、渗漏、交叉感染等因素的影响,导致水质再次受到污染。通过对出厂水的水质进行检测,可以及时发现管网污染问题,采取相应的措施进行修复和改善,保证供水水质的稳定性和安全性。因此,检测水处理后出厂水的水质是农村供水水质检测的主要内容,可以保障农村居民饮水安全,监测水处理工艺效果,确保供水水质的稳定性和安全性。

三、SKALAR San++连续流动注射分析仪对水中挥发酚的测定方法

挥发酚是指在沸点在230摄氏度以下能够与水蒸气一起蒸出的酚类化合物,通常属一元酚,主要包括苯酚、甲酚、二甲酚与氯基酚等单元酚;酚是水体中比较常见且重要的污染物,对一切生命体都会产生毒害作用,SKALAR San++连续流动注射分析仪是由是化学分析技术发展而来的,采用气泡间隔连续流动的分析技术,随着流动分析技术的发展和相关标准的完善,SKALAR San++连续流动注射分析仪的应用也越来越普遍,这里,笔者采用SKALAR San++连续流动注射分析仪依据连续流动分析——分光光度法测定饮用水中的挥发酚,并结合相关技术的标准通过实验的方式进行验证研究[4]

(一)材料与方法

主要试剂:百分之十六的磷酸溶液、百分之零点一的4-氨基安替比林溶液、百分之零点二的铁氰化钾溶液、0.1mol/L的氢氧化钠溶液。

主要仪器:蠕动泵、蒸馏烧瓶、流通池。

测定方法:用蠕动泵压缩泵管来提供动力,氢氧化钠和磷酸在容器内混合均匀以后在155℃温度下进行在线蒸馏,将蒸馏出来的挥发酚进行分离、冷凝和液化,在铁氰化钾的作用下与4-氨基安替比林进行反应,从而生成橙红色的化合物,通过与流通池进行比色,测量其信号值[5]

(二)方法验证

(1)标准曲线验证

设定数轴,将X轴设置为挥发酚浓度,将Y轴设置为吸光度,绘制挥发酚的标准曲线,标准曲线是在数轴上标出一系列已知浓度的挥发酚,并测量这些浓度的吸光度值。将这些点连接起来,就形成了一个标准曲线。标准曲线的方程可以用来预测未知浓度的挥发酚的吸光度值。方程式如下①式所示:

Y=0.320 519x+0.000 105①

其中,Y代表吸光度,x代表挥发酚的浓度。其相关系数r2=0.999 9,一个r2值接近于1表示两个变量之间有很强的线性关系。在这里,r2=0.999 9,意味着挥发酚的浓度和吸光度之间的关系非常强,标准曲线的检验结果为合格。

(2)方法检出限和测定下限

平行测定空白七次,得出空白样的平均浓度为0.000 157mg/L,标准品茶为0.000 015 1mg/L,按照下列②式计算方法检出限:

MDL=t(n-1,0.09)*S②

其中MDL为方法检出限,t为自由度n-1,置信度为99%时的t分布(单侧)n为平行测定次数,取七次,S为标准偏差。经过计算,方法检出限为0.000 5mg/L,以四倍检出限作为测定下限,即0.002 0mg/L,根据相关标准,采用连续流动分析——分光光度法,水中挥发酚的方法检出限为0.001mg/L,测定范围为0.004-0.200mg/L,因此,方法检出限与测定下限的验证结果是满足标准方法的要求的[6]

(3)精密度检验

对低浓度的0.020mg/L的挥发酚标准溶液进行了七次平行测定。测定的平均值为0.0206mg/L,相对标准偏差为1.80%。对中浓度的0.100mg/L挥发酚标准溶液也进行了七次平行测定。测定的平均值为0.0994mg/L,相对标准偏差为4.44%。对高浓度的0.180mg/L挥发酚标准溶液也进行了七次平行测定。测定的平均值为0.1812mg/L,相对标准偏差为3.38%。该方法的测定上限为0.20mg/L,由此可见,得出精密度测试结果合格的结论。

(4)准确度检验

在对浓度为0.075mg/L±0.005mg/L的有证标准物质进行七次平行测定时,我们得到了一个平均值为0.752mg/L的结果。这个平均值与标准浓度的偏差为-0.40%,而相对标准偏差为1.60%。这说明该测定结果具有较好的重复性和准确性。同样地,对浓度为0.130mg/L±0.009mg/L的有证标准物质进行七次平行测定时,我们得到了一个平均值为0.1307mg/L的结果。这个平均值与标准浓度的偏差为0.54%,而相对标准偏差为2.67%。这也表明该测定结果符合要求。根据相对标准偏差和相对误差的要求,我们可以判定这两个有证标准物质的测定结果都为合格。这意味着我们的测定方法具有较高的准确性和可靠性,能够满足实际应用的需求。

(5)实际样品加标测试

对地表水、地下水、饮用水、生活污水和工业废水样品进行加标处理,工业废水样品加入浓度1.0mg/L的挥发酚标准溶液3.0mL,其他样品分别加入浓度1.0mg/L的挥发酚标准溶液1.0mL,并将各种水样定容到100mL。平行测定7次,结果如下表1所示:1.png

表1 加标回收率测试结果

分析样品含有微量挥发酚,加标回收率为80%~120%,按照相关标准要求,测定结果合格。

(三)结果

按照相关的技术标准,笔者在研究中采用了SKALAR San++连续流动注射分析仪对《水质、总氮、挥发氨、硫化物、阴离子表面活性剂和六价铬的测定连续流动分析——分光光度法》(SL/T788——2019)进行方法验证,结果发现,有证标准物质的检测结果的精密度和准确度都是满足实际的检测要求的,因此,连续流动分析——分光光度法的标准曲线、检出限等都是满足标准方法要求的,方法具有准确性和可靠性,可以应用于水质的检验。

四、优化农村供水水质检测的策略

(一)了解检测地区实际情况,开展供水水质检测工作

我国地域幅员辽阔,横跨多个气候带和地理区域,因此地质条件和水文条件的差异很大。这些条件的差异直接影响了水质,导致不同地区的水质存在明显差异。在农村地区,由于经济发展水平相对较低,水质检测工作往往面临诸多困难。这不仅体现在设备和技术的不足,还表现在专业人员的匮乏和检测标准的差异。为了解决供水水质检测中的问题,前期准备工作至关重要。这包括对当地地质、水文条件的深入了解,对水源分布和水质成分的细致掌握。这样的前期调研不仅有助于制定更符合实际情况的检测方案,还能为选择合适的水质检测方法提供有力的参考[7]

以华北地区的农村为例,该地区居民生活饮用水中氟元素的含量普遍较高。因此,在开展水质检测前,对氟元素进行专项检测是十分必要的。结合检测和分析结果,可以采用多种方法对污染物进行处理,如吸附、离子交换、化学沉淀等。这些方法可以根据实际情况单独或联合使用,以达到有效降低水中氟元素含量的目的。此外,为了提高水质检测的效率和准确性,还应注重检测技术的更新和设备的升级。这不仅可以提高数据的可靠性,还能为后续的水处理工作提供更为精确的指导。

(二)优化应用水质检测技术,提升供水水质检测质量

一般来说,为了全面评估水源的水质,需要从多个角度确立检测指标。这些指标主要包括感官性状、化学、毒理和微生物等方面。针对每一种指标,都有相应的检测方法来获取数据,并对这些数据进行深入的分析。为了确保检测数据的真实性和合理性,农村地区的供水管理单位需要采取一系列的措施。他们需要结合水源的实际情况和检测指标的要求,制定一套完善的水质检验制度。这样,检测人员在进行水质检验时,就有了明确的指导和依据。在此基础上,检测人员需要严格按照水质检验制度的要求,对水源水质进行细致的检验与分析。为了提高检验的效率和准确性,不断优化检验水质的技术就显得尤为重要。

其中,SKALAR San++连续流动注射分析仪检测方法是一种非常有效的技术。这种技术通过自动化的方式,能够快速、准确地检测出水源中的各种成分。SKALAR San++连续流动注射分析仪检测方法具有许多其他优势;比如,它具有高度的灵敏度,能够检测到微量的物质,甚至在低浓度下也能准确测量。其次,该技术具有广泛的应用范围,可以用于检测水中的无机和有机物质,包括重金属、营养物质、有害物质等。此外,该方法还能够同时检测多个成分,大大提高了分析的效率,SKALAR San++连续流动注射分析仪检测方法还具有自动化的特点,可以实现连续、高通量的样品分析,节省了时间和人力成本。

(三)注重水质检测设备配置,加强落实水质检测管理

为了保障农村供水水质检测内容的全面贯彻落实,我们不仅需要确立全面的检测指标和制定严格的水质检验制度,还需要加强对农村水质检测设备的配置和应用。结合当前的农村供水水质检测情况,我们发现很多农村地区的饮用水存在一定的问题。经过检测分析,这些水源中含有的不利于人体健康的元素较多,如重金属、农药残留、细菌等。这些问题不仅影响了农民的身体健康,也制约了农村的可持续发展。

因此,加强应用水质检测设备的配置是至关重要的。通过配置先进的水质检测设备,我们可以更准确地检测出水源中的各种有害物质,为后续的水处理和水质改善提供科学依据。这不仅有助于提高农村供水的质量,还有利于保障农民的饮用水安全和健康。此外,针对农村地区的实际情况,我们可以选择适合的水质检测设备。例如,针对水源中不同浓度的污染物,可以选择具有相应检测范围和精度的设备。同时,我们还可以结合实际需求,配置便携式水质检测仪,以便快速、方便地检测水源水质。总之,为了保障农村供水水质检测内容的全面贯彻落实,加强应用水质检测设备的配置是非常重要的。通过科学配置和应用水质检测设备,我们可以更好地监测农村供水的水质,从而为农民提供更加安全、健康的饮用水。同时,这也有助于促进农村的可持续发展和生态文明建设。

五、总结

综上所述,农村供水水质检测工作的高效开展对推进农村居民有序生产生活有非常重要的价值意义,在一定程度上关系到农村居民生活的生命健康安全,但是目前的农村供水水质检测工作的开展还存在很多的问题,因此,在未来的发展中,应用新技术是非常重要的发展方向,SKALAR San++连续流动注射分析仪检测方法就是一种很好的检测技术手段,经过本文的研究和分析已经基本论证了SKALAR San++连续流动注射分析仪检测方法的有效性和准确性,因此可以在农村供水水质检测工作的开展中应用SKALAR San++连续流动注射分析仪检测方法。此外,政府也应该加强与有关部门的联合,加强资金的投入以及政策的保障,促进农村供水水质检测工作过的贯彻和落实,进一步为农村居民有序生产生活的开展夯实基础。

参考文献:

[1]范富红.农村饮水安全工程供水水质检测探析[J].农村实用技术, 2022(7):120-122.

[2]张伟.以佳县为例探析黄土高原区农村安全饮水提升工程建设[J].水利天地, 2022(002):005.

[3]张莉,邹宏海,樊祥科,等.SKALAR San++连续流动分析仪测定水中总氮的方法研究[J].绿色科技, 2022, 25(6):117-121.

[4]陈维,鲍仲涛,唐君,等.SKALAR San^(++)连续流动注射分析仪测定水中挥发酚的方法验证[J].中国资源综合利用, 2022, 41(8):7-9.

[5]张健,梁斐斐,付彤.连续流动注射分析法测定总氮研究[J].山东化工, 2022(051-007).

[6]董硕.农村水质检测系统的开发构想与饮水安全管理研究[J].清洗世界, 2022(008):038.

[7]王洪宝.农村饮水安全巩固提升工程供水规模计算与环境效应分析[J].陕西水利, 2022(006):000.

作者简介:

唐龙俊 1992.11.12 男 安徽省长丰县 汉 本科 助理工程师 安徽省(水利部淮河水利委员会)水利科学研究院(安徽省水利工程质量检测中心站)研究方向:生物工程水质检测

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