海水中總磷、總氮在線自動(dòng)消解裝置的研制.pdf

1、磷和氮不僅是海洋中重要的生源元素，也是海洋發(fā)生富營養(yǎng)化的指示性元素。當(dāng)磷和氮等營養(yǎng)物質(zhì)大量排入水體時(shí)，會(huì)引起水體的富營養(yǎng)化，導(dǎo)致浮游生物和藻類死亡、水質(zhì)惡化。因此，實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)海水中的總磷和總氮尤其重要。傳統(tǒng)的總磷、總氮測(cè)定方法是分開消解，分別測(cè)定的，測(cè)定周期比較長、操作復(fù)雜，并且這些方法都是在實(shí)驗(yàn)室里完成，難以滿足船載現(xiàn)場測(cè)試的要求。隨著技術(shù)的進(jìn)步，環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)已經(jīng)逐步向自動(dòng)化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。為了同時(shí)，快速的檢驗(yàn)出海水中的總

2、磷、總氮含量，急需開發(fā)一套能連續(xù)、實(shí)時(shí)、快速測(cè)定海水總磷總氮的測(cè)定裝置，這對(duì)預(yù)防海洋赤潮及其他災(zāi)害具有重大的意義。
　　 本課題的主要目標(biāo)是研制一套總磷、總氮聯(lián)合自動(dòng)消解裝置。在前期試驗(yàn)的基礎(chǔ)上改進(jìn)紫外、微波聯(lián)合消解裝置，使其更滿足現(xiàn)場的要求。文章根據(jù)實(shí)際需要將原來的實(shí)驗(yàn)條件加以改進(jìn)。將1 m長的40 W的燈管換成5根8 W的燈管，燈管長度是29 cm。通過一系列的單因素實(shí)驗(yàn)和正交試驗(yàn)，得出紫外光催化氧化消解總磷總氮的最佳條件：

3、紫外燈距：5 cm；照射時(shí)間：20 min；紫外燈功率：40 W。
　　 在既定的微波化學(xué)氧化消解條件和紫外光催化氧化消解條件的基礎(chǔ)上，實(shí)驗(yàn)將紫外消解技術(shù)和微波消解技術(shù)進(jìn)行了聯(lián)合和優(yōu)化，以微波化學(xué)氧化消解為主，輔助紫外光催化氧化技術(shù)，得出了聯(lián)合消解總磷、總氮的最佳實(shí)驗(yàn)參數(shù)為：紫外燈距：5cm；照射時(shí)間：20 min；紫外燈功率：40 W；微波升溫時(shí)間：200 s；保溫溫度：120℃；保溫時(shí)間：720 s。
　　 在確定的

4、最佳消解參數(shù)下，選取海水中具有代表性的磷、氮化合物，進(jìn)行消解，大多數(shù)的磷、氮化合物的消解率都能達(dá)到90％以上，消解效果令人滿意。
　　 根據(jù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，對(duì)消解裝置和軟件部分進(jìn)行了設(shè)計(jì)。裝置部分主要包括主要硬件的功能、紫外微波聯(lián)合方式和消解罐的設(shè)計(jì)方式，紫外-微波聯(lián)合消解裝置能同時(shí)提供紫外氧化、微波消解和紫外微波聯(lián)合消解三種能量方式。除此之外，自行設(shè)計(jì)了一種水冷式的紫外微波聯(lián)合消解罐。系統(tǒng)軟件是基于Microsoft Visual