城市供水水质检测技术.pdf

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书籍描述

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近年来,水质污染事件频繁发生,饮水安全和卫生问题引起了全球的关注,饮水安全已成为全球性的重大战略性问题。世界卫生组织的调查表明,在发展中国家,有80%疾病是因为饮用了不卫生的水而引起并传播的,每年大约有2000万人死于饮用不卫生的水,饮水安全问题严重地威胁着人类生命。
   饮用水安全问题关系到广大人民群众的生命健康和社会的和谐稳定,党中央和国务院对饮用水安全问题的重视程度越来越高,2006年颁布了新版《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006)并于2007年7月1日起实施。新国标对水质提出了更加全面、严格的要求,标准补充了农药、微生物指标、消毒剂、放射性指标等71项指标,指标数量由35项(GB 5749-1985)增至106项。为满足新国标的检测需求,保障城镇供水安全,亟需弥补当前我国检测技术方法的不足,建立全面高效、高灵敏度、高通量、高选择性的水质检测技术。
本书以城市供水水质检测技术体系为主线,重点优化完善了适于城市供水水质监测的6种高效低耗的样品预处理技术、127项高通量检测方法、15种快速识别方法、15项生物/毒理学检测的关键技术;形成了包括232项指标的检测方法体系;开发具有自主知识产权的在线宽光谱水质监测仪、管卡式水质在线监测仪和水质管理评价系统;建立了实验室检测、在线预警与现场快速识别技术体系和技术规范等标准化体系;建设了具有国际先进水平的水质监测研究与开发、技术装备比选综合平台,并在行业内进行示范应用和推广,为“三位一体”城市供水水质检测体系及督察管理联动机制建立提供技术支持。

目录
1绪论
1.1饮用水安全现状
1.1.1水源污染严重
1.1.2净化工艺落后
1.1.3管网二次污染
1.2水质标准发展历程
1.2.1国际水质标准的发展
1.2.2我国水质标准的发展
1.3我国水质检测存在的问题
参考文献
2样品前处理技术
2.1液液萃取法
2.1.1液液萃取法的原理
2.1.2液液萃取仪器装置
2.1.3液液萃取法的应用
2.1.4液液萃取法的发展趋势
2.2固相萃取法
2.2.1固相萃取法的原理
2.2.2固相萃取仪器装置
2.2.3固相萃取的应用
2.2.4固相萃取法的发展趋势
2.3在线固相萃取法
2.3.1在线固相萃取法的原理
2.3.2在线固相萃取装置
2.3.3在线固相萃取法的应用
2.3.4在线固相萃取法的发展趋势
2.4固相微萃取法
2.4.1固相微萃取法的原理
2.4.2固相微萃取装置
2.4.3固相微萃取法的应用
2.4.4固相微萃取法的发展趋势
2.5吹扫捕集法
2.5.1吹扫捕集法的原理
2.5.2吹扫捕集装置
2.5.3吹扫捕集法的应用
2.5.4吹扫捕集法的发展趋势
2.6加速溶剂萃取法
2.6.1加速溶剂萃取法的原理
2.6.2加速溶剂萃取仪器装置
2.6.3加速溶剂萃取法的应用
2.6.4加速溶剂萃取法的发展趋势
参考文献
3高通量检测技术
3.1气相色谱法
3.1.1气相色谱法的原理
3.1.2气相色谱仪
3.1.3气相色谱法的应用
3.1.4气相色谱法的发展趋势
3.2高效液相色谱法
3.2.1高效液相色谱法的原理
3.2.2高效液相色谱仪
3.2.3高效液相色谱法的应用
3.2.4高效液相色谱法的发展趋势
3.3液相(气相)色谱·仓势琢·用法
3.3.1液相色谱·仓势琢·用法的原理
3.3.2液相(气相)色谱·仓势琢·用仪
3.3.3液相(气相)色谱·仓势琢·用法的应用
3.3.4色谱·仓势琢·用法的发展趋势
3.4离子色谱法
3.4.1离子色谱法的原理
3.4.2离子色谱仪
3.4.3离子色谱法的应用
3.4.4离子色谱法的发展趋势
3.5电感耦合等离子体原子发射光谱法
3.5.1电感耦合等离子体原子发射光谱法的原理
3.5.2电感耦合等离子体原子发射光谱仪
3.5.3电感耦合等离子体原子发射光谱法的应用
3.5.4电感耦合等离子体原子发射光谱法的发展趋势
3.6电感耦合等离子体质谱法
3.6.1电感耦合等离子体质谱法的原理
3.6.2电感耦合等离子体质谱仪
3.6.3电感耦合等离子体质谱法的应用
3.6.4电感耦合等离子体质谱法的发展趋势
参考文献
4生物/毒理检测技术与应用
4.1鱼类急性毒性检测技术
4.1.1技术原理
4.1.2国内外研究应用
4.1.3发展趋势
4.2发光细菌毒性检测技术
4.2.1技术原理
4.2.2国内外研究应用
4.2.3发展趋势
4.3SOS/umu检测技术
4.3.1技术原理
4.3.2国内外研究应用
4.3.3发展趋势
4.4微核技术
4.4.1技术原理
4.4.2国内外研究应用
4.4.3发展趋势
4.5单细胞凝胶电泳技术
4.5.1技术原理
4.5.2国内外研究应用
4.5.3发展趋势
4.6Ames技术
4.6.1技术原理
4.6.2国内外研究应用
4.6.3发展趋势
4.7化学诱导荧光素酶表达生物分析方法
4.7.1CALUX技术的原理
4.7.2CALUX技术的应用
4.7.3CALUX技术的发展趋势
4.8PCR检测技术
4.8.1技术原理
4.8.2技术应用
4.8.3发展趋势
4.9生物/毒理监测技术存在的问题
4.10生物/毒理监测技术的发展前景与展望
参考文献
5现场在线/快速监测技术
5.1在线监测技术
5.1.1在线监测技术原理
5.1.2在线监测设备
5.1.3在线监测技术应用研究
5.1.4在线监测技术发展趋势
5.2现场快速检测技术
5.2.1玻璃电极法
5.2.2目视比色法
5.2.3分光光度法
5.2.4酶底物法
5.2.5散射法(浑浊度)
5.2.6发光细菌法
参考文献

序言
随着我国工业化进程的快速推进及经济社会的迅猛发展,水源污染日益严重,水质突发污染事件屡禁不止。我国90%城市地下水源受到严重污染,50%以上地表水源水质无法达到饮用要求。另一方面,我国饮用水净化和输配技术设施相对落后,水质监测预警及应急能力不足,供水水质安全隐患突出。目前,我国有32亿农村人口和近1亿城市人口饮水不合格,严重威胁着城乡居民的人体健康,饮用水安全保障形势不容乐观。
本书针对我国饮用水水质检测技术落后、检测方法烦琐低效、检测标准不健全等现状,以作者近几年在水质检测技术方面的主要工作成果为基础,结合国内外该领域相关的研究进展,系统地介绍了多层次饮用水水质检测关键技术,以期为从事环境监测特别是水质监测的技术人员、科研人员提供参考与指导。
本书共分5章:第1章阐述了我国饮用水安全现状,介绍了国内外水质标准的发展历程,分析了我国水质检测技术方法存在的问题;第2章从方法原理、仪器装置、应用现状及发展趋势等方面系统介绍了适用于水样前处理的各类前处理技术,主要包括液液萃取法、固相萃取法、在线固相萃取法、固相微萃取法、吹扫捕集法、加速溶剂萃取法等;第3章详细介绍了适合于不同种类污染物检测的各类高通量检测技术及其应用,即气相色谱法、液相色谱法、色谱质谱联用法、离子色谱法、电感耦合等离子体发射光谱法、电感耦合等离子体发射光谱质谱法,对各类方法的适用范围、原理、应用进行了全面介绍;第4章阐述了个体水平(鱼类急性毒性检测技术)、细胞水平(发光细菌毒性检测技术、化学诱导荧光素酶表达生物分析方法)、DNA水平(SOS/umu检测技术、微核测定技术、单细胞凝胶电泳技术、Ames技术)的生物/毒理检测技术及其应用发展;第5章结合作者的科研成果,全面介绍了针对不同检测指标的在线监测、快速检测技术及其研究进展。
本书由贾瑞宝、孙韶华等编著。各章节编著分工如下:第1章由贾瑞宝、辛晓东、王明泉编著;第2章由孙韶华、孙莉、辛晓东、姚振兴编著;第3章由辛晓东、孙莉、孙韶华编著;第4章由姚振兴、张诺、孙莉、辛晓东编著;第5章由贾瑞宝、马中雨、李玲玲、陈发明编著。
本书的出版得到了国家水体污染控制与治理科技重大专项饮用水主题山东项目、山东省“饮用水安全保障”泰山学者岗位建设工程和济南市优秀创新团队的资助。
编著者在编著过程中注意吸取国内外许多有关专著的优点并参考了大量文献资料,因而使本书编著的系统、内容和形式都具有自己的风格和特色。
饮用水水质检测方法涉及面广,限于编著者的专业和文字水平,对诸多问题的认识还不够深刻,难免存在疏漏和不足之处,敬请读者批评指正。

编著者2013年4月

文摘
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3.2.3高效液相色谱法的应用
3.2.3.1微囊藻毒素
微囊藻毒素( microcystin,MC)是蓝藻产生的一类天然毒素。研究表明,被微囊藻毒素污染的饮用水和水产品,给人类健康带来了巨大威胁。淡水藻类中,毒性最强、污染最广、最严重的是蓝藻,已确定的有毒藻类包括铜锈微囊藻、水华鱼腥藻、水华束丝藻、阿氏颤藻、泡沫节球藻及念珠藻等。这些藻类不只产生一种毒素,如环境发生变化,一种藻类可产生几种毒素。美国、日本、澳大利亚、印度、加拿大、芬兰等10多个国家都曾报道了其湖泊、水库中有毒水华的形成,并分离出有毒藻株。我国的东湖、巢湖、太湖、滇池、淀山湖、黄浦江等饮用水水源及各种湖泊在夏秋季节藻类水华严重,每年长达7~8个月,而80%天然水体蓝藻水华是产毒的。
微囊藻毒素的检测方法主要有生物测试法、化学分析法、免疫检测法、生物化学分析法及酶学方法等。
(1)生物测试法
采取对小鼠进行灌喂或腹腔注射来鉴定藻毒素的毒性,能较为粗略地判断提取物是否有毒性,具有操作简单,结果直观、快速等优点,但无法准确定量分析。有研究采用无脊椎动物如虾、贝、水蚤及其卵进行毒性评价,也有采用细菌进行毒性试验和生物分析等。Fladmark等利用藻毒素诱导沙门氏菌和大鼠的原发性肝细胞死亡的能力为参数检测MC—LR,表明悬浮培养液中的沙门氏菌肝细胞为检测较广范围的肝毒素提供了迅速灵敏的系统。
(2)化学分析法
包括高效液相色谱法与二极管阵列检测器或电化学检测器联用、毛细管电泳、薄层色谱法及气相色谱法等,对藻毒素可进行精确的定性、定量检测。
(3)生物化学分析法
主要包括酶联分析法( ELISA)、蛋白磷酸酶抑制分析法(PPIA)、免疫检测法、比色法蛋白磷酸酶抑制分析等,此类方法工作原理简单易行、分析速度快、灵敏度较高,但不能对毒素起到良好的鉴别作用,有时会出现假阳性反应。Chu等制备了MC—LR的多克隆抗体。Satosh等制成6种MC—LR的单克隆抗体,日本MBC公司据此单克隆抗体制成试剂盒。用ELISA方法可检测到0.05~1.0ng/mL的MC。徐立红等采用32P标记的底物,以放射性蛋白磷酸酶抑制法研究了自中国武汉的东湖和一个养鱼塘采集的水样中MCs总量的季节变异性。此方法具有高度的可靠性和可重复性,检出限为20ng/L,有可能是目前检测MCYSTs的最灵敏的分析方法。Wong等探索了利用比色法筛选水体中的MC,以p—硝基苯酚为底物,检测黄色产物p—硝基酚的生成速率以表示蛋白磷酸酶2A的活性。结果表明,比色法蛋白磷酸酶抑制分析是一种简便,便宜的筛选水体中具有肿瘤促进特性的MCs的工具。此法的检出限与放射性分析(32P标记蛋白磷酸酶抑制试验)的检出限相仿。

内容简介
本书针对当前饮用水水质监测现状,全面分析了我国饮用水安全保障、现行水质标准及检测技术装备等方面存在的问题,从实验室检测、在线监测、现场快速监测等三个方面展开分析讨论,系统介绍了水样前处理、高通量检测、生物/毒理检测、在线监测、快速监测等各类检测技术方法的原理、应用及发展趋势,对比分析了国内外检测技术装备差距,同时结合了作者在大量实际研究工作中积累的水质检测技术方法。
本书内容丰富,实用性强,适用子坏境工程、市政工程等领域的工程技术人员、科研人员和管理人员参考,也可供高等学校相关专业师生参考使用。

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