环境检测技术在水污染治理中的实践应用

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朱鹏

南通江山农药化工股份有限公司,江苏南通 226009

摘要

随着农业现代化进程的加速,农药的广泛使用导致农药废水排放量持续增加,其含有的高毒性、难降解有机污染物对水体生态系统和人类健康构成严重威胁。环境检测技术在农药废水处理的全过程中发挥着关键支撑作用,本文围绕农药废水的特性与治理难点,系统分析了环境检测技术在农药废水水质监测、污染物识别、处理效果评估中的实践应用,为提升农药废水处理效率、保障水环境安全提供理论参考与实践依据。


关键词

环境检测技术;农药废水处理;污染治理

正文


引言

农药作为保障农作物产量的重要手段,在农业生产中不可或缺。然而农药生产过程中产生的废水以及农田农药流失形成的径流废水,不仅会抑制水生生物的生长繁殖,破坏水体生态平衡,还可能通过食物链富集,对人类神经系统、消化系统等造成慢性危害。农药废水的有效治理依赖于对污染物种类、浓度及变化规律的精准掌握,而环境检测技术正是实现这一目标的核心手段。因此,深入研究环境检测技术在农药废水处理中的实践应用,对于优化处理工艺、提高治理效率、降低环境风险具有重要的现实意义。

1农药废水的特性与治理难点

农药废水通常含有农药原药、中间体、副产物以及生产过程中使用的溶剂、催化剂等,不同类型农药(如有机磷农药、有机氯农药、酰胺类农药、有机硫类农药)的废水成分差异显著,增加了检测与治理的难度。多数农药污染物具有较强的生物毒性,即使在低浓度下也会对水生生物产生毒害作用;部分有机氯农药还具有生物蓄积性,会在食物链中逐级放大,最终威胁人类健康。农药分子结构中常含有稳定的化学键,在自然环境中难以被微生物降解,导致污染物在水体中长时间残留,持续破坏水环境。农药生产工艺的周期性、原材料的批次差异以及农田农药使用的季节性,使得农药废水的水量、污染物浓度波动较大,给处理工艺的稳定运行带来挑战。

2环境检测技术在农药废水处理中的实践应用

2.1水质基础参数检测

在农药废水处理的预处理阶段,pH值、化学需氧量(COD)、生化需氧量(BOD)、悬浮物(SS)等基础水质参数的检测至关重要,这些参数直接影响预处理工艺(如中和、混凝、气浮)的运行效果。

pH值检测:农药废水多呈酸性或碱性,若直接进入生化处理系统,会抑制微生物活性。通过玻璃电极法实时检测废水pH值,可及时调整中和剂的投加量,将pH控制在6-9的适宜范围,为后续生化处理奠定基础。某农药厂采用在线pH监测系统后,中和反应的药剂投加量减少15%,处理成本显著降低。

COD与BOD检测:COD反映废水中有机物的总量,BOD反映可生物降解有机物的含量,两者的比值(B/C)是判断废水可生化性的关键指标。对于农药废水,若B/C<0.3,表明其可生化性差,需先通过高级氧化工艺提高可生化性。采用重铬酸钾法检测COD、稀释接种法检测BOD后,可根据B/C值优化处理工艺路线。例如,某除草剂生产废水经检测B/C=0.21,通过芬顿氧化处理后,B/C提升至0.38,满足后续生化处理要求。

2.2农药污染物精准检测

农药废水处理的核心是去除特定的农药污染物,因此需要通过高精度仪器分析技术实现污染物的定性与定量检测,为“靶向治理”提供依据。目前,高效液相色谱(HPLC)、气相色谱-质谱联用(GC-MS)、液相色谱-质谱联用(LC-MS/MS)是应用最广泛的技术。

1)高效液相色谱(HPLC)。HPLC具有分离效率高、灵敏度高、适用范围广的特点,尤其适用于极性强、热稳定性差的农药污染物(如氨基甲酸酯类、拟除虫菊酯类农药)的检测。在实践中,HPLC常与紫外检测器(UV)或二极管阵列检测器(DAD)联用,实现对农药浓度的精准测定。某有机磷农药生产企业采用HPLC-UV法检测废水中的毒死蜱浓度,检测限可达0.05mg/L,线性范围为0.1-10mg/L。在废水处理过程中,通过实时监测毒死蜱浓度,调整吸附工艺中活性炭的投加量,使处理后废水中毒死蜱浓度稳定低于《农药工业水污染物排放标准》(GB21904-2008)规定的0.1mg/L限值,处理效率提升20%。

2)气相色谱-质谱联用(GC-MS)。GC-MS结合了气相色谱的高分离能力和质谱的高定性能力,可同时完成挥发性农药污染物(如有机氯农药、有机磷农药中的敌敌畏)的分离与鉴定,尤其适用于未知污染物的筛查。在某农田退水处理工程中,采用GC-MS法对废水进行检测,共识别出12种农药污染物,其中包括3种未在设计中考虑的隐性污染物(如六氯苯)。基于检测结果,工程团队在原有处理工艺中增加了活性炭吸附柱,最终使所有农药污染物浓度均达标,避免了隐性污染物对水体的潜在危害。

3)液相色谱-质谱联用(LC-MS/MS)。对于低浓度的农药废水,LC-MS/MS凭借其超高灵敏度和特异性,成为首选检测技术。该技术可有效检测废水中的痕量农药残留,尤其适用于处理后废水的达标评估。某地区饮用水源地周边的农药废水处理站,采用LC-MS/MS法检测处理后废水中的阿特拉津浓度,检测限低至0.001μg/L。通过持续监测,确保处理后废水中阿特拉津浓度低于《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2022)规定的0.002μg/L限值,保障了饮用水源安全。

2.3生物毒性检测

传统的理化检测仅能反映污染物的浓度,无法体现其生物毒性,而部分农药污染物在低浓度下仍具有高毒性,可能导致“浓度达标但毒性超标”的问题。生物毒性检测通过观察生物对废水的反应,直接评估废水的环境风险,是理化检测的重要补充。

1)发光细菌毒性检测。发光细菌的发光强度与自身活性呈正相关,当受到农药污染物毒害时,发光强度会下降,且下降幅度与污染物毒性呈正相关。该方法具有检测速度快、灵敏度高、操作简便的特点,适用于农药废水处理过程中的快速毒性筛查。某农药废水处理厂采用发光细菌法对生化处理出水进行毒性检测,发现部分批次出水的发光抑制率超过30%,但此时理化检测显示农药浓度已达标。进一步通过GC-MS分析发现,废水中存在微量的农药中间体,这些中间体具有较强毒性但未被常规理化检测覆盖。基于此,工厂在处理工艺中增加了臭氧氧化单元,最终使出水发光抑制率降至5%以下,全面消除了环境风险。

2)藻类毒性检测。藻类是水体生态系统的初级生产者,对农药污染物敏感,其生长抑制率可直观反映废水的毒性。常用的藻类有斜生栅藻、小球藻等,通过测定藻类的细胞密度、叶绿素a含量等指标,评估废水对水生生态系统的影响。在某农田退水处理工程中,采用斜生栅藻毒性检测法评估处理效果。结果显示,处理前废水的藻类生长抑制率为65%,经人工湿地处理后,抑制率降至12%,表明处理后的废水对水生生态系统的影响显著降低。该检测结果为人工湿地工艺的优化提供了重要依据,通过调整湿地植物种类,最终使藻类生长抑制率进一步降至5%以下。

3结语

综上所述,环境检测技术的创新应用需突破传统局限,通过采取处理工艺协同优化、政策标准同步更新、智慧平台整合等举措,解决农药废水治理中的“检测难、调控难、评估难”问题。未来随着纳米材料、人工智能、生物传感等技术的融合发展,环境检测将向“实时化、微型化、智能化”转型,为农药废水治理提供更精准、高效的技术支撑,助力农业绿色发展与水环境质量持续改善。

参考文献

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