绮凝沉淀关键技术参数-上海环境科学集23辑

2023-11-17 理论教育版权反馈

【摘要】：地表水一般采取絮凝沉淀法进行前处理。此外，由于需要对滤纸反复冲洗，加之不同滤纸间铵盐含量有所差异，故经絮凝沉淀后滤纸过滤的低浓度水样平行性往往不理想。

地表水一般采取絮凝沉淀法进行前处理。该方法对于装置的要求较低，无需固定蒸馏装置，前处理步骤较为简单，节省时间，尤其适合于环境应急监测中的临时实验场所。作者在日常工作中发现，pH 的调节和沉淀后的处理方式决定监测结果的准确性和真实性，尤其是沉淀后的处理决定该方法是否满足监测需求。

1.2.1 pH 对监测结果的影响

国标方法要求将水样pH 调节至10.5 左右，大多数监测人员采取pH 试纸结合经验判断，无需用pH计进行判断。对于每月进行的例行监测任务，水样一般不固定，采集后送回实验室直接分析。如果对水样进行固定，在前处理时应注意将水样的pH 调节至中性。部分分析人员对例行监测的水样，经常采用加入固定浓度的碱溶液进行pH 调节，该方法仅适用于水质稳定的水样，能够节省工作量。需要注意的是，调节pH 所用的碱溶液尽量采用浓碱，以减少体积误差。但对于固定后的污水水样，调节后必须用pH 试纸进行验证，确保检测方法要求的pH 范围。

不同pH 条件对絮凝效果影响严重。pH 过低，絮凝效果较差，水样容易形成絮状悬浮沉淀混合物，不容易沉降，对后续的过滤处理影响较大，耗时耗力。以1.00 mg/L 氨标准溶液为研究对象，探讨絮凝沉淀法pH 的调节对样品溶液吸光度的影响，再选取浓度相当的水样进行絮凝前处理，判断pH 的调节对样品絮凝效果的影响（见表3）。结果表明，随着pH 的增大，水样的吸光度逐渐增大，当pH 超过12 时虽然絮凝效果较好，但随着显色剂的加入，样品溶液出现浑浊，无法正常比色。故最佳pH 在10.5～11.0，能够得到较为良好的絮凝效果，同时方法的灵敏度能够满足分析需求。

表2 蒸馏法与絮凝沉淀法标准样品浓度（mg/L）测定结果1）

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表3 絮凝沉淀法溶液pH 对样品吸光度的影响

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1.2.2 沉淀分离方式对结果的影响

基层实验人员对空白实验的理解仍然存在不到位的问题，即简单地将试剂空白即标准曲线零点值当作实验室空白使用，而未考虑前处理过程对结果造成的影响。空白实验是指以实验用水代替样品，其他分析步骤及使用试液与样品测定完全相同的操作的测定。故实验室空白需采取与实际样品完全相同的处理方式，以考虑前处理过程对实验结果的影响。

絮凝后可采用滤纸过滤、0.45μm 滤膜过滤和离心分离3 种处理方式。3 种处理方式各有利弊。滤纸过滤成本较低，但对实验室空白影响较大。此外，由于需要对滤纸反复冲洗，加之不同滤纸间铵盐含量有所差异，故经絮凝沉淀后滤纸过滤的低浓度水样平行性往往不理想。0.45μm 滤膜空白较滤纸较低，但对一般环境监测站来说成本较高。离心分离虽然不涉及空白污染的问题，需采用大离心管，但部分监测站还未配备此种类型的离心机，现实中该方法采用率较低。(www.chuimin.cn)

滤纸由于制作工艺问题，均含有一定量的铵盐，不同厂家的滤纸质量参差不齐，其中铵盐含量不同，对测试结果的影响也不同。纳氏试剂分光光度法（HJ 535-2009）要求用100 mL 无氨水洗涤滤纸后并弃去初始滤液20～30 mL，以减轻对分析结果的影响[1]。但作者及多地分析人员试验发现，大多数滤纸采用上述洗涤方法难以达到理想的空白条件，尤其是分析低浓度地表水样品，甚至出现空白样品吸光度高于实际水样的情况。因此，作者对滤纸淋洗方法进行了改进和探讨，以更好地满足分析需求。将滤纸事先折叠好，用200 mL 无氨水分少量多次冲洗滤纸，每次用量约40 mL。关键是淋洗滤纸的用水应少量多次。以无氨水做空白对比，探讨洗涤次数对于空白样品的影响。

针对不同类型的滤纸进行实验（见表4）。实验结果显示，经5 次洗涤后，部分厂家的定性滤纸空白样品能够满足地表水氨氮分析需求，检测的数值低于方法检出限。其余定性滤纸经过洗涤后仍然不能满足分析需求。而定量滤纸经洗涤后空白样品中依然检出氨氮，不满足分析需求。因此，滤纸的选择至关重要，建议选用固定厂家的定性滤纸。建议在采购前对滤纸进行空白实验测试，对供应商进行评价，以确保采购符合分析要求的实验滤纸。滤纸经过上述方法洗涤后滤纸空白能够低于方法检出限。

表4 不同洗涤次数的滤纸中氨氮浓度（mg/L）

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采用上述洗涤方法，对中速定性滤纸及0.45μm滤膜进行6 次空白实验，求其吸光度的平均值。结果表明，采用中速定性滤纸及0.45μm 滤膜对空白进行前处理，空白中均未检出氨氮，且0.45μm 滤膜中铵盐含量更低，更适用于低浓度地表水的分析。

1.2.3 过滤材质对测定实际样品的影响

选用多个地表水断面实际样品进行对比实验，选用中速定性滤纸与0.45μm 滤膜分别对样品进行前处理。初始过滤的25 mL 样品弃去不用（见表5）。由表5 可知，中速定性滤纸前处理结果普遍高于0.45μm滤膜，0.1 mg/L 以下地表水相对偏差均大于10%，用0.45μm 滤膜代替滤纸进行过滤，引入的干扰相对较少，结果可靠。建议对低浓度（浓度低于0.1 mg/L）的地表水样品，条件允许的实验室采用滤膜作为过滤介质。

表5 过滤材质对测定实际样品浓度（mg/L）的影响1）

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