引言

水中懸浮物是地表水常規(guī)檢測(cè)項(xiàng)目之一。懸浮物大量的增加會(huì)降低水體的透明度，影響水生生物的呼吸和代謝[1]。目前多采用重量法進(jìn)行測(cè)定，即將水樣通過孔徑為0.45μm的濾膜，懸浮物截留在濾膜上并在103～105℃條件下烘干至恒重，稱其質(zhì)量[2]。該法原理簡(jiǎn)單，操作不復(fù)雜，但分析過程中影響因素較多，相關(guān)操作人員普遍反映較難恒重，須反復(fù)多次操作才能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)中的要求，過程繁瑣、測(cè)定周期長(zhǎng)，且缺乏有效的質(zhì)量控制措施，容易忽視可能存在的一些測(cè)定誤差。因此，本文就水中懸浮物測(cè)定過程中的一些影響因素進(jìn)行了探討，發(fā)現(xiàn)通過嚴(yán)格控制各項(xiàng)操作條件，可以有效提高恒重效率，減少測(cè)定時(shí)間。并在現(xiàn)行測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上提出了新的質(zhì)量控制手段。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器設(shè)備與材料

(1)電子分析天平 Sartorius BSA 124S

(2)全玻璃微孔濾膜過濾器

(3)吸濾瓶 真空泵

(4)電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱

(5)稱量瓶 60×30mm

(6)混合纖維素微孔濾膜(水系)孔徑0.45μm 直徑50mm

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

實(shí)驗(yàn)方法同GB11901-89。

2 結(jié)果與討論

2.1 濾膜的前處理

有文獻(xiàn)[3]，[4]討論可將濾膜烘干前用蒸餾水浸洗幾分鐘，可以減少恒重次數(shù)和測(cè)定誤差。實(shí)驗(yàn)證明，采用標(biāo)準(zhǔn)方法在103～105℃條件下直接加熱烘干，也可以將此測(cè)定條件下的可揮發(fā)性物質(zhì)去除，只需再加熱恒重一次即可達(dá)到同樣的效果，減少了操作步驟和操作時(shí)間。

2.1.1 濾膜烘干時(shí)間的研究

將濾膜上附著的粉塵及切割碎屑抖落，依次放入稱量瓶中，敞開蓋置于烘箱烘干。以第一次加熱1小時(shí)、1.5小時(shí)、2小時(shí)、3小時(shí)為研究對(duì)象分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，加熱后蓋上稱量瓶蓋依次放于干燥器內(nèi)冷卻30分鐘，稱量。第二次以相同方法再加熱30分后冷卻，測(cè)定兩次稱重差值是否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)中≤0.2mg這樣的恒重要求，測(cè)定數(shù)據(jù)見表1。需要說明的是由于測(cè)定中多種因素的影響很難達(dá)到每批濾膜中所有濾膜都能恒重，所以用恒重率(已恒重的濾膜數(shù)占該批濾膜總數(shù)的百分比)來衡量恒重效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，第一次烘干2小時(shí)或3個(gè)小時(shí)恒重率可達(dá)到最高，一般為70%～90%，恒重效果相當(dāng)。因此采用第一次加熱2小時(shí)，第二次加熱30分鐘濾膜可以達(dá)到恒重要求。當(dāng)然不同廠家的濾膜加熱時(shí)間可能有所不同。

可見質(zhì)量變化很小，均在稱量誤差范圍內(nèi)，可以認(rèn)為已恒重的濾膜幾乎不會(huì)因過濾時(shí)水的沖刷而產(chǎn)生質(zhì)量損失。如果在樣品測(cè)定過程中出現(xiàn)明顯的負(fù)值現(xiàn)象，可能有三種情況，一是濾膜的前處理未達(dá)到真正的恒重，由于測(cè)試條件變化或未嚴(yán)格進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作等原因造成兩次加熱后稱重質(zhì)量差值符合標(biāo)準(zhǔn)中≤0.2mg的要求，但如果再次加熱仍可能會(huì)出現(xiàn)質(zhì)量下降的現(xiàn)象;二是濾膜本身的材質(zhì)問題，不同廠家生產(chǎn)的濾膜的恒重效果存在明顯不同[4]，[6]，應(yīng)考慮更換濾膜;三是由于樣品酸堿性過強(qiáng)等原因，對(duì)濾膜產(chǎn)生了腐蝕。

2.1.3 濾膜恒重的時(shí)效

已烘干的濾膜在冷卻和稱量時(shí)會(huì)吸收一定量的空氣中的水分，因此其質(zhì)量的大小與溫度、濕度以及冷卻和稱量時(shí)暴露在空氣中的時(shí)間等因素有關(guān)。已恒重的濾膜放置到第二天，因?yàn)槭覝氐葪l件的變化，其質(zhì)量可能會(huì)發(fā)生變化，所以，從節(jié)約能源和減少測(cè)定誤差的角度建議一次性多烘些濾膜，保存在干燥器中，等進(jìn)行樣品測(cè)定時(shí)再恒重稱量。

2.2 冷卻時(shí)間的研究

在充分加熱烘干的前提下，冷卻時(shí)間對(duì)測(cè)定結(jié)果有直接的影響。實(shí)驗(yàn)測(cè)定了不同冷卻時(shí)間條件下濾膜的質(zhì)量變化，結(jié)果見表3：表3冷卻時(shí)間對(duì)濾膜稱量質(zhì)量的影響(單位：g)

由表3可知，隨著冷卻時(shí)間延長(zhǎng)，濾膜稱量質(zhì)量逐漸增加。這表明即使是在干燥器中濾膜及稱量瓶還是會(huì)吸附一定的水分，并且隨冷卻時(shí)間延長(zhǎng)吸水量增加，因此應(yīng)保證同一批樣品每次的冷卻時(shí)間一致，這樣才能保證數(shù)據(jù)的平行性、準(zhǔn)確性和可比性。在室溫條件下，干燥器中放滿一層稱量瓶，30分鐘基本可以冷卻，冷卻時(shí)間誤差最好不要超過±2分鐘，這樣易于達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)中要求的兩次稱量質(zhì)量差≤0.2mg。也可以根據(jù)室溫的高低、樣品數(shù)目的多少，適當(dāng)?shù)难娱L(zhǎng)或縮短冷卻時(shí)間。實(shí)驗(yàn)證明，只要冷卻時(shí)間一致，都可以得到恒重結(jié)果。

2.3 稱量操作對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響

標(biāo)準(zhǔn)GB11901-89中要求，濾膜兩次加熱的質(zhì)量差要≤0.2mg，經(jīng)過過濾后帶有濾渣的濾膜兩次加熱的質(zhì)量差要≤0.4mg，這對(duì)操作者的稱量技術(shù)也提出了較高的要求。由于分析天平本身的稱量誤差，以及剛從干燥器中取出的盛有濾膜的稱量瓶仍會(huì)繼續(xù)吸潮，質(zhì)量處在動(dòng)態(tài)變化中。因此正確、熟練的稱量技術(shù)也是能否得到恒重結(jié)果的重要因素。

需要注意的是，稱量前要將天平側(cè)門全部打開，與室內(nèi)環(huán)境充分平衡[3]，保證天平良好的工作狀態(tài)。確保樣品已基本冷卻，以免引起稱量時(shí)與天平溫度相差太大，造成讀數(shù)較大的波動(dòng)。樣品從干燥器中依次取出后，立即開始稱量。稱量動(dòng)作要輕、穩(wěn)、勻速，每次烘干冷卻后樣品的稱量次序應(yīng)前后一致，總的稱量時(shí)間每次相差不要太多。

2.4 其它影響因素

獲取有代表性的樣品是得到準(zhǔn)確測(cè)定結(jié)果的重要前提，包括規(guī)范的采樣，測(cè)定前將樣品充分搖勻，適當(dāng)?shù)娜恿康取３渥氵m當(dāng)?shù)募訜釙r(shí)間，可以將在實(shí)驗(yàn)測(cè)定條件下可揮發(fā)性物質(zhì)全部除去，這是減少恒重次數(shù)的先決條件。關(guān)于加熱時(shí)間，文獻(xiàn)[6]，[7]，[8]進(jìn)行了相關(guān)的探討。一些操作細(xì)節(jié)也會(huì)影響測(cè)定結(jié)果，如應(yīng)保持干燥器良好的密封性，干燥器內(nèi)放置足量有效的干燥劑。保證每次加熱恒重的各項(xiàng)操作都應(yīng)具有平行性，如稱量瓶放在烘箱中的位置[9]、從烘箱中取出稱量瓶時(shí)蓋蓋兒的順序等每次都要一致。加熱時(shí)稱量瓶瓶蓋全部打開，冷卻稱量時(shí)瓶蓋要蓋嚴(yán)，實(shí)驗(yàn)表明此法比開蓋更易恒重[10]。環(huán)境溫濕度的變化對(duì)稱量結(jié)果也有明顯的影響，盡可能在一天內(nèi)完成樣品的測(cè)定等。

2.5 有關(guān)質(zhì)量控制措施的探討

根據(jù)重量法的測(cè)定原理，水中懸浮物的測(cè)定只要采樣、取樣、測(cè)定各個(gè)環(huán)節(jié)嚴(yán)格操作，測(cè)得的數(shù)據(jù)就應(yīng)該具有準(zhǔn)確性、精密性和可比性，因此標(biāo)準(zhǔn)中也沒有提及相應(yīng)的質(zhì)控措施。但由于一些不確定因素的存在，在實(shí)際工作中常遇到已恒重的濾膜在過濾前后易發(fā)生整體質(zhì)量偏移的現(xiàn)象，以某日樣品測(cè)定數(shù)據(jù)為例(見表4)(注：測(cè)定過程為一天完成，第一次稱重時(shí)室內(nèi)室溫為20℃，濕度

為58%，最后一次稱重時(shí)室溫為22℃，濕度為56%)。實(shí)驗(yàn)中6號(hào)樣品為空白濾膜，未用純水過濾�？梢钥闯鰹V膜的質(zhì)量在樣品過濾前后發(fā)生了變化，可以推知各樣品的稱量結(jié)果應(yīng)普遍偏高約0.0004g，該誤差對(duì)于清潔度較高的水影響還是比較大的。這種質(zhì)量偏移的現(xiàn)象在隔日測(cè)定過程中表現(xiàn)的更為明顯，如前一天烘好濾膜，第二天直接進(jìn)行過濾，誤差更大。因此可以在一批樣品的測(cè)定序列第一個(gè)和最后一個(gè)位置各增加一個(gè)空白濾膜作為參照物參與全程測(cè)定，空白濾膜的質(zhì)量變化應(yīng)小于標(biāo)準(zhǔn)中的恒重誤差范圍，這樣可以有效的監(jiān)控樣品過濾前后濾膜的稱量質(zhì)量是否發(fā)生變化，也可以監(jiān)控樣品的質(zhì)量是否因每次稱量時(shí)間的較大變動(dòng)產(chǎn)生大的誤差，必要時(shí)也可對(duì)樣品測(cè)定值進(jìn)行校正。表4 某日樣品測(cè)定數(shù)據(jù)(單位：g)

3 總結(jié)

(1)新濾膜在烘箱中直接加熱兩小時(shí)，取出冷卻稱量，再加熱半小時(shí)，即可達(dá)到較高的恒重率，如樣品測(cè)定出現(xiàn)明顯的負(fù)值現(xiàn)象，可能是濾膜前處理時(shí)未真正恒重，或?yàn)V膜質(zhì)量不符合要求，或樣品對(duì)濾膜有強(qiáng)腐蝕性。經(jīng)過烘干處理的濾膜最好現(xiàn)用現(xiàn)恒重。

(2)保證同一批樣品測(cè)定每次冷卻時(shí)間都一致，根據(jù)室溫的高低和樣品數(shù)目的多少可以適當(dāng)調(diào)整冷卻時(shí)間。

(3)規(guī)范、熟練的稱量技術(shù)是減少稱量誤差，提高恒重效率的重要影響因素。

(4)保證充足適當(dāng)?shù)暮娓蓵r(shí)間是減少恒重次數(shù)的先決性條件。注重操作中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)，保證每次操作的前后一致性。測(cè)定過程盡量在一天內(nèi)完成。

(5)采用在樣品測(cè)定序列的前后各加一個(gè)全程空白濾膜作為參照物的方法，可有效監(jiān)控樣品過濾前后濾膜質(zhì)量的變化，以及因每次稱量時(shí)間不一致而產(chǎn)生的較大誤差，必要時(shí)可以此對(duì)照數(shù)值為參照對(duì)樣品測(cè)定值進(jìn)行校正。參考文獻(xiàn)

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收稿日期：2013-5-22

作者簡(jiǎn)介：唐曉梅(1979-)，女，達(dá)斡爾族，內(nèi)蒙古，上海市徐匯區(qū)環(huán)境監(jiān)測(cè)站，助理工程師，碩士，研究方向：環(huán)境監(jiān)測(cè).

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