制造業(yè)的進(jìn)步促進(jìn)了國民經(jīng)濟的發(fā)展，但過度追求的增加造成了環(huán)境污染和資源浪費。其中，工業(yè)生產(chǎn)廢水是地表水和地下水污染的主要來源。據(jù)統(tǒng)計，在污染事件中，水污染的比例遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他類型的污染。目前，一些生產(chǎn)企業(yè)仍將廢水未經(jīng)處理或處理不合格排入水體。給流域和環(huán)境帶來了極大的危害，不利于我國當(dāng)?shù)丨h(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。然而，重金屬作為嚴(yán)重危害人類生命、健康和安全的致畸、致癌有害物質(zhì)，大量存在于化工、采礦、冶金、電池等領(lǐng)域的生產(chǎn)廢水中，如果直接排入水體，后果將不堪設(shè)想。

1999年，我國在可持續(xù)發(fā)展理念中提出了三個零增長，即人口零增長、能源消耗零增長、環(huán)境污染零增長，這表明國家逐漸開始重視環(huán)境污染問題。2011年3月，國務(wù)院發(fā)布《重金屬污染綜合治理“十二五”規(guī)劃》，規(guī)范了工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生的廢水重金屬排放指標(biāo)，劃定了重點監(jiān)測區(qū)域，提出建立科學(xué)完善的重金屬在線監(jiān)測預(yù)警體系。加強企業(yè)廢水排放監(jiān)管，從排放源頭上杜絕重金屬污染物排放，逐步實現(xiàn)污染物減排和環(huán)境治理。因此，工業(yè)廢水中重金屬的在線監(jiān)測技術(shù)是監(jiān)測和控制工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)廢水排放指標(biāo)的重要手段。

廢水重金屬在線自動監(jiān)測系統(tǒng)是指準(zhǔn)確測量廢水中重金屬含量的儀器和設(shè)施，包括自動監(jiān)測分析儀、記錄處理裝置、信息遠(yuǎn)傳裝置等。自動監(jiān)測分析儀對廢水中重金屬含量指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測，并及時傳輸監(jiān)測數(shù)據(jù)，便于環(huán)保執(zhí)法部門及時掌握廢水排放指標(biāo)。然而，目前自動監(jiān)測分析儀種類繁多，包括分光光度法、原子吸收光譜法、原子發(fā)射光譜法、伏安溶出法等。，而且它們的監(jiān)測原理也不一樣，導(dǎo)致檢測結(jié)果存在一定誤差，影響環(huán)保部門對結(jié)果的判斷。

針對上述問題，對分光光度法和伏安溶出法兩種常用在線自動監(jiān)測儀器的結(jié)果進(jìn)行了分析比較，并對廢水中重金屬監(jiān)測和使用中應(yīng)注意的問題進(jìn)行了探討。

1.廢水中重金屬在線監(jiān)測的測試方法和原理比較

工業(yè)廢水中重金屬監(jiān)測儀的監(jiān)測方法包括傳統(tǒng)檢測方法和新型檢測方法。傳統(tǒng)的檢測方法主要有原子吸收光譜法、分光光度法和原子發(fā)射光譜法。新的檢測方法包括化學(xué)顯色法、伏安溶出法和微生物法。目前，成熟的重金屬在線監(jiān)測儀器主要是通過分光光度法和伏安溶出法實現(xiàn)的。

分光光度法的檢測原理是重金屬與有機物絡(luò)合形成絡(luò)合物，通過絡(luò)合物對分光光度計中紫外或可見光吸收值的變化作出濃度和吸光度標(biāo)準(zhǔn)曲線，從而測出待測液體中重金屬的濃度。分光光度法具有原理簡單、分析范圍廣、儀器維護方便、靈敏度高、穩(wěn)定性好等優(yōu)點。但存在離子干擾導(dǎo)致檢測數(shù)據(jù)誤差的問題，廣泛用于測量一般鋸、六價鋸、總銅、總鐮、總鋅等項目。

伏安溶出法的檢測原理是在電極的作用下，待測液體中的待測金屬會被電解，在電解過程中會得到一系列的波形。通過比較波形和濃度，可以計算出廢水中重金屬的含量。與分光光度法相比，伏安溶出法具有更高的靈敏度、更好的選擇性和更低的操作成本，但與分光光度法相比，重復(fù)性稍差，對儀器的后期維護要求較高。

2.在線監(jiān)測儀對廢水中重金屬檢測結(jié)果的比較

2.1不同濃度分光光度法誤差結(jié)果的比較

分光光度法一般采用顯色反應(yīng)分光光度法和原子吸收分光光度法。這兩種檢測方法具有相似的檢測原理。兩種方法的在線自動監(jiān)測系統(tǒng)用于檢測不同廢水中的重金屬。檢測結(jié)果表明，不同的監(jiān)測器在高、低濃度標(biāo)準(zhǔn)溶液下會產(chǎn)生不同的測定結(jié)果。在水樣的實際比對中，為了合理判斷檢測結(jié)果，需要保證其絕對誤差的平均值控制在15%以下。在不同濃度下，比較了顯色反應(yīng)分光光度法和原子吸收分光光度法對銅、鐮刀、普通鋸子、六價鋸子和藥片中重金屬的檢測結(jié)果。結(jié)果如表1所示。

可見，在低濃度條件下，分光光度法對銅、鐮刀、普通saw、六價saw、片劑等重金屬的顯色反應(yīng)的檢測誤差值均高于原子吸收分光光度法。在高濃度下，顯色反應(yīng)分光光度法對銅、鐮刀、中柱等重金屬的檢測誤差值小于原子吸收分光光度法，總砷和六價砷項目的檢測誤差值大于原子吸收分光光度法。在較高濃度下，顯色反應(yīng)分光光度法的誤差值小于較低濃度下的誤差值，說明該方法更適用于較高濃度下的重金屬檢測。而原子吸收分光光度法在較低濃度下的誤差值小于較高濃度下的誤差值，說明該方法更適用于較低濃度下重金屬的檢測。

2.2分光光度法和伏安溶出法誤差結(jié)果的比較

目前，在線自動監(jiān)測儀中使用的檢測方法有分光光度法和伏安溶出法。由于其檢測原理不同，分光光度法和伏安溶出法的誤差結(jié)果會有一定的差異。在不同濃度下，對分光光度法和伏安溶出法檢測銅、鐮刀、普通鋸子、六價鋸子和石碑中重金屬的結(jié)果進(jìn)行了比較，結(jié)果見表2。

實驗中使用的分光光度法為顯色反應(yīng)分光光度法，結(jié)果可以看出與表1中的檢測結(jié)果一致，說明顯色反應(yīng)分光光度法具有良好的穩(wěn)定性。進(jìn)一步分析表明，在較高濃度下，顯色反應(yīng)分光光度法檢測結(jié)果的誤差值小于較低濃度下的誤差值，而在高濃度和低濃度下，伏安溶出法的誤差都比分光光度法大大減小，說明伏安溶出法比分光光度法更準(zhǔn)確。對不同濃度下結(jié)果的分析表明，伏安溶出法在高濃度下對銅、鐮刀菌、總貍、六價砷和片劑中重金屬的檢測結(jié)果低于低濃度下的檢測結(jié)果，但誤差增加不明顯。因此，伏安溶出法在高濃度檢測中顯示出較好的準(zhǔn)確性。

3.廢水中重金屬在線監(jiān)測應(yīng)注意的問題

3.1廢水中重金屬在線自動監(jiān)測儀的校準(zhǔn)

廢水重金屬在線自動監(jiān)測儀在使用過程中零點會發(fā)生變化，影響在線自動監(jiān)測儀的準(zhǔn)確度和檢測結(jié)果。這就使得在線自動監(jiān)測儀在日常運行過程中需要定期進(jìn)行校準(zhǔn)，自動監(jiān)測儀的校準(zhǔn)需要注意以下幾點:

(1)根據(jù)待測液體的實際濃度選擇合適的量程，然后選擇相應(yīng)的校準(zhǔn)點對儀器進(jìn)行校準(zhǔn)，以保證廢水重金屬在線自動監(jiān)測儀數(shù)據(jù)的真實性和準(zhǔn)確性；

(2)控制廢水中重金屬在線自動監(jiān)測儀的使用環(huán)境條件。一般要求廢水重金屬在線自動監(jiān)測儀應(yīng)在5℃~ 40℃的環(huán)境中工作，環(huán)境中無明顯振動、陽光直射和電磁干擾；

(3)廢水重金屬在線自動監(jiān)測儀校準(zhǔn)過程中使用的校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)溶液需用國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)配制，連續(xù)校準(zhǔn)三次，取平均值。

3.2廢水中重金屬在線自動監(jiān)測儀的消解時間

在廢水重金屬在線自動監(jiān)測檢測過程中，試液消化時間是影響檢測結(jié)果準(zhǔn)確性的重要指標(biāo)之一。大多數(shù)廢水中在線自動監(jiān)測儀的消解時間在出廠前已經(jīng)檢查過，一般重金屬廢水監(jiān)測不需要調(diào)整。但對于重金屬含量復(fù)雜且不確定的廢水，應(yīng)考慮在線自動監(jiān)測儀消解時間對結(jié)果準(zhǔn)確性的影響。進(jìn)行實驗探索。

4.結(jié)論

(1)分析比較了廢水中重金屬在線監(jiān)測儀的測試方法和原理。分光光度法具有原理簡單、分析范圍廣、儀器維護方便、靈敏度高、穩(wěn)定性好等優(yōu)點。與分光光度法相比，伏安溶出法具有更高的靈敏度，可以同時測定多種重金屬，具有更好的選擇性和操作成本公開性。

(2)比較不同濃度的廢水重金屬在線監(jiān)測分光光度法的誤差結(jié)果，顯色反應(yīng)分光光度法更適合于高濃度重金屬的檢測。原子吸收分光光度法適用于低濃度重金屬的檢測。

(3)比較分光光度法和伏安溶出法在線監(jiān)測廢水中重金屬的誤差結(jié)果，伏安溶出法比分光光度法更準(zhǔn)確。(來源:深圳市生態(tài)環(huán)境監(jiān)測站光明分站)

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