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重量法测水中悬浮物实验中的若干问题

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  摘要:环境监测中,悬浮物是水质监测的一项重要指标,为生活污水中的常规五项监测。重量法测水中悬浮物实验步骤简单,但对环境及实验细节要求比较严格。本文对实验过程中实验器材的选择、实验步骤中的一些注意事项及对实验环境的要求进行逐步分析讨论。
  关键词:悬浮物;烘干;称量;取样;空白
  水中悬浮物是指通过0.45um滤膜(CN-CA),截留在滤膜上并于103~105℃烘干至恒重的固体物质。重量法测水中悬浮物实验,操作步骤简单,且实验中无需添加任何化学试剂。但要做准做好,对实验各个环节的把控是必不可少的。
  称量瓶。事先编好编号,同时保证盖子能盖严盖实。因为在烘干滤膜的同时,称量瓶原先残留的水分等也会蒸发干净,所以不需要事先恒重。
  滤膜。滤膜表面的滑粉状物质以及滤膜碎片等,部分物质在恒重过程中会慢慢挥发。但为了防止滤膜上部分物质随着从称量瓶中取出,散落在空气中,或在过滤水样时从孔径中流失,导致恒重无形中变低。可事先用蒸馏水过一遍滤膜(洗涤),除去滤膜上的一些粉状物质等,可在过滤装置上抽1~3s,减少滤膜上的残余水分,从而减少达到恒重所需要的时间。
  由表1可知,在过滤水样后,是会存在恒重减少的情况,且每张膜恒重减少的量不一定相同。这些减少的恒重,对悬浮物含量较低的水样影响较大,容易导致“负值”出现。
  烘干。烘半小时,冷却,称量,反复几次,直到达到恒重。由于滤膜事先经过洗涤处理,有水分残留,可适当延长烘干的时间,如烘1个小时,再冷却称量。
  从表2可以看出,不是所有的膜达到恒重所需要的時间是相同的,而达到恒重状态的膜,在4.5h左右的烘干时间下,基本是不会出现恒重产生变化波动的情况,所以可根据各自实验室条件,适当延长每次烘干时间,待大部分滤膜达到或接近恒重状态时,烘干时间再改为半个小时,提高实验效率。
  冷却。从烘箱中取出称量瓶,马上盖严盖实瓶盖,尽可能避免空气中水分等进入称量瓶。放进装有硅胶(至少有2/3硅胶未变色)的干燥器中,冷却。冬天气温较低,冷却20分钟左右,夏天温度较高,冷却时间30分钟左右,有时需适当延长。为了避免经常搬动干燥器,可将干燥器置于天平室。
  称量。提前一个小时以上开启天平,对天平进预热。同时为了保证称量环境条件的一致性,可利用空调及除湿机等来保证恒温恒湿。夏天空调温度设置20~25℃(冬天可不开),湿度40~55%。
  表3显示空气中温度湿度的改变,导致可能已经达到恒重的滤膜,再次烘干冷却称量后,数值却发生波动,所以使每次称量环境保持相对一致性,是保证恒重的必要条件。
  在称量过程中,称量瓶会吸收空气中的水分,导致称量结果偏差,所以称量速度要快,同时为了尽量减少实验误差,应对称量瓶进行编号排序,且保证每次恒重过程的称量顺序是一致的。实验过程中试验过,当样品数量在10个以内,称量结束后第一个称量偏差在0.0007g以内,数量较多时(20~35个),偏差可达0.0020g左右。
  取样。一般要求水样过滤后残留在滤膜上的悬浮物重量为5~100mg。针对不同的水样,取样量可酌情增减。如设施进口污水100ml,污水处理厂设施出口污水500~1000ml,皮革厂、电镀设施出口污水100~500ml,造纸厂污水50~100ml,漂染厂污水100~300ml,生活污水100~300ml,入海河流等地表水100~500ml。
  过滤。国标中滤膜的材质要求为CN-CA,但对滤膜的直径其实是可以放宽要求的。为了保证实验结果的误差在可接受范围内,就要保证膜上截留的悬浮物尽量多一些,这就要求过滤的水样不可太少,而水样的增加会相应地增加过滤的时间。为了加快过滤的速度,缩短过滤所耗的时间,可选择80mm或100mm等直径的滤膜,配套相应的过滤装置进行过滤,提高实验效率。
  漂浮或浸没的不均匀固体物质不属于悬浮物,如果抽滤后,在膜上残留有该类物质,可用镊子夹走。
  空白校正。悬浮物实验主要是过滤前后,根据膜的恒重差值算出该样品的悬浮物含量,是没有空白实验的。但由于操作过程中的不可预知误差,如膜上的滑粉状物质以及滤膜碎片等,在过滤前算在膜的恒重内,过滤时消失或损耗,导致过滤后恒重不“恒重”,变成“负值”等(表1列举)。又如表2及表3所述,恒重过程中,受环境影响波动大,且每张膜达到恒重的时间不一,同时也不能保证经过事先处理的膜已经不存在称量误差,这时就需要做一些空白试验,即放置空白膜到过滤装置上,除了不过滤水样,其他跟水样同一操作步骤——每次用10ml的蒸馏水连续洗涤空白试验的滤膜三次,吸滤除去痕量水分,烘干、冷却、称量求恒重。
  为了让空白试验发挥其作用,每次至少准备3个实验室空白,通过空白实验过滤前后的恒重状态,来校正实验误差,使数据结果更可靠。
  以上对重量法测水中悬浮物的实验环节进行一一分析,在实际实验过程中,如何准确地测量水中的悬浮物含量,使实验数据可用、可靠,符合准确性、精密性和科学性的要求,需做好每个实验小环节,考虑每个潜在影响因素。
  参考文献
  【1】国家环境保护总局 水和废水监测分析方法(第四版增补版)中国环境科学出版社
  【2】徐衍忠 悬浮物测定应注意的问题 中国环境监测
  【3】林小鸣 取样量与烘干时间对总悬浮物测定结果的影响 中国环境监测
  (作者单位:福建省泉州环境监测中心站(泉州市环境监测站))
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