关于总磷和总氮工作曲线的改进建议

关于总磷和总氮工作曲线的改进建议 张素荣 (通州市环境监测站 � 江苏通州 226300) � � 摘 � 要 � 试验表明,总磷和总氮的工作曲线可以不经消解而直接显色,与国标方法比较无显著性差异,并以标准样品加 以验证。建议省略工作曲线的消解步骤,在日常分析中,完全可以以磷酸盐 磷和硝酸盐 氮的标准曲线替代总磷和总氮的 工作曲线,以达到降低工作强度,提高监测效率的目的。 � � 关键词 � 总磷 � 总氮� 工作曲线 � 标准曲线 The Improved Suggestion on the Working Curve of Total Phosphorus and Total Nitrogen ZHANG Su rong ( Tongzhou Environment Moni toring Station � Tongzhou , Jiangsu 226300) Abstract � The results show that the working curve of total phosphorus and total nitrogen may be developed direct ly without digest ion, no sig- nificant differences are found out compared to the national standard, proved by standard samples. Suggest that the digested procedure about the working curve of total phosphorus and total nitrogen may be reduced, and replaced completely by the standard curve of phosphate salt phos- phorus and nitrate salt nitrogen in the routine work of analyt ical, to reach the aim of lowering the working strength and improving monitoring efficiency. Keywords � total phosphorus � total nitrogen � working curve � standard curve � � 目前,测定水中总磷和总氮的国标方法分别为钼酸铵分 光光度法( GB11893 89)和碱性过硫酸钾消解紫外分光光度 法( GB11894 89)。这 2 种方法中都规定工作曲线必须与样 品一样经过消解,将水样中的磷转化为正磷酸盐, 氮转化为 硝酸盐来测定。由于总磷、总氮的标准溶液分别由正磷酸盐 和硝酸盐配制而成,笔者同时制作磷酸盐 磷、硝酸盐 氮的 标准曲线,不经消解而直接比色, 与总磷、总氮的工作曲线进 行对比,以作进一步探讨。 1� 标准曲线与工作曲线的对比 1. 1 � 对比试验 ( 1)按总磷、总氮的国标方法制作工作曲线: 向标准溶液 中加入过硫酸钾溶液, 在高温高压下消解,冷却后定容比色。 ( 2)制作磷酸盐 磷和硝酸盐 氮的标准曲线: 将标准溶 液直接定容比色。 1. 2 � 曲线结果 2种方法制作的总磷和总氮曲线结果见表 1、表 2。 表 1 � 2种方法制作的总磷曲线结果 �g 方法 0 1. 0 2. 0 6. 0 10. 0 14. 0 20. 0 曲线 Y PA( A) 0. 008 0.040 0. 069 0. 190 0. 309 0.430 0. 603 PA( A- A 0) 0. 000 0.032 0. 061 0. 182 0. 301 0.422 0. 595 Y= 0.002+ 0. 029 8x 0.999 9 PB( A ) 0. 005 0.034 0. 064 0. 190 0. 310 0.424 0. 605 PB( A - A0) 0. 000 0.029 0. 059 0. 185 0. 305 0.419 0. 600 Y= 0.001+ 0. 030 0x 0.999 9 表 2 � 2种方法制作的总氮曲线结果 �g 方法 0 5. 0 10. 0 20. 0 50. 0 70. 0 80. 0 曲线 Y NA( A ) 0. 045/ 0. 008 0. 093/ 0. 008 0. 134/ 0. 006 0. 230/ 0. 003 0. 537/ 0. 011 0. 767/ 0. 019 0. 825/ 0. 012 NA( A - A0) 0. 000 0. 048 0. 093 0. 195 0. 486 0. 707 0. 772 Y= - 0.002+ 0. 009 85x 0.999 5 NB( A) 0. 004/ 0. 000 0. 055/ 0. 001 0. 112/ 0. 005 0. 217/ 0. 006 0. 492/ - 0. 004 0. 718/ 0. 006 0. 814/ 0. 004 NB( A- A 0) 0. 000 0. 049 0. 098 0. 201 0. 496 0. 702 0. 802 Y= - 0. 001+ 0.010 0x 0.999 9 1. 3 � 统计检验 对表 1中的 2 根曲线进 行统 计 检 验 : 以 F 检 验 法 检 验剩 余标 准差 SE, F ( P) = S2max/ S2min= S2E( P B ) / S 2 E( P A )= 0. 004 92/ 0. 004 162= 1. 01, 给定 a = 0. 05, 查 F 表, F 0. 05(5) = 5. 05> F, 故 SE( P B )与 SE( P A )无显著性差异; 以 t 检 验 法 检 验 a 值 和 b 值 , t( a) = 0. 38、t( b) = 0. 79, 而 t0. 05( 10) = 2. 228 > t( a)、t ( b) , 这表明 2 根总磷曲线的 a 值、b 值和 SE值 均 无 显 著 性差异。 同样, 对表 2 的 2 根曲线进行统计检验, 得 F ( N) = 2. 85 < F ( 0. 05)= 5. 05, t( a) = 0. 26, t ( b) = 1. 17, 均小于 t0. 05( 10) ,故不 拒绝 H 0, 两根总氮曲线间无显著性差异。以上检验结果表 明: 有无消解过程,对总磷和总氮曲线均无显著影响。 �16� � � � � � � � 工业安全与环保� � Industrial Safety and Environmental Protection � � � � � � � � 2006年第 32卷第 1期January 2006 智能控制在污水处理系统中的应用 徐腊梅1 � 阳卫国2 � 吴建国3 ( 1. 武汉理工大学自动化学院 � 武汉 430063; � 2.衡阳钢管集团有限公司 � 湖南衡阳 421001; 3. 武汉衡量子环境 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 有限公司 � 武汉 430080) � � 摘 � 要 � 针对污水处理系统的时变性、非线性、复杂性和不确定性的特点,提出应用人工智能技术对其进行控制,实现污 水处理系统自动控制。对智能控制的主要分支模糊控制、神经网络控制和专家系统进行了分析,并对国内外专家学者将智能控 制用于污水处理的概况进行了总结。结果表明:在污水处理中引入智能控制是一种提高处理效率、降低运行成本的有效方法。 � � 关键词 � 智能控制 � 污水处理 � 有效方法 Application of Intellectual Control Treatment for Wastewater XU La mei1 � YANG Wei guo2 � WU Jian guo3 ( 1. School of Automation, Wuhan University of Technology � Wuhan 430063) Abstract � According to characterist ics of t ime varying, nonlinearity, complexity and uncertainty of wastewater treatment, intellectual control technology is applied to realize auto control of wastewater treatment system. Some analyses are conducted including main branch of intellectual control, neural networks control and expert system and the application of intellectual control at home and broad is described and concluded. The result s show that import of intellectual control in wastewater treatment is an effective way to improve eff iciency and reduce the running cost . Keywords � intellectual control � wastewater t reatment � effect ive way � � 智能控制是自动控制发展的高级阶段, 是人工智能、控 制论、系统论和信息论等多种学科的高度综合与集成, 它主 要包括模糊控制、神经网络控制、学习控制和专家控制等。 智能控制在各种非稳定的动态工程系统中的应用日益广泛 与深入, 特别是近年来取得的研究与应用成果倍受瞩目。 污水处理系统具有不稳定性和不确定性, 其处理过程的 特点是多变量、非线性、时变性与随机性, 故建立精确的数学 模型比较困难。同时, 污水处理系统的控制又属于多目标控 2 � 2 种方法制作的曲线对水样分析结果的影响 将采集的生活污水与地表水水样按国标方法进行消解 处理,分析结果扣除消解空白值后分别代入同时制作的 A、B 两条曲线中,其结果见表 3。 表 3 � 2种方法对不同水样的测定结果 mg/ L 水样类别 PA PB P相对偏差 NA NB N相对偏差 平湖大桥 0. 55 0. 55 0% 4. 55 4. 45 2. 2 通启桥 0. 44 0. 44 0% 3. 42 3. 35 2. 0 中谨公司下水道 3. 15 3. 14 0. 3% 32. 7 32. 0 2. 1% 八角亭小区生活污水 2. 90 2. 89 0. 3% 21. 6 21. 1 2. 3% � � 由表 3可见, 方法 PA、PB测定水样结果的相对偏差只达 0. 3% , 几乎可以忽略; 方法 NA、NB 的相对偏差在 2%左右, 也较理想。这表明,相对于国标方法来说,以 B 方法制作的 曲线对水样分析结果产生的误差很小。 3 � 标准曲线进行标样考核 为进一步验证 B条件下所制作标准曲线的可行性,现将 总磷、总氮的标准样品按方法 A, 即国标方法进行消解处理, 同时加带空白消解。另按 B方法制作标准曲线,将样品吸光 值扣除消解空白值后, 直接代入标准曲线中, 求得结果如表 4 所示。 由表 4可见, 总磷、总氮标样考核结果都合格,这表明以 方法 PB、NB制作的标准曲线完全可以替代国标方法中总磷、 总氮的工作曲线, 因此,得出结论: 测定水中总磷、总氮时, 工 作曲线的消解步骤可省略。 表 4 � 标样考核结果 mg/ L � 总磷标样 总氮标样 测得结果平均值 0. 369 1. 08 真值浓度范围 0. 364� 0. 015 1. 14� 0. 14 4 � 建议 ( 1)国标方法中规定, 总磷、总氮的标液必须现用现配, 而在实践中发现, �( P) = 2�g/ mL 的磷酸二氢钾溶液与 �(N) = 10 �g/ mL的硝酸钾溶液性质稳定, 若保存时加入几滴氯 仿, 标准使用液的使用期限可延长至 3个月。 ( 2)磷酸盐与硝酸盐的标准曲线相当稳定, 间隔 2 个月 制作的标准曲线经检验都无显著性差异, 因此无须象工作曲 线一样逢样必测, 而且实验表明: 标准曲线的线性关系要优 于工作曲线。故建议在日常工作中, 以标准曲线代替总磷、 总氮的工作曲线, 这不仅能大大降低工作强度, 而且提高了 工作效率和分析质量。 参考文献 1 � 国家环境保护总局.水和废水监测分析方法(第四版) 作者简介 � 张素荣,女, 1974年生,工程师,从事环境监测工作。 (收稿日期: 2005 04 08) �17�2006年第 32卷第 1期January 2006 � � � � � � � � � � � � � � � 工业安全与环保Industrial Safety and Environmental Protect ion