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采用光学方法测定水中悬浮物的探讨

论文类型 技术与工程 发表日期 1998-01-01
来源 天津市自来水公司科学技术情报站《科技情报》第98-1期
作者 杨福才,编译
关键词 水质计划 水质管理 水质试验方法
摘要   摘要:本文指出测定浊度的必要性,阐述三种测定装置的应用概况,并提出采用多方向散射光式装置的优势。   关键词:水质计划 水质管理 水质试验方法   当前,测定水中悬浮物质的有效仪表有浊度仪和微颗粒计数器(Optecle particle counter-OPC)。由于为满足去除隐孢子虫属对策和最近订立 ...

  摘要:本文指出测定浊度的必要性,阐述三种测定装置的应用概况,并提出采用多方向散射光式装置的优势。
  关键词:水质计划 水质管理 水质试验方法

  当前,测定水中悬浮物质的有效仪表有浊度仪和微颗粒计数器(Optecle particle counter-OPC)。由于为满足去除隐孢子虫属对策和最近订立的更加严格的水质规则的要求,需要对测定水中悬浮物质的装置的重要性进行再度评价。
  浊度是根据水中颗粒光学性质测定的,但不能测定水中的颗粒。OPC能测定悬浮的各各颗粒的粒径和数目,以及悬浮物质大小颗粒的分布状态。OPC对颗粒穿透敏感性程度高,它能比浊度仪更快的检查出浊度。
  OPC和浊度仪测定结果之间有着相关关系的报导,但相对的,也有着这两者没有相关关系的报导。这两种不同的论调出于下列理由。
  (1)对悬浮物质和水中微生物的光学性质的考虑,得到的信息不足;
  (2)OPC测定微小颗粒下限只能到0.5-1.0μm;
  (3)装置的光学系统设计不一致;
  (4)调整标准液方法不同。

USEPA和ISO浊度计规格表

     USEPA

        ISO

光源

Tungsten灯
2200-3000K

λ(光源波长)=860nm
△λ=±60nm

水样透过长度

<10cm

平行光线最大分散一收敛角=2.5°

检出角度

90±30°

90±2.5°
Ωθ=10-20°

检出波长(λ)

400-600nm

无规定

敏感度

1.0ntu或以下0.02ntu(对水)

1.0fnu或以下
0.01fnu(对水)

标定

福尔马肼或聚合剂悬浮液标准

福尔马肼

  注:ISO=国际标准组织,USEPA=美国环保局
    Ωθ=开敞角 fnu=福尔马肼(Formazin)散射单位

  1、浊度仪
  EPA和ISO规定的浊度仪规格如表所列。在此规格表内提出两种仪表光学应答性的变化。在调查了给予光源波长和检出角度对散乱光强度的影响,以及用规定的EPA规格所制造的不同装置对散乱光强度的变动后,规定了EPA规格的检测器强度角度为90°,光波波长在400nm-600nm范围内变化,应答值变动40%。ISO光源波长在860nm±60nm范围内,应答值变动仅为15%。ISO检测器和EPA的规格在90±30°范围内的相比,ISO规格在90±2.5°,其变动少。为保证仪器的严密性,EPA规格有改正的必要。
  有这样情况,用OPC不能检出的直径为0.02-0.5μm的颗粒,浊度仪能够检出。因此亚微细粒(Submicron)在比例上多的时候,要用浊度仪测定。

  2、微颗粒计数仪(OPC)
  市场上出售的OPC有遮光式和散射光式两种。遮光式的由于颗粒屈折率关系,散射光强度变化少,检出界限为1.0μm。散射光式的检测角度5-33°,检出界限为0.5μm。用聚苯乙烯校正的散射光OPC,屈折率比聚苯乙烯小,测定的0.5-4μm微颗粒比实物小。
  用显微镜测定的贾第虫属和隐孢子虫属的粒径各为7-12μm及4-7μm,用遮光式的测定为7.8μm及小于4μm,用散射光式的测定隐孢子虫属则为2μm。
  两类微生物用OPC测定和用显微镜测定不相同,原因是颗粒形状、光学性质、装置检出角度不同的原故。为要测定微颗粒正确粒径,最重要的应知道他们的光学性质,为了比较不同装置之间的差异和比较地区性和季节性浊度的变化,必须以悬浮物质的屈折率参数为基础进行。

  3、MALS(多方向散射光式)测定法
  MALS为根据微颗粒的光散射及根据检测器角度而致的发射光强度分析,进行多方向测定悬浮物质不同颗粒粒径、形状、光学性质的方法。为要按照光学性质状况,掌握内非球形颗粒的性质,比之以一个角度测定散射光的浊度仪和OPC来,采用MALS的优势大。
  据所知,市上尚没有厂家出售这种测定水中不同微颗粒的MALS装置,试制的实验装置对于杆菌、粪链球菌、肠道球菌、大肠杆菌、阴沟肠杆菌等,已经获得它们的散射光分布情况。根据这些散射光的分布,能将微生物种类指定出来。
  如果激光部件价格能以降低,在实际运行当中采用MALS是可能的。

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