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        基于不同保存條件下水質(zhì)總磷穩(wěn)定性模擬分析

        2022-05-27 03:58:26楊海英尹思亮張馨文王前江
        廣州化工 2022年9期
        關(guān)鍵詞:加酸酸化水樣

        楊海英,黃 強,尹思亮,張馨文,王 怡,王前江

        (四川省綿陽生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心站,四川 綿陽 621000)

        磷是生物生長必須的元素之一,但當水體中磷的含量過高會造成藻類的過度繁殖,引起水體富營養(yǎng)化,因此總磷是水質(zhì)監(jiān)測及評價的重要指標[1-2]?!端蛷U水監(jiān)測分析方法》和《地表水和污水監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》中均規(guī)定[3-4],測定總磷的水樣需添加鹽酸(HCl)或硫酸(H2SO4)使pH≤2,保存期不超過24 h?!端|(zhì) 總磷的測定 鉬酸銨分光光度法》中規(guī)定水樣采集后加H2SO4至pH≤1,或不加任何保存劑于冷處保存[5]。上述方法及規(guī)范均未明確保存溫度,同時在實際監(jiān)測分析中,例如水樣采集和送檢過程均需耗費一定時間,較難對采集的水樣進行及時監(jiān)測。因此,對不能及時分析的水樣必須進行有效的保存,以確保監(jiān)測結(jié)果的準確性,學者針對水樣酸化及對測試結(jié)果的影響進行了相關(guān)系列研究。王保勤等[6]研究表明在加酸保存條件下,水樣中總磷的測定值隨保存時間的延長呈上升趨勢。宋大英[7]研究表明在室溫且不酸化的條件下,水樣中總磷的監(jiān)測結(jié)果呈下降趨勢。韓惠芳等[8]研究表明在酸化和不酸化的條件下,水樣冷藏保存均能穩(wěn)定一個月,且水樣中總磷含量越高,其穩(wěn)定性越大。另外,針對環(huán)境溫度對總磷的測試結(jié)果也進行了研究,劉君[9]研究顯示在不同溫度條件下,總磷的濃度會隨時間的增長而增加,且在一定時間后,總磷濃度將處在相對穩(wěn)定的狀態(tài)。

        本研究以地表水和污水為研究對象,采用恒溫培養(yǎng)箱模擬春季、夏季、秋季和冬季四季溫度,模擬溫度分別為25 ℃、35 ℃、15 ℃、5 ℃四種溫度,在加H2SO4酸化和不加保存劑兩種保存方式下,初探地表水和污水中總磷濃度隨時間的變化規(guī)律,并對其變化因素進行了分析,旨為監(jiān)測分析工作者提供參考。

        1 實驗部分

        1.1 試 劑

        硫酸(AR),國藥集團化學試劑有限公司;氫氧化鈉(GR),天津市科密歐化學試劑有限公司;過硫酸鉀(AR),天津市科密歐化學試劑有限公司;抗壞血酸(AR),成都市科隆化學品有限公司;鉬酸銨(AR),廣東光華科技股份有限公司;試驗用水均為符合GB/T 6682的去離子水。

        1.2 儀 器

        V-1600可見分光光度計,上海美譜達儀器有限公司;YXQ-LS-75SII立式壓力蒸汽滅菌器,上海迅博實業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠。

        1.3 水樣制備

        本實驗研究對象包括地表水和污水,其中地表水取自某河流A;污水取自某生活污水處理廠進口B,分別對水樣A、B添加H2SO4保存劑和不添加保存劑處理,然后將置于5 ℃冰箱冷藏和15 ℃、25 ℃、35 ℃的培養(yǎng)箱,定期對水樣中總磷進行監(jiān)測。水樣處理方式詳見表1。

        表1 水樣具體處理方式

        2 結(jié)果與討論

        2.1 相同環(huán)境溫度下,保存方式不同對地表水A中總磷(TP)的影響

        在酸化和不酸化的保存方式下,模擬環(huán)境溫度為5 ℃、15 ℃、25 ℃、35 ℃下隨時間的變化對地表水A中總磷測試結(jié)果的影響分別見圖1、圖2、圖3、圖4。

        圖1 5 ℃條件下A1和A2的變化趨勢Fig.1 The trend of A1 and A2 at 5 ℃

        圖2 15 ℃條件下A3和A4的變化趨勢Fig.2 The trend of A3 and A4 at 15 ℃

        圖3 25 ℃條件下A5和A6的變化趨勢Fig.3 The trend of A5 and A6 at 25 ℃

        圖4 35 ℃時A7和A8的變化趨勢Fig.4 The trend of A7 and A8 at 35 ℃

        由圖1可知,總體來說,5 ℃條件下加酸保存A1中TP比不加酸保存A2中TP偏高。在試驗的10 d內(nèi),A1和A2表現(xiàn)同增同減的趨勢,第13 d的時候,加酸A1在降低而A2出現(xiàn)升高的趨勢,第16 d之后A1和A2趨近于穩(wěn)定,并且在30 d時A1中TP和A2中TP與c采樣2 h測得值相比,偏差分別只有1.8%和0.9%。

        從圖2總體可知,在15 ℃條件下,除了第13d加酸保存A3和不加酸保存A4中TP相等外,在整個試驗過程加酸保存A3比不加酸保存A4的TP濃度偏高。在試驗7 d內(nèi),A3中的總磷濃度隨著時間的增長呈現(xiàn)現(xiàn)增大后減小的趨勢,而A4中TP則隨時間增長出現(xiàn)先遞減小后增大的趨勢。7 d之后A3中TP和A4中TP表現(xiàn)出同增大的現(xiàn)象,A3和A4中的TP在第21 d后處于穩(wěn)定狀態(tài),第30 d比采樣2 h時A3和A4中的TP濃度偏差分別為18.2%和8.5%。

        由圖3可知,在整個試驗過程,25 ℃條件下加酸保存A5中TP比不加酸保存A6中TP偏高。在試驗的10 d內(nèi),A5呈現(xiàn)出現(xiàn)增加后平穩(wěn)再到減小的趨勢,而A6則波動比較大,第10 d時A5和A6中總磷跟采樣2 h的濃度偏差分別為4.5%和0.9%,說明A5和A6在10d內(nèi)穩(wěn)定性較好。從第10 d后,A5和A6呈現(xiàn)先增大后平穩(wěn)的趨勢,第30 d時A5和A6中的TP濃度與采樣2 h的濃度偏差分別為25.4%和16.0%。

        由圖4可知,在35 ℃條件下,整個試驗過程除第10 d外,加酸保存A7中TP比不加酸保存A8中TP偏高,而且A7和A8呈現(xiàn)出同增同減的趨勢。第10 d時,A7和A8中TP與采樣2 h的TP偏差分別為4.5%和1.9%,表明在35 ℃條件下,加酸與不加酸的水樣中TP可穩(wěn)定10 d。到第16 d時A7和A8中TP濃度值達到最高,此時A7和A8與采樣2 h的TP偏差分別為18.2%和13.2%。第30 d時,A7和A8中TP與采樣2 h的TP偏差分別為10.9%和5.7%。

        2.2 相同環(huán)境溫度下,保存方式不同對廢水B中總磷的影響

        在酸化和不酸化的保存方式下,模擬環(huán)境溫度為5 ℃、15 ℃、25 ℃、35 ℃下不同時間內(nèi)廢水B中總磷的變化情況分別見圖5、圖6、圖7、圖8。

        圖5 5 ℃時B1和B2的變化趨勢Fig.5 The trend of B1 and B2 at 5 ℃

        圖6 15 ℃時B3和B4的變化趨勢Fig.6 The trend of B3 and B4 at 15 ℃

        圖7 25 ℃時B5和B6的變化趨勢Fig.7 The trend of B5 and B6 at 25 ℃

        圖8 35 ℃時B7和B8的變化趨勢Fig.8 The trend of B7 and B8 at 35 ℃

        由圖5可知,5 ℃條件下加酸保存B1中TP比不加酸保存B2中TP偏高,第4 d時B1和第10 d時B2的TP與采樣2 h的TP偏差最大,其分別為7.0%和7.5%。第30d時,B1和B2中TP與采樣2 h的TP偏差分別為5.2%和3.6%。在整個實驗過程,B1和B2的TP偏差均在10%以內(nèi)。

        由圖6可知,在15 ℃條件下,在整個試驗過程中除第4 d外,加酸保存B3中TP比不加酸保存B4中TP偏高,第21 d時B3和第4 d時B4的TP與采樣2 h的TP偏差最大,其分別為5.2%和7.5%。在整個實驗過程,B3和B4的TP偏差均在10%以內(nèi)。

        由圖7可知,25 ℃條件下,在21 d前加酸與不加酸保存的水樣無明顯規(guī)律,21 d后加酸保存B5中TP比不加酸保存B6中TP偏高。加酸保存B5中TP比不加酸保存B6中TP波動小。21 d之前B5偏差在10%以內(nèi)。不加酸保存B6中TP在第7 d時偏差高達11.5%,7 d之后偏差在10%以內(nèi)。

        由圖8可知,在35 ℃條件下,加酸保存B7中TP比不加酸保存B8中TP偏高。7 d之前,加酸保存的B7中總磷隨著時間的增長而增加,而不加酸保存的B8除了第1 d外隨著時間的增長而減小。7 d后B7和B8趨于平緩。

        3 結(jié) 論

        (1)水質(zhì)中總磷的測定中,在水樣加酸和不加酸的保存條件下,地表水和廢水均可在5 ℃條件下可穩(wěn)定30 d;

        (2)在5 ℃、15 ℃、35 ℃條件下,水樣加酸保存比不加酸保存的總磷略高些;

        (3)在15 ℃條件下,加酸和不加酸保存的地表水能穩(wěn)定21 d,而廢水均能穩(wěn)定30 d,由此可看出濃度越高穩(wěn)定性越好。

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