技術文章
更新時間:2011-08-30
點擊次数:7063
如何測水中悬浮物?
測定水中 SS(悬浮物)的方法很多(duo),目(mu)前多采用(yong)重量法,该方法測量準確,操作不复雜(za)。常用的滤(lv)料有 0.45 um孔(kong)径滤膜,中速定量滤(lv)紙、石棉坩埚、玻璃砂芯坩埚以及標(biao)準玻璃纖維(wei)滤片等,過滤方法也分為真空抽滤和自然過滤。因此,SS測定受(shou)過滤時樣品的状態或(huo)過滤器的影響,不同的過滤方法(fa)以及滤料孔径(jing)的大小使 SS測定(ding)結(jie)果差別很大。以下對水中 SS測定(ding)結果的影響因素做一簡要(yao)分析。
1 悬浮物樣品(pin)采集對測定結果(guo)的影響
悬浮物( SS)是悬浮在水(shui)中的顆(ke)粒物質,在废(fei)水排放過程(cheng)中,它們随時間的推移容易(yi)沉降下去,在沉降過(guo)程(cheng)中會出現粗顆粒在上細顆粒在下的粒径分層現象,同時還有随(sui)着离排放口距离的增加顆粒逐渐變細變小的(de)趨勢。这些(xie)現象如果在采樣過程中不加以考虑的話(hua),勢必對(dui)樣品的代表性產生(sheng)影響,从而影(ying)響监測分析(xi)結果的準確性。因此,采樣(yang)位置和采樣深度的合理設定(ding),以及防止采樣時丢失大粒径不溶物和樣品的均(jun)匀性仍是(shi)非常重要的。
測定 SS的水樣(yang)應避免沉积(ji)或凝聚,因為(wei)一旦发生沉积和凝聚,常难以用一般手(shou)段使其恢(hui)复原状而影響測定的準確性和精密性。在(zai)采樣(yang)時,為取得有代表性的樣品(pin),采集 SS樣品時,必须在充分振摇的情(qing)况下迅速倾入樣品容器(qi)中,含 SS水樣應單(dan)独(du)定容采樣,並全(quan)部(bu)用於分析測試,避免分裝(zhuang)樣品和采混合樣(yang)。
注意 SS顆(ke)粒不均匀對測定結果的影響(xiang)。水樣中顆粒物不均匀是造成室内(nei)分析測試時取樣量準確與否的(de)重要因素, SS含量较高(gao)的工業废水(shui),分析測試所需水樣在100ml以下時,采樣(yang)容器使用具塞量筒或者比色管定量采樣(yang), SS浓度很高(gao),分析測試所需水樣在 50 ml以下時,也不能用(yong)移液管分取樣品,因為用移(yi)液管取樣易造成(cheng)大顆粒 SS损失,分取樣品不能保證測定(ding)結果的代表性,必须定容采樣並將所采樣品全部(bu)用於分析測(ce)試。
多数情况下水樣會随時間(jian)的推移而產生氢氧(yang)化物沉淀,有些(xie)樣品(如選矿废水)會沉积在(zai)樣品容器底部,难以摇匀或(huo)者无法全部轉移出來而使水樣變得无法測定或測定結果不準確。因此,測定水中(zhong) SS必须使(shi)用(yong)新鮮水樣,采樣后應盡快完成分析測試,避免(mian)存放時間過(guo)长。水樣測試前不能加任何試(shi)剂,以(yi)免影響水樣化學成份和(he)組成。
2 測定条件(jian)對悬浮物測定結果的影響(xiang)
2.1 滤(lv)器、滤料與過(guo)滤洗涤。重量法測定(ding)水中悬浮(fu)物( SS)實际上是(shi)一種条(tiao)件試驗③,測試操作不复(fu)雜但測定条件要求嚴格,過滤(lv)水樣(yang)所用的滤料不同則 SS的(de)測定結果也不(bu)同,有時結果會相差很(hen)大。測定水中(zhong) SS有多種滤料可供選擇,可根據實际条件和水樣性質選擇不同滤料和過(guo)滤方(fang)法。應注意過滤器、滤料各有利弊。中速(su)定量滤紙法(fa)操作簡單,儀器也不复雜,但應(ying)注意(yi)随着過滤冲洗水量的增加,會(hui)使滤紙質密(mi)度降低,滤紙失重明(ming)顯增加。滤紙使(shi)用前(qian)還须先用蒸馏水冲洗,除去可溶(rong)性物質,再烘干至恒重(zhong),增加了(le)工作量。如(ru)測定 SS不预先冲洗(xi)滤紙,則必须對中速定量滤(lv)紙水溶物干扰 SS測(ce)定(ding)的校正,否則在測定 SS含量低的水樣將引入很(hen)大误差,甚至造成水樣中(zhong) SS的未檢出。孙廷春④研究(jiu)了取(qu)樣量與滤紙减重的關系,当水樣取樣(yang)量在 50 ml至200ml時,滤紙平均失重為 0.58%,基本介於 0.50%至 0.60%之間,当取樣量超過200ml時,滤紙失重明(ming)顯增加,一般為滤紙(zhi)重量的(de) 0.80%左右。經(jing)蒸馏水冲洗的滤紙測定某(mou)水樣 SS含量平均為 48 mg/L,而同一水樣(yang)用未經蒸馏水洗涤的滤紙做出的結果為未檢(jian)出,經校正滤紙測定結果平均值為 54 mg/L。用中速(su) 定量滤(lv)紙做測試水中 SS的滤料時,仅適宜 SS含量较高的水樣,低 SS水樣因過(guo)滤水(shui)量太多造成滤紙失重嚴重而不適用。
用孔径為 0.45 um滤膜(mo)過滤水樣,時間较(jiao)长,特別是粘度大的樣品,有時要(yao)過滤数小時甚至几天,不(bu)能及時提報监測(ce)結果,在過滤洗涤時(shi),還须注意防止(zhi)灰尘污(wu)染或损失。按资料〔 5〕方法測定水中 SS,用孔径 0.45 um滤膜做滤料抽吸過滤,對有些(xie)水(shui)樣(如海藻酸钠生產废水)過滤(lv)也是很困(kun)难的,且(qie)操作過程较复雜。
石棉坩埚真空抽滤法。由於石棉含有(you)较多的雜質,必须經過特殊處理並且相(xiang)当麻烦。在铺石棉的過程(cheng)中很費事,過細的(de)石棉在真空抽滤水(shui)樣時也有穿過古氏坩埚的可能性,影響(xiang)測(ce)定結果。此法操作過程繁(fan)复(fu),效(xiao)率太低(di),故不實用。另(ling)外,石棉也是一種较难(nan)處理(li)的環境污染物質。
標準玻(bo)璃纖維滤(lv)片放在滤膜器上或者放在適当的古氏坩埚内真空抽滤法,據(ju)称效果较好(hao),但由於玻璃纖維(wei)滤片在國内很少见到,因(yin)此很少(shao)使用。
過滤水樣要防止 SS穿(chuan)滤現象,某些污水對滤(lv)紙有反應,使滤紙(zhi)化學成份改變,引起(qi)重(zhong)量變化带入误差。滤料(liao)本身都會吸附一些滤液,特別是一些粘(zhan)度(du)大的樣品,有時會很嚴重,經烘干后會增加 SS的(de)量。為解決(jue)滤紙吸附和腐(fu)蚀問題,可采用雙紙過滤法,即用兩张恒重分別(bie)称重的(de)滤紙雙層過滤,烘干恒重后分別称重,以校(xiao)正因滤紙化學成份改變或吸附滤液引入的误(wu)差。
過滤洗(xi)涤要仔細,避免樣品(pin)损失。某些樣品具有溶解性,洗涤與否對測定結果影(ying)響(xiang)很大。如(ru)果測定方法規定要洗涤就(jiu)應该洗涤,因為要統一測定方法,不能因為樣品(pin)有溶解性(xing),就有的人操作洗涤,有的不洗(xi);有的樣品洗涤,有的樣品不洗,因為是条件試驗,要使測(ce)定結果(guo)有可比性。試樣洗涤的水(shui)量、次数在(zai)满足測定要求的前提下,應盡量减少,防止某些(xie)水溶性物質(zhi)溶解。洗涤水量與次数應控製一(yi)致,提高可比性(xing)。一般每次洗涤用(yong)蒸馏水 5~ 10 ml,洗涤 2~ 3 次為宜。
2.2 烘干温度與時間。 SS測定是在103~105℃烘干恒重,實际上该温度烘干(gan)樣品不易趕(gan)盡滤紙和試樣上的吸着水,故恒重较(jiao)慢。在加(jia)熱状態下(xia),由於某些物質的分解、氧化,吸着水、結晶水的變化,氣體挥发以及滤紙或試樣干(gan)燥程度的不同都會带(dai)來正、负误差。例如氣體,低沸點的物(wu)質,加(jia)熱即分解的物質(如重碳酸盐),在空(kong)氣中容易氧化的物質(如脂肪酸),烘干(gan)后带有結晶(jing)水的物質(如硫酸盐),還有由氢(qing)氧化物等可溶性成(cheng)份生成沉淀的物質等,这些都是加熱就发生變化的物質。
在SS的測(ce)定(ding)条件中,zui需注意的是干燥温度。在105℃時水(shui)合性強的結晶(jing)水大部分都可能保留下來,一(yi)部分重(zhong)碳酸盐放出CO2成為碳酸盐,而(er)有機物的(de)逸散一般認為是極少的。烘干 時(shi)間過(guo)长,滤(lv)紙會被烤焦,滤紙(zhi)成分发生變化,引起重量(liang)的改變,废水的腐蚀性,加劇了(le)變化的(de)程度。*次烘 2小時,冷卻至室温(冷卻(que)時間視環境温度和樣品多少不(bu)同,一般約需 30~ 40分鐘)称量,再烘 1小(xiao)時,冷卻、称量直(zhi)至恒重。要避免连續(xu)长時間的(de)烘烤,这樣虽易(yi)達到恒重,操作也较(jiao)簡便,但易引起正误差或负误差。
2.3 称量。称量瓶(滤紙、試樣)放入干燥器應(ying)冷卻至室温(wen)后及時、快速称量。因(yin)為称量瓶温度過高(gao),會引起天平橫梁臂长的變化,在温(wen)度高的一盘有上升(sheng)的氣流,使称(cheng)量結果(guo)小於真實值,随(sui)着称量時間的延长,后称(cheng)的温度會逐渐降低,會使(shi)前后称量結果不一致,造成称量误差。同(tong)一樣品的多次称量,應設法使(shi)称量瓶 +滤紙和称量瓶 +滤紙 +試(shi)樣在烘干、冷卻和称量所用的時間均一(yi)致(zhi),盡量(liang)縮短称量時間。因此,將称量瓶编號,预測称量瓶 +滤紙重量(称量(liang)瓶(ping)重量已知后,滤紙重量就在一個很小的範围内波(bo)動,可预測一盒滤紙的重量),每(mei)次烘干、冷卻后按順序称量(liang)。干燥器内也是一個小環境,干燥剂也會逐渐吸收(shou)水分,由於干燥的試樣含(han)有吸湿性物質(zhi),干燥(zao)的滤紙也會吸(xi)湿,應將称量瓶闭盖(gai)冷卻、称量,並在(zai)称量時動作(zuo)應迅速。
測定 SS的称量一般都(dou)较重,称(cheng)量用到的砝碼(ma)也多,質量越大的砝碼其(qi)允許误差也越大。在称量(liang)時,如果要變(bian)更较大克組砝碼(ma),而称量的(de)試樣重量又较轻,带進(jin)的误差就较大。利用砝碼(ma)误差(cha)可以相互抵消原理,同一樣品的多次称量時,称量瓶 +滤紙和称量瓶 +滤紙 +試樣的(de)称量必须設(she)法使用同一套(組)砝碼,並且使含(han)試樣的称量過程不更(geng)换質量较大的砝碼,只變動質量较(jiao)小的砝碼,以减小可能存在(zai)的称量误差
3取樣量對悬浮物測定結果的影響
3.1 zui小取樣量。滤料(liao)上截留過(guo)多的 SS可能夹带(dai)過多的水份(fen),除延长干燥時(shi)間外,還可能(neng)造成過滤困难(nan);滤料(liao)上 SS過少,則會增大称量误差。当 SS含量很低(如清洁地表水)時,所取水樣 SS重量測定值在 5.0mg以上為宜,即(ji)使取(qu)这樣数量的水樣,称量误差也偏(pian)大(da)。
3.2 zui大取樣量。一般水(shui)樣(yang)中,測定 SS的*含量為 10~100mg,无機物性質的 SS(如河流泥砂等)可(ke)多些,顆(ke)粒大(da),粘度高的工業废(fei)水(如酿造、食品废水)應小於 50 mg,但取樣體积一般(ban)也不應少於 10 ml,觀察過(guo)滤后湿基(ji)悬浮物,固體顆粒物體积應(ying)低於滤紙圆錐(zhui)形上边缘 3 cm(φ 11 cm滤紙),SS量太多,截留的水份也多,干燥、過滤都將變得(de)困难(nan),延长了分析(xi)時間(jian)。
林小鳴②試驗(yan)了六組取樣量分別為 2000、1000、500、250、100、 50 ml的水樣測定 SS含量(liang),每組試驗重(zhong)复做了三次(ci),所得总不可滤(lv)残渣重量分析,同一重复間的渣重差在 0.6~ 2.2mg之間,據此按取樣量从 2000 ml到 50 ml順序(xu)排列(lie),其測定值(zhi)重复間的(de)zui大相對偏差分(fen)別為 2.7%, 5.1%、9.6%、 15.4%、 28.9%和 45.5%,證明取樣量是(shi)造成測(ce)定精度高低的主要因素。当偶然误差在一定条件下存(cun)在時,如果平行樣(yang)的差值(zhi)為2.2mg,即 X1-X2= 2.2mg,按《水質监測實驗室(shi)質量控製指標(試行)》中要求总悬浮物含量在 5~100mg/L時相對偏差應≤ 20%,100mg/L以上時相對偏差應≤ 15%。通過計算得出 X2≥ 4.4mg時符合相對偏差≤ 20%的要求, X2≥ 6.2 mg時符合相對偏差≤ 15%的要求。測定 SS的取樣(yang)量應在不增加工作难度和较易過滤(lv)的前提下,以其中的总不(bu)可滤残渣在 6.2mg以上或達到 10 mg(此時的相對偏差≤ 10%)時,則可获得较準確(que)的监測結果。
4 測定悬浮物的質量控製
測定水中SS也可以(yi)使用質控樣品控製被測水樣的測(ce)定条件。一般(ban)情况下,完成 SS測定的樣品都(dou)可以保存起(qi)來,作為室内分析測試的質控樣品使用。質控樣品應连同(tong)称量瓶一起贮(zhu)存於干燥器中,由(you)於日常測定 SS的成(cheng)分性質复雜,不同成分的(de) SS,在相同重(zhong)量、相同条(tiao)件下烘干至恒重的時間往往不(bu)一致,因此在(zai)使用(yong)質控樣時,應選(xuan)擇悬浮物的量(liang)相当,成分(fen)相同的已恒重過的(de)質控樣品。測定時,根(gen)據測定樣品(pin)的多少,選擇規定(ding)数量的質控(kong)樣,在称量瓶里將質控樣滤紙和試樣用蒸馏水润湿,随機分散放入樣(yang)品(pin)中,以相同的条件烘(hong)干、冷卻、称量,分析樣品是否處於受控(kong)状態下測試,比较測定結果的(de)準確性(xing)和精密性。
重量法測定水中 SS,要嚴(yan)格按照實驗規程操作,控製實驗条件(jian)。提報监測結果時應注明分析(xi)方(fang)法,使 SS測定結果符合(he)準確性、精密性和可比(bi)性的要求。