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水质总磷是指水中各种形态磷的总量,即水样经消解后将各种形态的磷转变成正磷酸盐测定的结果。在天然水和废水中,磷几乎是以各种磷酸盐形式存在,它们分为正磷酸盐、缩合磷酸盐(焦磷酸盐、偏磷酸盐和多磷酸盐)和有机结合的磷(如磷脂等),它们存在于溶液中、腐殖质粒子中或水生生物中。笔者利用臭氧、紫外、超声雾化、高压静放电等多技术协同作用,对含磷水样进行连续消解,将水中含磷物质中的P氧化为PO3-4,进而测定出水中总磷含量。目前,检测水质总磷的常用方法有离子色谱法、钼酸铵分光光度法、磷钼杂多酸分光光度法、流动注射光度法,对水样的预处理均采用过硫酸钾高压氧化消解,该法繁琐、费时费力、稳定性较差。近年来,有关高级氧化工艺(AdvancedOxidationProcesses,简称AOPs)及其多种组合处理硝基酚、2,4,6-三氯酚、喹啉、硝基苯、邻二氯苯等污染物的研究与应用较多,但应用在水质分析的预处理中还未有详细报道,笔者提出一种能够在线氧化消解水样、不需添加化学反应试剂的组合高级氧化方法。通过这种方法氧化消解后的水样,能将有机磷、无机磷都转化成正磷酸盐,方便总磷的检测。
1试验原理与分析方法
笔者基于几种常用的高级氧化方法,设计了一种特定的高级氧化组合并应用于水质分析预处理,将消解完的水样再通过常规的钼蓝分光光度法显色测定,从而得到水质总磷含量。
1.1臭氧氧化法
臭氧氧化反应存在两种方式:臭氧直接氧化和生成·OH间接氧化。通常来说酸性条件下(pH值≤4)以臭氧的直接反应为主;碱性条件下(pH值>10)以·OH的间接反应为主;当检测地表水(pH值≈7)时,这两种途径都很重要。为提高臭氧的利用率及臭氧的氧化能力,以产生具有更强氧化能力的·OH等自由基为主要目标的臭氧高级氧化技术得到普遍重视和广泛应用。本试验采用DT-PEM800型电解式臭氧发生器,其基本参数见表1。
1.2超声波雾化技术
超声波用于污水处理主要在于超声空化作用产生的局部高温、高压。空化泡加热崩溃时产生的高温高压可把热点周围的物质分子裂解成自由基,同时也可使热点附近的水分子裂解成·OH和·H自由基,自由基最大的特点就是它含有未配对电子,化学活性极强,这些自由基有利于化学反应的进行,可对水中含磷化合物直接进行热解作用。另外,在高温高压环境下产生氧化电位很高的羟基自由基(·OH),可氧化许多含磷化合物,达到氧化消解的作用。试验采用B01A36-002型超声波微型雾化器,将雾化器头装入设计好的反应器。该雾化器为便携式,具有体积小、即插即用、设有自保功能、可靠性高、可全天候工作、雾化量大等特点。
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