水中懸浮物的測(cè)定方法

水中懸浮物是水質(zhì)評(píng)價(jià)的重要研究對(duì)象，對(duì)水中懸浮物的有效檢測(cè)有助于確定相關(guān)水域的懸浮物日負(fù)荷以及相應(yīng)的管理操作。水中懸浮物（SS）是指顆粒直徑約在0.1um以上的顆粒，通常通過(guò)肉眼是可以看見(jiàn)的。這些微粒懸浮物主要是由泥沙、沾土、原生動(dòng)物、藻類、細(xì)菌、病毒以及高分子有機(jī)物等組成，常常懸浮在水流之中，這些懸浮顆粒物質(zhì)可使水產(chǎn)生渾濁的現(xiàn)象。
目前，測(cè)定水中懸浮物的方法主要有過(guò)濾稱質(zhì)量法、光學(xué)傳感器法、激光衍射法、衛(wèi)星遙感法、聲學(xué)測(cè)量法、數(shù)字圖像分析法和電容傳感器法。
①過(guò)濾稱質(zhì)量法，是指將一定量水樣通過(guò)孔徑為0.45um的濾膜，截留在濾膜上并于103-105℃烘干至恒重的固體物質(zhì)，稱量固體物質(zhì)的重量來(lái)計(jì)算水中懸浮物的濃度。該方法屬于國(guó)標(biāo)法，詳細(xì)可見(jiàn)《水質(zhì)懸浮物的測(cè)定 重量法》（GB11901-89），但是該方法耗時(shí)費(fèi)力、工作量大，且受限于采樣器的有限存儲(chǔ)空間，檢測(cè)效率較低，一般用于實(shí)驗(yàn)室單點(diǎn)檢測(cè)，不適于水質(zhì)現(xiàn)場(chǎng)的在線監(jiān)測(cè)。
②光學(xué)傳感器法，通過(guò)測(cè)量懸浮物受到可見(jiàn)光或近紅外光源照射后的散射或透射的光線信號(hào)強(qiáng)弱來(lái)計(jì)算水中懸浮物的濃度。一般情況下，測(cè)量懸浮物的方法主要分為90°散射測(cè)量、45°反向散射測(cè)量和180°透射測(cè)量三大類。研究表明，90°散射測(cè)量是三類測(cè)量方法中，最不受懸浮物顆粒尺寸的影響。光學(xué)信號(hào)會(huì)受生物淤積的影響，需要定時(shí)清洗傳感器的光學(xué)信號(hào)端，不過(guò)該方法操作簡(jiǎn)單，可以適用于水質(zhì)現(xiàn)場(chǎng)的快速測(cè)定以及長(zhǎng)期在線監(jiān)測(cè)。


③激光衍射法，基于光散射物理學(xué)，通過(guò)測(cè)量激光束穿過(guò)被測(cè)顆粒樣品時(shí)散射光角度的不同對(duì)顆粒分布進(jìn)行測(cè)定，從而計(jì)算水中懸浮物的濃度。該方法不僅可以測(cè)量水中懸浮物的濃度，也可以測(cè)量水中懸浮物在某一時(shí)段的總量，但該類傳感器的尺寸較大，容易導(dǎo)致水流阻塞。
④衛(wèi)星遙感法，將測(cè)量水體反射的光譜儀安裝在飛機(jī)或衛(wèi)星上，使用衛(wèi)星遙感技術(shù)監(jiān)測(cè)水中懸浮物的濃度。該方法能夠解決水體監(jiān)測(cè)野外觀測(cè)不變、數(shù)據(jù)獲取困難等問(wèn)題，能檢測(cè)大片水面，但分辨率低，不適用于水體泥沙濃度較高的水質(zhì)環(huán)境，且測(cè)量深度于水體頂端的幾米范圍。
⑤聲學(xué)測(cè)量法，基于聲學(xué)技術(shù)，將傳感器產(chǎn)生的高頻聲音信號(hào)（1-5MHz）導(dǎo)入測(cè)量水體中，聲音信號(hào)反射回來(lái)的部分傳回該傳感器，其信號(hào)強(qiáng)度可用來(lái)確定水中懸浮物的濃度。該方法需要預(yù)先校準(zhǔn)水中懸浮物濃度于聲學(xué)儀器輸出信號(hào)之間的關(guān)系。屬于非侵入式測(cè)量，不會(huì)改變水流狀態(tài)，可以測(cè)量垂直范圍幾米的懸浮物，但是聲音信號(hào)在懸浮物濃度高時(shí)會(huì)衰退且容易被生物材料吸收，受水深限制，不適用于淺水河流。
⑥數(shù)字圖像分析法，基于計(jì)算機(jī)和圖像處理技術(shù)，將攝像機(jī)進(jìn)行隔水密封并安裝在水下特制的箱體內(nèi)，箱體內(nèi)配有玻璃視窗，以供攝像機(jī)記錄含有懸浮物的水流的實(shí)時(shí)狀態(tài)，由計(jì)算機(jī)控制的測(cè)量分析系統(tǒng)對(duì)水中的懸浮物濃度和尺寸分布進(jìn)行分析。該方法所用的設(shè)備尺寸大，容易引起水流擾亂，玻璃視窗上的污垢也會(huì)影響測(cè)量精度。
⑦電容傳感器法，通過(guò)測(cè)量水體的介電常數(shù)來(lái)確定懸浮物和水分別在水體中的組分，來(lái)計(jì)算水中懸浮物的濃度。懸浮物的濃度與電容傳感器的輸出信號(hào)在很大范圍內(nèi)均呈線性相關(guān)，該方法已被廣泛應(yīng)用于測(cè)量土壤的含水量，但是該方法的缺點(diǎn)是易受溫度變化的影響。