“二分法”數(shù)學(xué)思想在水質(zhì)色度、濁度實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用

宋 瑾，吳鳳龍

(河套學(xué)院理學(xué)系，內(nèi)蒙古 巴彥淖爾市 015000)

“二分法”數(shù)學(xué)思想在水質(zhì)色度、濁度實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用

宋 瑾，吳鳳龍

(河套學(xué)院理學(xué)系，內(nèi)蒙古 巴彥淖爾市 015000)

二分法可以解決實(shí)際問題中的一些查找需求問題。將其應(yīng)用在水質(zhì)色度與濁度的測試實(shí)驗(yàn)中，達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡耐瑫r(shí)即省時(shí)又省力。

二分法；色度；濁度

通過每次把f(x)的零點(diǎn)所在小區(qū)間收縮一半，使區(qū)間的兩個(gè)端點(diǎn)逐步迫近函數(shù)的零點(diǎn)，以求得零點(diǎn)的近視值，這種方法叫做二分法，是一種方程根的近似值求法，其實(shí)質(zhì)是通過縮小區(qū)間范圍來靠近目標(biāo)[1]。色度和濁度是衡量水質(zhì)物理性質(zhì)的重要指標(biāo)之一，常用的測定方法是鉑鈷比色法(GB/T 11903-1989)和目視比濁法(GB/T13200-1991)，其原理是配制一系列色度或濁度標(biāo)準(zhǔn)溶液，將水樣與該標(biāo)液進(jìn)行目色比對(duì)，確定度數(shù)[2-3]。但配制一系列標(biāo)準(zhǔn)溶液耗時(shí)長，工作量大且浪費(fèi)藥品。本文在不違背國家標(biāo)準(zhǔn)的前提下，利用“二分法”的數(shù)學(xué)思想，對(duì)水質(zhì)色度和濁度實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)，省事省力，效率較高。

1 原理

用標(biāo)準(zhǔn)試劑(試樣)配制色(濁)度為a和b的標(biāo)準(zhǔn)溶液，色(濁)度區(qū)間記為[a，b]，水樣的色(濁)度記為x。將x與區(qū)間端點(diǎn)色(濁)度值進(jìn)行目視比較，若顏色(渾濁度)端點(diǎn)值，區(qū)間變?yōu)閇a，a+b/2] 和[a+b/2，b]。再進(jìn)行目視比較，直到找到相同或相近的色(濁)度值為止。

2 步驟

2.1 色度測定[4-5]

2.1.1 水樣預(yù)處理

如水樣較澄清(天然和輕度污染水)，將水樣倒入250mL量筒中，靜置15min，傾取上層液體進(jìn)行測定；如水樣渾濁(工業(yè)廢水)，則放置澄清，亦可用離心法或用孔徑0.45μm濾膜過濾以去除懸浮物后在測定；如水樣有顏色，用文字描述顏色性質(zhì)后在測定。

2.1.2 500度鉑鈷標(biāo)準(zhǔn)液的配制

稱取1.246g氯鉑酸鉀(K2PtCl6)(相當(dāng)于500mg鉑)及1.000g氯化鈷(CoCl2·6H2O)(相當(dāng)于250mg鈷)，溶于100mL水中，加100mL鹽酸，用水定容至1000mL。保存在密塞玻璃瓶中，存放暗處。

2.1.3 測定步驟

吸取水樣、蒸餾水、500度鉑鈷標(biāo)準(zhǔn)液各50mL于比色管中，色度區(qū)間記為[0，500]。將比色管置于白瓷板或白紙上，使光線從管底部向上透過液柱，目光自管口垂直向下觀察。若水樣的顏色與區(qū)間端點(diǎn)顏色相同，則為端點(diǎn)色度值；若在兩者之間，則區(qū)間變?yōu)閇0，250] 和[250，500]后在進(jìn)行目色比對(duì)，記下與水樣色度相同的鉑鈷標(biāo)準(zhǔn)液的色度值。低色度標(biāo)準(zhǔn)液由500度鉑鈷標(biāo)準(zhǔn)液稀釋配得，計(jì)算公式如下：

式中：500——500度鉑鈷標(biāo)準(zhǔn)液的色度值，度；

V——移取500度鉑鈷標(biāo)準(zhǔn)液的體積，mL；

N——容量瓶的容積，mL；

M——低色度標(biāo)準(zhǔn)液的色度值，度。

2.2 濁度測定[6-7]

2.2.1 水樣的采集與保存

水樣收集于具塞玻璃瓶內(nèi)，應(yīng)在取樣后盡快測定。如需保存，可在4℃冷藏、暗處保存24h，測試前要激烈振搖水樣并恢復(fù)到室溫且水樣應(yīng)無碎屑及易沉降的顆粒。

2.2.2 250度的硅藻標(biāo)準(zhǔn)液的配制

稱取10g通過0.1mm篩孔(150目)的硅藻土，于研缽中加入少許蒸餾水調(diào)成糊狀并研細(xì)，移至1000mL量筒中，加水至刻度。充分?jǐn)嚢瑁o置24h，用虹吸法仔細(xì)將上層800mL懸浮液移至第二個(gè)1000mL量筒中。向第二個(gè)量筒內(nèi)加水至1000mL，充分?jǐn)嚢韬笤凫o置24h。虹吸出上層含較細(xì)顆粒的800mL懸浮液，棄去。下部沉積物加水稀釋至1000mL。充分?jǐn)嚢韬筚A于具塞玻璃瓶中，作為渾濁度原液，其中含硅藻土顆粒直徑為400 m左右。取上述懸濁液50.0mL置于已恒重的蒸發(fā)皿中，在水浴上蒸干。于105℃烘箱內(nèi)烘2h，置干燥器中冷卻30min，稱重。重復(fù)以上操作，即，烘1h，冷卻，稱重，直至恒重。求出每毫升懸濁液中含硅藻土的重量(mg)。吸取含250mg硅藻土的懸濁液，置于1000mL容量瓶中，加入10mL甲醛溶液加水至刻度，搖勻。

2.2.3 測定步驟

吸取水樣、蒸餾水、250度的硅藻標(biāo)準(zhǔn)液各100mL于比色管中，濁度區(qū)間記為[0，250]。將比色管置于黑色板上，由上往下垂直觀察。若水樣的混濁度與區(qū)間端點(diǎn)混濁度相同，則為端點(diǎn)濁度值；若在兩者之間，則區(qū)間變?yōu)閇0，125] 和[125，250]后在進(jìn)行目色比對(duì)，記下與水樣產(chǎn)生視覺效果相近的標(biāo)準(zhǔn)液的濁度值。低色度標(biāo)準(zhǔn)液由250度鉑鈷標(biāo)準(zhǔn)液稀釋配得，計(jì)算公式如下：

式中：250——250度的硅藻標(biāo)準(zhǔn)液的濁度值，度；

V——移取250度的硅藻標(biāo)準(zhǔn)液的體積，mL；

B——容量瓶的容積，mL；

A——低色度標(biāo)準(zhǔn)液的色度值，度。

[1] 張廣欣. 基于二分法求解鋼管混凝土桁架拱橋主拱肋節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)[J].價(jià)值工程，2016(2)：137-138.

[2] 趙曉偉，沈?yàn)槊瘢S杰,等. 基于三波長透射率的水體色度檢測標(biāo)準(zhǔn)[J].環(huán)境工程學(xué)報(bào)，2013，7(12)：4766-4771.

[3] 栗 淘. 目視比濁法測定三氧化二砷中氯離子[J].理化檢驗(yàn)-化學(xué)分冊(cè)，2000，36(3)：133-134.

[4] 國家技術(shù)監(jiān)督局.GB/T 11903-1989，水質(zhì)色度的測定[S]. 北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社.1989.

[5] 全國化學(xué)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì). GB/T 605-2006，化學(xué)試劑色度測定通用方法[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社, 2006.

[6] 國家技術(shù)監(jiān)督局.GB/T 13200-1991，水質(zhì)濁度的測定[S]. 北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,1991.

[7] 電力行業(yè)電廠化學(xué)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì).DL/T 809-2002，水質(zhì)-濁度的測定[S].北京：中國電力出版社,2002.

(本文文獻(xiàn)格式：宋 瑾，吳鳳龍 .“二分法”數(shù)學(xué)思想在水質(zhì)色度、濁度實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用[J].山東化工，2016，45(12)：166，175.)

The Application of the Dichotomy Mathematics Thought for Water Quality of Chromaticity and Turbidity Experiment

Song Jin Wu Fenglong

(Department of Sciemce,Hetao College Bayannur 015000,China)

Dichotomy can look for demand to solve practical problems in some problems. Its application in chromaticity and turbidity of the water quality test experiment, which can reach the purpose of the experiment at the same time to save time and effort.

organic compounds; nomenclature; rules

2016-04-21

內(nèi)蒙古自治區(qū)高等學(xué)校科學(xué)研究項(xiàng)目(NJZY16337); 河套學(xué)院科學(xué)技術(shù)研究青年項(xiàng)目(HYZQ201411)

宋 瑾(1984—)，女(蒙古族)，內(nèi)蒙古巴彥淖爾市人，講師，碩士，主要從事功能高分子材料改性。

O661.1

A

1008-021X(2016)12-0166-01