测定水中悬浮物的影响因素及解决方法

144测定水中悬浮物的影响因素及解决方法陈武强（莆田市涵江区环境监测站，福建莆田351111）摘要：悬浮物的测定，受样品采集、取样量、过滤容器及烘干条件等影响而有所不同。该文从控制实验条件入手，探讨了减少悬浮物测定误差的方法。关键词：悬浮物；测定；影响因素引言给排水水质的好坏直接影响着生产工艺质量和外排水的水质质量，水中悬浮物浓度值（SS）的大小是衡量给排水水质质量的重要指标之一，也是工业企业外排废水中必须严格控制的重要污染因子。因此，为了能及时有效控制给排水的水质，环境监测站必须把给排水中悬浮物浓度值的监控测定当做日常监测工作的重点来抓。1问题的提出和讨论悬浮物是指不能通过孔径为0.45µm滤膜的水中固体物。依据《水和废水监测分析方法》(第四版)，悬浮物测定的标准分析方法为滤膜法。方法中要求滤膜的直径、孔径为45～60mm和0.45µm，一般以5～100mg悬浮物量作为量取试样体积的依据，在实际应用中，由于滤膜本身的材质构成及工业废水成分的复杂性，造成滤膜在实际测定过程中存在相当大的误差因素。因为水中悬浮物的测定实际上是一种条件试验，试样经过滤后，在103～105℃时干燥所需的时间较长(3，5h以上)，然而在加热状态下，由于某些物质的水解、氧化，吸附水、结晶水的变化，气体挥发以及滤纸或试样干燥程度的不同等，都会带来正、负误差。本文结合实验，就滤膜法测定工业排放废水中悬浮物的常见影响因素作一探讨。试验使用的仪器、试剂、试验操作步骤均按文献[1]。表1常见的微孔滤膜材质材质性能醋酸纤维素耐油类、醇类，适合于除菌过滤，可热压消毒混合纤维素耐稀酸、稀碱，不耐有机溶液、强酸、强碱，适合于水溶液、油类的过滤聚乙烯耐酸、碱、溶剂，不耐温聚四氟乙烯耐酸、碱、溶剂，耐温硝酸纤维素耐烃类、除氯甲烷外的氯化烃，适合于水溶液、油类等实验室使用的滤膜一般为微孔滤膜。微孔滤膜一般是利用溶剂蒸发形成孔的，其孔径相对较小且均刀，微孔孔径占的比例大；孔隙率高，一般微孔占膜总体积的80%，具有一致的高交联孔径．滤膜为有机材料，易制得相当纯的纤维素，所含杂质很少。表1列出了常见的微孔滤膜的材质、性能[2]。混合纤维素膜是指醋酸纤维素和硝酸纤维素的混合纤维膜。在实际测量工作中，大多使用这种滤膜来过滤水样。笔者通过多年来对该项测定工作的探讨和分析认为，要确保水中悬浮物浓度测定值具有其代表性、完整性、精密性、准确性和可比性，本文就此滤膜作探讨在测量悬浮物中必须要注意以下几个问题。1.1确保水样采集的代表性采集水样时，给排水系统装置必须是处于连续稳定运转状态，采样处水的流速必须是相对平稳。SS是悬浮在水中的颗粒物质，在废水排放过程中，它们随时间的推移而逐渐沉降，在沉降过程中会出现粗颗粒在上、细颗粒在下的粒径分层现象，同时还随着离排放口距离的增加，颗粒逐渐变细小的趋势。这些现象如果在采样过程中不加以考虑，势必对样品的代表性产生影响，从而影响监测分析结果的准确性。因此，采样位置和采样深度的合理设定，以及防止采样时丢2010年第7期2010年7月化学工程与装备ChemicalEngineering&Equipment145陈武强：测定水中悬浮物的影响因素及解决方法失大粒径不溶物和样品的均刀性仍非常重要。测定SS的水样应避免沉积或凝聚，因为一旦发生，难以用一般手段使其恢复原状，致使影响测定的准确性和精密性。在采样时，为取得有代表性的样品，必须在充分振摇的情况下迅速倾入样品容器中，含SS水样应单独定容采样，并全部用于测试分析，避免分装样品和采混合样。同时测定水中ss必须使用新鲜水样，采样后应尽快完成分析测试，避免存放时间过长。水样测试前不能加任何试剂，以免影响水样化学成分和组成。1.2取样量要准确，并保证悬浮物全部转移到滤纸上该问题看似简单，真正做到很不容易，这是因为悬浮物的性质、成分不同，有些水样颗粒物质大小不一样，有些水样均刀性较差，多数情况下水样随时间的推移而产生氢氧化物沉淀等。如果多取或少取一点沉淀颗粒物质，则对结果影响会很大。要注意反复充分振摇水样至均刀，取均刀的新鲜水样。要使取样体积恰到好处，昀好使悬浮物烘干后的质量在2.5mg以上，以减少称量误差。要尽可能多取水样，但要使悬浮物量不超过滤纸体积的1/2为宜(易于烘干)，以减少取样误差。样品过滤结束用于试样洗涤的水量、次数在满足测定要求的前提下，应尽量减少，防止某些水溶性物质溶解。洗涤水量与次数应控制一致，提高其可比性。一般每次用水5～10mL，洗涤2～3次为宜。1.3滤纸空白值对误差值的影响滤膜的恒重及空白对悬浮物的测定的正确性是相当重要的。一方面，滤膜是有机材料构成的，其中残留部分有机溶剂需彻底将其挥发掉；另一方面成品的滤膜其表面有滑粉类的粉状物以及滤膜碎片，这是由滤膜生产过程中产生的，这些物质一部分可在滤膜恒重过程中慢慢挥发掉，但是这使膜的恒重次数要相当多，而滤膜随着烘干次数越多，其膜孔会变得越小，样品的过滤速度越慢，并且残余的部分会在以后测定样品时，一起随水样流走，这对实样的测定会产生负误差，使测定结果偏低．为了减小这方面造成的误差，我们将滤膜事先置于蒸馏水中浸洗几分钟，然后将滤膜取出置于干净的不锈钢盘中凉干，再置于恒重的称量瓶中进行烘干恒重．比较水洗对膜的处理前后的烘干恒重次数，发现水洗处理后的滤膜恒重次数少于未水洗处理过的滤膜，一般水洗过的滤膜烘干2～3次就能达到恒重，而未水洗的滤膜要烘4～5次才能达到恒重，并且用蒸馏水做的空白试验表明，水洗过的滤膜绝大部分能达到≤±0.4mg/L。采用中速定量滤纸为滤料，用前应先用蒸馏水预洗滤纸，以除去可溶性物质，再烘干至恒重，避免其负误差。1.4烘干温度与时间SS测定是在103～105℃烘干恒量，实际上该温度不易烘尽滤纸和试样上的吸附水，故恒量较慢。在加热状态下，由于某些物质的分解、氧化、吸附水、结晶水的变化，气体挥发以及滤纸或试样干燥程度的不同都会引入误差。例如气体低沸点的物质、加热即分解的物质(如重碳酸盐)、在空气中容易氧化的物质(如脂肪酸)、烘干后带有结晶水的物质(如硫酸盐)、还有如氢氧化物等可溶性成分生成沉淀的物质等，这些都是加热就发生变化的物质。在测定SS的条件中，昀需注意的是干燥温度。在105℃时水合性强的结晶水大部分都可能保留下来，一部分重碳酸盐放出CO2，成为碳酸盐，而有机物的逸散一般认为是极少的。烘干时间过长．滤纸会被烤焦，成分发生变化，引起质量的改变。废水的腐蚀性，加剧了变化的程度。第一次烘2h，冷却至室温(冷却时间视环境温度和样品多少而异，一般30～40min)称量，再烘1h，冷却，称量直至恒量。要避免连续长时间的烘烤，这样虽易达到恒量．操作也较简单，但易引起正、负误差。1.5冷却时间（1）称量瓶(滤纸、试样)放入干燥器应冷却至室温后及时、快速称量。因为称量瓶温度过高，会引起天平横梁臂长变化，在温度高的一盘有上升热气流，使称量结果小于真实值，随着称量时间的延长，后称的试样温度逐渐降低，会使前后称量结果不一致，造成称量误差。（2）干燥器内实际也是一个小环境，由于使用等原因，干燥剂也会逐渐吸附水分，所以称量瓶在干燥器中也不是绝对不吸附水分，只是湿度较小而己。因此，应掌握冷却时间相同，一般30min为宜。(3)由于悬浮物中含有吸湿性物质，所以昀好将称量瓶盖塞冷却，要求称量时动作要迅速。将称量瓶编号，按顺序称量等。2结语以上讨论了水中悬浮物测量过程中的一些常见的注意事项，在实际使用过程中，如何准确地测定悬浮物的含量，对于复杂的工业废水，考虑每一影响因素都是必要的。同时在测定水中SS过程中，要严格按照实验规程操作，控制实验条件，使SS测定结果符合准确性、精密性和可比性的要求。参考文献[1]国家环境保护总局．水和废水监测分析方法编委会编．水和废水监测分析方法[M]．第四版，北京：中国环境科学出版社，2002：[2]魏复盛等．国产有机微孔滤膜的结构与性能[J]．中国环境监测，1986；2(2)：