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水質分析

時間:2023-06-02 10:00:07

開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇水質分析,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。

第1篇

關鍵詞:總氮;過硫酸鉀消解;紫外風光光度計;探討

總氮是指水體中所有含氮化合物中的氮含量,即亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮、無機鹽氮、溶解態氮及大部分有機含氮化合物中的氮的總和。它是反映水體富營養化程度的重要指標之一。

一、實驗部分

1、方法原理

總氮的測定方法為GB11894-1989《堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法》,其原理是過硫酸鉀在60 ℃以上的水溶液中,能分解產生硫酸氫鉀和原子態氧,硫酸氫鉀在溶液中離解而產生氫離子,加入氫氧化鈉用以中和氫離子,使過硫酸鉀分解完全,同時分解出的原子態氧在120~124 ℃條件下,可使水樣中含氮化合物的氮元素轉變為硝酸鹽,并且在此過程中有機物同時被氧化分解。由于硝酸根離子在220 nm處有特征吸收峰,測定水樣的吸收光度來定量測定硝酸鹽氮的含量,進而測定總氮含量。

2、儀器

(1)Lambda25紫外可見分光光度計及10mm石英比色皿。

(2)醫用手提式蒸汽滅菌器。

(3)25mL具有玻璃磨口塞的比色管。

3、試劑

(1)實驗室所用鹽酸、硫酸、氫氧化鈉、過硫酸鉀均為分析純試劑,實驗用純水均為無氨水。

(2)堿性過硫酸鉀溶液:稱取40g過硫酸鉀(K2S2O8),另稱取15g氫氧化鈉(NaOH), 溶于純水中, 稀釋至1000mL。現用現配。

(3)總氮標準使用溶液:CN=10mg/L。

取10ml總氮標準物質(100308:500 mg/L)移至500ml容量瓶中,用純水稀釋至標線。

(4)硝酸鹽氮標準使用溶液:CN=10mg/L。

取10ml硝酸鹽氮標準物質(80616:500 mg/L)移至500ml容量瓶中,用純水稀釋至標線。

(5)亞硝酸鹽氮標準使用溶液:CN=10mg/L。

取10ml亞硝酸鹽氮標準物質(103305:100 mg/L)移至100ml容量瓶中,用純水稀釋至標線。

4、分析步驟

分別用總氮標準使用溶液、硝酸鹽氮標準使用溶液、亞硝酸鹽氮標準使用溶液配制校準曲線,在25mL比色管中分別加入0mL、0.50mL、1.00mL、3.00mL、5.00mL、7.00mL、10.0mL標準使用液,加純水稀釋至10.00mL。加入5mL堿性過硫酸鉀溶液,塞緊磨口塞,用紗布及紗繩裹緊管塞,以防高溫消解時迸出。將比色管置于醫用手提式蒸汽滅菌器中,加熱至頂壓閥吹氣時開始計時,保持45分鐘。等滅菌器壓力降為零后,打開放氣閥,移去蓋子,取出比色管冷卻至室溫。加入(1+9)V/V鹽酸1mL,用純水稀釋至25mL標線,混勻。在Lambda25紫外分光光度計上,以純水作參比,用10mm石英比色皿分別在220nm、275nm波長處測定吸光度,并用式(1)計算出校準吸光度A。

A=A220-2A275…………………(1)

在校準曲線上求出相應的總氮含量。

二、實驗結果

1、用不同標準物質繪制的工作曲線及檢測結果

(1)分別用總氮標準使用溶液(CN=10.0mg/L)、硝酸鹽氮標準使用溶液(CN=10.0mg/L)、亞硝酸鹽氮標準使用溶液(CN=10.0mg/L)繪制工作曲線,并測定同一總氮自控樣,檢測結果如表1所示。

表1:不同標準物質繪制的工作曲線及檢測結果

標準物質 線性相關系數 斜率 截距 總氮自控樣(203223)濃度(mg/L)

總氮 0.9997 95.5 -0.123 4.92

硝酸鹽氮 0.9995 95.1 0.128 4.86

亞硝酸鹽氮 0.9990 93.7 0.424 4.89

注:總氮自控樣(203223)的真值為:4.78±0.34mg/L。

(2)分別用總氮標準使用溶液(CN=10.0mg/L)、硝酸鹽氮標準使用溶液(CN=10.0mg/L)、亞硝酸鹽氮標準使用溶液(CN=10.0mg/L)對總氮自控樣(203223)加標,其結果如表2所示。

表2:不同加標物質及其回收率

總氮標準使用液 硝酸鹽氮標準使用液 亞硝酸鹽標準使用液

加標量(ug) 10.0 10.0 10.0

(總氮標準物質)工作曲線 回收率(%) 94.0 109 97.0

(硝酸鹽氮標準物質)工作曲線 回收率(%) 97.0 112 100

(亞硝酸鹽氮標準物質)工作曲線 回收率(%) 90.0 97.0 95.0

2、總氮標準使用液(CN=10.0mg/L)分別在第1、10、20、30天配制總氮工作曲線進行實驗。其工作曲線的斜率分別為:94.4、95.6、94.0、95.4,截距分別為:0.477、-0.241、0.414、0.471。用這些曲線測定總氮自控樣(90306)的濃度分別為:2.162、2.276、2.218、2.282。測定結果都在自控樣的真值范圍內。

總氮自控樣(90306)的真值為:2.255±0.113mg/L

三、結論

水質分析的總氮檢測中,只要嚴格控制對實驗產生影響的條件(例如實驗用水、實驗試劑、消解溫度及時間等),用不同的標準物質(總氮標準物質、硝酸鹽氮標準物質、亞硝酸鹽氮標準物質)繪制測定總氮的工作曲線,對測定總氮是沒有什么影響的,是完全可行的。其次,配制好的總氮標準使用液,存放在冰箱中,至少可以使用一個月。

參考文獻:

第2篇

    [關鍵詞]水質分析;質量控制

中圖分類號:O213.1文獻標識碼: As:%u-, 百拇醫藥

水質分析是評價水質和廢水處理效果的重要手段,并且環境監測技術和環境保護的重要組成部分。水質分析的目的是為了獲取準確的、可靠的、可供評價環境水質質量和了解環境水質質量狀況的信息,從而關系到正確制訂管理措施,、科學立法等多方面。為此,水質分析的質量即結果是否具有精密性、準確性、代表性、可比性和完整性,逐漸引起各有關方面的共同關注。只有取得合乎質量要求的分析測試結果,才能做出科學的判斷并指導人們認識水環境、評價水環境、管理水環境、治理水環境的行動。s:%u-, 百拇醫藥

1 樣品的準備s:%u-, 百拇醫藥

  樣品的準備工作主要包括:現場樣品的采集、保存和運輸。樣品的采集是水質分析過程的第一步,同時也是非常關鍵的一步,決定了樣品是否具有代表性,典型性等。因此,樣品的采集過程是水質分析質量保證工作中的重要環節,而所采集的樣品質量是否在允許范圍之內,是關系到分析結果準確與否的一個先決條件。s:%u-, 百拇醫藥  

1.現場采樣及樣品保存

水質現場采樣質量控制工作可確保樣品具有代表性、完整性,能全面準確地反映該區域水質及污染物的分布和變化規律。為保證從樣品采集到測定這段時間間隔內,樣品待測組分不產生任何變異或使發生的變化控制在最小程度,在樣品保存、運輸等各個環節都必須嚴格遵守有關規定并針對水樣的不同情況和待測物特性實施保護措施,力求縮短運輸時間。當待測物濃度很低時,更要注意水樣保存,應盡快送實驗室進行分析。采樣人員應根據不同項目的不同要求,進行有效處理和保管,指定專人運送樣品并與實驗室人員交接登記。樣品的采集與保存應嚴格按照GB/T5750.2-2006規定標準進行控制。

2 實驗室控制

實驗室內部質量控制可以從以下幾個方面進行。

2.1 實驗方法的選擇:根據分析要求和目的的不同,從各實驗室目前設備和條件出發,選擇適宜的分析方法。最好采用“標準分析方法”,這樣有利于分析結果的相互比較。n6#4j, 百拇醫藥

2.2 必須規定相對標準偏值:有質控水樣和質量控制圖的項目,隨機插入10%~20%的樣品進行平行雙樣的測定,若同批樣品數量較少時,適當增加雙樣測定率;無質控水樣和控制圖的檢測項目對全部樣品進行平行雙樣測定;平行樣品的測定結果的相對偏差應在規定的最大允許參數范圍之內,超出此范圍的應查找原因,采取糾正措施,每批樣品重新分析并增加10%~20%的平行雙樣測定。

η=|x1-x2|/(x1+x2)/2*100%

2.3 標準曲線的檢驗:校準曲線是描述待測物質濃度值與測量儀器響應值之間定量關系的曲線;它直接關系到結果的準確度和精密度的。在沒測定水樣之前一定要做出正確的標準曲線,然而,在實際繪制標準曲線過程中往往出現個別點偏離直線的情況,此時可用直線回歸方程式進行計算,然后根據計算結果繪制出理論標準曲線,這樣既比較精確,又可用來檢驗結果的可靠性。在檢測分析中所求得的校準曲線,應控制其相關系數r≥0.9990;否則需從量器、儀器、分析方法及操作等方面查找原因,改進后重新繪制。若同一測定指標的截距值出現異常,則應進行t檢驗。斜率是反映方程的靈敏度。一個實驗室在使用固定的計量儀器、試劑和嚴格操作等條件下,不同時間里繪制的校準曲線的斜率,其波動范圍是很小的。若校準曲線的斜率出現較大的波動,應考慮標準曲線溶液濃度、試劑、操作條件和測量儀器的靈敏度等是否有變化。此外,回歸方程的適用范圍應限制于原制備曲線的數據范圍之內,不能隨意外推。

2.4 質量控制圖的運用:質量控制圖的形式有很多,目前在水質分析中用得較多的為x-R控制圖[2、3],即均值一差值控制圖。為了繪出符合要求的控制曲線,既要有較好的精密度和準確度做保證,又要有一定的樣本量(一般樣本總量不少于15個)。在做未知樣品之前,先做已知濃度的內控樣品,每次測定都應保證在同一工作時間內用同一種方法同等條件下進行。所檢測結果,通過計算控制樣的平均值(x),標準差(S)和相對標準差(CV)。又根據統計理論,認為偶然誤差通常都是以正態形式分布。可采用95%或99.7%的置信度,即有95%或99.7%的把握,認為真值落在x±tS/n的區間內(其中t值可在有關的書中查得)。控制圖以縱座標表示試驗結果,橫座標表示時間或結果次序,中心線表示平均值或標準值,上下控制限表示行動的準則。

當質量圖繪制完成之后,將每次結果標于圖上,對控制樣品進行分析,計算控制樣品的平均值和重復測定的兩次結果的差距,點于質量控制圖上,如果測定結果都在控制范圍內,表明測定結果可靠,可以進行未知樣品測定;相反如果兩者之一超過控制限將采取校正措施。通過質量控制圖,可以了解分析過程測定結果是否穩定,能直觀地展示出分析過程是否處于統計控制中,當控制圖表示失控時,它能指出在多大置信度水平、什么位置、什么時間出現問題,并可能預測問題的性質和來源。im;#, 百拇醫藥    

2.5 數據的合理性檢驗:對分析數據異常值的判別有格魯布斯法(Grubbs)、狄克遜法(Dixon)、科克倫法(chran)。

格魯布斯檢驗法(Grubbs)可用于檢驗多組測量均值的一致性和剔除多組測量值為均值中的異常值,亦可用于檢驗一組測量值的一致性和一組測量值中的異常值,檢出的異常值個數不超過1.

狄克遜檢驗法(Dixon)用于一組測量值的一致性檢驗和剔除一組測量值的異常值,適用于檢出一個和多個異常值。

科克倫檢驗法(chran)最大方差檢驗法用于剔除多組測量值中精密度較差的一組數據,或對多組測量值的方差一致性檢驗。

對同一樣品的分析測試結果常用格魯布斯檢驗法(Grubbs)和狄克遜檢驗法(Dixon)。

3 討論im;#, 百拇醫藥

    水質分析的質量保證與多方面因素有關.如玻璃器皿、試劑、儀器實驗室的管理、分析人員的素質、制備高純水以標準的計算、配制等等。這些無疑是取得正確數據的重要保證,水質分析質量控制內容很多,除了上面討論的樣品采集控制,質量控制圖的應用外,還有其他質控措施,例如,平行雙樣、空白試驗、控制樣、比較試驗或標準樣的對照分析、密碼樣分析,等等。各水質實驗室應制訂全面的質量管理制度,以確保水質分析資料的可靠性及科學性和準確性。

第3篇

關鍵詞:水質分析;基礎勘察工程;地下水;礦物元素;化學成分 文獻標識碼:A

中圖分類號:P641 文章編號:1009-2374(2017)10-0234-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2017.10.118

經濟的快速發展帶動了建筑行業的進步,在工程項目建設中,基礎勘察是一個非常關鍵的內容,主要包括地形和水質分析。大量的工程實踐表明,水質分析在基礎勘察工程中意義重大,需要制定完善的檢測計劃,構建專業的人員隊伍,提升水質分析的質量和水平,為基礎勘察工程質量的提高奠定良好的基礎。

1 水質分析的相關概念

水質分析也被稱為水化學分析,主要是結合物理化學方法,針對采集到的水質樣本中化學成分的含量進行分析和測定。就目前而言,水質分析可以分為三種不同的形式:一是簡分析。主要是針對野外作業環境,考慮到設備、條件等的限制,分析項目相對較少,不過要求分析的高效性和及時性,常見于大范圍含水層地下水化學成分的分析;二是全分析。通常是在實驗室環境下進行,分析項目全面,結論完整可靠,不過一般耗時較長;三是專項分析。針對的是具體的分析任務,例如,在開展水化學找礦的過程中,可以利用高精度光譜儀,對一些特定的金屬離子進行分析和查找;在對水的放射性進行測定時,則可以對其中存在的放射性元素進行重點分析。

2 水質分析在基礎勘察工程中的重要性

對于基礎勘察工程而言,水質分析的主要目的是判斷水體是否會影響基礎工程的穩定性和可靠性,是否會造成容器、構件、管道等的損害。水質分析在基礎勘察工程中的重要性主要體現在兩個方面:一是能夠減少地質構造對工程項目的影響。地下水水位以及成分直接關系著土壤結構的穩定性,如果水位出現比較明顯的上升或者下降,又或者地下水具有較強的腐蝕性,都可能會引發土壤結構變化或者地面沉陷等問題,影響基礎工程的穩定性和質量。因此,在基礎勘察工程中,需要重視水質分析工作,以防止地下水中的腐蝕性成分對土壤結構的破壞,減少地質構造對于工程項目的影響;二是可以促進施工質量的提高。通過水質分析,可以了解地下水中的化學成分,采取有效的預防和應對措施,保證工程整體的施工質量。在開展工程項目的建設時,需要做好必要的基礎準備工作,基礎勘察工程就是其中非常關鍵的一個環節,而水質分析作為基礎勘察工程的重要內容,可以為工程的順利實施提供必要的數據支持,對于提升工程的穩定性和整體質量意義重大。

3 水質分析在基礎勘察工程中的應用

工業化進程的加快不僅帶動了經濟的快速發展,也帶來了較為嚴重的環境問題,給社會的可持續發展造成了巨大的阻礙。在基礎勘察工程中,需要做好水質分析工作,判斷其是否會對建筑工程造成負面影響,為工程項目的建設管理和質量控制提供參考依據。這里對水質分析在基礎勘察工程中的應用流程進行簡要分析。

3.1 樣本采集

樣品采集是水質分析的第一個環節,也是非常關鍵的一個環節,樣品的質量將會直接影響水質分析的最終結果。對于工作人員而言,在進行水樣品采集前,需要制定細致全面的計劃,對采樣的具體流程、方式以及突發性狀況的預防和應對措施進行明確,確保樣本采集的規范性,考慮到水質本身的不均勻性和變異性,在不同位置取得的樣品將會決定其差異性和復雜性。因此,從保障水樣代表性的角度考慮,應該依照不同水體監測的統一技術規范進行區別對待。一是應該確定采樣過程中使用的容器,一般為聚乙烯塑料瓶;二是應該明確采樣的時間和周期,以混合樣為例,一般需要在上午8點左右,按照每小時采樣一次進出水混合樣的頻率,根據實際需求確定采樣的次數;三是應該對采樣的體積進行明確,一般可以借鑒水樣檢測的項目,確定采樣體積,將其控制在300~1000mL的范圍內;四是采樣方式,在基礎勘察工程中,水質采樣的方式有兩種,即一點瞬時法和五點混合法,可以根據實際情況進行選擇。

3.2 樣本存儲

在水樣采集完成后,考慮到其中存在的微生物以及化學元素,水質成分可能會出現變化,尤其是成分更加繁雜的污水樣本,相比較常規水樣,穩定性更差,想要保證樣本檢測結果的準確性和可靠性,就必須做好樣本的保存工作。大量研究實踐表明,清潔水樣的保存時間最長,但是也不能超過72h,輕污染水樣的保存時間一般在48h以內,對于不同額的水質分析項目,樣本的保存方法和保存時間也存在著很大的區別,不能一概而論。

3.3 樣本分析

水樣本的分析一般在實驗室環境下進行,利用專業的儀器設備,能夠提升分析結果的準確性。水質分析的主要內容包括pH值、堿度、鈉離子、二價鐵離子、二價銅離子等含量的非分析,通常來講,在對水質酸堿度進行分析的過程中,可以直接利用pH試紙檢測,不僅操作簡單,而且結果非常直觀。如果需要對污水中的單細胞生物進行檢測,則可以參照有機物污染環境的生物指標來進行分析,判斷有機物對于水體的污染程度,為污染的治理提供可靠依據。同時為了更好地了解和掌握水質分析在基礎勘察工程中的應用情況,可以引入實驗分析的方法,這里以滴定法檢測水樣中氨氮含量的相關實驗,對其進行簡單分析。在水體中,氨氮元素的存在形式是銨鹽或者游離氨,水體本身的pH值影響著兩者的構成比例,當pH值較高時,游離氨所占的比例較大。

試劑選擇:水樣的稀釋和試劑的調配均選擇無氨水,在1L蒸餾水中加入0.1mL硫酸,然后在全玻璃整流器內,對棄去的50mL初餾液進行重新蒸餾,然后將蒸餾得到的液體保存在玻璃瓶中。

實驗流程:從采集的水樣中取出250mL作為實驗樣本,如果水樣本身為酸性或者堿性,則為了保證實驗分析結果的準確性,需要利用氫氧化鈉或者稀硫酸進行中和,使得水樣的pH值為7。然后,在容器中加入10mL的緩沖液以及玻璃珠多粒,將導管插入到吸收液面以下,然后開始進行蒸餾操作。當餾出液達到200mL時,需要暫時停止蒸餾,然后在其中加入50mL的無氨水,為了使得現象更加直觀,還需要通過硫酸滴定的方式,加入2滴左右的混合指示液,直到其從綠色變成淡紫色。其中的反應公式為:

NH3-N(mg/L)=(A-B)×M×14×1000/V

式中:A表示滴定水樣用量;B表示空白用量;M表示硫酸濃度;V表示水樣體積。

在105℃的烘箱內,對氯化銨進行烘焙,時間為60min,然后選擇3.819g氯化銨加入到1L水中,用于蒸餾滴定的蒸餾水量為10mL+240mL。經過相關計算,水樣中氨氮的含量為1mg/mL。

4 結語

總而言之,水體的質量對于工程項目的影響是非常巨大的,在基礎勘察工程中,為了保證工程項目的整體質量,提升工程的穩定性和可靠性,需要切實做好水質分析工作,判斷其可能對工程造成的影響和危害,采取切實有效的防范和應對措施,為工程建設的順利進行奠定良好的基礎,推動我國工程項目建設事業的穩定健康發展。

參考文獻

[1] 蔣寧.水質分析在基礎勘察工程中的應用[J].技術與市場,2015,22(9).

[2] 李寶輝.淺論水質分析對基礎勘察工程的重要性[J].價值工程,2012,31(4).

第4篇

[關鍵詞]水質分析 揮發酚 干擾 削除

[中圖分類號] X52 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X(2015)-9-307-1

0前言

由于工業的迅猛發展,工業廢水的增多,導致天然水體當中的酚類化合物逐漸增多。基于能否與水蒸氣一起蒸發為衡量標準將其劃分為揮發酚與不揮發酚。由于水質抽樣當中的干擾項眾多,削除干擾項,提升水質中揮發酚的分析效果至關重要。

1分析方法

在水質中分析揮發酚,當前國內與國際方面的檢測分析方法眾多。其中4-氨基安替比林光度法是國際方面較為常用的方法,并且國際組織頒布測酚方法中,公認此種檢測方法。對于揮發酚在水質當中的含量不同,即便是4-氨基安替比林光度法在運用的過程中,也同樣需要基于揮發酚的含量運用不同方式。一旦水質中揮發酚濃度低于0.5mg/L時,依據分光光度法的規定,采用4-氨基安替比林萃取光度法。一旦濃度高于0.5mg/L時,則可通過4-氨基安替比林直接光度法開展分析實驗。

水質檢測過程中,存在多種揮發酚分析測量的影響因素,需要采取不同的方法進行削除干擾,確保檢測準確度的提升。因此,檢測方法的選擇,需要依據水質的狀況進行選擇,并需要確保干擾項的削除。

2水樣采集與存儲

水質當中含有的酚類化合物極易被溶解,會發生氧化反應。因此,想要確保實驗的準確性,需要對水樣采集以及存儲進行有效控制。在進行水質采樣的過程中,需要采取正確的方法加入保存劑,以免水樣當中的酚類化合物遭到氧化與分解破壞,影響此次檢測的結果準確性。水質采樣,容器為玻璃器皿,采集之后及時檢查其中是否存在氧化劑。水質存儲方法,依據采集樣本存在差異,主要運用以下幾種保存方法:

第一,如果采集水質樣本為生活用水,則為避免酚類氧化物被破壞,需要加入氫氧化鈉是水樣當中的PH>12,在4℃的環境下得以保存。

第二,如果采集水質樣本為工業廢水,則運用磷酸-硫酸銅的方法進行存儲,確保加入的磷酸之后,樣本水質4≥PH≥3,硫酸銅的添加數量與水樣的比例為保持為1g/L[1]。

由于上述兩項水質樣本存在一定的差異,即便在水樣當中添加了保存劑,也需要盡快進行實驗與分析,避免由于長時間的放置,造成分類化合物被破壞,樣本失效。因此,水質采集完成,放入具體的保存劑之后,需要將其放置在溫度為4℃的暗處,并且在24小時之內開展實驗并進行分析檢測結果。

3水質預蒸餾以及干擾削除

水質預蒸餾是揮發酚實驗過程中的重要步驟,是衡量直接結果準確度的關鍵因素,水樣當中的揮發酚能夠通過蒸餾作用,將色度與沉淀物進行祛除。通常,在進行預蒸餾的過程中,遇到含鹽度較高以及硬度較高的廢水,預蒸餾時間相對較長,有可能出現橙紅色變為綠色的可能,同時也會出現爆沸的狀況。上述狀況的出現,將嚴重的影響預蒸餾效果。這種狀況的產生,主要是由于蒸餾液酸度不足所產生的影響,運用的解決方法則是在進行預蒸餾開展的過程中,適當的增加H3PO4的用量,增強水樣酸度。如果在預蒸餾成過程中,水樣橙色褪去,在完成預蒸餾之后,則需要滴入甲基橙。一旦流出殘余液體不能夠呈現出酸性特點,則需要進行二次預蒸餾。

一是對水質氧化干擾物清除。對于水質當中的氧化物檢測,需要通過碘化鉀與試紙進行具體測試,一旦試紙發生顏色改變,出現藍色時,則說明水樣當中存在氧化物。這時,可加入定量的亞硝酸鈉除去。因此,想要運用4-氨基安替比林光度法進行之后的分類化合物的檢測,需要在蒸餾預處理之前除去。

二是對水質樣本中油類物質的祛除。一旦水樣當中存在石油類制品的污染物,將造成污染物的沸點較低,導致蒸餾液渾濁并無法進行測定。對于油類物質水質樣本的干擾項消除,需要運用氫氧化鈉調節水質的PH值,將其控制在12.0-12.5之間,使得酚類化合物變為酚鈉[2]。之后通過四氧化碳進行萃取,具體操作方法是沒40ml的四氧化碳萃取2次,最后將殘留四氧化碳進行熱處理。

三是對水質樣本當中的硫化物祛除。一旦采樣水質中出現黑色的沉淀物質,則需要運用乙酸鉛試紙進行檢測,觀察水質當中是否存在硫化物。具體的衡量標準為,試紙是否變黑。存在硫化物,則需要通過磷酸將水質進行酸化處理,確保PH值≤4,只有在通風櫥操作處進行攪拌,以此種方法配出水質當中的二氧化碳以及硫化氫,在該處理完成之后,實現1g/L的量將硫酸銅加入到經過處理的水質當中。

四是苯胺類物質的消除。對于苯胺類的消除,根本原因是由于其能夠與4-氨基安替比林光度法發生反應,干擾揮發酚的檢測結果,導致顯色反應示數結果偏高。因此,對于苯胺類物質的消除,通常確保在PH

五是對水質樣本當中的有機與原性物質的消除,包括甲醛以及亞硝酸鹽等物質。對于有機物質的清除,需要將樣本進行分樣處理。將樣本置于不同的分液漏斗當中,在其中加入1+4硫酸溶液進行處理,是樣本呈現出酸性狀態。這一過程需要一次分別加入50、30、30ml的乙醚進行萃取,將乙醚與二氯甲烷盛于同一個分液漏斗當中,之后分別滴入4、3、3ml的10%氫氧化鈉進行反萃取,通過這樣的方式,使得酚類氧化物能夠轉入到氫氧化鈉的溶液當中[3]。將該溶液置于燒杯中,對其進行加熱,將溶液當中的殘留進行萃取,實現對水質干擾項的祛除。

4結論

進行對干擾項的削除過程中,不僅僅需要衡量干擾物種的數量,還需要對于檢測過程中樣本受到污染程度的狀況,對全過程進行測試。因此,對不同的干擾項采取不同的萃取方式進行消除,確保水質中的揮發酚能夠準確分析出來,提升結果的準確性。

參考文獻

[1]滕耀華.淺析水中揮發酚的環境監測方法[J].技術與市場,2012,4(04):97-99.

第5篇

關鍵詞:離子色譜法;電廠水質分析;應用分析

離子色譜法是高效液相色譜的其中一種,是對陰、陽離子進行分析的一種液相色譜方式。在上個世紀七十年代中產生,在化學領域的分析上取得了前所未有的發展,并且有效的實現了廣泛的應用。離子色譜又分為好幾個具體的方面,其中包含了離子交換色譜、離子排斥色譜以及離子對色譜,通常情況下,對電廠的水質分析的具體工作中,使用的離子色譜法實現對水質中的親水性陽離子成分進行有效的分析[1]。

一、離子色譜法對電廠水質測量的實驗研究分析

(一)離子色譜法的分離原理分析

通常情況下,離子色譜法可以分為離子交換色譜、離子排斥色譜以及離子對色譜等幾個部分,離子排斥法是通過將離子進行一定的排斥,而離子交換法顧名思義就是游戲哦啊的將離子進行交換,離子對色譜的工作原理是形成離子并且對離子進行吸附,離子交換法的方式一般在工業中使用的比較廣泛與頻繁。對電廠的水質分析過程中,是離子色譜法分析水質中的親水性陽離子實現相應的測量目的。對于陰離子交換法的具體工作過程中,磺酸基是實現分離柱填充交換功能的基團,而在陰離子交換色譜的工作過程中使用季氨基進行填充的。在測量的樣品中一旦被測量的離子已經進入了分離柱,有交換功能的基團的平衡離子可以發生與被測離子對交換的位置進行爭奪,在這個過程中會行成一定的離子對,利用離子鍵中的作用力使得被測離子能夠被暫時的保留下來,接著再使用淋洗液進行淋洗的環節,使得被測樣品中的離子能夠有效的被分離,實現具體的分析工作[2]。

(二)具體實驗用品的分析

在具體的實驗過程中,所使用的實驗儀器是美國研發出來的,型號為ICS-2000的離子色譜儀,并且所使用的化學試劑包括優質的NH4C1、NaC1、CaCO3以及KC1與MgO試劑。將試劑在干燥過后配置成標準的溶液,并且這種標準試劑的1000mg/L,要有效的使用相應量的純鹽酸將CaCO3以及MgO進行溶解,最后再進行定容的環節。將標準溶液通過去離子水實現逐步的稀釋,從而有效的配制成標準的單離子或者是混合液離子溶液。一般對電廠測試的模擬過程中使用的試劑將水中的電阻率設置相應的定值。使用高密度的聚乙烯溶液瓶將已經配置完成的標液進行存儲,并且存儲的溫度應當設置為四攝氏度[3]。

二、具體的實驗結果以及分析

(一)淋洗液的使用分析

在具體的實驗過程中所使用的淋洗液在濃度以及洗脫時間必須有一定的聯系。一般情況下,為了有效的縮短分析的時間可以減少分離柱中被檢測離子的停留時間,并且能夠有效的通過對淋洗液濃度的加大來達到這一具體的目的。在實驗中要將甲基磺酸設置16-23mmol/L的具體濃度,通過多次的實驗來對上述所說的五種離子的分離度進行一定放的考察,以及有效的考量保留時間,從而有效的對淋洗液的濃度實行一個最佳的確定值――20mmol/L,一般情況下,這樣的分析以二十分鐘為一個周期,上述的五種離子能夠有效的實現對色譜峰的分離。

淋洗液的淋洗速度的選擇能夠對系統的壓力以及被檢測的組分具體停留時間有一個影響,除此之外,淋洗的速度還關系到分離的質量。一般在具體的實驗中,把淋洗的速度設置為每分鐘零點二至零點三毫升的范圍內,分析不同組別的試驗結果,能夠有效的得出當淋洗的速度為每分鐘零點二毫升時,離子所形成的峰形比較寬闊,耗時比較長,在鈣離子色譜峰上會出現拖尾的現象,不能產生一個理想的分離效果[4]。而在實驗中如果保持每分鐘零點三毫升的淋洗速度色譜峰的分離過程所使用的時間相對來說比較短,但是因為淋洗速度比較快的原因,而且由于鈉離子與銨根離子之間的保留并沒有發很大的差別,所以最后的分離效果也并不理想,通過對實驗的綜合分析,得到了淋洗速度的最佳值為每分鐘零點二五毫升。

(二)樣品的檢測以及回收率的實驗分析

在不同的兩個電廠的鍋爐水汽系統進行一系列的取樣,選取不同的四種水樣進行檢驗試驗,與此同時,及時的提取一些與這四種水樣濃度差不多的標準溶液,進行加標回收的實驗。從這些具體的實驗結果中可以有效的得出,不論是在給水中還是在主蒸汽中,都能夠檢測出一定的鈉離子以及漏氨的現象[5]。在樣品中一般都會存在一定數量的鎂離子、鈣離子以及鈉離子,使用氫電導率以及陰離子的具體檢測方式實現對機組中是不是發生了一定的泄露情況,能夠進行有效的測定。分析痕量離子的過程中應當要使用離自色譜法的方式,來對水中是否有異常的情況進行檢測。

結語:

綜上所述,離子色譜法是高效液相色譜的其中一種,能夠對陰、陽離子進行分析,自離子色譜法產生以來,在化學領域的分析上取得了很大的發展,并且有效的實現了廣泛的應用。本文分析了離子色譜法對電廠水質測定的實驗研究,以及實驗的結果與分析,希望能夠全面的加強離子色譜法的應用效果,實現對電廠的水質實現有效的檢測。

參考文獻

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[3]曹松彥,常旭紅.離子色譜測試技術在電廠凝結水精處理系統中的應用[J].熱力發電,2011,10:81-84.

第6篇

中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)34-0106-02

水質分析與測試是電廠化學專業的一門專業核心課程,不僅蘊含豐富的理論知識,而且也是一門實踐性很強的學科。它是以分析與測試水樣中某些成分含量為目的,通過水質分析技術來監督和控制水質質量。同時,該課程又是電廠化學專業后續課程(電力用油分析、煤質分析)的基礎,因此,掌握水質分析與測試技術十分重要。傳統的教學方法方式已不能滿足現代企業對人才的要求,必須進行教學改革。近年來,對電廠化學專業水質分析與測試課程的教學內容、教學方法、考核方式進行了教學改革與實踐,實踐證明學生能夠正確和熟練地掌握水質分析與測試的理論知識和操作技能,培養了嚴謹的科學態度和實事求是的工作作風,培養了開放式思維和創新能力,增強了就業競爭力。

一、構建一個平臺,實現“教學做”一體化

傳統的教學方法,一般采用教師講、學生聽,老師演示、學生看,看完以后學生操作訓練的模式。在講解時,教師把基本原理、實訓內容、測定步驟、注意事項一股腦地都告訴學生,造成學生思想上懶惰、心理上依賴的現象,缺乏主動性、參與性,缺少獨立思考,使學生的學習處于被動狀態,常此以往會養成“實訓前不預習,實訓中照方抓藥,實訓后沒印象”的壞習慣。傳統教學手段比較單一,大多是“一名教師、一本教材、一塊黑板、一間教室、一套設備”的封閉式教學模式,導致學生重理論、輕實訓;重知識傳授、輕技能培養,這對培養學生的開放式思維和創新能力極為不利,限制了學生的發散性思維。為了克服上述不足,必須改變傳統的教學方式方法,在教學實施過程中,采用“教學做”一體化教學模式,在課前先下達學習任務書,學生必須仔細閱讀任務書中的有關內容和要求,收集、查閱有關資料,通過閱讀教材、預習指導書,明確實訓內容和實訓項目,做到心中有數。教師的講解以精講、答疑、糾錯為主,在教中學、在學中做,將“教學做”融為一體。學生在學習和訓練過程中,既可以小組討論,又可以詢問教師,整個學習過程氣氛活躍、互動性強。通過構建一個平臺,為實現“教學做”一體化教學模式創造了必要條件。在建設“教學做”一體化平臺過程中,學校需要投入大量資金,建設一個高標準、規范化的“教學做”一體化實訓室,購置一些必要的教學設備、學習參考資料和實訓設備儀器等,將“教學做”一體化實訓室按功能不同,劃分為學習討論區和實訓操作區。在教學實施過程中,教師要充分利用這個平臺,充分發揮學生主體、教師主導的作用,充分調動學生的積極性、主動性、參與性、互動性,教師扮演著導演、教練、裁判的角色,學生扮演著演員、運動員的角色。通過這個平臺,有利于學生對理論知識的掌握和對操作技能的培養,有利于將理論知識與實際應用融合起來。

二、利用兩種手段,加強成績考核

利用好兩種手段,即單個項目競賽制和學習全過程考核。考核是目前檢查學生掌握理論知識和操作技能的最重要的手段。傳統的考核方式比較單一,有的是出一套試卷,讓學生做一做,給個成績就完了;有的是讓學生做一個簡單的實訓項目,檢查一下學生的操作,打個成績完事。針對上述考核方式,無法真正體現學生是否達到了學習目標的要求。因此,在學生學習考核方式上,需要構建一套完整的成績考核體制,實行單個項目競賽制和學習全過程考核。在實訓操作中,有些實訓項目做起來枯燥乏味,有的學生只做一次就不愿意做了。為了提高學生的積極性、主動性,增強學習的趣味性,在單個項目的操作考核中,引入競爭機制,看誰做得又快又好,這樣可以避免學生的懶惰行為,防止學生借用甚至抄襲別人的數據。學習全過程考核即對學生學習的所有項目進行考核,按照考核指標綜合評定學生的學習成績,為此制定了詳細的學習成績考核指標,從學生的理論知識掌握、每個項目的實訓操作到最終的數據處理都要進行打分。水質分析與測試分為化學分析(占60%)和儀器分析(占40%)兩個項目;化學分析又包括化學分析基礎及基本操作、酸堿滴定法及應用、配位滴定法及應用、氧化還原滴定法及應用、沉淀滴定法及應用、質量分析法及應用六個子項目,各占10%;儀器分析又包括三個子項目,即電導分析法及應用(占10%)、電位分析法及應用(占10%)、分光光度法及應用(占20%)。學生每學習完一個子項目后都要進行考核,考核時采用學生互評與教師評價相結合的方式進行,避免作弊現象的發生,采取公平、公正、公開的方式,教師要對學生的回答和操作進行點評,指出亮點,糾正錯誤,指明改進的措施。通過對考核方式的改革,學生平時操作練習的積極性、主動性得以發揮,學生的操作技能得以提高,學生的實踐動手能力不斷增強,為學習后續課程及今后工作打下了堅實的基礎。

三、加強三個結合,提升學生就業競爭力

加強三個結合,即理論與實踐相結合、實訓內容與生產現場相結合、考核內容與職業資格鑒定相結合。理論知識來源于實踐,反過來又為實踐服務,通過實訓操作使理論知識得到了驗證,同時也使理論得到了升華。老版本的化學分析教材,大多數是理論驗證性實驗,內容主要為滴定分析,實驗過程大體相同,可概括為:稱量、標定、測量、數據分析與處理。實訓內容存在較大的不足,主要表現為:實驗項目陳舊,驗證型實驗多,綜合型、設計型實驗少。學生做的大多數是輔導教師設計準備好的,學生主動參與的機會少,造成學生動腦少,甚至不動腦。為了更好地培養學生的動手操作能力,從實訓內容上進行了改革,根據電廠化學專業人才培養目標要求,在實訓內容上進行了精心選擇,形成了基礎性實驗、綜合性實驗、設計性實驗相結合的實訓內容體系。在實訓項目的具體選擇上,為了提高學生的基本操作技能,開設了分析器皿的洗滌與使用、分析天平的使用、滴定分析操作練習等基礎性實驗,目的是使學生熟練規范地使用化學分析常用儀器,如電子天平、滴定管、移液管、吸量管、容量瓶、托盤天平、量筒等儀器,為以后的實訓操作及工作打下牢固的基礎。結合電廠化學專業特點和生產現場中的實際應用,開設滴定管容量校正、容量瓶容量校正、工業鹽酸中鹽酸含量的測定、工業硫酸純度的測定、工業燒堿中氫氧化鈉和碳酸鈉含量的測定等設計性實驗,目的是使學生掌握理論知識在生產現場中的具體應用。開設多用途滴定管研制、容量瓶保護架研制、多種型號的分光光度計性能差異性分析等綜合性實驗,目的是發揮學生的主觀能動性并開發學生的創造力。精心選擇的實訓內容都是生產現場需要監督的水質指標,如酸度的測定、堿度的測定、游離二氧化碳的測定、硬度的測定、化學耗氧量的測定、電導率的測定、pH的測定、pNa的測定、磷酸鹽的測定、銅的測定等,這些實訓項目掌握了,將來就業后就可直接頂崗,不需要再培訓。為了保證學生畢業時考取相應的職業資格證書,實訓操作內容應與職業資格鑒定相結合,學生將上述精選的操作項目中的理論知識和實操內容學習并掌握后,就可以考取電廠水化驗員中級工證書。因此,通過加強三個結合,有利于提升學生的就業競爭力。

四、培養四種意識,養成良好習慣

培養四種意識,即安全意識、環保意識、節約意識、創新意識。在學習和實訓過程中,必須堅決貫徹“安全第一,預防為主”的方針。因為在實訓操作過程中,需要使用化學藥品,而化學藥品屬于危險化學品,是嚴禁品嘗的,必須嚴格按照實訓規程進行操作。化學藥品的選用,不僅要看清濃度的大小,還要注意量的多少,如高錳酸鉀的酸化,要用2mol/L的稀硫酸,而不能用濃硫酸酸化,因為高錳酸鉀遇到濃硫酸會生成易爆的七氧化二錳;操作步驟必須嚴格按照操作規程進行,順序不能顛倒,否則會發生危險,如濃硫酸的稀釋必須在敞口容器中,將濃硫酸慢慢注入蒸餾水中,切不可將蒸餾水倒入濃硫酸中,輕者給操作者造成皮膚灼傷,重者造成毀容的嚴重后果。在實訓操作的過程中,不可避免地會產生一些廢水,這些廢水不能直接倒入下水道,要倒入廢液缸內,集中處理合格后才能倒掉,通過這種形式來培養學生的環保意識,用實際行動來保護環境。在整個實訓中,需要消耗大量水、電、化學藥品等物品,這些物品學校需要花費大量資金購置,因此,要求學生在實訓時,盡量節省用水、用電、使用化學藥品等物品,教師要通過言傳身教來培養學生的節約意識,大力弘揚節約的美德,養成節約光榮、浪費可恥的理念。在設計性和綜合性實驗中,學生可充分發揮自己的聰明才智,設計開發出新的檢測方法,通過這種方式不斷培養學生的創新意識,提高學生的創新能力。

總之,通過構建一個平臺,利用兩種手段,加強三個結合,培養四種意識,對電廠化學專業水質分析與測試課程的教學內容、教學方法、考核方式進行了改革,通過改革與實踐,學生能夠正確和熟練地掌握水質分析與測試的理論知識和操作技能,培養了其嚴謹的科學態度和實事求是的工作作風,培養了開放式思維和創新能力,增強了就業競爭力。

第7篇

【關鍵詞】松江區;水環境治理;改善

松江區位于上海市西南,位于北緯31°,東經121°14′,境內北狹南闊,略呈梯形。東與閔行區、奉賢區為鄰,南、西南與金山區交界,西、北與青浦區接壤。東北距上海市中心約40公里。黃浦江三大源流在松江南部匯合,東流出境。境內河渠縱橫,池塘眾多,是典型的水網地帶。改革開放以來,松江區水質逐年惡化,嚴重影響到人民的生活環境。近年來,隨著人民生活水平的逐漸增加及對改善水環境的迫切需求,上海市及松江區對松江區內河道環境進行了一系列的綜合整治,且取得了一定的效果。本文對松江區河道2007年~2012年水質情況進行分析評價,分析近年來城市河道水質變化趨勢,探討水環境綜合整治治理效果。

一、水質資料選定及整理

(1)評價時段。選取2006年~2012年松江區河道水質作為評價時段。(2)評價河流。選取松江區定浦河、二里涇、龍興港、七仙涇、沈涇塘、泗涇塘、通波塘、葉榭塘、油墩港、紫石涇、大邱涇、月湖、茹塘、松江磚新河、建設河等作為主要監測河流。(3)評價方法。根據各河流2006年-2012年各月水質實際監測結果,將各監測點監測值通過數學平均得到一定時期松江區整體水質狀況,參照《地表水環境質量標準》(GB2002-3838)Ⅴ類水標準(主要適用于農業用水區及一般景觀要求水域)對處理后的結果進行分析及評價。(4)評價指標。評價指標主要為:DO、高錳酸鹽指數、COD、BOD5、NH3-N、TP。

二、結果分析及評價

根據松江區河道水質監測結果,將2006年~2012年河道各水質指標與《地表水環境標準》中Ⅴ類水標準繪制到圖表中進行分析對比,結果見圖1。

由圖1可知,2006年~2012年松江區水體DO、高錳酸鹽指數監測值除少數月份外均能達到地表Ⅴ類水標準。圖1高猛酸鹽指數顯示,在2006年至2012年期間,水體水質均不超過地表Ⅴ類水標準限值且監測值呈現逐年下降趨勢。

圖2顯示2006年~2012年松江區河道COD及BOD5變化趨勢,從圖中可知2006年1月~2007年7月水體COD及BOD5監測值較大且有較多月份超過地表Ⅴ類水標準限值,隨后逐漸減小,COD在20mg/L附近波動,BOD5在3mg/L附近波動,水質改善明顯,綜合治理效果顯著。

從圖3可知,2006年~2012年松江區水體氨氮及總磷逐漸減少,但減小效果較COD及BOD5差。從圖中可以將氨氮及總磷變化分為3個時段,即2006年1月~2007年7月、2009年7月~2010年7月、2010年7月~2012年12月。2006年1月~2007年7月全面超標階段,松江區水體氨氮及總磷均超過地表Ⅴ類水標準限值;2007年7月~2010年7月水質逐漸改善階段,松江區整體水環境逐漸變好;2010年7月~2012年12月逐漸穩定階段,松江區水環境整體呈現穩定,其中氨氮每年12月~6月超過標準限值且較為穩定,總磷已低于地表Ⅴ類水標準限值。同時分析圖1~圖3看出,2006年~2012年各年水質狀況,均顯示松江區水質在12月~7月份水質較差,且12月~4月左右水質呈現變壞趨勢,4月~7月呈現變好趨勢,其余月份相對較好。

三、結論

(1)通過2006年~2012年松江區水體水質分析,可知松江區水體水質呈現逐年變好趨勢,在監測的6個水質指標中,除氨氮外均下降至地表Ⅴ類水標準限值以下,水質改善明顯,治理效果顯著。(2)松江區河道治理雖然取得良好的效果,但河道水體中氨氮含量始終高于地表Ⅴ類水標準限值。在采用單因子評價時,將對松江區整體水質狀況產生較大的影響,故應加大力度治理氨氮超標問題。

參 考 文 獻

[1]王維,紀枚.水質評價研究進展及水質評價方法綜述[J].科學情報開發與經濟.2012,22(13):129~132

[2]蘭文輝,安海燕.環境水質評價方法的分析與探討[J].干旱環境監測.2002(3):67~70

第8篇

關鍵詞:重慶南溫泉;洗浴廢水;水源熱泵;水質分析

中圖分類號:TK11+4 文獻標識碼:A 文章編號:0439-8114(2013)18-4368-03

熱泵技術是一種有效利用可再生能源和低位熱能的技術[1]。重慶市具有良好的溫泉資源,利用水源熱泵系統回收溫泉廢水的熱量,減少部分熱水制備耗能,是一種環保的能量利用方式[2]。南溫泉主題公園位于重慶市巴南區南泉鎮,為重慶建設“五方十泉”和“打造溫泉之都”的市級重點項目。南溫泉水質呈弱堿性,屬于硫酸鈣型水,水量充足、水溫適度、供水穩定,日出水量2 600 m3,水溫44 ℃左右。溫泉日尾水排放量1 090 m3,水溫32 ℃左右[3],尾水以洗浴廢水為主,污染輕,適合作水源熱泵水源。

水源水質會影響熱泵系統運行,劣質水源會造成水源熱泵系統中的金屬管道變薄、點狀腐蝕、凹陷甚至穿孔[4,5],顯著降低使用年限。做好水源熱泵系統用水的水質分析,選擇合理的處理方案,是熱泵系統正常運行的關鍵。鑒于南溫泉地下水水質變化不大,故只進行了5次取樣,為南溫泉水源熱泵系統的設計提供基礎數據。

1 材料與方法

1.1 洗浴廢水

水樣取自重慶市南溫泉花卉園污水井,于2011年11月21日至2012年1月3日客流總量全年最高時期,依據不同客流量設定提取時間,詳情見表1。此期間南溫泉洗浴廢水受污染程度最大,能更科學地指導水源熱泵系統的設計。

1.2 主要儀器及設備

試驗所用主要檢測儀器及設備見表2。

1.3 方法

游離氧(O2)測定:在水樣中加入硫酸錳和堿性碘化鉀,再加濃硫酸,以淀粉作指示劑,硫代硫酸鈉標準溶液滴定。

pH測定:直接讀取pH計數值。

氯離子(Cl-)、硫酸根離子(SO42-)測定:采用離子色譜法。

游離二氧化碳(CO2)測定:采用滴定法,以酚酞作指示劑,氫氧化鈉溶液滴定。

2 結果與分析

2.1 游離氧含量

游離氧含量測定結果見圖1。廢水中游離氧含量低于2.5 mg/L,水源熱泵水質要求游離氧含量低于10 mg/L,南溫泉洗浴廢水中游離氧含量符合水源熱泵水質要求。

2.2 Cl-含量

Cl-含量的檢測結果見圖2。廢水中Cl-含量在23 mg/L左右,水源熱泵水質要求Cl-低于100 mg/L, 南溫泉廢水Cl-含量達到地源熱泵的水質要求。

2.3 pH檢測結果

pH的檢測結果見圖3。洗浴廢水的pH為6.50~7.35,水源熱泵水質要求pH為6.5~8.5,南溫泉廢水pH達到水源熱泵的水質要求。

2.4 SO42-含量

SO42-含量的檢測結果見圖4。廢水中SO42-含量在730 mg/L以上,遠高于地源熱泵的200 mg/L的要求,要進行處理以降低SO42-含量。已知常用處理方法包括:①氯化鋇法。用鋇離子與水中SO42-發生反應生成沉淀,由于硫酸鋇的溶度積很小,所以采用該法去除效果較好。②氯化鈣法。用鈣離子與SO42-反應生成硫酸鈣沉淀,該法去除不如氯化鋇法徹底,但水源熱泵對水中SO42-的要求是低于200 mg/L,氯化鈣處理后也能達到要求。氯化鈣的價格便宜,有一定的競爭力。③離子交換樹脂法。用離子交換樹脂脫SO42-,具有吸附、脫附速率快,耐氧化、鹽損小,操作方便等優點,是一種較好的除SO42-的新方法。④NDS吸附法。使用氫氧化鋯作為離子交換體,可連續、有選擇性地脫除SO42-。

針對南溫泉洗浴廢水特點,由于地源熱泵要求的SO42-含量不超過200 mg/L,要求不高,可以采用氯化鈣法降低洗浴廢水中的SO42-含量,成本低,操作方便。

2.5 游離CO2含量

游離CO2的測定結果見圖5。南溫泉洗浴廢水中游離CO2含量為16 mg/L左右,高于地源熱泵水質要求的10 mg/L,不能滿足地源熱泵的水質要求,要進行處理。常用的降低CO2含量的方法有2種:①采用Liqui-Cel脫氣膜去除水中CO2。②采用多面空心球除碳器去除CO2。其中Liqui-Cel脫氣膜裝置設備緊湊,建議采用。

3 小結與討論

1)由于南溫泉廢水CO2和SO42-含量超出水源熱泵水質的要求,所以要進行處理。對于水源熱泵換熱器的選型,以采用耐腐蝕、壽命長、易清洗的塑料類污水換熱器為佳,可選用具有良好導熱性能的PEX交聯盤管式換熱器,實際使用時在廢水中添加緩腐蝕劑、利用晚間溫泉停止運行期間進行定期管外清洗,以提高換熱器的換熱能力。

2)南溫泉廢水樣品的各檢測項目變化值都不大,水質穩定,用于水源熱泵系統時不用特別處理。今后的研究可對其水質全面監測,并分析其用作雜用水的可行性,實現綜合利用。

3)溶解在水中的游離氧在碳鋼表面會發生氧的去極化作用,對碳鋼產生腐蝕。腐蝕的快慢主要取決于氧的擴散速度,但游離氧的含量也是不可忽視的重要因素。顯然,游離氧含量高,腐蝕速度會增加。游離氧的飽和濃度與水中鹽的含量和溫度有關,隨鹽的濃度的增大和水溫的升高而降低。然而當含氧極為豐富時,氧化作用會使金屬表面形成有保護性的氧化膜,此時腐蝕率反而下降[6]。

4)Cl-不僅容易對不銹鋼造成應力腐蝕,而且還會妨礙金屬鈍化,破壞金屬表面起保護作用的鈍化膜。

5)水中SO42-被還原會形成硫化氫,增加水的腐蝕性,與Fe2+結合成硫化亞鐵,起陰極去極化劑作用,導致電偶腐蝕。

6)水中游離的CO2影響碳酸鹽在水中的化學平衡。從致密的碳酸鈣水垢對碳鋼有保護作用來看, CO2含量高,碳鋼表面易受水腐蝕。CO2溶于水生成碳酸,有利于氫離子的去極化,增加水對碳鋼的腐蝕,但與溶解氧相比,CO2對腐蝕的影響相當輕微。

7)水的pH低,對碳鋼等腐蝕會快一些,反之,會慢一些。當pH小于7后,隨pH降低均勻腐蝕率逐步上升;當pH大于7后,隨pH增高,均勻腐蝕逐步降低[7]。

參考文獻:

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[3] 王 璐,金蘇敏,史 敏,等.浴室排水余熱回收熱泵系統的能量分析[J].流體機械,2008,36(9):73-77.

[4] 孫亞罡.松花江水源熱泵系統在吉林市應用的可行性分析[D].哈爾濱:哈爾濱工業大學,2006.

[5] 尹 軍,陳 雷,王鶴立.城市污水的資源再生及熱能回收利用[M].北京:化學工業出版社,2003.

第9篇

[關鍵詞]生活飲用水;供水;監測

[DOI]1013939/jcnkizgsc201714254

牡丹江市目前共有3 座水廠,人口約90萬人,總供水能力為85 萬噸/ 日。此次我們對牡丹江東安、陽明、愛民3個區36份水樣的水質進行檢測,判斷其是否符合國家標準,為相關部門對飲用水的管理提供依據。

1實驗器材與方法

11實驗試劑

(1)總離子強度調節緩沖劑(TISAB);

(2)碘化鉀溶液(5g/L);

(3)磷酸鹽緩沖液(pH=65);

(4)N,N-二乙基對苯二胺(DPD)溶液(1g/L);

(5)亞砷酸鉀溶液(50g/L);

(6)5000mmol/L氟化物標準貯備液(950mg/L)。

12主要儀器

原子吸收分光光度計(北京普析通用公司,型號:TAS-986);恒溫培養箱(西安禾普生物公司,型號:KLH-150FD);電熱恒溫水浴箱(天津華北實驗儀器公司,型號:SHHW21)。

13實驗方法

第一,研究對象隨機選擇牡丹江市陽明、愛民、東安36戶住戶為采樣點,共檢測水樣36份,對生活飲用水中的8個指標檢pH值、鐵、余氯、氟化物、臭和味、肉眼可見物菌落總數、總大腸菌群檢測。第二,按《生活飲用水標準檢驗方法》(GB/T 5750―2006)進行水樣的采集、保存和運送,樣品于4h之內送實驗室。

14檢測方法

(1)水樣中總大腸菌群采用平板法測定;

(2)水樣中糞大腸菌群采用多管發酵法測定;

(3)水樣中余氯含量采用N,N-二乙基對苯二胺(DPD)分光光度法測定;

(4)水樣中氟離子含量采用離子選擇法測定;

(5)水樣中鐵含量采用原子吸收分光光度法測定。

15數據分析

所有實驗數據均以x―1±s表示,采用SPSS130統計軟件包處理數據均數比較用t檢驗,多組間指標的比較采用方差分析,組間兩兩比較采用LSD法,以p

2實驗結果

21水樣的檢測結果

通過表1可看出總大腸菌群(未檢出)國家標準不得檢出,合格率為100%;菌落總數(95±56)005,合格率為100%;鐵(016±005)

22各區使用不同管道材質水質的鐵含量結果

由表2可見:不同管材的水質間鐵含量有差異,以其他管材水樣中鐵含量為對照,鑄鐵管材水樣中鐵含量升高,并且具有統計學意義p

3討論

本次實驗經過對牡丹江市陽明區、愛民區、東安區3個區水樣的檢測,肉眼可見物、總大腸菌群、臭和味、菌落總數、余氯、鐵、氟化物7個指標符合國家標準。感官性狀、毒理學指標和細菌指標也符合國家標準但因實驗設施有限放射性指標并未測出。

鐵是人體必需的微量元素,適量對人體有高度的生物學意義,超量則影響人體健康。[1]不同材質的供水管道的鐵含量不同,使用鐵管材質的鐵含量明顯高于其他材質的含量,國家標準中飲水鐵不超過03mg/L,雖未超標,但因鐵管老化生銹使鐵含量增加,建議用符合毒物學及微生物學測試的新管網材料替換。

氟是動物和人生命活動所必需的元素之一,[2]攝入氟不足或過量都會對身體造成不良影響。[3]本次試驗測得水中氟化物為(058±015)

飲用水中余氯的測定是評價飲用水總大腸菌群、游離余氯、菌落總數安全性的重要指標。試驗測得牡丹江36份水樣中菌落總數(95±56)005;總大腸菌群沒有檢出,其中微生物指標菌落總數和總大腸菌群含量符合國家標準,余氯也符合國家標準,牡丹江36戶生活飲用水微生物學指標良好。

4結論

牡丹江市36戶生活飲用水水質中在肉眼可見物、臭和味、總大腸菌群、菌落總數、余氯、鐵、氟化物7個指標檢測,結果顯示均符合國家生活飲用水水質標準并且水質良好。不同管材的水樣中鐵離子含量有差別。鐵管材質的鐵含量明顯高于其他材質的含量。建議用符合毒物學及微生物學測試的新管網材料替換老化生銹的鐵管。

參考文獻:

[1]邵紫秋紫外分光光度法測定食物鐵元素研究[J].食品安全導刊,2014,18(6):154-155

[2]王睿,曾強,侯常春,等高氟對機體非骨相損害的研究進展[J].中華地方病學雜志,2013,32(2):230-232

第10篇

[關鍵詞]雙熱1井 地熱流體 水質分析 礦泉水

[中圖分類號] 314 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X(2015)-9-303-1

雙城隸屬于黑龍江省哈爾濱市的縣級市,位于黑龍江省會哈爾濱市西南30km處的松嫩平原上,是黑龍江省的南大門。中溫帶大陸性季風氣候,全年平均氣溫為3.4℃,全年平均降水量523.3mm,且多集中在6~8月份,約占全年總降水量的60%以上。

1地熱井基本情況

雙熱1井于2010年11月完井,地層自上而下包括第四系、白堊系嫩江組、姚家組、青山口組、泉頭組,井底為白堊系登婁庫組,未揭穿。其中熱儲層為白堊系泉頭組,測井解譯水層19層,熱儲累計厚度72.7m,埋深1000m以下,孔隙度12%-15.9%,滲透率8×10-3-19.6×10-3μm2,熱儲物性一般。

該地熱井井深2100m,井結構:0-400m井徑φ444.5mm,下入φ339.7mm表層套管;400-2100m井徑φ241mm,下入φ177.8mm水層套管,根據測井資料,對應含水層部位下入篩管。井底溫度72℃,井口出水溫度30℃,出水量153.6 m3/d。

2水質分析及評價

根據黑龍江省九四水文地質工程地質勘察院實驗室化驗結果,確定為地熱流體水化學類型為HCO3?Cl-Na型水,礦化度1862.4 mg/L,PH值8.40。

2.1生活飲用水評價

依據生活飲用水衛生標準GB5749-2006評價,總鐵為14 mg/L、氯離子為376.23 mg/L、溶解性總固體為1862.4 mg/L、氟化物為2 mg/L和總α為0.917 Bq/L均嚴重超標,因此,不作為生活飲用水。

2.2醫療礦泉水評價

依據地熱資源地質勘查規范GB/T 11615-2010附錄E評價,地熱流體中氟(F)2.00mg/L,總鐵(TFe)14.00mg/L,均達到命名礦水濃度;偏硅酸(H2SiO3)31.20mg/L,達到礦水濃度。因此,綜合確定該地熱水為具有醫療價值的“偏硅酸型氟鐵水”,另外還含有鍶、溴、碘等多種微量元素,具有極高的醫療價值,可以進行溫泉洗浴療養開發。

2.3農業灌溉用水評價

在北方,灌溉用水水溫標準為10-15℃,本區地熱流體溫度為29℃,直接排放溫度不適宜。

采用灌溉系數Ka評價法和國內鹽度、堿度評價法綜合對地熱流體灌溉用水進行評價。采用下面公式計算:

其評價結果為:灌溉系數Ka 1.54 L/mmol,為不太適用的水。鹽度12.486 mmol/L,堿度13.70 mmol/L,綜合評價結果為重鹽堿水,灌溉不當時,土壤鹽堿化,主要作物生長不好。

2.4工業用水評價

(1)腐蝕性評價:該區地熱流體氯離子含量較高(超過25%摩爾當量),以拉伸指數評價其腐蝕性。

計算公式

LI―拉伸指數;Cl-―熱水中氯化物或鹵化物濃度;SO42-―熱水中硫酸鹽濃度;ALK―總堿度,即重碳酸根濃度。

計算得拉伸指數(LI)為0.94,具有中腐蝕性;

(2)結垢評價:按鍋垢總量、鍋垢系數等指標進行評價。

鍋垢計算公式:

硬垢計算公式:

式中:H0―鍋垢總重量(mg/L);S―水中懸浮物含量(mg/L);C―水中膠體(SiO2+Fe2O3+Al2O3)含量(mg/L);

經計算,鍋垢總重量48.1mg/L,硬垢34 mg/L,結垢系數0.71,鍋垢很少,具有硬沉

(3)起泡評價:按起泡系數劃分水質類型標準進行評價。

起泡系數(F)計算公式:F=62γNa++78γK+

計算起泡系數(F)為1761.080,屬起泡的水。水中當泡沫太多時,將使鍋爐內的汽化作用極不平均和水位急劇地升降,致使鍋爐不能正常運轉。

根據鍋爐用水水質評價結果分析,地熱水為中腐蝕性、具有硬沉淀物、起泡的水,不適宜鍋爐直接利用。

(4)漁業用水評價:根據漁業水質標準(GB11607-89)進行評價。

地熱流體中氟(F)2.00mg/L,酚、砷、汞均未檢出,根據漁業水質指標分級標準,屬Ⅱ級,評價結果為良,同時水溫為養殖牡蠣、龍蝦等水產的最佳養殖溫度。

3結論與建議

3.1結論

(1)不能直接做生活飲用水。

(2)具有醫療價值的“偏硅酸型氟鐵水”,可作為醫療礦泉水進行開發。

(3)農業灌溉為不太適用的水,灌溉必須注意澆灌方法。

(4)由于地熱水中腐蝕性、具有硬沉淀物、起泡的水,不適宜鍋爐直接利用。

(5)漁業養殖評價結果為良,同時水溫為養殖牡蠣、龍蝦等水產的最佳養殖溫度。

3.2建議

雖然該地熱井水量偏小、溫度偏低,屬典型的低溫地熱資源。大規模用水的水產養殖、農田灌溉受到限制。但基于練好的水質,具有很高的醫療價值,可進行溫泉開發,促進北方地區雪地溫泉旅游行業發展。

所屬項目:黑龍江省資源補償費項目,項目編號SDR2009-06

參考文獻

[1]盛春,田忠強等.大連成圓-2#地熱井水質分析與評價.[J]煤炭技術.2009,12.

第11篇

1 有機染料和顏料的分析測試

染料屬于在環境中降解很慢的一類物質,而且一些染料有致癌、致突變性,隨著各種有色物質與染料廢水進入水體,使其顏色變得復雜,成份也難測。因此,只是測定環境樣品的色度是不夠的,還應對其成分進行分析。目前,使用超臨界流體色譜法,以CO2為流動相,交聯石英彈性毛細管柱對幾種染料進行分析,效果很好。

2 表面活性劑的分析測試

表面活性劑的大量應用,帶來了水質的嚴重污染,難以生物降解的表面活性劑給污水處理也帶了難題。目前,環境樣品中的表面活性劑常采用染料試劑顯色后進行分光光度法測定,操作簡便但靈敏度不高,得到的是一類表面活性劑的總量。而因其結構上差異,降解程度是不同的,因而我們需要知道各個組分的結構和含量。同時對于一些難揮發或不揮發的表面活性劑則不能直接進行氣相色譜分析。對于離子型表面活性劑可以用液相色譜特別是離子色譜對其進行測試,但對于缺乏紫外吸收的非離子型表面活性劑液相色譜就顯得束手無策了。近年來,毛細管超臨界流體色譜法對于聚氧乙烯型非離子型表面活性劑和多元醇型非離子表面活性劑顯示出很大優越性。用毛細管超臨界流體色譜法分析多元醇型非離子表面活性劑時,超臨界流體的密度是影響選擇性,保留時間和柱效的主要參數。流體密度主要隨壓力而變化,通過變動壓力可以調節各組分的保留時間,從而達到有效分離,對于多元醇型非離子表面活性劑中各組分,隨著酯化作用程度和相對分子量的增加,組分揮發性下降,因而可以用程序升壓方式進行分析。

3 酚類化合物的分析測試

含酚廢水進入水體后,嚴重影響地面水的質量,危害人體和生物健康。測定酚類化合物的標準方法為毛細管氣相色譜法但定量困難且費時,用填充柱超臨界流體色譜法測試酚類化合物,其結果無論從峰形、測試時間,還是從檢測上都能滿足常規測試要求。

4 多環芳烴的分析測試

多環芳烴是一類中等極性的異構體混合物,性質極相似,是色譜分析最難分離的一類物質,核磁共振和質譜可以提供多環芳烴詳細的結構信息,但操作嚴格,不適于常規分析。液相色譜可在較短時間內進行分離,但缺乏通用型的檢測器。氣相色譜使用時要求柱溫較高,柱老化嚴重,且分離較差。近年來,超臨界流體連接通用型的氫火焰離子化檢測器,選用極性或特殊選擇性的液晶固定液,在較低溫度下,就可以使其得到有效分離,經研究證實選用細徑極性填充柱,CO2為流動相,FID檢測器,26分鐘就將三至十環多環芳烴很好的分離,定量重復性良好。一些研究者對美國環保局測定的11種酚類化合物進行了測試,它以一氯二氟甲烷和CO2為混合流動相,測試后,峰型有較大改善,檢測下限達0.01~3.80mg/m3。

5 農藥及除草劑的分析測

大量的農用化學品進入環境,引起生態環境破壞,威脅著人類和生物,農藥是含有O、S、P、N雜原子的極性物質,有的還含有熱不穩定性基團,故可通過超臨界流體色譜對其進行分析。超臨界流體的密度和溶解度與許多有機溶劑相當,但與液體相比粘度低,擴散系數高,因此,可以滲透進入樣品基質內部和間隙,增加與農藥的接觸機率和速度,加速溶解平衡使農藥從基質中轉移出來,提高萃取效率,有助于所溶解的各成分之間的分離。

6 金屬絡合物和金屬有機化合物的分析測試

金屬絡合物和金屬有機化合物的超臨界流體萃取近年來被廣泛的報道。超臨界流體萃取金屬離子的方法是用能溶解于SF-CO2的有機螯合劑將帶有電荷的金屬離子轉變成金屬絡合物,所以關鍵是選擇適當的螯合劑,而金屬有機化合物通常可以被SF-CO2萃取。

7 過渡金屬和重金屬絡合物的SFC分離

砷和銻的毒理和生理行為取決于它們不同的氧化態和化學形式。無機As (III)要比As (V)毒性更大,與無機砷相比,有機砷化合物顯示了較小的毒性。使用SFC和SB-甲基-100色譜柱,將As3+(FDDC)3和Sb3+(FDDC)3絡合物,從Zn、Ni、Co、Fe、Hg、As、Sb和Bi的混合物中分離開來。分析結果與溶劑萃取-中子活化分析和誘導偶合等離子體-原子發射光譜(ICP-AES)的分析結果一致。一些砷的無機物和有機物能夠用溶劑萃取或SFE/SFC方法來測定。使用KI、Na2S2O3和H2SO4,在水溶液中將有機砷化合物如CH3ASO(OH)2和(CH3)2AsO(OH),分別轉變成CH3AsI2和(CH3)2AsI。這些碘化物被FDDC萃取進入氯仿,生成的As(FDDC)3,CH3As(FDDC)2,和(CH3)2As(FDDC),由SFC分析,其回收率大于90%。隨后,使用LiFDDC作為螯合劑,將天然水和尿液中的As3+和Sb3+用SFE萃取,用SFC進行定量分析。用KI和Na2S2O3將第二個樣品還原,測定As和Sb的總量。通過相減得到As5+和Sb5+的濃度。三價或五價As和Sb的濃度范圍在自然水中為1~150μg/L,在尿液中為1~10mg/L。

8 金屬有機化合物的溶解度SFC測定

SFC提供了研究二茂鐵及其衍生物行為的方法,并顯示了溶質的保留行為直接與它在超臨界流體中的溶解度有關。利用SFC的保留數據與一些溶解度的實驗值,決定了二茂鐵在SF-CO2中不同條件下的溶解度。并研究了二茂鐵和其衍生物的行為,并使用毛細管SFC分離了二茂鐵衍生物。二茂鐵衍生物的容量因子被發現在色譜溫度和壓力下變化很大。這表明SFC的保留行為能夠從簡單的參數,如溶質的溶解度,溶質的摩爾體積,色譜柱的物理性質而預測。一般來說,在SF-CO2溶解度越大,該化合物在色譜柱上就會洗出得更快。

SFC提供了研究二茂鐵及其衍生物行為的方法,并顯示了溶質的保留行為直接與它在超臨界流體中的溶解度有關。利用SFC的保留數據與一些溶解度的實驗值,決定了二茂鐵在SF-CO2中不同條件下的溶解度。并研究了二茂鐵和其衍生物的行為,并使用毛細管SFC分離了二茂鐵衍生物。二茂鐵衍生物的容量因子被發現在色譜溫度和壓力下變化很大。這表明SFC的保留行為能夠從簡單的參數,如溶質的溶解度,溶質的摩爾體積,色譜柱的物理性質而預測。一般來說,在SF-CO2溶解度越大,該化合物在色譜柱上就會洗出得更快。

9 藥品分離的SFC測試

SFC在藥物分離方面的應用發展十分迅速,研究者對用SFC和HPLC在填充柱上分離藥物進行了對比,發現SFC在縮短分離時間及提高分離效率等方面,明顯優于HPLC。在填充SFC上,用CO2作為主流動相,加入一定量的甲醇作為改性劑,幾乎可以對所有的極性化合物進行分離分析。低濃度的改性劑,如三氟代乙酰酸,乙酸,三甲基胺及異丙胺等也常被用于改善強極性化合物的SFC峰型。

10 SFC與普通色譜技術相比的優點

10.1 宜用于分析蒸氣壓低和熱穩定性差的物質。因為超臨界流體的密度低,具有溶解一些物質的能力,可使這些物質在色譜柱上分離而洗脫,SFC的流動相溫度通常比GC低得多,因此SFC特別適用于熱穩定性差的物質的分析。

10.2 可使用細長的色譜柱以增加柱效。因為超臨界流體的粘度低,柱壓可極大地被降低。

10.3 分析速度比液相色譜快(比氣相色譜慢)。因為溶質在超臨界流體中擴散系數比在液體中快,故可選用比液相色譜快的流動相線速,且由于色譜峰較窄有利于檢測。

10.4 可通過操作壓力等參數改變超臨界流體的密度,調節流動相的溶解能力,擴散系數及黏度,改進分離的效能。

10.5 還可以和大多數通用型HPLC、GC檢測器匹配,使其在定性定量檢測中極為方便。

10.6 與HPLC和GC相比,可以簡單的將產品與溶劑分離,后處理簡單,產品純度高。

從上述特點可看出,雖然超臨界流體色譜法不能替代氣相色譜法和液相色譜法,但它可以彌補兩者的不足之處。

11 超臨界流體色譜的發展趨勢

第12篇

本方法作為水質分析評價的方法,比起其他方法,具有算法簡單,運算速度快,受外界影響小等特點。

關鍵詞:人工神經網絡Matlab水質評價BP

中圖分類號: TN711文獻標識碼:A 文章編號:

“人口、資源、環境”是當今世界面臨的三大難題。人類的生存與發展從根本上依賴于水的獲取和對水的控制。

天津市蘊藏著豐富的中、低溫地下水資源。同時,天津市作為華北地區嚴重缺水的城市,地下水資源對天津市的經濟發展具有極其重要的作用。地下水水質的分析評價,為資源管理提供了水質判別的依據,是資源管理系統中重要的一部分。

目前,天津市的地下水水資源的分析管理工作中,水質分析評價采用的比較多的是內梅羅指數公式法、模糊綜合評判法、國標法等。

1 BP人工神經網絡簡介

BP (Back Propagation)神經網絡是一種神經網絡學習算法,全稱是基于誤差反向傳播算法的人工神經網絡。它的學習過程,由信息的正向傳播和誤差的反向傳播兩個過程組成。輸入層各神經元負責接收來自外界的輸入信息,并傳遞給中間層各神經元;中間層是內部信息處理層,負責信息變換;最后一個隱層傳遞到輸出層各神經元的信息,經進一步處理后,完成一次學習的正向傳播處理過程,由輸出層向外界輸出信息處理結果。

BP神經網絡相對比其他的神經網絡,具有運算速度快,疊加性好等特點。

2分析方法模型建立

2.1 分析標準選擇

參照《中華人民共和國地下水質量標準》,結合天津市水資源的實際取樣和檢測經驗,形成下述指標:

表1水質評價的要素表(單位:mg/L)

2.2 分析方法建立

分析方法基本流程如圖

圖1基本流程圖

隱含層采用正切S型神經元,輸出層采用線性神經元,輸入向量的維數是16,所以輸入層節點數確定為16個。輸出層節點數由輸出向量的維數決定,這里輸出節點數為1。據經驗以及反復訓練, 隱含層節點數定為5。這樣就形成了一個16×5×1神經網絡。

圖2BP神經網絡結構

輸入向量為2-1,地下水質量分類指標,共有項目16,分為五個級別。輸出結果為一列。

2.3 平臺選擇

本文使用的開發平臺為MATLAB7.8(R2009a)。

2.4 算法選擇

本文選擇動量批梯度下降函數(traingdm)來訓練算法。它實現的是一種批處理的前饋神經網絡訓練算法,它不但具有更快的收斂速度,而且引入了一個動量項,有效地避免了局部最小問題在網絡訓練中的出現。

2.5 學習訓練和模擬

網絡的訓練學習,分為如下幾步:

首先,采用指令 net=newff(minmax(p),[5,1],{'tansig','purelin'},'traingdm') 建立網絡。

newff()為建立BP神經網絡的函數,minmax(p)表示網絡輸入p的取值范圍(0~1),[5,1]表示隱層節點數是5,輸出層節點數是1,{'tansig','purelin'}表示隱含層中的神經元采用tansig轉換函數,輸出層采用purelin函數,'traingdm'表示選擇的學習算法。

權重和閾值初始化 net=init(net);給各連接權重IW{1,1}、LW{2,1}及閾值b{1}、b{2}賦予(-1,+1)間的隨機值。

然后,采用指令[net,tr]=train(net,p,t)進行訓練;訓練次數1000,誤差限為10-8。采用水質標準歸一化后的數值作為訓練向量。訓練結果如下:

圖3 網絡訓練誤差圖

采用指令 a= sim(net,p)模擬;

訓練結果:1.0001 1.9998 3.0001 4.0000 5.0000

這說明網絡已經訓練完畢,可以使用進行實際應用。

根據訓練好的網絡及輸入向量進行模擬網絡輸出,輸入層P為16×n的數組,將監測數據,進行評價歸一化后,根據訓練好的模型進行仿真采用指令out= sim(net,p1),得到的結果為1×n的向量。即為樣本的評價值。然后將評價值根據大小分為不同的等級(I,II,III,IV,V),輸出為rank數組。

3實驗結果

3.1 小量樣本對比實驗

選取3個地點,使用不同方法進行評價,水質評價可以用礦化度和硬度這兩項指標來簡單的評價,因為這兩個指標可以說明水質各組分濃度大小。比較結果如下:

表2小量樣本結果

從上表中可以看出,3號樣本的礦化度和硬度這兩項指標遠小于其他兩個樣本,水質情況明顯好于其他兩個樣本。這個結論與BP神經網絡的評價結果是一致的,其他兩種方法不能將這3個樣本的水質情況區分開。

從小量樣本的結果看,BP神經網絡法的評價與實際的符合度較好。

3.2 大量樣本對比實驗

分析方法是否科學,是否符合實際工作的需要,僅有小量樣本的實驗是遠遠不夠的,還需要使用較大規模的數據樣本進行實驗。

大量樣本實驗選取多年地下水監測數據中隨機抽取的200組數據,代入模型,結果如下:

表3大量樣本結果

與往年數據進行比較,結果如下:

圖4 地下水歷年評價結果對比圖

由上圖可以看出,使用BP神經網絡法對水質進行分析評價,結果比較合理,與往年的數據相符合,結果可信。

4結論

天津市地下水資源的管理,到現在已經走過了20幾年的時間,積累了大量的監測數據,為了更好的整理分析這些數據,便于管理工作的進行,水質分析評價就成為了一個很好的工具。基于BP人工神經網絡的水質分析評價模型,為水質分析評價工作提供了一個新的方向。與傳統的方法不同,BP神經網絡法進行水質分析評價,更為簡單,快捷,結果也與真實情況相符合。

水質分析評價是一項長期、枯燥、嚴謹而又非常重要的工作。使用BP網絡法評價,現階段同樣存在著不足,比如不同的評價對象具有不同的影響因子,對于不同的評價對象,評價因子需進一步更改。

本文對于地下水水質評價方法提出一個新的研究方向,希望能夠拋磚引玉,供大家借鑒思考。

參考文獻:

[1]郝華.我國城市地下水污染狀況與對策研究[J].水利發展研究,2004,(3):23-25+49.

[2]盧新衛.基于人工神經網絡的水質污染綜合評價方法[J].工程勘察,1997,(6):25-26.

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