在市政排水水质检测中，水样预处理是衔接采样与实验室分析的关键环节。市政排水管网内的污水因携带大量泥沙、枯枝、塑料碎屑等悬浮与漂浮杂物，若直接进入检测设备，不仅会造成管路堵塞、传感器磨损等硬件损坏，还会干扰污染物浓度的准确测定，导致 COD、氨氮、总磷等核心指标数据失真。因此，深入分析未预处理水样对检测的危害，明确规范的预处理流程，是保障市政排水水质检测结果可靠性的核心前提。

一、未预处理水样对水质检测的双重危害：设备损坏与数据失真

市政排水管网污水中的泥沙（粒径多为 0.005-2mm）、漂浮杂物（如纤维、塑料颗粒、食物残渣）及胶体物质，会从 “物理损坏” 与 “化学干扰” 两个维度影响水质检测，具体危害可分为以下两类。

（一）物理堵塞与设备硬件损坏

水质检测设备（如 COD 消解仪、离子色谱仪、分光光度计）的管路、进样口及传感器多为精密结构，未预处理水样中的固体杂质易引发堵塞与磨损，直接导致设备故障：

管路与进样口堵塞：检测设备的进样管路内径通常仅 1-3mm，水样中的泥沙颗粒（尤其是粒径 > 0.1mm 的粗砂）会在管路内沉积，形成 “泥沙淤积层”，导致进样流速下降甚至断流。某实验室数据显示，未过滤的管网水样连续进样 5 次后，COD 消解仪的进样管路堵塞率达 60%，需拆解管路进行超声波清洗，单次维修耗时 2 小时，影响检测效率；若水样中含有长纤维（如头发、植物纤维），还会缠绕在进样阀阀芯上，导致阀芯卡顿，无法正常切换流路，严重时需更换阀芯（成本约 500 元 / 个）。

传感器磨损与精度衰减：部分检测设备（如浊度仪、溶解氧仪）依赖光学或电极传感器，固体杂质会直接磨损传感器表面。例如，溶解氧仪的覆膜电极若长期接触含沙水样，泥沙颗粒会刮擦电极覆膜，导致覆膜破损，使电解液泄漏，电极响应时间从正常的 30 秒延长至 5 分钟，测量误差扩大至 ±0.5mg/L（远超标准要求的 ±0.1mg/L）；浊度仪的光学透镜若附着泥沙，会遮挡光路，导致浊度检测值虚高（如实际浊度 50NTU，检测值达 120NTU），需频繁停机擦拭透镜，增加运维工作量。

设备内部污染：未预处理水样中的漂浮杂物（如塑料碎屑、食物残渣）若进入检测设备的反应池或消解管，会在高温消解过程中碳化，形成顽固污渍附着在容器内壁。例如，COD 检测中若水样含未过滤的食物残渣，在 165℃消解时会碳化变黑，附着在消解管内壁，后续检测时会吸附部分重铬酸钾试剂，导致 COD 检测值偏低（如实际值 400mg/L，检测值仅 320mg/L），且需用硝酸浸泡 24 小时才能清除污渍，影响检测容器的重复使用。

（二）数据失真与检测结果偏差

未预处理水样中的固体杂质不仅会损坏设备，还会通过 “吸附干扰”“浊度干扰”“体积替代” 等方式，导致污染物浓度检测结果偏离真实值，具体表现为：

吸附干扰导致的浓度偏低：水样中的泥沙颗粒（尤其是黏土矿物）与胶体物质具有强吸附性，会吸附污水中的有机污染物（如 COD 的主要成分）、重金属离子（如铅、镉）及营养盐（如总磷、氨氮）。实验表明，未过滤的管网水样中，泥沙对 COD 的吸附率可达 15%-25%，若水样 COD 实际浓度为 300mg/L，吸附后检测值仅为 225-255mg/L，偏差超过 15%；对总磷的吸附率更高（20%-30%），会导致总磷检测值低于真实值，误判水体富营养化风险。

浊度干扰引发的光学检测误差：分光光度计、原子吸收光谱仪等设备依赖 “光吸收度 - 浓度” 的线性关系计算污染物浓度，未预处理水样的高浊度会产生 “背景光吸收”，干扰检测信号。例如，氨氮检测中，若水样浊度达 80NTU（未过滤的管网水样浊度常为 50-150NTU），会导致纳氏试剂显色后吸光度虚高，氨氮检测值从实际的 20mg/L 升至 35mg/L，偏差达 75%；若浊度波动大（如同一批次水样浊度从 60NTU 升至 120NTU），还会导致检测数据重复性差（相对标准偏差 > 10%），不符合实验室质量控制要求。

体积替代导致的浓度误算：水样中的悬浮固体（SS）会占据一定体积，若未去除直接检测，会导致 “实际水样体积” 小于 “采样体积”，进而使污染物浓度计算偏差。例如，采集 100mL 含 20% 悬浮固体的水样（实际水样体积仅 80mL），若检测出 COD 总量为 32mg，则实际浓度为 32mg/80mL=400mg/L，而按 100mL 体积计算会得出 320mg/L 的错误结果，低估污染程度。

二、市政排水水样的规范预处理流程：从采样到分析的全环节控制

市政排水水样的预处理需遵循 “去除杂质、保留目标污染物、减少干扰” 的原则，结合污水中杂质的类型（悬浮颗粒、漂浮杂物、胶体），分 “采样现场预处理” 与 “实验室预处理” 两个阶段，通过过滤、沉淀、离心、消解等步骤，实现水样的净化与标准化，具体流程如下。

（一）采样现场预处理：初步去除粗大杂质与调节水样状态

采样现场需先对水样进行初步处理，避免杂质在运输过程中沉积或变质，为实验室分析奠定基础，关键步骤包括：

粗大漂浮物人工筛选：使用孔径为 2-5mm 的尼龙筛网（筛网需提前用蒸馏水清洗并烘干），将采集的水样缓慢倒入筛网，手动拦截头发、纤维、塑料碎屑、枯枝等粗大漂浮物。筛选过程中需避免水样飞溅，若筛网堵塞，需用蒸馏水轻柔冲洗（冲洗液需回流水样中，避免目标污染物损失）。该步骤可去除约 80% 的肉眼可见杂质，防止其在运输容器内缠绕或堵塞实验室设备进样口。

pH 值调节（按需进行）：市政排水水样的 pH 值通常为 6-9，但部分工业废水汇入区域 pH 值可能低于 4 或高于 12，会腐蚀检测设备的电极或影响后续化学反应（如 COD 检测需在酸性条件下进行）。因此，需用 pH 试纸或便携式 pH 计检测水样 pH 值，若 pH<2 或 pH>12，需用 1mol/L 的硫酸或氢氧化钠溶液调节至 6-8，调节过程中需缓慢滴加试剂并持续搅拌，避免局部 pH 骤变导致目标污染物（如氨氮）挥发损失。

采样容器清洗与水样保存：预处理后的水样需装入棕色聚乙烯瓶（COD、氨氮检测）或玻璃瓶（总磷、重金属检测），容器需提前用 10% 硝酸浸泡 24 小时，再用蒸馏水冲洗 3 次，确保无残留杂质。水样采集量需为检测所需量的 1.5-2 倍（如 COD 检测需 50mL，采集 100mL），并按检测项目添加固定剂：

COD 检测：每升水样加入 2mL 浓硫酸（ρ=1.84g/cm³），调节 pH<2，抑制微生物活动，防止有机污染物降解；

氨氮检测：每升水样加入 0.8mL 硫酸锌溶液（100g/L）与 0.2mL 氢氧化钠溶液（250g/L），使氨氮转化为氢氧化锌沉淀，低温（0-4℃）保存；

总磷检测：每升水样加入 1mL 浓硫酸，防止磷元素吸附在容器壁上。

水样需在 4℃以下冷藏运输，运输时间不超过 24 小时，避免杂质沉积或微生物繁殖。

（二）实验室预处理：精准去除悬浮颗粒与胶体物质

实验室需针对不同检测项目的需求，采用过滤、离心、消解等方法，进一步净化水样，去除细微悬浮颗粒与胶体，关键步骤包括：

悬浮颗粒过滤（核心步骤）：根据检测项目的精度要求，选择不同孔径的滤膜或滤纸进行过滤，具体选择标准如下：

常规项目（COD、氨氮、总氮）：使用孔径为 0.45μm 的混合纤维素酯滤膜（MF 膜），该滤膜可去除 99% 的悬浮颗粒（粒径 > 0.45μm）与胶体物质，且对有机污染物的吸附率 <5%（远低于滤纸的 15%）。过滤时需使用真空抽滤装置（抽滤压力控制在 0.05-0.08MPa），将水样缓慢倒入滤膜上方的布氏漏斗，避免滤膜因压力骤升破裂；若水样浊度> 100NTU，需先通过中速定性滤纸（孔径 1-3μm）进行预过滤，再用 0.45μm 滤膜过滤，防止滤膜快速堵塞。

重金属检测（如铅、镉、铬）：使用孔径为 0.22μm 的聚四氟乙烯（PTFE）滤膜，该滤膜耐酸耐碱，且对重金属离子的吸附率 < 2%，可避免滤膜材质对检测结果的干扰。过滤前需用 10% 硝酸溶液冲洗滤膜 3 次，去除滤膜表面的金属杂质，确保检测结果的准确性。

浊度与悬浮物（SS）检测：无需过滤，直接取均匀水样进行检测，但需在采样后 30 分钟内完成，避免悬浮颗粒沉积导致数据偏差。

过滤后的水样需立即转移至干净的容器中，标注滤膜孔径与过滤时间，避免长时间放置导致目标污染物变化。

胶体物质去除（离心分离法）：若水样中含有大量胶体物质（如造纸废水、印染废水汇入区域，胶体含量可达 100-500mg/L），仅通过过滤难以完全去除，需结合离心分离：

将水样倒入离心管（体积 50mL），放入高速离心机，设置转速 3000-5000r/min，离心时间 5-10 分钟（根据胶体浓度调整，浓度越高离心时间越长）；

离心后水样会分层，上层为澄清液，下层为胶体沉淀，用移液管缓慢吸取上层澄清液（避免吸入沉淀），再通过 0.45μm 滤膜过滤，即可去除 95% 以上的胶体物质。

该方法可有效减少胶体对光学检测的干扰，例如，某印染废水汇入的管网水样，经离心 + 过滤预处理后，浊度从 120NTU 降至 15NTU，氨氮检测偏差从 75% 降至 5% 以内。

干扰物质消解与掩蔽（按需进行）：部分水样中含有氯离子、硫化物等干扰物质，会影响特定项目的检测（如 COD 检测中氯离子会与重铬酸钾反应，导致 COD 值虚高），需通过消解或掩蔽去除：

氯离子干扰去除：COD 检测中，若水样氯离子浓度 > 1000mg/L，需加入硫酸汞溶液（100g/L），硫酸汞与氯离子形成稳定的氯化汞络合物，掩蔽干扰。加入量需按 “硫酸汞：氯离子 = 10:1” 的比例计算（如氯离子浓度 2000mg/L，每 50mL 水样加入 2mL 硫酸汞溶液），确保完全掩蔽。

硫化物干扰去除：氨氮检测中，硫化物会与纳氏试剂反应生成黑色沉淀，干扰显色，需加入乙酸锌溶液（100g/L），使硫化物转化为硫化锌沉淀，再通过 0.45μm 滤膜过滤去除。

消解或掩蔽步骤需在过滤后进行，避免杂质影响试剂反应效率。

（三）预处理后的质量控制：确保水样有效性与数据可靠性

预处理完成后，需通过以下质量控制措施，验证水样是否符合检测要求，避免因预处理不当导致数据偏差：

空白对照试验：取同批次蒸馏水，按相同的预处理流程（过滤、加固定剂、消解）处理后，进行空白检测。若空白值超过标准限值（如 COD 空白值 > 5mg/L，氨氮空白值 > 0.05mg/L），说明预处理过程中存在污染（如滤膜残留、试剂杂质），需重新更换滤膜或试剂，重复预处理步骤。

平行样检测：将同一预处理后的水样分为 2 份，进行平行检测，计算相对标准偏差（RSD）。若 RSD>5%（常规项目）或 > 10%（重金属项目），说明预处理过程存在操作误差（如过滤不均匀、试剂添加量不准确），需重新预处理并检测。

加标回收率试验：向预处理后的水样中加入已知浓度的目标污染物标准溶液（如 COD 标准溶液 100mg/L），检测加标后的浓度，计算回收率（回收率 =（加标后浓度 - 加标前浓度）/ 加标浓度 ×100%）。常规项目的回收率需控制在 90%-110%，重金属项目需控制在 85%-115%，若回收率超出范围，需排查预处理步骤中是否存在目标污染物损失（如吸附、挥发）。

三、不同场景下的预处理方案调整：适配复杂排水工况

市政排水水样的杂质类型与浓度因场景而异（如工业区管网含大量重金属与胶体，居民区管网含较多生活残渣），需根据实际工况调整预处理方案，具体适配策略如下：

工业区管网水样：因含高浓度重金属、胶体及工业废渣（如电镀废水含铬渣、化工废水含树脂颗粒），需增加 “酸消解预处理” 步骤 —— 取过滤后的水样 100mL，加入 5mL 硝酸（1:1），在 105℃下加热消解 30 分钟，使固体废渣中的重金属溶出，再进行离心分离，确保重金属检测结果包含溶解态与颗粒态总量。

雨季合流制溢流水样：暴雨时水样含大量泥沙（浊度可达 200-500NTU）与枯枝落叶，需先通过孔径 5mm 的筛网去除粗大杂物，再用中速滤纸预过滤，最后用 0.45μm 滤膜过滤，过滤过程中需每过滤 50mL 水样更换一次滤膜，避免滤膜堵塞导致过滤效率下降。

高盐度水样（如沿海地区）：氯离子浓度常超过 2000mg/L，COD 检测时需将硫酸汞加入量提高至 “硫酸汞：氯离子 = 15:1”，并在消解后加入硫酸银 - 硫酸溶液（10g/L），抑制氯离子对重铬酸钾的还原反应，确保 COD 检测精度。

四、结论

市政排水水样若未进行规范预处理，泥沙、漂浮杂物等杂质会导致检测设备堵塞损坏，同时通过吸附、浊度干扰等方式造成数据失真，影响污染评估的准确性。规范的预处理流程需从采样现场的粗大杂质筛选、pH 调节，到实验室的精准过滤、离心分离、干扰掩蔽，再到预处理后的空白对照、平行样检测，形成全环节控制。针对不同排水场景（工业区、雨季、高盐度区域），还需调整预处理方案，适配复杂工况。只有严格执行预处理流程，才能保障水质检测数据的可靠性，为市政排水污染治理、管网运维提供科学依据。未来，随着自动化预处理设备（如在线自动过滤 - 消解一体化装置）的发展，可进一步提升预处理效率与标准化程度，推动市政排水水质检测向 “高效化、精准化” 方向发展。