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水中懸浮物,通常也可以用SS(Suspended Solid)表示,是指不能通過特定孔徑過濾器的固體物質,包括無機顆粒,如砂、粘土微粒;或者有機顆粒,如動植物有機體殘骸、微生物及其碎屑。其來源也很廣泛,按來源又可分為外生和內生兩類。外生懸浮物主要通過水流運動引起的再懸浮、湖岸、海岸侵蝕和水氣界面的物質交換等途徑進入水體;內生懸浮物則是水體生態系統中物質和能量交換的產物,主要指浮游生物及其附屬的碎屑物。
從上述分類和來源可知,懸浮物不僅使水體渾濁,降低透明度,還可能攜帶并吸附多種有害物質,成為一種污染物濃度高的復合污染物。這使得懸浮物檢測在環境科學、水處理工程和工業生產中都具有重要意義。所以懸浮物是水質評價的重要指標之一,直接關系到水體的透明度、渾濁度、水色等光學性質,也影響水生生態條件和河口海岸帶沖淤變化過程。所以進行懸浮物檢測是很多行業的一項重要測試,其檢測目的具體包括以下幾方面:
1.評估水質純度和污染程度
通過測定水中懸浮物含量,可以定量評估水體的渾濁度和污染負荷,為環境管理和污染控制提供科學依據,也是衡量污水處理效果和自然水體健康狀況的重要指標。
2.確保水質安全
對于飲用水和工業用水,懸浮物檢測是確保水質安全的基礎。懸浮物可能攜帶病原微生物、重金屬等有害物質,威脅人類健康。例如,在飲用水安全評估中,通過過濾可以富集和檢測水體中的大腸桿菌、隱孢子蟲等病原微生物。
3.滿足工藝要求
在許多工業生產過程中,對用水水質有特定要求。如鍋爐用水中若含有懸浮物,易結生水垢,導致金屬腐蝕和過熱,還可能引起泡沫及汽水共騰等問題。
4.為后續處理提供預處理
在實驗室分析和水處理工藝中,懸浮物過濾常作為前處理步驟。例如,在總磷、重金屬等水質參數分析前,需要通過過濾去除懸浮物,避免干擾測定結果。
5.支持科研與監測
懸浮物樣本采集與分析是水環境科學研究的基礎工作。獲取足量的懸浮物樣本后,可以進一步分析其中的污染物含量、種類和形態,如研究懸浮物中磷的不同形態分布。
在進行檢測前需要進行樣品前處理,而水中懸浮物檢測過濾裝置是前處理步驟,甚至整個檢測流程的核心樞紐和數據準確性的重要防線。過濾裝置的核心任務是依據粒徑,通過濾膜實現固液兩相的嚴格分離,通常為0.45微米濾膜,也有一些領域的標準是需要使用1微米的玻璃纖維濾膜。這一定量分離是重量法測定懸浮物質量濃度的前提。它確保了被后續烘干和稱重的物質,確實是不溶于水的、粒徑大于規定標準的懸浮固體,而非可溶性鹽類或膠體。
實驗室常用的懸浮物過濾裝置,比如R300SS型,主要包括以下組成部分:

○真空抽濾泵:采用無油真空泵驅動,通過抽走過濾瓶的空氣,使其內部產生負壓,和外界形成壓差,加速濾液通過濾膜。此外,真空度可在0.01-0.09MPa范圍內調節,改變吸力和濾速。
○抽濾漏斗:其主要作用是盛放待過濾液體和裝載濾膜。過濾漏斗又可以分為濾杯和基座部分,采用螺紋旋卡式設計,類似于一般飲料瓶蓋的原理,換膜時只需單手就可以將濾杯輕輕旋開拿起,較為方便。同時與傳統采用夾具連接濾杯和濾杯基座的過濾瓶相比,螺紋旋卡式密封性好,不會有液體從濾杯和基座連接處滲漏出的現象發生。
○真空集液瓶:用于收集通過濾膜的非也。R300SS的集液瓶帶有底部排水口,可以極為方便的排除廢液,免除了廢液瓶滿后需要再拔出漏斗倒廢液的麻煩。
○硅膠固定座:用于卡牢固定集液瓶,并且可以牢固的吸附在光滑的桌面上,避免過濾瓶組的晃動和傾倒。
○0.45微米過濾膜:濾液通過濾膜時,懸浮物會被截流在濾膜表面,以備后續檢測。
使用過濾裝置從水樣中過濾截流出懸浮物后,就可以進行后續檢測了,常用、最準確的懸浮物測定方法。通過過濾一定體積的水樣,將截留在濾膜上的固體物質在103-105℃烘干至恒重,稱量計算懸浮物濃度。具體的操作步驟可以參考如下方法:
步驟1:樣品準備,將水樣搖勻,根據懸浮物含量取適量樣品(通常500-1000mL)。若水樣中含有油脂類物質,可能需要用氯仿洗滌以去除油脂。
步驟2:裝置準備,根據檢測要求選擇合適的濾膜,常規水質分析常用0.45μm混合纖維素酯濾膜。將濾膜平鋪于濾膜支撐片上,旋緊固定環確保密封。檢查儲液桶是否為空,連接真空管路與電源。
步驟3:打開真空抽濾泵的電源開關,啟動裝置,也通過真空調節閥將真空度調至適當值。
步驟4:開始過濾,將水樣緩慢注入濾杯,避免產生氣泡。觀察過濾過程,根據濾液流速適時旋轉調節閥,防止濾膜因壓力驟變破損。記錄抽濾開始至濾液收集結束的時間。
步驟5:后續處理,抽濾結束后,先使用調節閥泄壓,再關閉真空泵,最后拆卸濾膜和過濾瓶。收集濾渣用于懸浮物含量測定。用超純水情緒濾杯與管路,晾干備用。濾液轉移至適當容器中保存,用于后續分析。
步驟6:懸浮物測定,將帶有濾渣的濾膜放入已恒重的容器中,在103-105℃烘箱中烘干至恒重,稱量計算懸浮物含量。