《农村饮水安全工程》PPT课件

农 村 饮 水 安 全 工 程典型县水质检测中心仪器设备配置方案水质检测中心建设课题组 张新民 u 水质检测技术与设备发展现状u 典型县水质检测中心仪器配置原则u 典型县20项以上仪器配置方案u 典型市42项以上仪器配置方案u 水质检测中心106项仪器配置方案u 问题讨论内容提要 u 水质检测技术与设备发展现状u 典型县水质检测中心仪器配置原则u 典型县20项以上仪器配置方案u 典型市42项以上仪器配置方案u 水质检测中心106项仪器配置方案u 问题讨论内容提要 检测技术发展的动力 水质标准的不断提高一. 检测对象的分类（2）有机物综合指标耗氧量、石油类等（1）感官指标浑浊度、色、嗅和味、肉眼可见物等（3）有机化合物四氯化碳、三氯甲烷、苯系物等（4）无机化合物氯化物、硫酸盐、氨氮、金属离子等（5）微生物指标菌落总数、大肠菌群等 二. 检验技术的发展1. 感官指标 浑浊度不断降低，更精确描述水浑浊度的要求越来越高。 激光颗粒计数仪在日益严格的水质监测和控制方面正得到重视。它可以定量监测颗粒物数目及大小，为控制有害病原体提供更详细信息，可用以优化混凝工艺，沉淀工艺，过滤工艺等，提高效率，减低成本。 散射法浊度计 激光颗粒计数仪 比色管目视比浊u浑浊度 u色度 光电比色计（色度仪） 比色管目视比色u嗅和味 传统感官分析，定性描述，具有局限性。 目前虽然可以对特定引起嗅和味的物质进行定量分析，但是对于多种嗅类物质导致的饮用水的嗅味的评价尚缺乏科学的方法 GC-MS感官分析，定性描述u 肉眼可见物的检测 国外三大水质标准中均没有肉眼可见物这一项目产生嗅味的主要物质：土臭素（土腥味）、2-甲基异莰醇（霉烂味） 耗氧类有机物测定的意义在于指示饮用水受有机污染物污染的程度，为水处理效果提供简单、迅速的指示。消解试剂滴定 消解光度法测定 消解电量滴定法2. 有机物综合指标（耗氧量）滴定管 光电比色计 高锰酸盐滴定法COD测定仪仪 器 ：方 法 ： 3. 有机化合物有机化合物的检测是重点和难点。目前主要检测手段为色谱法（气相色谱、液相色谱）。国外检测技术主要围绕色谱法进行改进： 样品预处理技术 新型色谱仪器开发 色谱联用仪器的开发 （1）样品预处理技术液液萃取树脂吸附索氏提取 缺点 水样体积受限步骤繁琐浓缩倍数不够，灵敏度、准确度低新型样品预处理 固相萃取固相微萃取 优点 高效简便安全重现性好 便于自动化传统样品预处理 （2）新型色谱仪器开发快速气相色谱 改进色谱柱（微型填充柱、多重色谱柱等新型色谱柱）发展快速分析和程序升温，增加分离能力，扩大分离范围（178秒分开168个峰）微型气相色谱仪 仪器芯片化 体积小，重量轻，功耗小；灵敏度高，分析速度快；使用温度范围更宽；适合连续工作； （3） 色谱联用仪器的开发气相色谱-质谱（GC-MS）高效液相色谱-质谱（HPLC-MS )液相色谱-质谱-质谱（LC-MS-MS）气相色谱-电感耦合等离子质谱（GC-ICP-MS）高效液相色谱-电感耦合等离子质谱（HPLC-ICP-MS） 无机化合物的主要分析方法有：滴定法比色法重量法电极法离子色谱法原子吸收分光光度法电感耦合等离子体发射光谱法电感耦合等离子体质谱法4. 无机化合物指标 传统培养计数方法 局限性 耗时，费力；数据需人工处理，误差较大。成像计数法 优点 精确度高；数据自动处理；分子探针 优点 快速；使用对象广泛；可与光电技术等结合。5. 微生物指标 u 水质检测技术与设备发展现状u 典型县水质检测中心仪器配置原则u 典型县20项以上仪器配置方案u 典型市42项以上仪器配置方案u 水质检测中心106项仪器配置方案u 问题讨论内容提要 为工程建设、运行提供数据支持；为工程运行质量的自查自纠提供科学依据；为工程专管机构等提供技术服务。 检测中心的职能定位决定了检测中心建设内容及规模，例如检测指标、仪器配备、建设投资等。一. 水质检测中心的职能定位 二. 仪器设备配备原则1. 检测指标的选择 依据当地水源水质，水处理及消毒工艺，水质检测中心的建设和管理条件等，确定检测指标。2. 仪器设备配备原则 满足检测需求原则： 满足本地区农村饮水安全检测的需求，不盲目追求高配。 兼具实验室检测能力和现场检测能力 实用性原则：能用，够用，易学易用。 经济性原则：仪器的运行费/维护/维修费用低廉。 原则上县级检测中心应具备20项常规指标检测能力，每 个设区市应具备42项常规指标的检测能力。 u 水质检测技术与设备发展现状u 典型县水质检测中心仪器配置原则u 典型县20项以上仪器配置方案u 典型市42项以上仪器配置方案u 水质检测中心106项仪器配置方案u 问题讨论内容提要 20项以上典型配置方案（1）特点 满足基本需求（可满足20项以上水质常规指标的检测需求）；投资少；运行费用低；操作简便；（2）适用对象 地广人稀，交通不便；饮水安全风险因子少；经济欠发达；技术力量薄弱 泉 水 、 溪 水 雨 水井 水例如：经济欠发达的偏远农村地区原水水质特点：水源类型单一，除特殊地质原因外污染较少饮水安全工程特点：规模小、布局分散、交通条件较差等建议：实验室检测与现场检测相结合，着重现场检测。实验室检 测20项指标，现场检测以感官指标和微生物指标为主。水 窖 水 检测指标 检测方法 检测仪器菌落总数总大肠菌群 平皿计数法多管发酵法 生化培养箱、菌落计数分析仪色度 铂-钴标准比色法 色度仪浑浊度 散射光法 浊度计铁、锰、铅砷、镉、汞 原子吸收分光光度法原子荧光光度法 原子吸收分光光度计原子荧光光度计氯化物、氟化物、铬、硫酸盐、硝酸盐氮、 分光光度法离子色谱法 可见光分光光度计离子色谱仪溶解性总固体 重量法 电子天平总硬度 乙二胺四乙酸二钠滴定法 滴定装置游离余氯 分光光度法 可见光分光光度计 pH 玻璃电极法 pH计肉眼可见物 感官检验 （3）具体配置 实验室主要仪器配置 仪器名称 国产（万元） 进口（万元）分光光度计 36 810原子吸收分光光度计（火焰） 1015 4060离子色谱仪 1520 4060原子荧光光度计（氢化物发生器） 1020 3040pH计 0.51 12电子天平 12 35生化培养箱 12 35色度仪 0.51 12浊度计 12 35 其他（辅助仪器设备） 1015 2030合计 5284 149219 实验室仪器设备投资 现场采样/检测仪器设备配置检测指标 检测方法 检测仪器肉眼可见物嗅和味pH、电导率 电极法 便携式多参数测定仪浑浊度 散射光法 便携式浊度计色度 铂，钴比色法 便携式色度仪游离余氯（二氧化氯） 分光光度法 便携式分光光度计菌落总数 滤膜法 便携式微生物检测仪总大肠菌群 耐热大肠菌群注：便携式分光光度计可扩展检测30项指标，各项目县可根据具体情况增加像数字式砷测定仪一类的检测特定指标的便携检测仪器，实现现场快速检测。 现场检测仪器设备投资检测指标 国产（万元） 进口（万元）便携式分光光度计 35 58便携式色度仪 12 35便携式浊度计 12 35便携式微生物检测仪 35 58便携式多参数测定仪 12 35合计 916 2131 20项以上优化配置方案仪器设备投资仪器名称 仪器投资（万元）多功能水质快速测定仪 58多功能原子吸收光谱仪（火焰+氢化物发生） 2025水质多参数测定仪 23生化培养箱 12菌落计数分析仪 46其他（辅助仪器设备） 1015便携式分光光度计 35便携式色度仪 12 便携式浊度计 12便携式微生物检测仪 35便携式多参数测定仪 12合计 5175 u 水质检测技术与设备发展现状u 典型县水质检测中心仪器配置原则u 典型县20项以上仪器配置方案u 典型市42项以上仪器配置方案u 水质检测中心106项仪器配置方案u 问题讨论内容提要 42项以上中等配置（1）特点 满足42项常规指标基本需求；投资较少；运行费较低；仪器设备操作人员需具较高专业水平；（2）适用对象 饮水安全风险因子较多；地区经济比较发达；具有一定技术力量储备； 例如：平原和丘陵区，经济较发达，人口密度较大，集中供水工程数量多。原水水质特点：水源类型多样，井水、河水，池水等，影响饮水安 全因素较多。饮水安全工程特点：规模较大、分布相对集中、有消毒工艺，交通 条件较好。建议：实验室检测与现场检测相结合。实验室检测42项指标，现场 检测除感官指标、微生物指标外适当增加消毒剂及副产物指 标和有机物指标。 较简单配置增加指标 检测方法 检测仪器耐热大肠菌群大肠埃希氏菌 平皿计数法多管发酵法 生化培养箱、菌落计数分析仪铝、铜、锌、硒 原子吸收分光光度法原子荧光光度法 原子吸收分光光度计原子荧光光度计氰化物、溴酸盐、氯酸盐、亚氯酸盐、甲醛、挥发酚类、阴离子合成洗涤剂、一氯胺、臭氧、二氧化氯 分离子色谱法光光度法 可见光分光光度计离子色谱仪四氯化碳、三氯甲烷 顶空气相色谱法 顶空进样气相色谱仪耗氧量 酸性高锰酸盐滴定法 滴定装置 嗅和味 感官描述总放射性、总放射性 低本底总检测法、薄样法 低本底总检测系统滤膜法 （3）具体配置 实验室主要仪器配置 实验室主要仪器配置与投资仪器名称 国产（万元） 进口（万元）分光光度计 36 810原子吸收分光光度计（火焰） 1015 4060气相色谱仪（顶空进样+ECD） 2030 4060离子色谱仪 1520 4060原子荧光光度计（氢化物发生） 1020 3040pH计 0.51 12电子天平 12 35生化培养箱 12 35 色度仪 0.51 12浊度计 12 35其他（辅助仪器设备含滴定装置） 1015 2030合计 72114 189279 典型市42项以上优化配置方案仪器设备投资仪器名称 主要仪器投资（万元）多功能水质快速测定仪 58多功能原子吸收光谱仪(火焰+氢化物发生） 2025气相色谱仪（顶空进样+ECD) 2030离子色谱仪 1520水质多参数测定仪 23高锰酸盐滴定法COD测定仪 46生化培养箱 12菌落计数分析仪 46其他（辅助仪器设备） 1015便携式分光光度计 35 便携式色度仪 12便携式浊度计 12便携式微生物检测仪 35便携式多参数测定仪 12合计 90131 u 水质检测技术与设备发展现状u 典型县水质检测中心仪器配置原则u 典型县20项以上仪器配置方案u 典型市42项以上仪器配置方案u 水质检测中心106项仪器配置方案u 问题讨论内容提要 106项高端配置（1）特点 满足106项常规指标基本需求；投资较高；运行费较高；操作人员需具备很丰富的专业知识；（2）适用对象 饮水安全工程规模较大，覆盖人口多；饮水安全风险因子多；地区工农业很发达；技术力量雄厚；饮水安全工程建设管理条件好。 例如：经济较发达，人口密度稠密，集中供水工程分布较集中，规模较大地区原水水质特点：地区工农业很发达，影响饮水安全因素多饮水安全工程特点：规模较大、分布相对集中、有消毒工艺， 交通条件较好。建议：实验室检测与现场检测相结合。实验室检测106项指标， 配备现场检测仪器，用于突发事件时的快速现场检测。 （3）具体配置 实验室主要仪器配置较中等配置增加指标 检测方法 检测仪器贾第鞭毛虫隐孢子虫 免疫磁分离荧光抗体发 免疫荧光试剂盒离心机荧光显微镜消毒剂及其副产物2项 分光光度法 可见光分光光度计金属指标9项 原子吸收分光光度法(石墨炉）原子荧光光度法分光光度法 原子吸收分光光度计原子荧光光度计可见光分光光度计 无机物2项 分光光度法 可见光分光光度计有机物及农药48项 气相色谱仪法高效液相色谱法 气相色谱仪液相色谱仪微囊藻毒素 高效液相色谱法 液相色谱仪 实验室主要仪器配置与投资仪器名称 国产（万元） 进口（万元）分光光度计 36 810原子吸收分光光度计（火焰+石墨炉） 3040 6080气相色谱仪（顶空进样+ECD+吹扫捕集+FID+FPD+NPD) 3040 80100离子色谱仪 1520 4060原子荧光光度计(氢化物发生） 1520 3040液相色谱仪（紫外检测器+荧光检测器+二极管阵列检测器） 1520 4060pH计 0.51 12电子天平 12 35生化培养箱 12 35 色度仪 0.51 12荧光显微镜 35 810浊度计 12 35其他（辅助仪器设备） 1520 2030合计 130179 297409 106项优化方案仪器设备投资仪器名称 投资多功能水质快速测定仪 58原子吸收分光光度计 3040原子荧光光度计 1520气相色谱仪 3040离子色谱仪 1520液相色谱 1520水质多参数测定仪 23高锰酸盐滴定法COD测定仪 46生化培养箱 12菌落计数分析仪 46 荧光显微镜 35其他（辅助仪器设备） 1520便携式分光光度计 35便携式色度仪 12便携式浊度计 12便携式微生物检测仪 35便携式多参数测定仪 12合计 138191 u 水质检测技术与设备发展现状u 典型县水质检测中心仪器配置原则u 典型县20项以上仪器配置方案u 典型市42项以上仪器配置方案u 水质检测中心106项仪器配置方案u 问题讨论内容提要 1. 分光光度计的选择（紫外可见还是可见？） 必要性：标准检测方法中只有硝酸盐氮的检测采用紫外分光 光度法，且能被可见光代替。 环境适应性：紫外可见体积一般较大，可见光分光光度计可以小型 化，用于现场检测。 2. 中等配置方案中原子吸收分光光度计只选择了火焰原子吸收11项金属指标 铁、锰、铜、锌、镉-火焰原子吸收铝-汞、砷、硒-原子荧光光度法 铬-可见光分光光度法石墨炉原子吸收可见光分光光度法 石墨炉价格昂贵，操作及维护复杂，无论从必要性、经济性还是操作的简便性方面考虑，国产火焰原子吸收分光光度计更适合基层农村饮水检测中心。另外，石墨炉原子吸收虽然检测限更低但是精密度相对较低，国产火焰原子吸收技术成熟与进口仪器性能上无明显差别，因此方案中只选择火焰原子吸收分光光度计，更加合理和经济。 3. 检测指标及检测仪器的调整 检测指标的确定应根据各地区的实际情况进行选择，并增减相应的检测设备，检测项目不局限于GB5749规定的42项或106项。 例如： 水源取自于航运河道的，可考虑增加石油类的检测； 髙砷、高氟地区可考虑增加便携的砷检测仪、氟检测仪； 在重工业，冶金业，印染业等较多的地域，增加重金属，有机物等的专项检测设备等。 有条件的可以配置进口高档仪器如： GC-MS ICP-MS谢谢！