是廢水還是污水？一篇看懂最常見(jiàn)的廢水檢測(cè)方法與指標(biāo)|水質(zhì)檢測(cè)

廢水之定義與廢水檢測(cè)項(xiàng)目

在中國(guó)臺(tái)灣，廢水與污水的定義有明確的差異。廢水是指受工業(yè)和商業(yè)用途影響排放的水，污水則是指日常生活與非事業(yè)產(chǎn)生、含有污染物的水。

廢水的成分通常是99.9%的水，與0.1%的污染物。這0.1%可能含有有機(jī)物、微生物和無(wú)機(jī)化合物。廢水排放到各種環(huán)境中，例如湖泊、池塘、溪流、河流、河口和海洋。

廢水檢測(cè)的指標(biāo)囊括物理、化學(xué)和生物層面，例如溫度、總懸浮固體(TSS)、pH值、需氧量和需氧量、氮、磷、氯和微生物。在本文中，我們將著重廢水排放標(biāo)準(zhǔn)中的化學(xué)指標(biāo)，包括需氧量、總氨氮、總磷酸鹽和總氮。

化學(xué)需氧量檢測(cè)方法(廢水COD)

化學(xué)需氧量(COD)重要的水污染指標(biāo)之一。化學(xué)需氧量值越高，表示水樣中有機(jī)污染程度越高，相較于生物需氧量測(cè)試，COD的處理時(shí)間更短，因此建議在水樣中可能具有生物需氧量無(wú)法確定的毒性，或有機(jī)物質(zhì)的情況下使用。

廢水COD檢測(cè)步驟

1.根據(jù)廢水樣品的COD濃度，選擇合適的試劑濃度。

2.在COD試劑瓶中加入2 mL純水作為空白樣品。

3.將2 mL測(cè)試樣品添加到另一個(gè)COD試劑瓶中作為測(cè)試樣品。

4.擰緊瓶蓋，輕輕搖晃以混合均勻。

5.將試管放入COD加熱爐中，使用150度加熱2小時(shí)。

6.取出試管并將其冷卻至室溫。

7.將空白樣品瓶插入COD檢測(cè)儀中，開(kāi)始零校準(zhǔn)。

8.測(cè)試樣品瓶插入COD檢測(cè)儀中，讀取樣品的COD濃度。

洛科的廢水檢測(cè)系列，使用者友善介面，提供快速準(zhǔn)確的COD檢驗(yàn)結(jié)果

COD加熱爐–CR 25

COD檢測(cè)儀–CD 200

消化分解加熱板–Mars

水中氨氮檢測(cè)方法

什么是氨氮?

氮在廢水中以分子態(tài)氮、有機(jī)態(tài)氮、氨態(tài)氮、硝態(tài)氮、亞硝態(tài)氮以及硫青化物和青化物等多種形式存在，而氨氮是最主要的存在形式之一，是水體環(huán)境污染的重要指標(biāo)，以mg/L NH3-N表示。氨氮是指水中以氨分子(ammonia,NH3)及銨離子(ammonium,NH4+)兩種形式同時(shí)存在的氮，為一種對(duì)環(huán)境危害影響大的化合物。水中的氨分子(ammonia,NH3)及銨離子(ammonium,NH4+)會(huì)依據(jù)不同的pH值和溫度互相進(jìn)行轉(zhuǎn)換。

氨氮的危害

在氮循環(huán)中，氧氣充足的情況之下，氨氮可經(jīng)亞硝化細(xì)菌及硝化細(xì)菌進(jìn)行硝化作用(nitrification)，轉(zhuǎn)換為亞硝酸鹽類(nitrite)及硝酸鹽類(nitrate)，其對(duì)人體具有致癌性。而氨氮排入水體中，會(huì)使藻類及微生物繁殖，造成優(yōu)氧化；嚴(yán)重優(yōu)養(yǎng)化則會(huì)使水中溶氧量降低，導(dǎo)致魚(yú)類大量死亡。另外，氨氮也會(huì)促進(jìn)微生物于輸水管道及其它設(shè)備中繁殖使管道設(shè)備堵塞。

氨氮檢測(cè)方法–水楊酸鹽法(Salicylate)

使用水楊酸鹽法，水中的氨(NH3)與檢測(cè)試劑中的次氯酸根(OCl-)會(huì)反應(yīng)形成氯氨(NH2Cl,monochloramine)，如式(1)，氯氨再與水楊酸鹽反應(yīng)，形成5-aminosalicylate，如式(2)。

5-aminosalicylate經(jīng)催化劑硝普鈉(sodium nitroprusside,SNP,又稱為亞硝醯鐵青化鈉)催化氧化反應(yīng)，產(chǎn)生最終產(chǎn)物indosalicylate(藍(lán)色)，其結(jié)構(gòu)式如下圖，最后加入黃色的三聚氰氨(cyanurate)溶液而成綠色，即可利用WD 100以610 nm進(jìn)行水中氨氮含量的測(cè)定。

洛科WD 100 4合1水質(zhì)分析儀可檢測(cè)COD、氨氮、總磷、總氮

洛科CR 25 COD加熱爐:內(nèi)建專用COD執(zhí)行程式

水中總磷檢測(cè)方法

什么是總磷(Total Phosphate)?

總磷是由正磷酸鹽(orthophosphate)、聚磷酸鹽(又稱焦磷酸鹽，condensed phosphate)及有機(jī)磷(organic phosphate)所組成。水中的磷主要來(lái)自于含有機(jī)磷農(nóng)藥的農(nóng)業(yè)污水、工業(yè)污水、家庭生活污水及清潔劑。而水中的磷幾乎全部以磷酸鹽(phosphate)型式存在，其為構(gòu)成土壤養(yǎng)分及動(dòng)植物原生質(zhì)的要素。水中總磷是將水中各種形式的磷轉(zhuǎn)換為正磷酸鹽后所測(cè)得的所有磷的含量，通常以每公升水中含有多少毫克磷(mg/L as P)表示。

總磷的危害

磷(phosphorus)是植物生長(zhǎng)的重要養(yǎng)分，然而當(dāng)過(guò)量的磷進(jìn)入水體中，將使得藻類大量繁殖及死亡，并且因?yàn)樵孱惖母瘮》纸庑枰拇罅康难鯕猓瑢?dǎo)致水體缺氧，造成優(yōu)養(yǎng)化現(xiàn)象的產(chǎn)生。因此限制磷的濃度，即可控制、避免優(yōu)養(yǎng)化現(xiàn)象。

總磷檢測(cè)原理–鉬酸鹽法(Molybdovanadate)

R水樣以酸，如硫酸(sulfuric acid)及過(guò)硫酸鹽(persulfate)，加熱消解，使其中總磷轉(zhuǎn)變?yōu)檎姿猁}形式存在，使正磷酸鹽與鉬酸鹽(molybdate)反應(yīng)，生成磷鉬酸鹽復(fù)合物(phosphomolybdate complex)，再以釩(vanadium)與此復(fù)合物反應(yīng)，產(chǎn)生黃色的釩鉬磷酸(vanado-molybdophosphoric acid)并使用檢測(cè)儀以420 nm只設(shè)定進(jìn)行水中總磷含量的測(cè)定，黃色深淺和磷含量成正比。

水中總氮檢測(cè)方法

什么是總氮(Total Nitrogen)?

總氮為水中各種型態(tài)氮的總和，包含硝酸鹽氮(NO3-)、亞硝酸鹽氮(NO2-)、氨氮(NH4+)等無(wú)機(jī)氮與蛋白質(zhì)、胺基酸、有機(jī)胺等有機(jī)氮。總氮是重要的水質(zhì)檢測(cè)項(xiàng)目，也是反映水體富營(yíng)養(yǎng)化的主要指標(biāo)，通常以每公升水中含有多少毫克氮(mg/L N)表示。

總氮的危害

氮為自然界中的重要元素，亦是水生生物生長(zhǎng)的重要養(yǎng)份。然而，當(dāng)?shù)窟^(guò)多時(shí)，會(huì)使得水體富營(yíng)養(yǎng)化，造成微生物及藻類大量繁殖、水中溶氧量降低，導(dǎo)致魚(yú)類及水生生物大量死亡，形成水體缺氧及優(yōu)養(yǎng)化。

總氮檢測(cè)原理–過(guò)硫酸鹽消解法(Persulfate Digestion)

水中總氮的測(cè)定方法主要分為3大類：

總和法：分別測(cè)定硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮、凱氏氮(凱氏氮為氨氮與總有機(jī)氮之和)再將結(jié)果加總，即為總氮含量。(NIEA W423.52C)

鹼性過(guò)硫酸鉀紫外分光光度法，又稱為過(guò)硫酸鹽消解法

氣相分子吸收光譜法(Gas-Phase Molecular Absorption Spectrometry,GPMAS)

加入鹼性過(guò)硫酸鹽進(jìn)行消解，將所有型式的氮轉(zhuǎn)換為硝酸鹽(nitrate)，消解后加入焦亞硫酸鈉(sodium metabisulfite)以消除鹵素氧化物(halogen oxide)的干擾，硝酸鹽在強(qiáng)酸環(huán)境下，與變色酸(chromotropic acid)反應(yīng)產(chǎn)生黃色生成物后，檢測(cè)儀以420 nm測(cè)定水中總氮含量。

參考資料

Water and Wastewater News|WWD

行政院環(huán)境保護(hù)署-環(huán)境檢驗(yàn)所網(wǎng)站

LIN,Kunning,et al.Determination of ammonia nitrogen in natural waters:Recent advances and applications.Trends in Environmental Analytical Chemistry,2019,24:e00073.

HACH,Nitrogen,Ammonia,Method 10023

HACH,Nitrogen,Ammonia,Method 10031

HACH,Phosphorus,Total,Method 8190

HACH,Total Nitrogen,Method 10072