水质检测是保障水资源安全的关键环节,而水质检测仪作为实现这一环节的工具,其技术原理和规范操作直接影响着检测结果的准确性和可靠性。深入了解水质检测仪的技术原理,掌握正确的操作方法,对于从事水质检测工作的人员来说至关重要。
一、技术原理
物理参数检测原理
浊度检测:浊度是衡量水中悬浮颗粒物质含量的重要指标,常用的检测方法是散射光法。当一束光线穿过水样时,水中的悬浮颗粒会使光线发生散射,浊度检测仪通过测量与入射光成 90° 角方向的散射光强度来确定浊度。散射光强度越大,说明水样的浊度越高。这种方法操作简单、响应迅速,广泛应用于各类水质检测场景。
水温检测:水温的检测相对简单,通常采用温度传感器,如铂电阻传感器。铂电阻的电阻值会随温度的变化而变化,且具有良好的线性关系,水质检测仪通过测量铂电阻的电阻值变化,就能准确计算出水温。水温对水中溶解氧、化学反应速率等都有影响,因此是水质检测中的基础参数。
化学参数检测原理
pH 值检测:pH 值反映了水样的酸碱度,其检测基于玻璃电极原理。玻璃电极由特殊材料制成,当浸入水样中时,电极膜与水样中的氢离子发生交换,产生电位差。参比电极则提供一个稳定的电位,两者之间的电位差与水样的 pH 值相关,仪器通过测量这个电位差并进行转换,得出 pH 值。
溶解氧检测:溶解氧检测常用克拉克电极法,电极由阴极(铂电极)、阳极(银电极)和电解液组成,外面覆盖一层透氧膜。当电极浸入水样中,氧气透过透氧膜进入电解液,在阴极发生还原反应,阳极发生氧化反应,产生电流。电流的大小与水中溶解氧的浓度成正比,仪器根据电流信号计算出溶解氧含量。
重金属检测:阳极溶出伏安法是检测重金属离子的常用方法。检测时,先在一定电位下将水样中的重金属离子还原并沉积在工作电极上,然后逐渐升高电位,使沉积的重金属离子氧化溶出,产生氧化电流。根据溶出峰电流的大小和位置,可以确定重金属离子的种类和浓度。这种方法灵敏度高,能检测出痕量的重金属离子。
微生物参数检测原理
对于微生物指标的检测,传统方法是培养法,但耗时较长。现在一些先进的水质检测仪采用快速检测技术,如荧光分析法。利用特定的荧光染料与微生物细胞内的成分(如核酸)结合,发出荧光,仪器通过检测荧光强度来确定微生物的数量。这种方法大大缩短了检测时间,能快速判断水样的微生物污染状况。
二、操作规范
样品采集与保存
样品采集要具有代表性,根据检测目的和水样类型确定采样点和采样量。采样时应使用干净、无污染的采样容器,避免采样过程中对水样造成污染。例如,采集自来水样时,应先打开水龙头放水数分钟,待管道内的存水排尽后再采样;采集地表水时,应在不同深度和位置采集混合样。
采集后的水样要按照规定的方法进行保存,以防止水质发生变化。如检测溶解氧的水样需要现场固定,添加特定的试剂抑制微生物活动;检测重金属的水样可能需要调节 pH 值等。同时,要记录采样时间、地点、环境条件等信息。
仪器准备
操作前要检查水质检测仪的外观是否完好,各部件连接是否正常,电源是否稳定。对于需要预热的仪器,应按照说明书进行预热,确保仪器处于工作状态。
对仪器进行校准是保证检测准确性的关键步骤。根据检测参数的不同,使用相应的标准溶液进行校准。例如,检测 pH 值时,用标准缓冲溶液(如 pH4.01、pH6.86、pH9.18)对仪器进行校准;检测浊度时,用标准浊度溶液校准。校准过程要严格按照仪器说明书进行,确保校准合格。
检测操作
将处理好的水样倒入检测容器中,按照仪器的操作步骤进行检测。不同的检测参数有不同的操作要求,如检测 pH 值时,要将电极插入水样中,轻轻搅拌,待读数稳定后记录结果;检测 COD 时,可能需要加入试剂并进行加热反应后再检测。
操作过程中要注意安全,避免接触有毒有害的试剂和水样。使用化学试剂时要按照规定的剂量添加,防止试剂浪费和对环境造成污染。同时,要保持仪器的清洁,避免样品残留影响后续检测。
数据记录与处理
检测完成后,及时记录检测数据,包括检测参数、数值、检测时间、仪器型号等信息。记录要清晰、准确,不得随意涂改。
对检测数据进行审核和处理,去除异常值。根据相关标准和规范,对水质状况进行评价。对于有数据存储和传输功能的仪器,要及时将数据导出并备份,防止数据丢失。
仪器维护与保养
检测结束后,要对仪器进行清洁和维护。例如,pH 电极使用后要浸泡在饱和氯化钾溶液中;重金属检测电极要进行清洗和活化处理。定期检查仪器的性能,对损坏的部件及时更换。
仪器要存放在干燥、通风、无腐蚀性气体的环境中,避免阳光直射和剧烈震动。长期不使用的仪器,要按照说明书的要求进行妥善保管,如定期充电、更换电池等。
只有掌握水质检测仪的技术原理,严格遵守操作规范,才能确保检测结果的准确性和可靠性,为水资源保护和管理提供科学依据。