李強(qiáng) 王天姝 王劼

（沈陽振興環(huán)保有限公司 遼寧沈陽 110000）

0 引言

水質(zhì)中的懸浮物是指水樣通過孔徑為0.45 μm 的濾膜，截留在濾膜上并于103 ℃～105 ℃烘干至恒重的固體［1］，是污水處理廠日常監(jiān)測的重要項(xiàng)目。實(shí)驗(yàn)室采用《水質(zhì) 懸浮物的測定 重量法》（GB 11901—89）對該項(xiàng)目進(jìn)行檢測，此方法操作簡單，結(jié)果準(zhǔn)確度高，但也存在一些問題。該方法中規(guī)定的取樣量不適用于低懸浮物水樣的檢測。方法中規(guī)定常規(guī)取樣量為100 mL，且備注根據(jù)水樣中懸浮物含量的不同，以5 mg～100 mg 懸浮物量作為量取試樣體積的適用范圍。然而現(xiàn)城鎮(zhèn)污水處理廠多執(zhí)行一級(jí)A 類排放標(biāo)準(zhǔn)，出水中懸浮物含量都很低，多為2 mg/L～6 mg/L。若按常規(guī)取樣量檢測，則實(shí)際測得的懸浮物質(zhì)量不足1 mg，操作難度大，對儀器精度要求高，檢測結(jié)果可信度極低；若要滿足備注中的要求，則取樣量至少為2 500 mL，取樣難度大，檢測時(shí)間長，且長時(shí)間抽濾會(huì)對濾膜的韌性造成損害［2］，使檢測結(jié)果產(chǎn)生較大偏差。

為解決這一問題，進(jìn)而確定出水懸浮物測定的最佳取樣量，我們于2020 年1 月～10 月開展了研究，發(fā)現(xiàn)方法檢出限與取樣量存在著一定的關(guān)系。方法檢出限是指對某一特定的分析方法在給定的可靠程度內(nèi)可以從樣品中檢出待測物質(zhì)的最小濃度或最小量［3］。當(dāng)目標(biāo)分析物質(zhì)含量極低時(shí)，確定方法檢出限是十分必要的。只有測定結(jié)果高于檢出限，方可在一定的置信程度下說明待測水樣中存在待測物質(zhì)的情況。以高嶺土配制的懸浮物標(biāo)準(zhǔn)水樣為樣本，分別確定不同取樣量對應(yīng)的方法檢出限，分析檢出限與取樣量之間的關(guān)系，初步確定最優(yōu)取樣量，并以該取樣量對污水處理廠出水水樣進(jìn)行測定，討論得出最佳取樣量，為污水處理廠懸浮物的測定提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

（1）懸浮物標(biāo)準(zhǔn)水樣。高嶺土是非金屬礦產(chǎn)，具有懸浮性和分散性，可以在水中分散開來而不易形成沉淀［4］。不少國家均選擇以高嶺土作為水質(zhì)濁度分析的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，高嶺土同樣滿足水質(zhì)懸浮物分析的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)制備條件［5］。使用經(jīng)105 ℃恒重后的高嶺土配制成不同濃度的懸浮物標(biāo)準(zhǔn)水樣，以此作為檢出限測定實(shí)驗(yàn)的樣本。

（2）出水水樣。采集沈陽南部污水處理廠紫外消毒間排水口出水樣作為實(shí)驗(yàn)樣本，該污水處理廠處理工藝采用改良A2/O工藝，設(shè)計(jì)出水水質(zhì)達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918—2002）的一級(jí)A 排放標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)際懸浮物排放濃度為2 mg/L～6 mg/L。

1.2 懸浮物的測定方法

（1）濾膜的預(yù)處理。將濾膜用60 ℃～80 ℃熱水反復(fù)浸泡，每次浸泡時(shí)間不少于2 h，處理后的濾膜集中浸沒于純水中保存。根據(jù)使用情況，每次處理濾膜的量應(yīng)適當(dāng)，以避免因在水中浸泡時(shí)間過長而使纖維組織遭到破壞。

（2）濾膜準(zhǔn)備。將濾膜放置于恒重的稱量瓶中，于105 ℃烘箱中反復(fù)烘干，直至冷卻后2 次稱量重量差≤0.2 mg。將過濾器、濾膜、漏斗依次放置好，用夾子固定，用蒸餾水濕潤濾膜并不斷吸濾。

（3）懸浮物的測定。將待測試樣混合均勻，使用適當(dāng)量程的量筒量取所需體積試樣進(jìn)行抽吸過濾，使水分全部通過濾膜，使用蒸餾水連續(xù)洗滌3 次，每次用水量約為10 mL，吸除痕量水分后，將載有懸浮物的濾膜放在原恒重的稱量瓶里，移入烘箱中于105 ℃反復(fù)烘干，直至2 次稱量的重量差≤0.4 mg。按公式（1）計(jì)算懸浮物含量。

式中：C 為水中懸浮物含量，mg/L；B 為懸浮物+濾膜+稱量瓶重量，g；A 為濾膜+稱量瓶重量，g；V 為試樣體積，mL。

1.3 懸浮物方法檢出限的測定

根據(jù) 《環(huán)境監(jiān)測 分析方法標(biāo)準(zhǔn)制修訂技術(shù)導(dǎo)則》（HJ168—2010），當(dāng)空白試驗(yàn)中未檢測出目標(biāo)物質(zhì)時(shí)，按照樣品分析的全部步驟，對濃度值或含量為估計(jì)方法檢出限值2倍～5 倍的樣品進(jìn)行n（n≥7）次平行測定［6］。計(jì)算n 次平行測定的標(biāo)準(zhǔn)偏差，按公式（2）計(jì)算方法檢出限。

式中：MDL 為方法檢出限；n 為樣品的平行測定次數(shù)；t（n-1，099）為自由度為n-1，置信度為99%時(shí)的t 分布（單側(cè)）；S 為n 次平行測定的標(biāo)準(zhǔn)偏差。

2 測定結(jié)果與討論

2.1 不同取樣量時(shí)方法檢出限的測定

預(yù)估方法檢出限在2 mg/L～10 mg/L 范圍內(nèi)，使用經(jīng)105 ℃恒重后的高嶺土配制成濃度為25 mg/L、10 mg/L、8 mg/L、5 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)水樣，分別對應(yīng)取樣量為100 mL、200 mL、300 mL、400 mL。根據(jù)上述方法，每組實(shí)驗(yàn)平行測定8 次，結(jié)果取平均值，計(jì)算出不同取樣量時(shí)的檢出限，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見表1。

表1 不同取樣量檢出限的測定結(jié)果

根據(jù)表1 可知，當(dāng)取樣量為100 mL 時(shí)，方法檢出限為6 mg/L。一般城鎮(zhèn)污水處理廠出水懸浮物含量為2 mg/L～6 mg/L，低于該取樣量對應(yīng)的檢出限，故采用100 mL 作為取樣量對城鎮(zhèn)污水處理廠出水懸浮物進(jìn)行測定將無法得到有效的結(jié)果，甚至無法確定水樣中是否存在懸浮物。

當(dāng)取樣量為300 mL 時(shí)，方法檢出限為2 mg/L，低于一般污水處理廠出水懸浮物含量均值，檢測結(jié)果有一定的可信度。繼續(xù)增加取樣量，方法檢出限無變化，表明已經(jīng)將檢出限降低至最低值。300 mL 可以初步確定為城鎮(zhèn)污水處理廠出水水質(zhì)懸浮物檢測的最優(yōu)取樣量。

根據(jù) 《環(huán)境監(jiān)測 分析方法標(biāo)準(zhǔn)制修訂技術(shù)導(dǎo)則》（HJ168—2010）規(guī)定，以4 倍檢出限作為檢測下限，當(dāng)取樣量為300 mL 時(shí)，懸浮物的檢測下限為8 mg/L，小于一級(jí)A 類排放標(biāo)準(zhǔn)的上限10 mg/L［7］，這樣就保證了超標(biāo)數(shù)據(jù)會(huì)被準(zhǔn)確檢測出來。

2.2 城鎮(zhèn)污水處理廠出水懸浮物測定

以沈陽南部污水處理廠紫外消毒間排水口出水樣為樣本，取樣量定為300 mL，按上述的實(shí)驗(yàn)方法對樣本懸浮物含量進(jìn)行測定，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表2。

表2 沈陽南部污水處理廠水樣測定結(jié)果 單位：mg／L

根據(jù)表2 可得出，沈陽南部污水處理廠出水水樣懸浮物含量的平均值為3 mg/L，由表1 中結(jié)果得知取樣量為300 mL時(shí)懸浮物的方法檢出限為2 mg/L，測定值高于方法檢出限，結(jié)果可信度較高。在城鎮(zhèn)污水處理廠出水懸浮物的測定中，取樣量定為300 mL 較為合適。

3 結(jié)論

水質(zhì)懸浮物的檢測實(shí)驗(yàn)方法雖然簡單，但對類似城鎮(zhèn)污水處理廠出水這種低懸浮物含量的水樣來說很難得到可信的檢測結(jié)果。本文通過對檢測方法中取樣量這一因素進(jìn)行討論，得出300 mL 為最佳取樣量，即可增加檢測結(jié)果的可靠性，又能將超標(biāo)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確報(bào)出。