膜进样质谱仪法在测量水体中过饱和溶解氮气的应用研究

高坝泄洪会导致水中溶解气体过饱和,使鱼类患气泡病甚至死亡。为探究大坝泄洪条件下,真实水体中的过饱和溶解氮的生成及其随泄洪条件的时空变化规律,利用膜进样质谱仪开展向家坝水电站泄洪条件下溶解氮的测量。结果表明,野外条件下采样运输过程中溶解气体的释放损失,导致膜进样质谱仪测量得到的溶解氮含量比通过利用总溶解气体和溶解氧的现场实测值计算得到的溶解氮含量低;利用质谱仪测量得到的溶解氮测值与总溶解气体测值之间同增的趋势性较好,但溶解氮测值与溶解氧测值之间相关关系较差。总结下来,向家坝电站泄洪导致坝下溶解氮、溶解氧和总溶解气体均达到过饱和,溶解气体饱和度在横向上基本均匀分布;受上游溪洛渡泄洪影响,向家坝坝前仍保持一定程度的溶解气体过饱和,并在垂向上表现出不均匀分布;泄洪生成的溶解气体饱和度随泄洪流量的增大而增大。为保证测量精度,建议原位开展测量,避免采样后长距离运输造成溶解气体的损失;在测量条件不满足的情况下,建议测量总溶解气体和溶解氧后进行溶解氮值换算。

便携式水质检测仪性能综合评价方法研究

目前便携式水质检测仪品种繁多,各种技术指标和性能尚无统一评价标准,导致仪器性能良莠不齐,监测数据质量难以保证,无法满足管理部门对环境监测数据的要求,检测机构在采购过程中也难以选择。为解决这一问题,建立了便携式水质检测仪综合评价方法,确定了综合评价指标,制定了综合评价标准,选择相关仪器及相关项目进行综合评价。结果表明,大部分便携式水质检测仪器在便携性、操作简易性等方面做得比较好,而在准确度、精密度等方面还有待提高。该评价方法综合考虑了影响便携式水质检测仪的各项因素,能够为全方位评价、选择便携式水质检测仪提供参考。

基于环保理念的水处理工艺优化与节能减排研究

水处理是现代社会发展的重要工作之一,采取科学、合理的方式开展水处理工作,可提升自然界中水资源洁净性的同时,减少能源的消耗。基于此,本文针对包含固相污染物的污水特点,设计出一种水解酸化处理技术,通过该技术基本情况的简单介绍,进而通过试验验证的方式对该技术应用效果进行分析。通过试验分析可知,水解酸化技术具有较好的污水处理效果,可同时处理生活污水与剩余污泥,因而可将水解酸化技术应用到水处理领域。

COD分析仪数据异常分析及处理措施

随着石油资源的不断消耗,石化企业加工处理的石油性质不断恶化,高含氯、高含盐的石油导致企业污水处理厂外排水COD分析仪正常运行所面临的挑战不断升高。外排水中高浓度的氯含量、盐含量不仅严重干扰COD分析仪的正常运行,同时也极大地提高了设备的维护量,降低了分析仪的有效运行时间。本文通过对某石化企业污水处理厂高含氯、含盐废水COD分析仪数据异常原因进行分析,提出相应解决措施,提高COD分析仪运行的可靠性、准确性、稳定性。

水质样品编码的四种实现方式

样品的管理在水质监测中是一项复杂而重要的工作,对监测结果的准确性和可靠性产生直接影响。通过对样品随机化编码,可以加强对样品采集和分析环节的控制,从而均衡混杂因素,控制偏倚,保证结果的客观性和可靠性。本文提出了对样品编码的4种实现方式,给出了实现这4种方式的程序或操作方法,并介绍了各自实现编码的原理和特点。根据需要选取一种方法即可完成样品的编码。

典型降雨过程中河流饮用水源地水质高频监测研究

降雨径流会造成流域和城市点面源污染物快速输入河道,显著影响河流水质变化。因此阐明降雨对河流饮用水源地水质快速变化的影响规律,对明晰地表水环境动态变化特征以及加强河流污染防治与饮用水源地保护具有重要意义。然而,目前地表水质监测难以实现高频连续观测,很难捕捉强降水事件对河流水质的冲击。利用监测频率为1 min的陆基高光谱多参数水质近感监测仪,精准刻画了典型降雨过程中重要河流饮用水源地章水的水质快速动态变化过程。2021年11月6日、7日、8日分别经历了3次典型的降雨过程。6日的初期大雨过程中,总悬浮物、总氮、氨氮和总磷分别由5.05、0.86、0.27、0.08mg·L^(-1)快速增至62.78、3.40、1.04、0.23 mg·L^(-1)。在强降雨初期逐时累积降雨量与总悬浮物(r=0.93,P<0.01)、总氮(r=0.92,P<0.05)、氨氮(r=0.92,P<0.01)、总磷(r=0.92,P<0.01)存在显著正相关,而在中后期总氮、氨氮浓度有所降低而总悬浮物和总磷浓度仍维持较高水平。降雨引起的流域面源污染、城市点面源污染和污水管网渗漏等造成章水主要水质指标增加2-3倍,河流水质类型下降一个等级,特别是强降雨过程引起的初期雨水对河流饮用水源地水质的影响显著。在未来气候变化的背景下,暴雨等极端水文事件增加势必会对河流水质带来更大冲击,因此要加强汛期和突发性污染事件中水源地水质监测与预警,防范突发性水污染事件发生。

基于强度调制的偏振光谱测量技术

针对现阶段强度调制偏振光谱测量技术在光程差域内不同通道间存在频谱信息串扰的不足,采用加窗插值傅里叶变换法,研究了不同切趾函数对强度调制偏振光谱测量技术的影响。首先,进行强度调制偏振光谱测量技术理论分析,完成强度调制模块的设计;其次,根据强度调制模块的设计指标,模拟入射光的光强信息及采用不同切趾函数的信息解调复原过程;最终,对强度调制偏振光谱测量系统进行仿真,根据仿真模型结合高分辨率光谱仪、平行光管等器件完成偏振光谱测量装置的搭建,进行偏振光谱测量实验。研究结果表明,偏振光谱测量系统设计指标选择合适的切趾函数可以减少光强信息截断过程中造成的频谱能量泄露,使光程差域内不同通道之间的串扰信息减少、偏振光谱复原精度提高,不同切趾函数切趾处理后线偏振光的偏振度最小误差由0.0768减小到0.0014,偏振度接近1。

修饰敏感载体PVC膜离子选择性电极的构建研究

以聚氯乙烯(PVC)作为基质,18-冠-6-醚作为离子识别体,苯二甲酸二辛酯(DOP)作为增塑剂,制备出透明的氨氮离子选择性传感膜,适配离子选择性电极。实验结果表明,18-冠-6-醚可能部分会被增塑剂所结合,在冠醚添加量为12 mg的用量下制备的选择性敏感膜性能较好;并且随着苯丙乳液的加入,能够较好增强选择性膜的稳定性;由于BB-6苯丙乳液的掺杂加入,能有效提高敏感膜对钾离子的抗干扰能力。

水质光电在线监测设备研发及其应用

研究设计了一种新型AlGaN基宽光谱紫外LED(UV-LED)结构,在单芯片上设计了包含4种不同Al组分和不同厚度的量子阱结构,获得了宽发光光谱,在6 V正向电压的偏置下,发光光谱半高宽为17 nm,接近传统UV-LED的2倍。在此基础上,将多个具有不同发光波段紫外LED组成阵列,制备成连续波段的紫外光源,同时利用该紫外光源,结合紫外探测器,开发出了紫外光电水质在线监测设备。最后,利用该光电设备对秦淮河三汊河入江口河段的水质COD进行实时在线监测,并与实验室采样检测结果进行了数据比对分析。结果表明,光电设备监测结果与实验室检测结果具有一致性,同时还具有更高的实时灵敏度,适合在线监测应用。

光合抑制法水质毒性检测中藻类培养光照与温度实验分析

浮游藻类作为单细胞生物,其光合活性外界胁迫作用响应灵敏,是水质综合毒性检测的良好受试生物,因此认识受试藻种光合活性状态对温度和光照等主要环境因子的响应规律,掌握有效控制受试藻种光合活性状态和浓度的培养条件,对水质综合毒性检测至关重要。以模式受试生物蛋白核小球藻为研究对象,研究了不同温度梯度和光照强度下蛋白核小球藻光合活性变化规律。研究结果显示:蛋白核小球藻在不同梯度光照下,藻种光合活性和藻种浓度的变化非常明显。低光照下(75μE、125μE)藻种平均光合活性在0.60左右但藻种浓度基本不增加;中光照下(175、225、300、375μE)藻种平均光合活性在0.57左右且此时藻种浓度有明显增加,其中,实验最佳光照为375μE;高光照下(475μE和600μE)藻种平均光合活性低于0.56 (初始活性),会对藻种的生长状态产生胁迫。不同梯度温度下藻种光合活性和藻种浓度也有明显变化,中低温下(5、15、25℃)藻种平均光合活性在0.59左右且藻种浓度随着温度的升高而增加,最佳温度为25℃;高温下(30、35、40℃)藻种光合活性迅速下降直至失活。研究结果表明可以通过控制光照和温度来控制浮游藻类的光合活性和生长速度,为在线水质综合毒性测量仪提供标准的受试藻样培养方式,从而给便携式水质综合毒性测量仪的研发奠定基础。

新型仿生鱼技术在水体污染探测中的应用

随着各国城市化进程不断加快,过度开采导致河流等水域的水体受到严重污染。河流中的固体污染物具有可视化、易收集等特点,已拥有较成熟的探测处理措施。机械技术因其简便性与廉价性等特点,它的发展和应用更广泛。在对水污染物常用检测方法与国内外最新探测法介绍的基础上,阐述了仿生鱼技术在水体非固体污染探测中的主要特点,并对该技术的未来发展趋势予以展望。

陶瓷膜预处理器应用于锰在线分析仪的研究

水库原水作为水厂水源在夏季经常出现铁、锰离子超标情况。原水中的锰离子一般采用高锰酸钾氧化法进行去除。水厂通过安装锰在线分析仪掌握原水中二价锰离子变化情况,进而确定高锰酸钾投加量。文章分析了陶瓷膜预处理器在提高锰在线分析仪数据准确性方面的适用性及处理效果。结果表明,使用陶瓷膜预处理器进行预处理后,锰在线分析仪检测准确度和稳定性有了显著提高,检测结果误差率由15.4%降至3.3%,检测结果漂移率从7.8%降至1.7%。原水锰离子检测精度的提高,优化并降低了水厂高锰酸钾用量,提高了出厂水锰离子合格率。

可进行γ剂量率测量的无人采样船设计

为满足核与辐射应急监测时,在一些人为无法到达的水域进行水体采样和γ剂量监测的需求,设计可进行γ剂量测量的无人采样船。该系统设计船体、多参数探头、摄像头、卫星定位、通信系统、遥控系统、采样系统、地面控制站及管理软件等模块,可实现对水体的γ剂量率监测,可根据需求设置多种采样方案并完成采集。该系统可提高对水体放射性水平监测的准确性,有效提高辐射事故应急处置能力,提高辐射工作人员的安全性,可为四川省核与辐射应急体系的建设提供技术支持。

基于顺序注射的水质氨氮/总磷自动分析仪

研究开发了一种基于顺序注射的水质氨氮/总磷自动分析仪,该自动分析仪通过优化消解过程、排除多组分试剂干扰,实现了水质氨氮、总磷的一体化同步测量。经过优化后的水质氨氮/总磷自动分析仪,全流程运行时长小于45 min,氨氮、总磷检测范围为0~5 mg/L,相关性系数不小于0.9977,定量下限为0.1451 mg/L,重复性误差不超过1.76%,均优于国标。该分析仪已经成功应用于地表水的实际水样检测中,展示出在水质监测领域的广阔应用前景。

一种水生态环境实时在线监测装置设计及应用

设计了一种多功能野外水生态环境实时在线监测装置系统,并给出具体的实验操作方法和观测结果分析。该装置系统由3个部分组成:水生态监测系统、水文气象监测系统、控制与网关系统。在洪泽湖某点位开展实验,时序数据结果证明了所设计装置系统的实用性和可操作性,能够满足野外连续工作的要求。

村镇污水一体化处置设备自动控制与监控系统设计研究

村镇污水处理是现阶段加强农村环境整治的重要手段,构建村镇污水一体化处理设备能够有效解决村镇污水分散排放的问题,满足国家一级A排放标准。鉴于村镇管理技术水平有限,通过搭建物联网架构智能网关,利用工艺设备的现场控制及状态采集功能;选择PLC程序与三层结构、四级网络自动化系统匹配,可以控制数据的准确传输和存储,实现一体化设备中数据管理、处理、报警等管理,达到现场操作以及远程监控,替代现场非专业人员操作。研究结果表明,通过自动控制与监控系统设计的一体化处理设备,在运行过程中可以减少曝气量,节省运行成本,减少人为操作成本。

双铂电极法高锰酸盐指数自动监测仪分析性能研究

【目的】对双铂电极法高锰酸盐指数自动监测仪的分析性能进行研究。【方法】探讨了温度对测定结果的影响,进行标准物质和实际水样试验。【结果】双铂电极法高锰酸盐指数自动监测仪精密度、准确度、检出限等都能达到预期要求,线性关系较好,实际水样试验与国标法(GB 11892—1989)没有显著性差异。该监测仪自动化程度高、样品和试剂用量小、检测耗时短,更适用于批量样品的检测。【结论】监测仪可应用于地表水、饮用水、地下水等水体中高锰酸盐指数的自动监测。

吹扫捕集-气相色谱-氢火焰离子化/电子捕获检测器法在线监测水中19种可挥发性有机物

基于吹扫捕集技术,本研究自主设计了一套吹扫捕集-气相色谱-氢火焰离子化检测器/电子捕获检测器(P&C-GC-FID/ECD)分析系统,在单台仪器上监测19种水中可挥发性有机物。综合测试结果表明,该系统具备良好的性能,并且主要技术自主国产可控,能满足水中VOCs的监测需求。

基于CiteSpace的总氮检测知识图谱分析

总氮检测是环境保护和监测工作中不可或缺的关键一环,对水质总氮检测的研究具有必要性。通过文献计量学软件CiteSpace对CNKI数据库中相关文献进行分析,得到总氮检测知识图谱,对总氮检测相关研究领域及方向进行分析总结。结论对于水质总氮检测方向的研究具有参考意义。

基于微型光谱仪的多参数水质检测微系统设计与实验

针对水资源环境监测与保护的需求,提出了基于微型光谱仪连续光谱分析的多参数水质检测微系统,系统主要由MOEMS微型光谱仪、流路系统、多功能微小型样品反应检测室和嵌入式测控系统组成,具有自动进样和试剂、样品反应体系的自动恒温、搅拌、光谱检测和数据处理等功能。论文介绍了系统各主要部分的功能与结构,研制出了原理样机,经实验测试验证,研制的多参数水质检测仪能够快速实现多个水质参数的准确检测,满足水质多参数在线监测的应用技术要求,同时具有很大的功能扩展性。