分析化学论文

安徽职业技术学院毕业设计报告书 课题名称：水质分析的方案探讨 专 业：工业分析与检验 班 级： 09高职分析 学生姓名： 汪丹 学 号： 09001001022 指导教师： 徐喆 完成时间： 2013 年 9 月 19 日

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摘 要 在介绍我国地下水污染调查与评价工作的基础上，结合地质矿产实验室的实际情况，总结并探讨了其水质分析的技术体系和最新成果，对开展地下水污染样品的检测和质量管理具有一定的实用价值和指导意义。 关键词：地下水污染；调查与评价；水样；水质分析技术；中国

1 地下水污染

水资源是我国重要的战略资源，地下水是水资源的重要组成部对我国经济社

会发展具有非常重要的作用。地下水水质分析技术是把握地下水质量状况、预测地下水污染发展趋势的重要手段，是一项与国家经济建设和人民生活密切相关的重要基础性工作[1]。近20 年来，由于城市生活垃圾和工业“三废”等的不合理处置，农药、化肥的大量使用，全国地下水污染状况日趋加重。根据国土资源部门长期地下水监测资料、两轮全国地下水资源评价结果以及1999 年以来开展的北京地区、长江三角洲地区、淮河流域地下水污染调查评价结果，显示我国地下水污染范围日益扩大，水质整体下降，“三致”（致癌、致畸、致突变）微量有机污染物普遍检出，国际普遍关注的持久性有机污染物（POPs）在地下水中也有部分检出。为全面掌握我国地下水水质与污染状况，为国家制定和实施地下水污染防治规划， 有效保护地下水资源，保障饮水安全，实现人与自然和谐发展提供科学依据。在已有工作基础上，中国地质调查局针对我国地下水污染调查评价工作存在的主要问题，参考了世界发达国家地下水水质评价的成功经验，结合我国实际情况于2004 年左右正式组织开展了全国地下水污染调查评价工作。近年来，以国家地质实验测试中心为龙头的局属和省属地勘单位实验室，针对地下水污染调查与评价工作的需要和地下水有机污染物样品易污染、易损失、易变质和含量低等特点，在总结完善地质矿产实验室地下水无机分析技术和研究国内外最新水质分析技术的基础上，以国内外优先控制的有机污染物为目标化合物，综合考虑国家常用化学物质和财力的基础上，选择有代表性的农药、化肥、洗涤剂、汽油类等作为检测指标，研究建立了完整的地下水污染样品的采集、运输与保存、有机与无机组分的检测、质量管理与控制等技术为主的水质分析技术体系，取得了积极的进展和一些令人触目的成果。 本文在介绍我国地下水污染调查与评价工作的基础上，结合地质矿产实验室的实际情况，总结并探讨了其水质分析的技术体系和最新成果，对开展地下水污染样品的检测和质量管理具有一定的实用价值。 我国地下水污染调查与评价工作的技术体系及指标[2]我国地下水污染调查与评价工作的调查范围是具有现实和潜在利用价值的地下水分布区，分为区域调查（1∶25 万）和重点区调（1∶5 万）两个区域。主要平原（盆地）区按1∶25 万部署地下水污染区域调查，在东部城市密集区、重要经济区（带）、全国主要城市，按1∶5 万部署地下水污染专项调查。其重点区选择是重点城市和城市密集 2

区、地下水集中供水水源区、重点污染源区等。工作的部署分为两个阶段：第 一阶段开展珠江三角洲、长江三角洲、黄淮海平原、松辽平原等地区及31 个省会城市的地下水污染调查评价工作， 完成重点地区地下水污染防治和保护区划；第二阶段将在中西部主要城市、主要平原（盆地）区进行，完成全国地下水污染防治和保护区划，建立全国地下水水质与污染预警系统。另外，为指导和规范全国地下水污染调查评价工作， 中国地质调查局在总结已有地下水污染调查工作基础上， 组织编制了DD2008-01《地下水污染调查评价规范》，从野外调查、采样与测试、评价与区划等各个方面作出了明确的具体规定， 对实验室分析测试也作出了严格的要求，以确保调查数据的科学公正和可靠。为了配合全国地下水污染调查评价工作， 确保地下水污染样品分析结果的准确度、精密度和可比性，中国地质调查局2007 年特编制了《地下水污染调查评价样品分析质量控制技术要求》（讨论稿）。另外，国土资源部修订了《地质矿产实验室测试质量管理规范》（DZ ／ T 0130-2006 替代DZ ／ T 0130-1993）， 国家标准GB5749-2006 《生活饮用水卫生标准》2007年7月1日正式执行,检测指标GB5749-1985 中的35 项增加到106 项，增加了大量无机、有机、消毒副产物和农药等指标。同时，国家地质实验测试中心也完成了《地下水污染调查分析方法汇编》形成了较为完善的方法体系。其调查与评价从设计编写（资料收集与综合分析、野外踏勘、预研究、设计书编写提纲）、基础调查（土地利用调查、污染源调查、区域水文地质调查）、采样测试、区划评价（地下水质量评价、地下水污染评价、地下水防污性能评价、地下水污染防治区划） 到成果编制形成了严密而规范的调查与评价技术体系。无机污染物主要是采矿、冶金、化工、电镀等多种工业行业的生产废水含有金属及砷化物、硫化物、氰化物、硝酸盐、硫酸盐等及Cr、Co、Ni、Ag、Cu、Zn、Sb、Tl、高氟水； 有机污染物主要是来自于工业、农业、生活污染的挥发性和半挥发性有机污染物。目标化合物86 种（必测37 种，选测49 种）：卤代烃22项、单环芳烃5 项、醚类1 项、农药类25 项、酚类6项、钛酸酯3 项、多环芳烃17 项、多氯联苯1 项、其他8 项； 半挥发性有机污染物的检测成为本次地下水污染调查测试技术中的重点和难点部分。

2 地下水污染调查评价样品分析技术

2．1 地下水污染调查评价样品采集和保存技术

制定地下水质量和污染采样计划，核查采样点，规范采样与测试，获取科学

可靠的基础数据，为地下水质量和污染现状评价提供信息， 这是采样测试的要求。为此，从采样点的选择、采样点的密度、采样计划、采样准备、采样方法、采样保存送检、质量监控都有明确的规定和要求。

2．2 采样点的选择和采样点的密度 地下水污染区域调查:在区域控制的基础上，优先选择重要地下水水源地、国家级、省级地下水监测孔、大泉（泉群）、有系列分析资料的农用井、大型工矿企业自备井、矿山排水、油田供水井、重要污染源附近的监测井等井孔或水点。山区和丘陵区每100～200km21 组样，平原地区每100km23～4 组样，采样主要在平水期进行， 对主要水源地分析异常点作检查采样，并采集相应的地表水样品。地下水污染重点区地下水循环是自然界水循环的一部分，经过地表渗透与周围不同介质的融合，使地下水具有了独特的物理特性与化学特性⋯ 。地下水水质分析 3

的目的来自人类生活以及生产的需求，基于不同的用途，地下水水质评价选择的指标以及对分类结果的判断上都存在差异，这决定了地下水水质评价与分析方式方法的多样性。近年来，在水科学领域，不同的数学方式方法的引入，使传统简单的地下水水质分类方法得到推进 J。同时，随着人类活动对于水循环的影响加剧，人们开始关注那些由于人类活动带来的地下水水质的改变。地理信息技术等更为区域地下水水质演变与地下水水质演变成因分析的实现提供了可能 。地下水水质评价结果，结合地下水水质演变的成因分析以及地下水水质运移理论所建立起来的地下水水质运移模型也成为实现地下水，水质预测的有效工具。在所有被人类利用的自然资源中，水资源是与人类活动最密切相关的。社会经济的发展带来用水需求的增加，和有毒物质排放的增加；从而使地下水位的持续下降和水质的恶化，水危机加剧 。中国经济正处于高速发展阶段，对于水资源的迫切需求,导致对地下水无节制的超采；同时，不合理的灌溉方式，过量的化肥使用以及对于污水处理缺乏重视使得地下水以及地下水水质所存在的问题日益突出。因此，现阶段对于地下水水质分析方法和研究进展的关注对于指导人类进行实践有着积极意义。

3 地下水的调查与评价 根据反映地下水物理化学特性的多个指标进行地下水水质评评价适用的地下水水质等级评价结果。我国在1993年制定了《地下水质量标(GBT14848—93)》 ]，可以进行普遍的分类参考标准。在不同需求的地下水水质评价过程中，结合地下水水质的特点以及区域差异性，往往会采用不同的方法。这些地下水水质的评价方式大致上可以分为：综合指数法(在地下水水质量标准中推荐的内梅罗指数法 就是综合指数法的一种)，模糊综合评价法 ，灰色聚类法 J¨，灰色关联度法 引，人工神经网络 ，遗传算法 ]，多元回归模型 ]，逻辑斯谛曲线(Logistic)模型 ，主成分分析法,集对分析法 ，物元可拓法等。具体到各种方法，应用模糊综合评判法能使评价的理论和方法建立在比较严谨的数学模型基础上，通过模糊级别判断及综合评价值的计算，可以直观地判断水质的优劣，并从总体上对地下水所属质量类别做出判断。灰色聚类是以灰数的白化权函数生成为基础，将这些观测指标或对象聚集成若干个可定义类别的方法。因此，对水质进行分级评价时，按灰色系统理论，用灰色参数描述该系统，把水质等级的分级指标值用灰色参数(灰数)来表示，从而进行水质分类。灰色关联分析法是灰色系统理论的基本方法，采用关联度来量化研究系统内各因素的相互关系、相互影响与相互作用，在地下水系统中多用于确定某一参考序列与多个比较序列之间的关系。它的基本思想是根据序列曲线几何形状的相似程度来判断其联系是否紧密：曲线越接近，相应序列之间的关联度越大，反之就越小。在进行具体水体环境质量的分级评价时，选择评价对象的评价因子实测值作为参考序列，水体质量的分级标准为比较序列，这样可求出多个关联度来，与比较序列关联度最大的参考序列多对应的级别，即为待评水体的质量等级j。人工神经网络中应用较多的为BP神经网络，将水质评价采用的各种指标作为输入变量，水质分类级别为输出变量。根据样本数据得到的输入输出之间的权值矩阵，从而对于未知水质的指标进行分类评价。人工神经网络是数字驱动力模型的典型代表，其他诸如多元回归与遗传算法也可以看做是数字驱动力模型在地下水水质评价中的应用。逻辑斯谛曲线(Logistic)模型是在地下水水质评价标准说明中，各指标值(作为横坐标)与水质等级(作为纵坐标)之间呈单调递增或递减关系，当指标值超过某门限