如何測(cè)水中懸浮物?
更新時(shí)間:2011-08-30 瀏覽次數(shù):5874
如何測(cè)水中懸浮物?
測(cè)定水中 SS(懸浮物)的方法很多,目前多采用重量法,該方法測(cè)量準(zhǔn)確,操作不復(fù)雜。常用的濾料有 0.45 um孔徑濾膜,中速定量濾紙、石棉坩堝、玻璃砂芯坩堝以及標(biāo)準(zhǔn)玻璃纖維濾片等,過(guò)濾方法也分為真空抽濾和自然過(guò)濾。因此,SS測(cè)定受過(guò)濾時(shí)樣品的狀態(tài)或過(guò)濾器的影響,不同的過(guò)濾方法以及濾料孔徑的大小使 SS測(cè)定結(jié)果差別很大。以下對(duì)水中 SS測(cè)定結(jié)果的影響因素做一簡(jiǎn)要分析。
1 懸浮物樣品采集對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響
懸浮物( SS)是懸浮在水中的顆粒物質(zhì),在廢水排放過(guò)程中,它們隨時(shí)間的推移容易沉降下去,在沉降過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)粗顆粒在上細(xì)顆粒在下的粒徑分層現(xiàn)象,同時(shí)還有隨著離排放口距離的增加顆粒逐漸變細(xì)變小的趨勢(shì)。這些現(xiàn)象如果在采樣過(guò)程中不加以考慮的話(huà),勢(shì)必對(duì)樣品的代表性產(chǎn)生影響,從而影響監(jiān)測(cè)分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。因此,采樣位置和采樣深度的合理設(shè)定,以及防止采樣時(shí)丟失大粒徑不溶物和樣品的均勻性仍是非常重要的。
測(cè)定 SS的水樣應(yīng)避免沉積或凝聚,因?yàn)橐坏┌l(fā)生沉積和凝聚,常難以用一般手段使其恢復(fù)原狀而影響測(cè)定的準(zhǔn)確性和精密性。在采樣時(shí),為取得有代表性的樣品,采集 SS樣品時(shí),必須在充分振搖的情況下迅速傾入樣品容器中,含 SS水樣應(yīng)單獨(dú)定容采樣,并全部用于分析測(cè)試,避免分裝樣品和采混合樣。
注意 SS顆粒不均勻?qū)y(cè)定結(jié)果的影響。水樣中顆粒物不均勻是造成室內(nèi)分析測(cè)試時(shí)取樣量準(zhǔn)確與否的重要因素, SS含量較高的工業(yè)廢水,分析測(cè)試所需水樣在100ml以下時(shí),采樣容器使用具塞量筒或者比色管定量采樣, SS濃度很高,分析測(cè)試所需水樣在 50 ml以下時(shí),也不能用移液管分取樣品,因?yàn)橛靡埔汗苋右自斐纱箢w粒 SS損失,分取樣品不能保證測(cè)定結(jié)果的代表性,必須定容采樣并將所采樣品全部用于分析測(cè)試。
多數(shù)情況下水樣會(huì)隨時(shí)間的推移而產(chǎn)生氫氧化物沉淀,有些樣品(如選礦廢水)會(huì)沉積在樣品容器底部,難以搖勻或者無(wú)法全部轉(zhuǎn)移出來(lái)而使水樣變得無(wú)法測(cè)定或測(cè)定結(jié)果不準(zhǔn)確。因此,測(cè)定水中 SS必須使用新鮮水樣,采樣后應(yīng)盡快完成分析測(cè)試,避免存放時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。水樣測(cè)試前不能加任何試劑,以免影響水樣化學(xué)成份和組成。
2 測(cè)定條件對(duì)懸浮物測(cè)定結(jié)果的影響
2.1 濾器、濾料與過(guò)濾洗滌。重量法測(cè)定水中懸浮物( SS)實(shí)際上是一種條件試驗(yàn)③,測(cè)試操作不復(fù)雜但測(cè)定條件要求嚴(yán)格,過(guò)濾水樣所用的濾料不同則 SS的測(cè)定結(jié)果也不同,有時(shí)結(jié)果會(huì)相差很大。測(cè)定水中 SS有多種濾料可供選擇,可根據(jù)實(shí)際條件和水樣性質(zhì)選擇不同濾料和過(guò)濾方法。應(yīng)注意過(guò)濾器、濾料各有利弊。中速定量濾紙法操作簡(jiǎn)單,儀器也不復(fù)雜,但應(yīng)注意隨著過(guò)濾沖洗水量的增加,會(huì)使濾紙質(zhì)密度降低,濾紙失重明顯增加。濾紙使用前還須先用蒸餾水沖洗,除去可溶性物質(zhì),再烘干至恒重,增加了工作量。如測(cè)定 SS不預(yù)先沖洗濾紙,則必須對(duì)中速定量濾紙水溶物干擾 SS測(cè)定的校正,否則在測(cè)定 SS含量低的水樣將引入很大誤差,甚至造成水樣中 SS的未檢出。孫廷春④研究了取樣量與濾紙減重的關(guān)系,當(dāng)水樣取樣量在 50 ml至200ml時(shí),濾紙平均失重為 0.58%,基本介于 0.50%至 0.60%之間,當(dāng)取樣量超過(guò)200ml時(shí),濾紙失重明顯增加,一般為濾紙重量的 0.80%左右。經(jīng)蒸餾水沖洗的濾紙測(cè)定某水樣 SS含量平均為 48 mg/L,而同一水樣用未經(jīng)蒸餾水洗滌的濾紙做出的結(jié)果為未檢出,經(jīng)校正濾紙測(cè)定結(jié)果平均值為 54 mg/L。用中速 定量濾紙做測(cè)試水中 SS的濾料時(shí),僅適宜 SS含量較高的水樣,低 SS水樣因過(guò)濾水量太多造成濾紙失重嚴(yán)重而不適用。
用孔徑為 0.45 um濾膜過(guò)濾水樣,時(shí)間較長(zhǎng),特別是粘度大的樣品,有時(shí)要過(guò)濾數(shù)小時(shí)甚至幾天,不能及時(shí)提報(bào)監(jiān)測(cè)結(jié)果,在過(guò)濾洗滌時(shí),還須注意防止灰塵污染或損失。按資料〔 5〕方法測(cè)定水中 SS,用孔徑 0.45 um濾膜做濾料抽吸過(guò)濾,對(duì)有些水樣(如海藻酸鈉生產(chǎn)廢水)過(guò)濾也是很困難的,且操作過(guò)程較復(fù)雜。
石棉坩堝真空抽濾法。由于石棉含有較多的雜質(zhì),必須經(jīng)過(guò)特殊處理并且相當(dāng)麻煩。在鋪石棉的過(guò)程中很費(fèi)事,過(guò)細(xì)的石棉在真空抽濾水樣時(shí)也有穿過(guò)古氏坩堝的可能性,影響測(cè)定結(jié)果。此法操作過(guò)程繁復(fù),效率太低,故不實(shí)用。另外,石棉也是一種較難處理的環(huán)境污染物質(zhì)。
標(biāo)準(zhǔn)玻璃纖維濾片放在濾膜器上或者放在適當(dāng)?shù)墓攀羡釄鍍?nèi)真空抽濾法,據(jù)稱(chēng)效果較好,但由于玻璃纖維濾片在國(guó)內(nèi)很少見(jiàn)到,因此很少使用。
過(guò)濾水樣要防止 SS穿濾現(xiàn)象,某些污水對(duì)濾紙有反應(yīng),使濾紙化學(xué)成份改變,引起重量變化帶入誤差。濾料本身都會(huì)吸附一些濾液,特別是一些粘度大的樣品,有時(shí)會(huì)很?chē)?yán)重,經(jīng)烘干后會(huì)增加 SS的量。為解決濾紙吸附和腐蝕問(wèn)題,可采用雙紙過(guò)濾法,即用兩張恒重分別稱(chēng)重的濾紙雙層過(guò)濾,烘干恒重后分別稱(chēng)重,以校正因?yàn)V紙化學(xué)成份改變或吸附濾液引入的誤差。
過(guò)濾洗滌要仔細(xì),避免樣品損失。某些樣品具有溶解性,洗滌與否對(duì)測(cè)定結(jié)果影響很大。如果測(cè)定方法規(guī)定要洗滌就應(yīng)該洗滌,因?yàn)橐y(tǒng)一測(cè)定方法,不能因?yàn)闃悠酚腥芙庑裕陀械娜瞬僮飨礈欤械牟幌矗挥械臉悠废礈欤械臉悠凡幌矗驗(yàn)槭菞l件試驗(yàn),要使測(cè)定結(jié)果有可比性。試樣洗滌的水量、次數(shù)在滿(mǎn)足測(cè)定要求的前提下,應(yīng)盡量減少,防止某些水溶性物質(zhì)溶解。洗滌水量與次數(shù)應(yīng)控制一致,提高可比性。一般每次洗滌用蒸餾水 5~ 10 ml,洗滌 2~ 3 次為宜。
2.2 烘干溫度與時(shí)間。 SS測(cè)定是在103~105℃烘干恒重,實(shí)際上該溫度烘干樣品不易趕盡濾紙和試樣上的吸著水,故恒重較慢。在加熱狀態(tài)下,由于某些物質(zhì)的分解、氧化,吸著水、結(jié)晶水的變化,氣體揮發(fā)以及濾紙或試樣干燥程度的不同都會(huì)帶來(lái)正、負(fù)誤差。例如氣體,低沸點(diǎn)的物質(zhì),加熱即分解的物質(zhì)(如重碳酸鹽),在空氣中容易氧化的物質(zhì)(如脂肪酸),烘干后帶有結(jié)晶水的物質(zhì)(如硫酸鹽),還有由氫氧化物等可溶性成份生成沉淀的物質(zhì)等,這些都是加熱就發(fā)生變化的物質(zhì)。
在SS的測(cè)定條件中,zui需注意的是干燥溫度。在105℃時(shí)水合性強(qiáng)的結(jié)晶水大部分都可能保留下來(lái),一部分重碳酸鹽放出CO2成為碳酸鹽,而有機(jī)物的逸散一般認(rèn)為是極少的。烘干 時(shí)間過(guò)長(zhǎng),濾紙會(huì)被烤焦,濾紙成分發(fā)生變化,引起重量的改變,廢水的腐蝕性,加劇了變化的程度。*次烘 2小時(shí),冷卻至室溫(冷卻時(shí)間視環(huán)境溫度和樣品多少不同,一般約需 30~ 40分鐘)稱(chēng)量,再烘 1小時(shí),冷卻、稱(chēng)量直至恒重。要避免連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間的烘烤,這樣雖易達(dá)到恒重,操作也較簡(jiǎn)便,但易引起正誤差或負(fù)誤差。
2.3 稱(chēng)量。稱(chēng)量瓶(濾紙、試樣)放入干燥器應(yīng)冷卻至室溫后及時(shí)、快速稱(chēng)量。因?yàn)榉Q(chēng)量瓶溫度過(guò)高,會(huì)引起天平橫梁臂長(zhǎng)的變化,在溫度高的一盤(pán)有上升的氣流,使稱(chēng)量結(jié)果小于真實(shí)值,隨著稱(chēng)量時(shí)間的延長(zhǎng),后稱(chēng)的溫度會(huì)逐漸降低,會(huì)使前后稱(chēng)量結(jié)果不一致,造成稱(chēng)量誤差。同一樣品的多次稱(chēng)量,應(yīng)設(shè)法使稱(chēng)量瓶 +濾紙和稱(chēng)量瓶 +濾紙 +試樣在烘干、冷卻和稱(chēng)量所用的時(shí)間均一致,盡量縮短稱(chēng)量時(shí)間。因此,將稱(chēng)量瓶編號(hào),預(yù)測(cè)稱(chēng)量瓶 +濾紙重量(稱(chēng)量瓶重量已知后,濾紙重量就在一個(gè)很小的范圍內(nèi)波動(dòng),可預(yù)測(cè)一盒濾紙的重量),每次烘干、冷卻后按順序稱(chēng)量。干燥器內(nèi)也是一個(gè)小環(huán)境,干燥劑也會(huì)逐漸吸收水分,由于干燥的試樣含有吸濕性物質(zhì),干燥的濾紙也會(huì)吸濕,應(yīng)將稱(chēng)量瓶閉蓋冷卻、稱(chēng)量,并在稱(chēng)量時(shí)動(dòng)作應(yīng)迅速。
測(cè)定 SS的稱(chēng)量一般都較重,稱(chēng)量用到的砝碼也多,質(zhì)量越大的砝碼其允許誤差也越大。在稱(chēng)量時(shí),如果要變更較大克組砝碼,而稱(chēng)量的試樣重量又較輕,帶進(jìn)的誤差就較大。利用砝碼誤差可以相互抵消原理,同一樣品的多次稱(chēng)量時(shí),稱(chēng)量瓶 +濾紙和稱(chēng)量瓶 +濾紙 +試樣的稱(chēng)量必須設(shè)法使用同一套(組)砝碼,并且使含試樣的稱(chēng)量過(guò)程不更換質(zhì)量較大的砝碼,只變動(dòng)質(zhì)量較小的砝碼,以減小可能存在的稱(chēng)量誤差
3取樣量對(duì)懸浮物測(cè)定結(jié)果的影響
3.1 zui小取樣量。濾料上截留過(guò)多的 SS可能夾帶過(guò)多的水份,除延長(zhǎng)干燥時(shí)間外,還可能造成過(guò)濾困難;濾料上 SS過(guò)少,則會(huì)增大稱(chēng)量誤差。當(dāng) SS含量很低(如清潔地表水)時(shí),所取水樣 SS重量測(cè)定值在 5.0mg以上為宜,即使取這樣數(shù)量的水樣,稱(chēng)量誤差也偏大。
3.2 zui大取樣量。一般水樣中,測(cè)定 SS的*含量為 10~100mg,無(wú)機(jī)物性質(zhì)的 SS(如河流泥砂等)可多些,顆粒大,粘度高的工業(yè)廢水(如釀造、食品廢水)應(yīng)小于 50 mg,但取樣體積一般也不應(yīng)少于 10 ml,觀察過(guò)濾后濕基懸浮物,固體顆粒物體積應(yīng)低于濾紙圓錐形上邊緣 3 cm(φ 11 cm濾紙),SS量太多,截留的水份也多,干燥、過(guò)濾都將變得困難,延長(zhǎng)了分析時(shí)間。
林小鳴②試驗(yàn)了六組取樣量分別為 2000、1000、500、250、100、 50 ml的水樣測(cè)定 SS含量,每組試驗(yàn)重復(fù)做了三次,所得總不可濾殘?jiān)亓糠治觯恢貜?fù)間的渣重差在 0.6~ 2.2mg之間,據(jù)此按取樣量從 2000 ml到 50 ml順序排列,其測(cè)定值重復(fù)間的zui大相對(duì)偏差分別為 2.7%, 5.1%、9.6%、 15.4%、 28.9%和 45.5%,證明取樣量是造成測(cè)定精度高低的主要因素。當(dāng)偶然誤差在一定條件下存在時(shí),如果平行樣的差值為2.2mg,即 X1-X2= 2.2mg,按《水質(zhì)監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量控制指標(biāo)(試行)》中要求總懸浮物含量在 5~100mg/L時(shí)相對(duì)偏差應(yīng)≤ 20%,100mg/L以上時(shí)相對(duì)偏差應(yīng)≤ 15%。通過(guò)計(jì)算得出 X2≥ 4.4mg時(shí)符合相對(duì)偏差≤ 20%的要求, X2≥ 6.2 mg時(shí)符合相對(duì)偏差≤ 15%的要求。測(cè)定 SS的取樣量應(yīng)在不增加工作難度和較易過(guò)濾的前提下,以其中的總不可濾殘?jiān)?span lang="EN-US"> 6.2mg以上或達(dá)到 10 mg(此時(shí)的相對(duì)偏差≤ 10%)時(shí),則可獲得較準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)結(jié)果。
4 測(cè)定懸浮物的質(zhì)量控制
測(cè)定水中SS也可以使用質(zhì)控樣品控制被測(cè)水樣的測(cè)定條件。一般情況下,完成 SS測(cè)定的樣品都可以保存起來(lái),作為室內(nèi)分析測(cè)試的質(zhì)控樣品使用。質(zhì)控樣品應(yīng)連同稱(chēng)量瓶一起貯存于干燥器中,由于日常測(cè)定 SS的成分性質(zhì)復(fù)雜,不同成分的 SS,在相同重量、相同條件下烘干至恒重的時(shí)間往往不一致,因此在使用質(zhì)控樣時(shí),應(yīng)選擇懸浮物的量相當(dāng),成分相同的已恒重過(guò)的質(zhì)控樣品。測(cè)定時(shí),根據(jù)測(cè)定樣品的多少,選擇規(guī)定數(shù)量的質(zhì)控樣,在稱(chēng)量瓶里將質(zhì)控樣濾紙和試樣用蒸餾水潤(rùn)濕,隨機(jī)分散放入樣品中,以相同的條件烘干、冷卻、稱(chēng)量,分析樣品是否處于受控狀態(tài)下測(cè)試,比較測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性和精密性。
重量法測(cè)定水中 SS,要嚴(yán)格按照實(shí)驗(yàn)規(guī)程操作,控制實(shí)驗(yàn)條件。提報(bào)監(jiān)測(cè)結(jié)果時(shí)應(yīng)注明分析方法,使 SS測(cè)定結(jié)果符合準(zhǔn)確性、精密性和可比性的要求。