一、重量法(过滤称质量法)
1.原理:
通过将一定体积的水样通过孔径为0.45μm的滤膜,截留在滤膜上的固体物质在103~105℃下烘干至恒重后,称量其重量,以此计算水中悬浮物的浓度。
2.步骤:
采样:使用聚乙烯瓶或硬质玻璃瓶采集具有代表性的水样500~1000ml,采样前需清洗瓶子并去除可能存在的杂质。
样品储存:采集的水样应尽快分析测定,如需放置,应贮存在4℃冷藏箱中,但最长不得超过七天,不能加入任何保护剂。
滤膜准备:使用无齿扁嘴镊子夹取滤膜,放在事先恒重的称量瓶里,烘干、冷却、称量,直至两次称量误差符合要求。
测定:量取充分混合均匀的试样,抽吸过滤,再以蒸馏水洗涤滤膜,继续吸滤以除去痕量水分。然后烘干、冷却、称量,直至重量差符合要求。
计算:根据公式计算出悬浮物的浓度。
3.特点:
优点:测量精准度相对较高,是国标法。
缺点:耗时费力、工作量大,且受限于采样器的有限存储空间,检测效率较低,一般用于实验室单点检测,不适于水质现场的在线监测。
二、光学传感器法
1.原理:
通过测量悬浮物受到可见光或近红外光源照射后的散射或透射的光线信号强弱来计算水中悬浮物的浓度。
2.分类:
主要分为90°散射测量、45°反向散射测量和180°透射测量三大类。其中,90°散射测量是最稳定且最不受悬浮物颗粒尺寸影响的测量方法。
3.特点:
优点:操作简单,可以适用于水质现场的快速测定以及长期在线监测。
缺点:光学信号会受生物淤积的影响,需要定时清洗传感器的光学信号端。
三、激光衍射法
1.原理:
基于光散射物理学,通过测量激光束穿过被测颗粒样品时散射光角度的不同对颗粒分布进行测定,从而计算水中悬浮物的浓度。
2.特点:
优点:不仅可以测量水中悬浮物的浓度,也可以测量水中悬浮物在某一时段的总量。
缺点:传感器尺寸较大,容易导致水流阻塞。
四、其他方法
除了上述三种主要方法外,还有卫星遥感法、声学测量法、数字图像分析法和电容传感器法等。
1.卫星遥感法:
将测量水体反射的光谱仪安装在飞机或卫星上,使用卫星遥感技术监测水中悬浮物的浓度。
优点:能解决水体监测野外观测不变、数据获取困难等问题,能检测大片水面。
缺点:分辨率低,不适用于水体泥沙浓度较高的水质环境,且测量深度仅限于水体顶端的几米范围。
2.声学测量法:
基于声学技术,将传感器产生的高频声音信号导入测量水体中,声音信号反射回来的部分传回传感器,其信号强度可用来确定水中悬浮物的浓度。
3.数字图像分析法:
基于计算机和图像处理技术,将摄像机进行隔水密封并安装在水下特制的箱体内,箱体内配有玻璃视窗,以供摄像机记录含有悬浮物的水流的实时状态,由计算机控制的测量分析系统对水中的悬浮物浓度和尺寸分布进行分析。
缺点:设备尺寸大,容易引起水流扰乱;玻璃视窗上的污垢也会影响测量精度。
4.电容传感器法:
通过测量水体的介电常数来确定悬浮物和水分别在水体中的组分,来计算水中悬浮物的浓度。
优点:悬浮物的浓度与电容传感器的输出信号在很大范围内均呈线性相关。
缺点:易受温度变化的影响。
综上所述,污水中悬浮物(SS)的检测方法多种多样,各有优缺点。在实际应用中,应根据具体需求和条件选择合适的方法进行检测。