總磷總氮消解方法的改進分析

鄭秋妹

摘要：水質中磷、氮的含量反映了水體富營養化，磷、氮的監測量成為監測環境質量的重要指標，因此測定水質中總磷總氮的含量成為了非常重要的問題。本文分析了幾種傳統的氧化消解法，同時就本次研究中重點研究的一項新型水質中總磷總氮監測裝置的改進進行了分析，以期為相關工作提供借鑒。

關鍵詞：總磷總氮消解方法;改進;分析

中圖分類號：X830 文獻標識碼：A 文章編號：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

現階段我國正面臨著水質污染問題越來越嚴重的境遇，且部分江水、湖泊中的總磷、總氮含量超過了零點一毫克每升，這會導致水中的許多植物以及浮游生物的過度生長，進一步加深水質污染，也就是我們常說的富營養化現象。并且，由于人口密度的增加，人們的過度濫用資源也加重了環境污染，這與我國的可持續發展經濟戰略背道而馳，成為了阻礙我國經濟發展的重要問題。造成這一現象的主要原因是一些化工廠將化工廢水直接排向了水中，讓水質中的磷、氮的含量在短時間內達到很高的濃度，使得一些藻類植物過度繁殖，破壞了湖泊以及河流中的生態平衡，使得很多水生生物不斷消亡。因此，適時地控制水中的磷、氮含量顯得格外重要，作為預防水污染的重要途徑，總磷總氮氧化消解法正受到環保部門的高度重視。要避免造成湖泊富營養化的環境污染，應當及時對水質中的磷、氮含量進行測量，并時刻改善環境保護措施。

1 幾種常見的氧化消解方法

一般的消解水中氮、磷化合物的方法是利用過硫酸鉀的氧化性，且在堿性溶液和高溫的反應條件下，將氮、氧化合物氧化為硝酸根和磷酸根負離子，但是這種傳統方法具有很大的缺點，即會對環境產生嚴重的污染。因此，以下將介紹幾種目前常用的效果較好且更加綠色環保的氧化消解方法：

1.1 Fenton氧化法

將亞鐵離子和過氧化氫進行反應，會產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、二氧化碳和無機鹽的作用，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

超聲波穿過液體介質時會產生一種特殊的效應，即空化效應，這種效應不僅可以和處于激發態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鍵斷裂，達到氧化消解的目的。

1.3 臭氧氧化法

臭氧作為一種常見的氧化劑，被廣泛運用到化工生產的過程中，具體領域涉及到消毒氧化等等。臭氧的化學性質非常活潑，其也是氧氣的同素異形體，具有很強的氧化性。

在利用臭氧氧化消解時，一般有兩種方法：其一是直接氧化法。因為臭氧分子的特殊結構，具有很強的親核性和親電性，當臭氧遇到有機物時，通常需要考慮苯環上的取代基的電子效應。一般來說，臭氧傾向于和苯環上電子密度較大的部分發生親電反應，這也導致了臭氧在氧化過程中具有一定的反應選擇性，可以有選擇性地氧化某些基團。其二是臭氧經過自身分解，形成一些自由基，促進氧化反應。這種臭氧氧化法被稱為間接氧化法，其中關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中真實的氧化能力。

2 改進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部結構兩個方面開展，可以設計一臺高質量、高效率測量水質磷、氮含量的裝置。其中具體體現如下：

（1）基于很多改進的氧化消解方法，設計一套將臭氧和紫外線結合的新式氧化消解裝置，這種裝置最大的特點便是綠色環保、轉換率高，可以極大地滿足及時測量水質磷、氮含量的需要;（2）經過多次的實驗和證明，通過監測和實驗裝置的分析，總結出了以下結論：在利用離子色譜儀測量磷、氮含量時，這種測量條件可以改善傳統的測量裝置達不到的測量效果，由此來驗證裝置的測量功能;（3）通過監測磷、氮含量的流程，可以設計出一臺可以達到連續測量效果的新型裝置，采取人工智能原理，不會增加對環境污染的因素，更加環保，操作簡便省事。