废水污水检测技术综述

1 引言

废水污水检测是环境监测的重要组成部分，通过对各类废水中的物理、化学和生物指标进行分析，评估水质状况，为污染控制和环境管理提供科学依据。本文系统阐述废水污水检测的技术体系，包括检测项目与方法、检测范围、相关标准规范以及检测仪器设备。

2 检测项目与方法

废水污水检测项目依据检测目的和水质特征可分为物理指标、化学指标和生物指标三大类。

2.1 物理指标检测

水温：采用水温计或颠倒温度计现场测定。水温影响水中溶解氧含量及微生物活性，是基础检测参数。

色度：铂钴比色法（适用于较清洁水样）和稀释倍数法（适用于工业废水）。原理是将水样颜色与标准色列进行目视比较，测定结果以度表示。

浊度：散射法或透射法。利用浊度仪测量光线通过水样时被悬浮颗粒物散射或吸收的程度，散射光强度与浊度成正比。

悬浮物：重量法。将水样通过0.45μm滤膜，滤渣在103-105℃烘干至恒重，计算悬浮物含量。

电导率：电极法。利用电导率仪测量水样的导电能力，反映水中离子浓度。

2.2 化学指标检测

pH值：玻璃电极法。利用pH计测定水样的氢离子活度，反映水样的酸碱状态。

溶解氧：碘量法（温克勒法）和电化学探头法。碘量法基于锰(II)在碱性条件下被溶解氧氧化，酸化后释放的碘与硫代硫酸钠定量反应；电化学法利用溶解氧透过薄膜在电极上还原产生扩散电流。

化学需氧量：重铬酸盐法。在强酸介质中，以重铬酸钾为氧化剂，硫酸银为催化剂，加热回流氧化水样中的还原性物质，过量的重铬酸钾以试亚铁灵为指示剂，用硫酸亚铁铵回滴。

生化需氧量：稀释接种法。测定水样在20℃培养5日前后溶解氧的差值，反映水中可生物降解有机物的含量。

氨氮：纳氏试剂分光光度法、水杨酸-次氯酸盐分光光度法和电极法。纳氏法原理是氨与碘化汞钾生成黄棕色胶体化合物，在420nm波长处测定吸光度。

总磷：过硫酸钾消解-钼酸铵分光光度法。在过硫酸钾作用下，水样中的含磷化合物转化为正磷酸盐，在酸性介质中与钼酸铵反应生成磷钼杂多酸，被抗坏血酸还原为蓝色络合物。

总氮：碱性过硫酸钾消解-紫外分光光度法。在碱性介质中过硫酸钾将水样中的含氮化合物转化为硝酸盐，在220nm和275nm波长处测定吸光度差值。

重金属：原子吸收分光光度法、电感耦合等离子体发射光谱法和阳极溶出伏安法。原子吸收法利用基态原子对特征谱线的吸收进行定量分析；ICP法利用等离子体激发原子发射特征光谱。

挥发酚：4-氨基安替比林分光光度法。在pH10.0±0.2的介质中，铁氰化钾存在下，酚与4-氨基安替比林反应生成红色安替比林染料，用三氯甲烷萃取后在460nm处测定吸光度。

阴离子表面活性剂：亚甲蓝分光光度法。阴离子表面活性剂与亚甲蓝反应生成蓝色离子对化合物，用三氯甲烷萃取后在652nm处测定吸光度。

2.3 生物指标检测

粪大肠菌群：多管发酵法和滤膜法。多管发酵法基于乳糖发酵产酸产气，滤膜法将水样通过微孔滤膜截留细菌，置于选择性培养基上培养计数。

总大肠菌群：酶底物法。利用细菌产生特异性酶分解底物显色或发荧光的原理进行定量检测。

藻类计数：显微镜计数法。将水样沉淀浓缩后置于计数框内，在显微镜下分类计数。

3 检测范围

3.1 生活污水处理

生活污水检测主要针对城市污水处理厂进水和出水，重点检测指标包括COD、BOD5、SS、氨氮、总磷、总氮、粪大肠菌群等。进水检测用于评估处理负荷，出水检测用于判断是否达到排放标准。污水处理过程各单元也需要采样分析，监控处理效率。

3.2 工业废水检测

工业废水种类繁多，检测项目因行业而异：

印染废水：重点关注色度、COD、苯胺类、六价铬、硫化物等。

电镀废水：重点关注重金属离子（铬、镍、铜、锌、镉）、氰化物、pH等。

制药废水：重点关注COD、BOD5、氨氮、总有机碳、特征污染物（如抗生素残留）。

造纸废水：重点关注SS、COD、BOD5、AOX（可吸附有机卤化物）、木质素等。

化工废水：重点关注COD、挥发酚、石油类、苯系物、硝基苯类等。

食品加工废水：重点关注BOD5、COD、动植物油、氨氮、SS等。

3.3 医院废水检测

医院废水检测除常规指标外，需特别关注病原微生物（粪大肠菌群、肠道致病菌、结核杆菌）、消毒剂余量、抗生素残留等特征指标。传染病医院废水还需进行病毒检测。

3.4 地表水和地下水检测

地表水检测包括河流、湖泊、水库等水体，检测项目依据水质类别不同，从常规五项到109项全分析。地下水检测关注氨氮、硝酸盐、亚硝酸盐、挥发性酚类、氰化物、重金属等，同时监测水位和水温。

3.5 农田灌溉用水检测

检测项目包括pH、全盐量、氯化物、硫化物、汞、镉、砷、铬、铅、粪大肠菌群数等，确保灌溉水质不对土壤和农作物造成污染。

3.6 再生水检测

再生水用途不同，检测重点各异。城市杂用水关注浊度、色度、嗅味、pH、BOD5、氨氮、总余氯、粪大肠菌群；工业循环冷却水关注硬度、碱度、氯离子、硫酸根、腐蚀性等。

4 检测标准

4.1 中国国家标准

水质采样标准：

HJ 494-2009《水质采样技术指导》
HJ 495-2009《水质采样方案设计技术规定》
HJ/T 91-2002《地表水和污水监测技术规范》

分析方法标准：

GB/T 6920-1986《水质 pH值的测定玻璃电极法》
HJ 828-2017《水质化学需氧量的测定重铬酸盐法》
HJ 505-2009《水质五日生化需氧量的测定稀释与接种法》
HJ 535-2009《水质氨氮的测定纳氏试剂分光光度法》
GB/T 7467-1987《水质六价铬的测定二苯碳酰二肼分光光度法》
HJ 694-2014《水质汞、砷、硒、铋、锑的测定原子荧光法》

排放标准：

GB 8978-1996《污水综合排放标准》
GB 18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》
GB 13457-92《肉类加工工业水污染物排放标准》
GB 4287-2012《纺织染整工业水污染物排放标准》

4.2 国际标准

ISO标准：

ISO 5667系列：水质采样标准
ISO 6060-1989：水质化学需氧量的测定
ISO 5815-1:2019：水质生化需氧量的测定
ISO 10523:2008：水质pH值的测定
ISO 17294系列：水质电感耦合等离子体质谱法测定元素

美国标准：

EPA Method 160.1：总悬浮固体重量法
EPA Method 410.4：化学需氧量测定
EPA Method 350.1：氨氮测定
Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater（第23版）

4.3 欧盟指令

欧盟水框架指令（2000/60/EC）
城市污水处理指令（91/271/EEC）
饮用水水质指令（98/83/EC）
地下水保护指令（2006/118/EC）

5 检测仪器

5.1 现场检测仪器

便携式多参数水质分析仪：集成pH、溶解氧、电导率、浊度、温度等传感器，配备微处理器和数据存储功能，用于现场快速测定多项指标。

便携式分光光度计：预制试剂和预设程序，可现场测定氨氮、总磷、COD、重金属等数十种参数，适合应急监测和现场筛查。

溶解氧测定仪：采用极谱法或荧光法溶解氧探头，配有温度补偿和盐度补偿功能，用于现场DO测定。

便携式pH计：玻璃电极复合电极，自动温度补偿，防护等级高，适应恶劣现场环境。

5.2 实验室通用仪器

紫外-可见分光光度计：波长范围190-1100nm，双光束光学系统，用于氨氮、总磷、挥发酚、阴离子洗涤剂等项目的比色分析。

原子吸收分光光度计：配备火焰和石墨炉原子化器，用于铜、锌、铅、镉等重金属元素的定量分析，检出限可达μg/L级。

电感耦合等离子体发射光谱仪：可同时测定数十种金属元素，动态范围宽，适用于多元素同时分析。

气相色谱仪：配备FID、ECD、FPD等检测器，用于挥发性有机物、有机氯农药、多氯联苯等的分析。

气相色谱-质谱联用仪：结合色谱分离能力和质谱定性能力，用于环境样品中有机物的定性和定量分析。

液相色谱仪：配备紫外、荧光或二极管阵列检测器，用于多环芳烃、酚类化合物、农药等分析。

总有机碳分析仪：采用燃烧氧化-非色散红外吸收法或湿法氧化-NDIR法，测定水样中的总有机碳含量。

离子色谱仪：用于水样中氟离子、氯离子、硝酸根、硫酸根等阴离子和碱金属、碱土金属阳离子的分析。

COD消解装置：具有程序升温功能，批量处理样品，配备专用消解管，用于重铬酸盐法COD测定。

BOD培养箱：精确控温20℃±1℃，用于五日生化需氧量测定中的样品培养。

5.3 专用检测仪器

连续流动分析仪：自动完成样品前处理、试剂添加、加热反应和比色测定，适用于氨氮、总磷、总氮、氰化物等项目的批量分析。

原子荧光光谱仪：用于砷、汞、硒、锑等元素的痕量分析，灵敏度高，基体干扰小。

红外测油仪：采用四氯化碳或四氯乙烯萃取，在2930cm-1处测定萃取液中石油类物质的含量。

激光粒度分析仪：基于光散射原理，测定水样中悬浮颗粒物的粒径分布。

生物毒性分析仪：利用发光细菌在毒物作用下发光强度变化的原理，快速评估水样的综合毒性。

5.4 自动监测仪器

水质自动监测站：集成采水单元、预处理单元、分析单元、数据采集与传输单元，实现pH、溶解氧、浊度、电导率、COD、氨氮、总磷等指标的连续自动监测。

在线COD监测仪：采用重铬酸钾消解-光度法或紫外吸收法，自动采样和分析，用于污染源和地表水的连续监测。

在线氨氮监测仪：采用纳氏试剂比色法、水杨酸比色法或氨气敏电极法，实现氨氮的在线监测。

在线重金属监测仪：采用阳极溶出伏安法，可连续监测水中铅、镉、铜、锌等重金属含量。

6 质量控制与质量保证

废水污水检测的准确性依赖于严格的质量控制措施：

样品采集与保存：使用洁净的采样容器，按规范添加保存剂（如测定重金属加酸至pH<2，测定硫化物加乙酸锌），冷藏运输，在规定时间内完成分析。

实验室内部质控：包括空白试验、校准曲线核查、平行样分析、加标回收率测定、标准物质比对等。

实验室间比对：参加能力验证计划，与其它实验室进行比对测试，确保检测结果的准确性和可比性。

方法验证与确认：对新方法进行检出限、定量限、精密度、准确度等方法学参数验证，确保方法适用于特定样品基质。

7 结语

废水污水检测是一个多学科交叉的技术领域，涉及分析化学、环境科学、微生物学等多门学科。随着环境标准的日益严格和检测技术的不断进步，废水污水检测正朝着自动化、智能化、微型化的方向发展。现代化检测实验室应配备先进的仪器设备，建立完善的质量管理体系，确保检测数据的准确可靠，为水环境保护和污染控制提供有力支撑。