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摘要:工业废水对环境造成极大危害,进行相关生产作业时,应对排水系统的净化能力做以充分检测,而废水中总磷含量的测定是其中重要检测部分。本文依据实验条件酸性体系对废水进行预先处置,并使用抗坏血酸作为实验还原剂,利用还原显色原理对废水中的总磷含量进行测定,为確保实验结果绝对正确,使用到的实验仪器、相关设备进行多环节缜密分析选定,最终得出可靠结论。
关键词:废水检测;总磷测定;还原显色
引言:废水预处理是一项在排放前重要的净化步骤,为确保城市各层级水体保持绝对安全,工业产业想要排放废水需达到国家及当地的排放物测定标准,比如国家一级排放物标准、二级标准等。磷元素对植物生长有促进作用,农业中所使用到的化肥多数都含有氮、磷、钾等微量元素,但化肥厂生产过程中,会产生较多含磷废水,不经妥善处理便排放到城市水系管路中,将会使得水体富营养化,不利于水生动物生长,将严重破坏水体平衡,因此要对废水中的总磷含磷进行测定,合乎标准后才可排放。
一、废水总磷测定原理分析
水体富营养化在近年来被广泛提及,归根结底是因为经济发展与环境保护之间起了不可调和的冲突导致,而为了实现习总书记强调的两山理论,城市排放废水标准应按照国家规定地面水的排放标准切实执行,确保废水出水时的总磷含量达标,保护城市水体。
为将工业废水总磷含量降低,首先应对总磷含量进行充分测定,当前所用方式是将待测水样进行消解,但此过程中并未考虑到水样PH值的影响因素,所以本文所做实验在原有测定基础上,加入了可调节PH值形式的实验方法及相关变量、对照组,保证实验能够有其安全性、准确性[1]。中性条件下,进行对待测废水水样的显色测定,实验结果将更有说服力,另外实验也考虑到了废水环境的不同参数,从而在不断对比中,确定了本文实验最佳实验测定条件。
通过对实验步骤的大体规划,归纳出两条实验难点方向,其一为废水中的磷元素直接进行测定存在较大不确定性,因此首先应将磷元素形式存在变为含磷化合物存在,并且可溶性较高;其二为PH值的反应条件下,应将数值调节为中性,采用比色法进行相关测定,本文实验采用还原剂为抗坏血酸,比色阶段使用分光光度计妥善处理。
二、 总磷测定实验过程分析
2.1所需仪器及试剂
仪器的选用要经过多层筛选,选择精准度高的仪器,比色阶段选择使用到的仪器为7220型号下的分光光度计。相关试剂的配比应遵循实验实际所需配置,比如总磷的标准溶液,应为其考虑配置特性为含磷盐类、可溶,因此选择总磷标准溶液应在当天配置,且进行浓度充分稀释,减少实验浪费;钼酸铵溶液的配置应选取酒石酸锑钾作为初始原料,与硫酸溶液混合摇匀后,稀释放置于棕色瓶中保存。
2.2实验的具体步骤
实验开始,首先选取待测定废水水样约20mL,与2mL硝酸溶液和1mL的高氯酸溶液进行锥形瓶内混合,使用蒸馏水将锥形瓶内溶液体积调至约25mL;然后在通风橱内带有石棉网的电炉上,将该溶液加热使其充分消解,反应目测终点是水样冒出白烟,当白烟不再生成时,理论中的该溶液体积只剩余约1-2mL,然后进行冷却静置,将该溶液PH值调至中性;最终将溶液定量转移到容量瓶中,依次加入2mL的钼酸铵溶液和 3mL的抗坏血酸溶液,将容量瓶内溶液摇匀,室温环境中静置约10分钟。
实验的检测结果以试剂空白组作为对比,使用1cm制式的比色皿,在710nm波长处,仔细测定其吸光度,实验结果确定最大吸收波长基于溶液中的pH值较高,溶液颜色带有黄色成分,使波长发生外移[2]。
三、总磷测定实验结果研究
3.1吸收曲线的讨论
关于吸收曲线的讨论,在实验结束后,可将各项结果数据进行统一展示,将数据的相关曲线做以图像化的充分解析,可制得图1。收取6ml的总磷标准溶液,放置在锥形瓶内,按照上述实验步骤进行实际操作,可将待测定废水中的总磷含量做以精准化测定,使用比色原理,可知在不同波长下,各处吸收程度不同,由此可以看出图中的不同波长位置,其吸光值有较大差异。从图中波峰可知,在710nm的波长位置时,待测废水溶液中的数值最大,因此将该波长定为测定波长。
3.2水样消解的讨论
关于对废水水样的消解讨论,需要从废水的实验处理方式进行分析,在测定过程中,水样消解的示数显示会有偏大或偏小的趋势,因此在标准测定方法中,不对水样进行PH值的相关调节,会产生一定危害,比如酸度过大,将会引起磷酸盐的化合物被酸分解现象,由此将测定结果数据显示变小,不利于结果统计。本文中的实验选取了酚酞指示剂,用于实验酸碱度调节中的判断因素,当氢氧化钠溶液不断滴入锥形瓶内时,指示剂显示红色,颜色较浅,当加入硫酸溶液后,指示剂红色褪去,由此证明PH值达到了中性,可进行后续实验操作,并为最终得到准确实验数据做以保障。
实验完成水样消解步骤后,进行吸光度的检测可知,总磷含量在中性反应环境下的消解程度较大,对比未经调节PH值的消解程度,则两者差异更加明显。本文实验中用到硝酸和高氯酸溶液对待测水样进行消解步骤,由此也调节了PH值。
3.3还原剂相关选择
采用过硫酸钾法进行消解,这是在显色还原方法中一种相对简单的方式,不过此种方法也有其弊端,消解过程不能完全去将水样中的有机物氧化,因此释放出来的产物不够完整,导致结果数据显示将会偏小。硫酸肼、抗坏血酸均可作为磷钼杂多酸的还原剂,使用硫酸肼时吸光度不太恒定,误差较大[3]。而使用抗坏血酸还原显色时吸光度恒定,结果较精确、稳定而且在配制溶液过程中加入一定量甲酸,能充分延长溶液的保存时期,因此本文实验选用抗坏血酸作为还原剂。
3.4显色时间的讨论
显色过程往往很快便完成,反应速度较快,因此需要进行实验操作的工作人员对其反应进程进行仔细、细心的观察,当吸光程度3min后,趋势逐渐放缓,而在达到30min前后时,反应程度已经趋于稳定,吸光度也达到了最终的恒定阶段。因此在显色时间的选择上,讨论得出时间应在10min左右为宜,此时吸光度达到较大平衡,且节省反应时间,不用等到耗时30min,得出数据较为准确,也尽量避免影响实验步骤其他环节进行。
3.5工作曲线的讨论
工作中的变化曲线应控制在试剂空白组作为参照组,实验需要对照,因此进行工作曲线的分析时,将各个变量及对照组实验结果,进行充分解读,将得出最终精准度较高数据结果。吸光度的测定环节按照上文所述实验步骤进行,在吸光度与待测定样本浓度的二者关系中,能得到工作曲线。按照工作曲线数据可知,在显色剂的使用量增加同时,该曲线的线性范围得到了有效增加。
3.6结果的准确把控
关于实验结果的准确把控,需要对实验的各项分析方法、步骤流程进行仔细讨论,最简单的针对检测结果是否准确的方法便是通过再一次试验,该试验采用的是使用抗坏血酸作为实验还原剂,试验测得结果无明显偏差,由此可知,本文实验分析方法可行,且精准度较高。
结论:综上,对废水总磷含量进行精准化测定,有利于工业生产实现经济效益同时,保持对环境的相对友好。通过把控好测定过程中的吸收曲线、水样消解、还原剂相关选择、显色时间、工作曲线等方面因素,能为总磷测定环节的分析方法做出较大准确度保障,使用显色方式突出磷元素化合物存在总量,比色法测定时会取得较明显效果,测定总磷含量后,针对不同条件施加除磷方式,最终实现工业产业废水净化至可排放标准的目标。
参考文献:
[1]韩惠芳,吴学贵,王一晨等.水质总磷测定中水样的贮存方法及稳定性研究[J].工业用水与废水,2020,51(02):85-87.
[2]汤敏慧,徐良,吴冬萍等.工业废水中总磷总氮联合测定的方法验证[J].广东化工,2019,46(11):192-193.
[3]顾奇龙,章金龙,魏辉荣等.工业废水中总磷测定方法的对比研究[J].浙江化工,2018,49(10):47-49+54.
关键词:废水检测;总磷测定;还原显色
引言:废水预处理是一项在排放前重要的净化步骤,为确保城市各层级水体保持绝对安全,工业产业想要排放废水需达到国家及当地的排放物测定标准,比如国家一级排放物标准、二级标准等。磷元素对植物生长有促进作用,农业中所使用到的化肥多数都含有氮、磷、钾等微量元素,但化肥厂生产过程中,会产生较多含磷废水,不经妥善处理便排放到城市水系管路中,将会使得水体富营养化,不利于水生动物生长,将严重破坏水体平衡,因此要对废水中的总磷含磷进行测定,合乎标准后才可排放。
一、废水总磷测定原理分析
水体富营养化在近年来被广泛提及,归根结底是因为经济发展与环境保护之间起了不可调和的冲突导致,而为了实现习总书记强调的两山理论,城市排放废水标准应按照国家规定地面水的排放标准切实执行,确保废水出水时的总磷含量达标,保护城市水体。
为将工业废水总磷含量降低,首先应对总磷含量进行充分测定,当前所用方式是将待测水样进行消解,但此过程中并未考虑到水样PH值的影响因素,所以本文所做实验在原有测定基础上,加入了可调节PH值形式的实验方法及相关变量、对照组,保证实验能够有其安全性、准确性[1]。中性条件下,进行对待测废水水样的显色测定,实验结果将更有说服力,另外实验也考虑到了废水环境的不同参数,从而在不断对比中,确定了本文实验最佳实验测定条件。
通过对实验步骤的大体规划,归纳出两条实验难点方向,其一为废水中的磷元素直接进行测定存在较大不确定性,因此首先应将磷元素形式存在变为含磷化合物存在,并且可溶性较高;其二为PH值的反应条件下,应将数值调节为中性,采用比色法进行相关测定,本文实验采用还原剂为抗坏血酸,比色阶段使用分光光度计妥善处理。
二、 总磷测定实验过程分析
2.1所需仪器及试剂
仪器的选用要经过多层筛选,选择精准度高的仪器,比色阶段选择使用到的仪器为7220型号下的分光光度计。相关试剂的配比应遵循实验实际所需配置,比如总磷的标准溶液,应为其考虑配置特性为含磷盐类、可溶,因此选择总磷标准溶液应在当天配置,且进行浓度充分稀释,减少实验浪费;钼酸铵溶液的配置应选取酒石酸锑钾作为初始原料,与硫酸溶液混合摇匀后,稀释放置于棕色瓶中保存。
2.2实验的具体步骤
实验开始,首先选取待测定废水水样约20mL,与2mL硝酸溶液和1mL的高氯酸溶液进行锥形瓶内混合,使用蒸馏水将锥形瓶内溶液体积调至约25mL;然后在通风橱内带有石棉网的电炉上,将该溶液加热使其充分消解,反应目测终点是水样冒出白烟,当白烟不再生成时,理论中的该溶液体积只剩余约1-2mL,然后进行冷却静置,将该溶液PH值调至中性;最终将溶液定量转移到容量瓶中,依次加入2mL的钼酸铵溶液和 3mL的抗坏血酸溶液,将容量瓶内溶液摇匀,室温环境中静置约10分钟。
实验的检测结果以试剂空白组作为对比,使用1cm制式的比色皿,在710nm波长处,仔细测定其吸光度,实验结果确定最大吸收波长基于溶液中的pH值较高,溶液颜色带有黄色成分,使波长发生外移[2]。
三、总磷测定实验结果研究
3.1吸收曲线的讨论
关于吸收曲线的讨论,在实验结束后,可将各项结果数据进行统一展示,将数据的相关曲线做以图像化的充分解析,可制得图1。收取6ml的总磷标准溶液,放置在锥形瓶内,按照上述实验步骤进行实际操作,可将待测定废水中的总磷含量做以精准化测定,使用比色原理,可知在不同波长下,各处吸收程度不同,由此可以看出图中的不同波长位置,其吸光值有较大差异。从图中波峰可知,在710nm的波长位置时,待测废水溶液中的数值最大,因此将该波长定为测定波长。
3.2水样消解的讨论
关于对废水水样的消解讨论,需要从废水的实验处理方式进行分析,在测定过程中,水样消解的示数显示会有偏大或偏小的趋势,因此在标准测定方法中,不对水样进行PH值的相关调节,会产生一定危害,比如酸度过大,将会引起磷酸盐的化合物被酸分解现象,由此将测定结果数据显示变小,不利于结果统计。本文中的实验选取了酚酞指示剂,用于实验酸碱度调节中的判断因素,当氢氧化钠溶液不断滴入锥形瓶内时,指示剂显示红色,颜色较浅,当加入硫酸溶液后,指示剂红色褪去,由此证明PH值达到了中性,可进行后续实验操作,并为最终得到准确实验数据做以保障。
实验完成水样消解步骤后,进行吸光度的检测可知,总磷含量在中性反应环境下的消解程度较大,对比未经调节PH值的消解程度,则两者差异更加明显。本文实验中用到硝酸和高氯酸溶液对待测水样进行消解步骤,由此也调节了PH值。
3.3还原剂相关选择
采用过硫酸钾法进行消解,这是在显色还原方法中一种相对简单的方式,不过此种方法也有其弊端,消解过程不能完全去将水样中的有机物氧化,因此释放出来的产物不够完整,导致结果数据显示将会偏小。硫酸肼、抗坏血酸均可作为磷钼杂多酸的还原剂,使用硫酸肼时吸光度不太恒定,误差较大[3]。而使用抗坏血酸还原显色时吸光度恒定,结果较精确、稳定而且在配制溶液过程中加入一定量甲酸,能充分延长溶液的保存时期,因此本文实验选用抗坏血酸作为还原剂。
3.4显色时间的讨论
显色过程往往很快便完成,反应速度较快,因此需要进行实验操作的工作人员对其反应进程进行仔细、细心的观察,当吸光程度3min后,趋势逐渐放缓,而在达到30min前后时,反应程度已经趋于稳定,吸光度也达到了最终的恒定阶段。因此在显色时间的选择上,讨论得出时间应在10min左右为宜,此时吸光度达到较大平衡,且节省反应时间,不用等到耗时30min,得出数据较为准确,也尽量避免影响实验步骤其他环节进行。
3.5工作曲线的讨论
工作中的变化曲线应控制在试剂空白组作为参照组,实验需要对照,因此进行工作曲线的分析时,将各个变量及对照组实验结果,进行充分解读,将得出最终精准度较高数据结果。吸光度的测定环节按照上文所述实验步骤进行,在吸光度与待测定样本浓度的二者关系中,能得到工作曲线。按照工作曲线数据可知,在显色剂的使用量增加同时,该曲线的线性范围得到了有效增加。
3.6结果的准确把控
关于实验结果的准确把控,需要对实验的各项分析方法、步骤流程进行仔细讨论,最简单的针对检测结果是否准确的方法便是通过再一次试验,该试验采用的是使用抗坏血酸作为实验还原剂,试验测得结果无明显偏差,由此可知,本文实验分析方法可行,且精准度较高。
结论:综上,对废水总磷含量进行精准化测定,有利于工业生产实现经济效益同时,保持对环境的相对友好。通过把控好测定过程中的吸收曲线、水样消解、还原剂相关选择、显色时间、工作曲线等方面因素,能为总磷测定环节的分析方法做出较大准确度保障,使用显色方式突出磷元素化合物存在总量,比色法测定时会取得较明显效果,测定总磷含量后,针对不同条件施加除磷方式,最终实现工业产业废水净化至可排放标准的目标。
参考文献:
[1]韩惠芳,吴学贵,王一晨等.水质总磷测定中水样的贮存方法及稳定性研究[J].工业用水与废水,2020,51(02):85-87.
[2]汤敏慧,徐良,吴冬萍等.工业废水中总磷总氮联合测定的方法验证[J].广东化工,2019,46(11):192-193.
[3]顾奇龙,章金龙,魏辉荣等.工业废水中总磷测定方法的对比研究[J].浙江化工,2018,49(10):47-49+54.