陳秋蘭
摘要:環(huán)境監(jiān)測(cè)中,懸浮物是水質(zhì)監(jiān)測(cè)的一項(xiàng)重要指標(biāo),為生活污水中的常規(guī)五項(xiàng)監(jiān)測(cè)。重量法測(cè)水中懸浮物實(shí)驗(yàn)步驟簡(jiǎn)單,但對(duì)環(huán)境及實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)要求比較嚴(yán)格。本文對(duì)實(shí)驗(yàn)過程中實(shí)驗(yàn)器材的選擇、實(shí)驗(yàn)步驟中的一些注意事項(xiàng)及對(duì)實(shí)驗(yàn)環(huán)境的要求進(jìn)行逐步分析討論。
關(guān)鍵詞:懸浮物;烘干;稱量;取樣;空白
水中懸浮物是指通過0.45um濾膜(CN-CA),截留在濾膜上并于103~105℃烘干至恒重的固體物質(zhì)。重量法測(cè)水中懸浮物實(shí)驗(yàn),操作步驟簡(jiǎn)單,且實(shí)驗(yàn)中無(wú)需添加任何化學(xué)試劑。但要做準(zhǔn)做好,對(duì)實(shí)驗(yàn)各個(gè)環(huán)節(jié)的把控是必不可少的。
稱量瓶。事先編好編號(hào),同時(shí)保證蓋子能蓋嚴(yán)蓋實(shí)。因?yàn)樵诤娓蔀V膜的同時(shí),稱量瓶原先殘留的水分等也會(huì)蒸發(fā)干凈,所以不需要事先恒重。
濾膜。濾膜表面的滑粉狀物質(zhì)以及濾膜碎片等,部分物質(zhì)在恒重過程中會(huì)慢慢揮發(fā)。但為了防止濾膜上部分物質(zhì)隨著從稱量瓶中取出,散落在空氣中,或在過濾水樣時(shí)從孔徑中流失,導(dǎo)致恒重?zé)o形中變低??墒孪扔谜麴s水過一遍濾膜(洗滌),除去濾膜上的一些粉狀物質(zhì)等,可在過濾裝置上抽1~3s,減少濾膜上的殘余水分,從而減少達(dá)到恒重所需要的時(shí)間。
由表1可知,在過濾水樣后,是會(huì)存在恒重減少的情況,且每張膜恒重減少的量不一定相同。這些減少的恒重,對(duì)懸浮物含量較低的水樣影響較大,容易導(dǎo)致“負(fù)值”出現(xiàn)。
烘干。烘半小時(shí),冷卻,稱量,反復(fù)幾次,直到達(dá)到恒重。由于濾膜事先經(jīng)過洗滌處理,有水分殘留,可適當(dāng)延長(zhǎng)烘干的時(shí)間,如烘1個(gè)小時(shí),再冷卻稱量。
從表2可以看出,不是所有的膜達(dá)到恒重所需要的時(shí)間是相同的,而達(dá)到恒重狀態(tài)的膜,在4.5h左右的烘干時(shí)間下,基本是不會(huì)出現(xiàn)恒重產(chǎn)生變化波動(dòng)的情況,所以可根據(jù)各自實(shí)驗(yàn)室條件,適當(dāng)延長(zhǎng)每次烘干時(shí)間,待大部分濾膜達(dá)到或接近恒重狀態(tài)時(shí),烘干時(shí)間再改為半個(gè)小時(shí),提高實(shí)驗(yàn)效率。
冷卻。從烘箱中取出稱量瓶,馬上蓋嚴(yán)蓋實(shí)瓶蓋,盡可能避免空氣中水分等進(jìn)入稱量瓶。放進(jìn)裝有硅膠(至少有2/3硅膠未變色)的干燥器中,冷卻。冬天氣溫較低,冷卻20分鐘左右,夏天溫度較高,冷卻時(shí)間30分鐘左右,有時(shí)需適當(dāng)延長(zhǎng)。為了避免經(jīng)常搬動(dòng)干燥器,可將干燥器置于天平室。
稱量。提前一個(gè)小時(shí)以上開啟天平,對(duì)天平進(jìn)預(yù)熱。同時(shí)為了保證稱量環(huán)境條件的一致性,可利用空調(diào)及除濕機(jī)等來(lái)保證恒溫恒濕。夏天空調(diào)溫度設(shè)置20~25℃(冬天可不開),濕度40~55%。
表3顯示空氣中溫度濕度的改變,導(dǎo)致可能已經(jīng)達(dá)到恒重的濾膜,再次烘干冷卻稱量后,數(shù)值卻發(fā)生波動(dòng),所以使每次稱量環(huán)境保持相對(duì)一致性,是保證恒重的必要條件。
在稱量過程中,稱量瓶會(huì)吸收空氣中的水分,導(dǎo)致稱量結(jié)果偏差,所以稱量速度要快,同時(shí)為了盡量減少實(shí)驗(yàn)誤差,應(yīng)對(duì)稱量瓶進(jìn)行編號(hào)排序,且保證每次恒重過程的稱量順序是一致的。實(shí)驗(yàn)過程中試驗(yàn)過,當(dāng)樣品數(shù)量在10個(gè)以內(nèi),稱量結(jié)束后第一個(gè)稱量偏差在0.0007g以內(nèi),數(shù)量較多時(shí)(20~35個(gè)),偏差可達(dá)0.0020g左右。
取樣。一般要求水樣過濾后殘留在濾膜上的懸浮物重量為5~100mg。針對(duì)不同的水樣,取樣量可酌情增減。如設(shè)施進(jìn)口污水100ml,污水處理廠設(shè)施出口污水500~1000ml,皮革廠、電鍍?cè)O(shè)施出口污水100~500ml,造紙廠污水50~100ml,漂染廠污水100~300ml,生活污水100~300ml,入海河流等地表水100~500ml。
過濾。國(guó)標(biāo)中濾膜的材質(zhì)要求為CN-CA,但對(duì)濾膜的直徑其實(shí)是可以放寬要求的。為了保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的誤差在可接受范圍內(nèi),就要保證膜上截留的懸浮物盡量多一些,這就要求過濾的水樣不可太少,而水樣的增加會(huì)相應(yīng)地增加過濾的時(shí)間。為了加快過濾的速度,縮短過濾所耗的時(shí)間,可選擇80mm或100mm等直徑的濾膜,配套相應(yīng)的過濾裝置進(jìn)行過濾,提高實(shí)驗(yàn)效率。
漂浮或浸沒的不均勻固體物質(zhì)不屬于懸浮物,如果抽濾后,在膜上殘留有該類物質(zhì),可用鑷子夾走。
空白校正。懸浮物實(shí)驗(yàn)主要是過濾前后,根據(jù)膜的恒重差值算出該樣品的懸浮物含量,是沒有空白實(shí)驗(yàn)的。但由于操作過程中的不可預(yù)知誤差,如膜上的滑粉狀物質(zhì)以及濾膜碎片等,在過濾前算在膜的恒重內(nèi),過濾時(shí)消失或損耗,導(dǎo)致過濾后恒重不“恒重”,變成“負(fù)值”等(表1列舉)。又如表2及表3所述,恒重過程中,受環(huán)境影響波動(dòng)大,且每張膜達(dá)到恒重的時(shí)間不一,同時(shí)也不能保證經(jīng)過事先處理的膜已經(jīng)不存在稱量誤差,這時(shí)就需要做一些空白試驗(yàn),即放置空白膜到過濾裝置上,除了不過濾水樣,其他跟水樣同一操作步驟——每次用10ml的蒸餾水連續(xù)洗滌空白試驗(yàn)的濾膜三次,吸濾除去痕量水分,烘干、冷卻、稱量求恒重。
為了讓空白試驗(yàn)發(fā)揮其作用,每次至少準(zhǔn)備3個(gè)實(shí)驗(yàn)室空白,通過空白實(shí)驗(yàn)過濾前后的恒重狀態(tài),來(lái)校正實(shí)驗(yàn)誤差,使數(shù)據(jù)結(jié)果更可靠。
以上對(duì)重量法測(cè)水中懸浮物的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)進(jìn)行一一分析,在實(shí)際實(shí)驗(yàn)過程中,如何準(zhǔn)確地測(cè)量水中的懸浮物含量,使實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可用、可靠,符合準(zhǔn)確性、精密性和科學(xué)性的要求,需做好每個(gè)實(shí)驗(yàn)小環(huán)節(jié),考慮每個(gè)潛在影響因素。
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(作者單位:福建省泉州環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站(泉州市環(huán)境監(jiān)測(cè)站))