總磷總氮消解方法的改進(jìn)分析

鄭秋妹

摘要：水質(zhì)中磷、氮的含量反映了水體富營(yíng)養(yǎng)化，磷、氮的監(jiān)測(cè)量成為監(jiān)測(cè)環(huán)境質(zhì)量的重要指標(biāo)，因此測(cè)定水質(zhì)中總磷總氮的含量成為了非常重要的問(wèn)題。本文分析了幾種傳統(tǒng)的氧化消解法，同時(shí)就本次研究中重點(diǎn)研究的一項(xiàng)新型水質(zhì)中總磷總氮監(jiān)測(cè)裝置的改進(jìn)進(jìn)行了分析，以期為相關(guān)工作提供借鑒。

關(guān)鍵詞：總磷總氮消解方法;改進(jìn);分析

中圖分類號(hào)：X830 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-672X（2019）09-0-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2019.09.071

Improved analysis of total phosphorus total nitrogen digestion method

Zheng Qiumei

（Yongchun County Environmental Monitoring Station，Quanzhou Fujian 362600，China）

Abstract：The content of phosphorus and nitrogen in water quality reflects the eutrophication of water.The monitoring of phosphorus and nitrogen has become an important indicator for monitoring environmental quality.Therefore，the determination of total phosphorus total nitrogen in water has become a very important issue.Several traditional oxidative digestion methods were also used to analyze the improvement of the total phosphorus total nitrogen monitoring device in a new type of water quality researched in this study，in order to provide reference for related work.

Key words：Total phosphorus total nitrogen digestion;Improvement;Analysis

現(xiàn)階段我國(guó)正面臨著水質(zhì)污染問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重的境遇，且部分江水、湖泊中的總磷、總氮含量超過(guò)了零點(diǎn)一毫克每升，這會(huì)導(dǎo)致水中的許多植物以及浮游生物的過(guò)度生長(zhǎng)，進(jìn)一步加深水質(zhì)污染，也就是我們常說(shuō)的富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象。并且，由于人口密度的增加，人們的過(guò)度濫用資源也加重了環(huán)境污染，這與我國(guó)的可持續(xù)發(fā)展經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略背道而馳，成為了阻礙我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要問(wèn)題。造成這一現(xiàn)象的主要原因是一些化工廠將化工廢水直接排向了水中，讓水質(zhì)中的磷、氮的含量在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到很高的濃度，使得一些藻類植物過(guò)度繁殖，破壞了湖泊以及河流中的生態(tài)平衡，使得很多水生生物不斷消亡。因此，適時(shí)地控制水中的磷、氮含量顯得格外重要，作為預(yù)防水污染的重要途徑，總磷總氮氧化消解法正受到環(huán)保部門的高度重視。要避免造成湖泊富營(yíng)養(yǎng)化的環(huán)境污染，應(yīng)當(dāng)及時(shí)對(duì)水質(zhì)中的磷、氮含量進(jìn)行測(cè)量，并時(shí)刻改善環(huán)境保護(hù)措施。

1 幾種常見(jiàn)的氧化消解方法

一般的消解水中氮、磷化合物的方法是利用過(guò)硫酸鉀的氧化性，且在堿性溶液和高溫的反應(yīng)條件下，將氮、氧化合物氧化為硝酸根和磷酸根負(fù)離子，但是這種傳統(tǒng)方法具有很大的缺點(diǎn)，即會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的污染。因此，以下將介紹幾種目前常用的效果較好且更加綠色環(huán)保的氧化消解方法：

1.1 Fenton氧化法

將亞鐵離子和過(guò)氧化氫進(jìn)行反應(yīng)，會(huì)產(chǎn)生一定量的羥基自由基，而羥基自由基具有將水中的化合物氧化為水、二氧化碳和無(wú)機(jī)鹽的作用，這種氧化方法在酸性條件下（pH為2～5左右）效果更好。

1.2 超聲波法

超聲波穿過(guò)液體介質(zhì)時(shí)會(huì)產(chǎn)生一種特殊的效應(yīng)，即空化效應(yīng)，這種效應(yīng)不僅可以和處于激發(fā)態(tài)的水分子生成羥基自由基，還可以使溶液中的某些化合物之間的化學(xué)鍵斷裂，達(dá)到氧化消解的目的。

1.3 臭氧氧化法

臭氧作為一種常見(jiàn)的氧化劑，被廣泛運(yùn)用到化工生產(chǎn)的過(guò)程中，具體領(lǐng)域涉及到消毒氧化等等。臭氧的化學(xué)性質(zhì)非?；顫姡湟彩茄鯕獾耐禺愋误w，具有很強(qiáng)的氧化性。

在利用臭氧氧化消解時(shí)，一般有兩種方法：其一是直接氧化法。因?yàn)槌粞醴肿拥奶厥饨Y(jié)構(gòu)，具有很強(qiáng)的親核性和親電性，當(dāng)臭氧遇到有機(jī)物時(shí)，通常需要考慮苯環(huán)上的取代基的電子效應(yīng)。一般來(lái)說(shuō)，臭氧傾向于和苯環(huán)上電子密度較大的部分發(fā)生親電反應(yīng)，這也導(dǎo)致了臭氧在氧化過(guò)程中具有一定的反應(yīng)選擇性，可以有選擇性地氧化某些基團(tuán)。其二是臭氧經(jīng)過(guò)自身分解，形成一些自由基，促進(jìn)氧化反應(yīng)。這種臭氧氧化法被稱為間接氧化法，其中關(guān)鍵因素是溶液的酸堿度，可以在很大程度上影響臭氧在氧化消解反應(yīng)中真實(shí)的氧化能力。

2 改進(jìn)的氧化消解方法分析

本次研究工作具體從氧化消解的具體原理和裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)兩個(gè)方面開(kāi)展，可以設(shè)計(jì)一臺(tái)高質(zhì)量、高效率測(cè)量水質(zhì)磷、氮含量的裝置。其中具體體現(xiàn)如下：

（1）基于很多改進(jìn)的氧化消解方法，設(shè)計(jì)一套將臭氧和紫外線結(jié)合的新式氧化消解裝置，這種裝置最大的特點(diǎn)便是綠色環(huán)保、轉(zhuǎn)換率高，可以極大地滿足及時(shí)測(cè)量水質(zhì)磷、氮含量的需要;（2）經(jīng)過(guò)多次的實(shí)驗(yàn)和證明，通過(guò)監(jiān)測(cè)和實(shí)驗(yàn)裝置的分析，總結(jié)出了以下結(jié)論：在利用離子色譜儀測(cè)量磷、氮含量時(shí)，這種測(cè)量條件可以改善傳統(tǒng)的測(cè)量裝置達(dá)不到的測(cè)量效果，由此來(lái)驗(yàn)證裝置的測(cè)量功能;（3）通過(guò)監(jiān)測(cè)磷、氮含量的流程，可以設(shè)計(jì)出一臺(tái)可以達(dá)到連續(xù)測(cè)量效果的新型裝置，采取人工智能原理，不會(huì)增加對(duì)環(huán)境污染的因素，更加環(huán)保，操作簡(jiǎn)便省事。