農(nóng) 村 飲 水 安 全 工 程典型縣水質(zhì)檢測中心儀器設(shè)備配置方案水質(zhì)檢測中心建設(shè)課題組 張新民 u 水質(zhì)檢測技術(shù)與設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀u 典型縣水質(zhì)檢測中心儀器配置原則u 典型縣20項以上儀器配置方案u 典型市42項以上儀器配置方案u 水質(zhì)檢測中心106項儀器配置方案u 問題討論內(nèi)容提要 u 水質(zhì)檢測技術(shù)與設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀u 典型縣水質(zhì)檢測中心儀器配置原則u 典型縣20項以上儀器配置方案u 典型市42項以上儀器配置方案u 水質(zhì)檢測中心106項儀器配置方案u 問題討論內(nèi)容提要 檢測技術(shù)發(fā)展的動力 水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高一. 檢測對象的分類（2）有機物綜合指標(biāo)耗氧量、石油類等（1）感官指標(biāo)渾濁度、色、嗅和味、肉眼可見物等（3）有機化合物四氯化碳、三氯甲烷、苯系物等（4）無機化合物氯化物、硫酸鹽、氨氮、金屬離子等（5）微生物指標(biāo)菌落總數(shù)、大腸菌群等 二. 檢驗技術(shù)的發(fā)展1. 感官指標(biāo) 渾濁度不斷降低，更精確描述水渾濁度的要求越來越高。 激光顆粒計數(shù)儀在日益嚴(yán)格的水質(zhì)監(jiān)測和控制方面正得到重視。它可以定量監(jiān)測顆粒物數(shù)目及大小，為控制有害病原體提供更詳細(xì)信息，可用以優(yōu)化混凝工藝，沉淀工藝，過濾工藝等，提高效率，減低成本。 散射法濁度計 激光顆粒計數(shù)儀 比色管目視比濁u渾濁度 u色度 光電比色計（色度儀） 比色管目視比色u嗅和味 傳統(tǒng)感官分析，定性描述，具有局限性。 目前雖然可以對特定引起嗅和味的物質(zhì)進行定量分析，但是對于多種嗅類物質(zhì)導(dǎo)致的飲用水的嗅味的評價尚缺乏科學(xué)的方法 GC-MS感官分析，定性描述u 肉眼可見物的檢測 國外三大水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中均沒有肉眼可見物這一項目產(chǎn)生嗅味的主要物質(zhì)：土臭素（土腥味）、2-甲基異莰醇（霉?fàn)€味） 耗氧類有機物測定的意義在于指示飲用水受有機污染物污染的程度，為水處理效果提供簡單、迅速的指示。消解試劑滴定 消解光度法測定 消解電量滴定法2. 有機物綜合指標(biāo)（耗氧量）滴定管 光電比色計 高錳酸鹽滴定法COD測定儀儀 器 ：方 法 ： 3. 有機化合物有機化合物的檢測是重點和難點。目前主要檢測手段為色譜法（氣相色譜、液相色譜）。國外檢測技術(shù)主要圍繞色譜法進行改進： 樣品預(yù)處理技術(shù) 新型色譜儀器開發(fā) 色譜聯(lián)用儀器的開發(fā) （1）樣品預(yù)處理技術(shù)液液萃取樹脂吸附索氏提取 缺點 水樣體積受限步驟繁瑣濃縮倍數(shù)不夠，靈敏度、準(zhǔn)確度低新型樣品預(yù)處理 固相萃取固相微萃取 優(yōu)點 高效簡便安全重現(xiàn)性好 便于自動化傳統(tǒng)樣品預(yù)處理 （2）新型色譜儀器開發(fā)快速氣相色譜 改進色譜柱（微型填充柱、多重色譜柱等新型色譜柱）發(fā)展快速分析和程序升溫，增加分離能力，擴大分離范圍（178秒分開168個峰）微型氣相色譜儀 儀器芯片化 體積小，重量輕，功耗小；靈敏度高，分析速度快；使用溫度范圍更寬；適合連續(xù)工作； （3） 色譜聯(lián)用儀器的開發(fā)氣相色譜-質(zhì)譜（GC-MS）高效液相色譜-質(zhì)譜（HPLC-MS )液相色譜-質(zhì)譜-質(zhì)譜（LC-MS-MS）氣相色譜-電感耦合等離子質(zhì)譜（GC-ICP-MS）高效液相色譜-電感耦合等離子質(zhì)譜（HPLC-ICP-MS） 無機化合物的主要分析方法有：滴定法比色法重量法電極法離子色譜法原子吸收分光光度法電感耦合等離子體發(fā)射光譜法電感耦合等離子體質(zhì)譜法4. 無機化合物指標(biāo) 傳統(tǒng)培養(yǎng)計數(shù)方法 局限性 耗時，費力；數(shù)據(jù)需人工處理，誤差較大。成像計數(shù)法 優(yōu)點 精確度高；數(shù)據(jù)自動處理；分子探針 優(yōu)點 快速；使用對象廣泛；可與光電技術(shù)等結(jié)合。5. 微生物指標(biāo) u 水質(zhì)檢測技術(shù)與設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀u 典型縣水質(zhì)檢測中心儀器配置原則u 典型縣20項以上儀器配置方案u 典型市42項以上儀器配置方案u 水質(zhì)檢測中心106項儀器配置方案u 問題討論內(nèi)容提要 為工程建設(shè)、運行提供數(shù)據(jù)支持；為工程運行質(zhì)量的自查自糾提供科學(xué)依據(jù)；為工程專管機構(gòu)等提供技術(shù)服務(wù)。 檢測中心的職能定位決定了檢測中心建設(shè)內(nèi)容及規(guī)模，例如檢測指標(biāo)、儀器配備、建設(shè)投資等。一. 水質(zhì)檢測中心的職能定位 二. 儀器設(shè)備配備原則1. 檢測指標(biāo)的選擇 依據(jù)當(dāng)?shù)厮此|(zhì)，水處理及消毒工藝，水質(zhì)檢測中心的建設(shè)和管理條件等，確定檢測指標(biāo)。2. 儀器設(shè)備配備原則 滿足檢測需求原則： 滿足本地區(qū)農(nóng)村飲水安全檢測的需求，不盲目追求高配。 兼具實驗室檢測能力和現(xiàn)場檢測能力 實用性原則：能用，夠用，易學(xué)易用。 經(jīng)濟性原則：儀器的運行費/維護/維修費用低廉。 原則上縣級檢測中心應(yīng)具備20項常規(guī)指標(biāo)檢測能力，每 個設(shè)區(qū)市應(yīng)具備42項常規(guī)指標(biāo)的檢測能力。 u 水質(zhì)檢測技術(shù)與設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀u 典型縣水質(zhì)檢測中心儀器配置原則u 典型縣20項以上儀器配置方案u 典型市42項以上儀器配置方案u 水質(zhì)檢測中心106項儀器配置方案u 問題討論內(nèi)容提要 20項以上典型配置方案（1）特點 滿足基本需求（可滿足20項以上水質(zhì)常規(guī)指標(biāo)的檢測需求）；投資少；運行費用低；操作簡便；（2）適用對象 地廣人稀，交通不便；飲水安全風(fēng)險因子少；經(jīng)濟欠發(fā)達(dá)；技術(shù)力量薄弱 泉 水 、 溪 水 雨 水井 水例如：經(jīng)濟欠發(fā)達(dá)的偏遠(yuǎn)農(nóng)村地區(qū)原水水質(zhì)特點：水源類型單一，除特殊地質(zhì)原因外污染較少飲水安全工程特點：規(guī)模小、布局分散、交通條件較差等建議：實驗室檢測與現(xiàn)場檢測相結(jié)合，著重現(xiàn)場檢測。實驗室檢 測20項指標(biāo)，現(xiàn)場檢測以感官指標(biāo)和微生物指標(biāo)為主。水 窖 水 檢測指標(biāo) 檢測方法 檢測儀器菌落總數(shù)總大腸菌群 平皿計數(shù)法多管發(fā)酵法 生化培養(yǎng)箱、菌落計數(shù)分析儀色度 鉑-鈷標(biāo)準(zhǔn)比色法 色度儀渾濁度 散射光法 濁度計鐵、錳、鉛砷、鎘、汞 原子吸收分光光度法原子熒光光度法 原子吸收分光光度計原子熒光光度計氯化物、氟化物、鉻、硫酸鹽、硝酸鹽氮、 分光光度法離子色譜法 可見光分光光度計離子色譜儀溶解性總固體 重量法 電子天平總硬度 乙二胺四乙酸二鈉滴定法 滴定裝置游離余氯 分光光度法 可見光分光光度計 pH 玻璃電極法 pH計肉眼可見物 感官檢驗 （3）具體配置 實驗室主要儀器配置 儀器名稱 國產(chǎn)（萬元） 進口（萬元）分光光度計 36 810原子吸收分光光度計（火焰） 1015 4060離子色譜儀 1520 4060原子熒光光度計（氫化物發(fā)生器） 1020 3040pH計 0.51 12電子天平 12 35生化培養(yǎng)箱 12 35色度儀 0.51 12濁度計 12 35 其他（輔助儀器設(shè)備） 1015 2030合計 5284 149219 實驗室儀器設(shè)備投資 現(xiàn)場采樣/檢測儀器設(shè)備配置檢測指標(biāo) 檢測方法 檢測儀器肉眼可見物嗅和味pH、電導(dǎo)率 電極法 便攜式多參數(shù)測定儀渾濁度 散射光法 便攜式濁度計色度 鉑，鈷比色法 便攜式色度儀游離余氯（二氧化氯） 分光光度法 便攜式分光光度計菌落總數(shù) 濾膜法 便攜式微生物檢測儀總大腸菌群 耐熱大腸菌群注：便攜式分光光度計可擴展檢測30項指標(biāo)，各項目縣可根據(jù)具體情況增加像數(shù)字式砷測定儀一類的檢測特定指標(biāo)的便攜檢測儀器，實現(xiàn)現(xiàn)場快速檢測。 現(xiàn)場檢測儀器設(shè)備投資檢測指標(biāo) 國產(chǎn)（萬元） 進口（萬元）便攜式分光光度計 35 58便攜式色度儀 12 35便攜式濁度計 12 35便攜式微生物檢測儀 35 58便攜式多參數(shù)測定儀 12 35合計 916 2131 20項以上優(yōu)化配置方案儀器設(shè)備投資儀器名稱 儀器投資（萬元）多功能水質(zhì)快速測定儀 58多功能原子吸收光譜儀（火焰+氫化物發(fā)生） 2025水質(zhì)多參數(shù)測定儀 23生化培養(yǎng)箱 12菌落計數(shù)分析儀 46其他（輔助儀器設(shè)備） 1015便攜式分光光度計 35便攜式色度儀 12 便攜式濁度計 12便攜式微生物檢測儀 35便攜式多參數(shù)測定儀 12合計 5175 u 水質(zhì)檢測技術(shù)與設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀u 典型縣水質(zhì)檢測中心儀器配置原則u 典型縣20項以上儀器配置方案u 典型市42項以上儀器配置方案u 水質(zhì)檢測中心106項儀器配置方案u 問題討論內(nèi)容提要 42項以上中等配置（1）特點 滿足42項常規(guī)指標(biāo)基本需求；投資較少；運行費較低；儀器設(shè)備操作人員需具較高專業(yè)水平；（2）適用對象 飲水安全風(fēng)險因子較多；地區(qū)經(jīng)濟比較發(fā)達(dá)；具有一定技術(shù)力量儲備； 例如：平原和丘陵區(qū)，經(jīng)濟較發(fā)達(dá)，人口密度較大，集中供水工程數(shù)量多。原水水質(zhì)特點：水源類型多樣，井水、河水，池水等，影響飲水安 全因素較多。飲水安全工程特點：規(guī)模較大、分布相對集中、有消毒工藝，交通 條件較好。建議：實驗室檢測與現(xiàn)場檢測相結(jié)合。實驗室檢測42項指標(biāo)，現(xiàn)場 檢測除感官指標(biāo)、微生物指標(biāo)外適當(dāng)增加消毒劑及副產(chǎn)物指 標(biāo)和有機物指標(biāo)。 較簡單配置增加指標(biāo) 檢測方法 檢測儀器耐熱大腸菌群大腸埃希氏菌 平皿計數(shù)法多管發(fā)酵法 生化培養(yǎng)箱、菌落計數(shù)分析儀鋁、銅、鋅、硒 原子吸收分光光度法原子熒光光度法 原子吸收分光光度計原子熒光光度計氰化物、溴酸鹽、氯酸鹽、亞氯酸鹽、甲醛、揮發(fā)酚類、陰離子合成洗滌劑、一氯胺、臭氧、二氧化氯 分離子色譜法光光度法 可見光分光光度計離子色譜儀四氯化碳、三氯甲烷 頂空氣相色譜法 頂空進樣氣相色譜儀耗氧量 酸性高錳酸鹽滴定法 滴定裝置 嗅和味 感官描述總放射性、總放射性 低本底總檢測法、薄樣法 低本底總檢測系統(tǒng)濾膜法 （3）具體配置 實驗室主要儀器配置 實驗室主要儀器配置與投資儀器名稱 國產(chǎn)（萬元） 進口（萬元）分光光度計 36 810原子吸收分光光度計（火焰） 1015 4060氣相色譜儀（頂空進樣+ECD） 2030 4060離子色譜儀 1520 4060原子熒光光度計（氫化物發(fā)生） 1020 3040pH計 0.51 12電子天平 12 35生化培養(yǎng)箱 12 35 色度儀 0.51 12濁度計 12 35其他（輔助儀器設(shè)備含滴定裝置） 1015 2030合計 72114 189279 典型市42項以上優(yōu)化配置方案儀器設(shè)備投資儀器名稱 主要儀器投資（萬元）多功能水質(zhì)快速測定儀 58多功能原子吸收光譜儀(火焰+氫化物發(fā)生） 2025氣相色譜儀（頂空進樣+ECD) 2030離子色譜儀 1520水質(zhì)多參數(shù)測定儀 23高錳酸鹽滴定法COD測定儀 46生化培養(yǎng)箱 12菌落計數(shù)分析儀 46其他（輔助儀器設(shè)備） 1015便攜式分光光度計 35 便攜式色度儀 12便攜式濁度計 12便攜式微生物檢測儀 35便攜式多參數(shù)測定儀 12合計 90131 u 水質(zhì)檢測技術(shù)與設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀u 典型縣水質(zhì)檢測中心儀器配置原則u 典型縣20項以上儀器配置方案u 典型市42項以上儀器配置方案u 水質(zhì)檢測中心106項儀器配置方案u 問題討論內(nèi)容提要 106項高端配置（1）特點 滿足106項常規(guī)指標(biāo)基本需求；投資較高；運行費較高；操作人員需具備很豐富的專業(yè)知識；（2）適用對象 飲水安全工程規(guī)模較大，覆蓋人口多；飲水安全風(fēng)險因子多；地區(qū)工農(nóng)業(yè)很發(fā)達(dá)；技術(shù)力量雄厚；飲水安全工程建設(shè)管理條件好。 例如：經(jīng)濟較發(fā)達(dá)，人口密度稠密，集中供水工程分布較集中，規(guī)模較大地區(qū)原水水質(zhì)特點：地區(qū)工農(nóng)業(yè)很發(fā)達(dá)，影響飲水安全因素多飲水安全工程特點：規(guī)模較大、分布相對集中、有消毒工藝， 交通條件較好。建議：實驗室檢測與現(xiàn)場檢測相結(jié)合。實驗室檢測106項指標(biāo)， 配備現(xiàn)場檢測儀器，用于突發(fā)事件時的快速現(xiàn)場檢測。 （3）具體配置 實驗室主要儀器配置較中等配置增加指標(biāo) 檢測方法 檢測儀器賈第鞭毛蟲隱孢子蟲 免疫磁分離熒光抗體發(fā) 免疫熒光試劑盒離心機熒光顯微鏡消毒劑及其副產(chǎn)物2項 分光光度法 可見光分光光度計金屬指標(biāo)9項 原子吸收分光光度法(石墨爐）原子熒光光度法分光光度法 原子吸收分光光度計原子熒光光度計可見光分光光度計 無機物2項 分光光度法 可見光分光光度計有機物及農(nóng)藥48項 氣相色譜儀法高效液相色譜法 氣相色譜儀液相色譜儀微囊藻毒素 高效液相色譜法 液相色譜儀 實驗室主要儀器配置與投資儀器名稱 國產(chǎn)（萬元） 進口（萬元）分光光度計 36 810原子吸收分光光度計（火焰+石墨爐） 3040 6080氣相色譜儀（頂空進樣+ECD+吹掃捕集+FID+FPD+NPD) 3040 80100離子色譜儀 1520 4060原子熒光光度計(氫化物發(fā)生） 1520 3040液相色譜儀（紫外檢測器+熒光檢測器+二極管陣列檢測器） 1520 4060pH計 0.51 12電子天平 12 35生化培養(yǎng)箱 12 35 色度儀 0.51 12熒光顯微鏡 35 810濁度計 12 35其他（輔助儀器設(shè)備） 1520 2030合計 130179 297409 106項優(yōu)化方案儀器設(shè)備投資儀器名稱 投資多功能水質(zhì)快速測定儀 58原子吸收分光光度計 3040原子熒光光度計 1520氣相色譜儀 3040離子色譜儀 1520液相色譜 1520水質(zhì)多參數(shù)測定儀 23高錳酸鹽滴定法COD測定儀 46生化培養(yǎng)箱 12菌落計數(shù)分析儀 46 熒光顯微鏡 35其他（輔助儀器設(shè)備） 1520便攜式分光光度計 35便攜式色度儀 12便攜式濁度計 12便攜式微生物檢測儀 35便攜式多參數(shù)測定儀 12合計 138191 u 水質(zhì)檢測技術(shù)與設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀u 典型縣水質(zhì)檢測中心儀器配置原則u 典型縣20項以上儀器配置方案u 典型市42項以上儀器配置方案u 水質(zhì)檢測中心106項儀器配置方案u 問題討論內(nèi)容提要 1. 分光光度計的選擇（紫外可見還是可見？） 必要性：標(biāo)準(zhǔn)檢測方法中只有硝酸鹽氮的檢測采用紫外分光 光度法，且能被可見光代替。 環(huán)境適應(yīng)性：紫外可見體積一般較大，可見光分光光度計可以小型 化，用于現(xiàn)場檢測。 2. 中等配置方案中原子吸收分光光度計只選擇了火焰原子吸收11項金屬指標(biāo) 鐵、錳、銅、鋅、鎘-火焰原子吸收鋁-汞、砷、硒-原子熒光光度法 鉻-可見光分光光度法石墨爐原子吸收可見光分光光度法 石墨爐價格昂貴，操作及維護復(fù)雜，無論從必要性、經(jīng)濟性還是操作的簡便性方面考慮，國產(chǎn)火焰原子吸收分光光度計更適合基層農(nóng)村飲水檢測中心。另外，石墨爐原子吸收雖然檢測限更低但是精密度相對較低，國產(chǎn)火焰原子吸收技術(shù)成熟與進口儀器性能上無明顯差別，因此方案中只選擇火焰原子吸收分光光度計，更加合理和經(jīng)濟。 3. 檢測指標(biāo)及檢測儀器的調(diào)整 檢測指標(biāo)的確定應(yīng)根據(jù)各地區(qū)的實際情況進行選擇，并增減相應(yīng)的檢測設(shè)備，檢測項目不局限于GB5749規(guī)定的42項或106項。 例如： 水源取自于航運河道的，可考慮增加石油類的檢測； 髙砷、高氟地區(qū)可考慮增加便攜的砷檢測儀、氟檢測儀； 在重工業(yè)，冶金業(yè)，印染業(yè)等較多的地域，增加重金屬，有機物等的專項檢測設(shè)備等。 有條件的可以配置進口高檔儀器如： GC-MS ICP-MS謝謝！