“二分法”数学思想在水质色度、浊度实验中的应用

宋 瑾，吴凤龙

(河套学院理学系，内蒙古 巴彦淖尔市 015000)

“二分法”数学思想在水质色度、浊度实验中的应用

宋 瑾，吴凤龙

(河套学院理学系，内蒙古 巴彦淖尔市 015000)

二分法可以解决实际问题中的一些查找需求问题。将其应用在水质色度与浊度的测试实验中，达到实验目的的同时即省时又省力。

二分法；色度；浊度

通过每次把f(x)的零点所在小区间收缩一半，使区间的两个端点逐步迫近函数的零点，以求得零点的近视值，这种方法叫做二分法，是一种方程根的近似值求法，其实质是通过缩小区间范围来靠近目标[1]。色度和浊度是衡量水质物理性质的重要指标之一，常用的测定方法是铂钴比色法(GB/T 11903-1989)和目视比浊法(GB/T13200-1991)，其原理是配制一系列色度或浊度标准溶液，将水样与该标液进行目色比对，确定度数[2-3]。但配制一系列标准溶液耗时长，工作量大且浪费药品。本文在不违背国家标准的前提下，利用“二分法”的数学思想，对水质色度和浊度实验进行改进，省事省力，效率较高。

1 原理

用标准试剂(试样)配制色(浊)度为a和b的标准溶液，色(浊)度区间记为[a，b]，水样的色(浊)度记为x。将x与区间端点色(浊)度值进行目视比较，若颜色(浑浊度)端点值，区间变为[a，a+b/2] 和[a+b/2，b]。再进行目视比较，直到找到相同或相近的色(浊)度值为止。

2 步骤

2.1 色度测定[4-5]

2.1.1 水样预处理

如水样较澄清(天然和轻度污染水)，将水样倒入250mL量筒中，静置15min，倾取上层液体进行测定；如水样浑浊(工业废水)，则放置澄清，亦可用离心法或用孔径0.45μm滤膜过滤以去除悬浮物后在测定；如水样有颜色，用文字描述颜色性质后在测定。

2.1.2 500度铂钴标准液的配制

称取1.246g氯铂酸钾(K2PtCl6)(相当于500mg铂)及1.000g氯化钴(CoCl2·6H2O)(相当于250mg钴)，溶于100mL水中，加100mL盐酸，用水定容至1000mL。保存在密塞玻璃瓶中，存放暗处。

2.1.3 测定步骤

吸取水样、蒸馏水、500度铂钴标准液各50mL于比色管中，色度区间记为[0，500]。将比色管置于白瓷板或白纸上，使光线从管底部向上透过液柱，目光自管口垂直向下观察。若水样的颜色与区间端点颜色相同，则为端点色度值；若在两者之间，则区间变为[0，250] 和[250，500]后在进行目色比对，记下与水样色度相同的铂钴标准液的色度值。低色度标准液由500度铂钴标准液稀释配得，计算公式如下：

式中：500——500度铂钴标准液的色度值，度；

V——移取500度铂钴标准液的体积，mL；

N——容量瓶的容积，mL；

M——低色度标准液的色度值，度。

2.2 浊度测定[6-7]

2.2.1 水样的采集与保存

水样收集于具塞玻璃瓶内，应在取样后尽快测定。如需保存，可在4℃冷藏、暗处保存24h，测试前要激烈振摇水样并恢复到室温且水样应无碎屑及易沉降的颗粒。

2.2.2 250度的硅藻标准液的配制

称取10g通过0.1mm筛孔(150目)的硅藻土，于研钵中加入少许蒸馏水调成糊状并研细，移至1000mL量筒中，加水至刻度。充分搅拌，静置24h，用虹吸法仔细将上层800mL悬浮液移至第二个1000mL量筒中。向第二个量筒内加水至1000mL，充分搅拌后再静置24h。虹吸出上层含较细颗粒的800mL悬浮液，弃去。下部沉积物加水稀释至1000mL。充分搅拌后贮于具塞玻璃瓶中，作为浑浊度原液，其中含硅藻土颗粒直径为400 m左右。取上述悬浊液50.0mL置于已恒重的蒸发皿中，在水浴上蒸干。于105℃烘箱内烘2h，置干燥器中冷却30min，称重。重复以上操作，即，烘1h，冷却，称重，直至恒重。求出每毫升悬浊液中含硅藻土的重量(mg)。吸取含250mg硅藻土的悬浊液，置于1000mL容量瓶中，加入10mL甲醛溶液加水至刻度，摇匀。

2.2.3 测定步骤

吸取水样、蒸馏水、250度的硅藻标准液各100mL于比色管中，浊度区间记为[0，250]。将比色管置于黑色板上，由上往下垂直观察。若水样的混浊度与区间端点混浊度相同，则为端点浊度值；若在两者之间，则区间变为[0，125] 和[125，250]后在进行目色比对，记下与水样产生视觉效果相近的标准液的浊度值。低色度标准液由250度铂钴标准液稀释配得，计算公式如下：

式中：250——250度的硅藻标准液的浊度值，度；

V——移取250度的硅藻标准液的体积，mL；

B——容量瓶的容积，mL；

A——低色度标准液的色度值，度。

[1] 张广欣. 基于二分法求解钢管混凝土桁架拱桥主拱肋节点坐标[J].价值工程，2016(2)：137-138.

[2] 赵晓伟，沈为民，黄杰,等. 基于三波长透射率的水体色度检测标准[J].环境工程学报，2013，7(12)：4766-4771.

[3] 栗 淘. 目视比浊法测定三氧化二砷中氯离子[J].理化检验-化学分册，2000，36(3)：133-134.

[4] 国家技术监督局.GB/T 11903-1989，水质色度的测定[S]. 北京：中国标准出版社.1989.

[5] 全国化学标准化技术委员会. GB/T 605-2006，化学试剂色度测定通用方法[S].北京：中国标准出版社, 2006.

[6] 国家技术监督局.GB/T 13200-1991，水质浊度的测定[S]. 北京：中国标准出版社,1991.

[7] 电力行业电厂化学标准化技术委员会.DL/T 809-2002，水质-浊度的测定[S].北京：中国电力出版社,2002.

(本文文献格式：宋 瑾，吴凤龙 .“二分法”数学思想在水质色度、浊度实验中的应用[J].山东化工，2016，45(12)：166，175.)

The Application of the Dichotomy Mathematics Thought for Water Quality of Chromaticity and Turbidity Experiment

Song Jin Wu Fenglong

(Department of Sciemce,Hetao College Bayannur 015000,China)

Dichotomy can look for demand to solve practical problems in some problems. Its application in chromaticity and turbidity of the water quality test experiment, which can reach the purpose of the experiment at the same time to save time and effort.

organic compounds; nomenclature; rules

2016-04-21

内蒙古自治区高等学校科学研究项目(NJZY16337); 河套学院科学技术研究青年项目(HYZQ201411)

宋 瑾(1984—)，女(蒙古族)，内蒙古巴彦淖尔市人，讲师，硕士，主要从事功能高分子材料改性。

O661.1

A

1008-021X(2016)12-0166-01