pH值监测论文（精选8篇）
pH值监测论文 篇1
近年来, 刺参养殖以超常规模快速发展, 尤其是工厂化育苗。但由于管理水平和相关工艺还不够成熟, 严重阻碍该产业的持续和稳定发展。工厂化育苗过程中, 布苗密度大、幼体排泄物、死亡个体及残饵的不断积累, 苗室水体一直处于高负载状态[1]。而这些积累污染物经缓慢分解向养殖环境不断释放大量小分子有机物等有害物质, 导致水环境逐渐恶化, p H值逐渐降低, 危害稚参健康生长[2]。该种状况通常采用加大换水量来改善。然而过量的换水会使养殖环境波动, 造成稚参摄食减量, 对刺参健康养殖不利。
本文通过对刺参工厂化养殖池中p H值的调控, 及时调控对p H值监测, 分析调节p H值对刺参养殖的作用。探讨更为健康高效的养殖方式, 为工厂化育苗养殖环境的改良和生产应用提供参考。
1 试验条件
试验育苗场位于谢屯镇沙山村养殖场, 共2个育苗大棚, 320个育苗池, 育苗池单个容积30 m3。每个育苗池投放刺参苗约15 kg, 投放密度为600~800头/m3, 规格0.8~1.5 g/头。育苗池水温15.4~16.2℃。育苗池使用前用高锰酸钾消毒, 用沙滤海水冲洗干净。附着基用沙滤海水冲洗干净, 每池投放30吊, 每吊10个网片。试验期间每天在7:00和16:00投喂饵料, 饵料量约为该池参苗总重量的8%。
2 试验方法
2.1 育苗池p H值调控
试验组分为2组, 1#组投放生石灰, 每个育苗池每天晚18:00投放0.5 kg, 2#组投放大苏打, 每个育苗池每天晚18:00投放0.5 kg, 3#组为对照组, 4#育苗池中只有海水, 不投放刺参苗种、饵料等其他物质, 每组为3个平行 (即3个池子) 。
2.2 p H值监测
从第2天开始, 每天早7:00和晚17:00分别对1#组、2#组和3#组的表层和底层水质进行p H值测定。同时监测4#组和刺参养殖圈的p H值。第一周期2013年11月18日—11月25日, 共8天, 第二周期2013年11月27日—12月4日, 共8天。
3 结果与讨论
刺参对p H的适宜范围通常在7.8~8.7之间, 酸性过强的水可使刺参体腔液p H值下降, 削弱它的载氧能力, 造成缺氧症, 同时腐蚀呼吸组织, p H值过低会使刺参的摄食能力减弱, 容易引发疾病甚至造成死亡[3]。
保证温度和盐度基本一致的条件下, 试验期间对试验池和对照池p H值均做了两个周期的连续监控, 随着时间的推移, 试验池与对照池的p H值有明显差异, 结果见表1。投放生石灰的1#组和投放大苏打的2#组经过水质调节, p H值稳定在7.8~8.3之间, 未经过调节的对照池3#组p H值从第2天起p H值在7.3~7.6之间, 超出了刺参适宜的p H值范围, 对苗种的生长会有一定的影响, 同时育苗池底层水的p H值明显低于表层水, 大约为0.2个单位。主要原因是由于育苗过程中, 饵料的利用率不够及排泄物的不断积累, 导致池底环境比表层环境差, 池底p H值较低。空白组4#组在第8天, p H值升至9.0。一般情况下, 酸度过高, 将使水中有毒氨的比例增加, 同时抑制腐菌的分解作用, 影响水中有机质的浓度。经过生石灰和大苏打对水质p H值的调节作用下, 试验池p H值明显高于对照池, 稳定在7.8~8.3之间, 这说明在生石灰和大苏打两种碱性物质, 水中的酸性含量有所降低。保持p H值稳定在适宜范围内对刺参幼体的发育有促进作用。
注:表中数值为三个平行的平均值, 下同。
11月26日1#组平均每池剥离稚参17.2 kg, 2#组平均每池剥离稚参17.4 kg。3#对照组平均每池剥离16.3 kg。12月5日1#组平均每池剥离稚参17.3kg, 2#组平均每池剥离稚参17.6 kg。3#对照组平均每池剥离16.6 kg, 两个试验周期出苗率试验池均比对照池高40%, 规格上比对照池略大。两个试验周期后剥离的稚参, 无论在数量上还是重量上, 试验组都明显高于对照池, 增幅都在40%左右, 其增产的具体原因是水质中的酸碱环境条件的改善还是生石灰和大苏打对刺参幼体有生长调节作用有待进一步进行探讨。
参考文献
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[3]郭成秀, 张士华, 刘志国.黄河三角洲地区刺参养殖池塘pH值的作用及调节措施[J].齐鲁渔业, 2010, 27 (1) :23
pH值监测论文 篇2
污染源自动监测设备比对监测是指采用参比 (标准) 的方法, 与自动监测法在企业正常生产工况下实施同步采样分析, 验证自动监测设备监测结果准确性的检测行为。比对监测是判断自动监测数据准确性和有效性的重要依据。
1 pH值项目质控样考核的国家标准现状
1.1 HJ/T354-2007《水污染源在线监测系统验收技术规范 (试行) 》
1) 质控样考核。采用国家认可的质控样, 分别用两种浓度的质控样进行考核, 一种为接近实际废水浓度的样品, 另一种为超过相应排放标准浓度的样品, 每种样品至少测定2次, 质控样测定的相对误差不大于标准值的±10%。
2) 水污染源在线检测仪器零点漂移、量程漂移、重复性和平均无障碍连续运行时间性能指标 (见表1) 。
1.2 HJ/T356-2007《水污染源在线监测系统数据有效性判别技术规范 (试行) 》
质控样试验。运行维护人员每月应对每个站点所有自动分析仪至少进行1次质控样试验, 采用国家认可的两种浓度的质控样进行试验, 一种为接近实际废水浓度的质控样品, 另一种为超过相应排放标准浓度的质控样品, 每种样品至少测定2次, 质控样测定的相对误差不大于标准值的±10%。
1.3 《污染源自动监测设备比对监测技术规定 (试行) 》
质控样考核。采用国家认可的质控样, 分别用两种浓度的质控样进行考核, 一种为接近实际废水浓度的样品, 另一种为超过相应排放标准浓度的样品, 每种样品至少测定1次, 质控样测定的相对误差不大于质控样标称值中值±10% (pH除外) 。
2 存在问题分析
根据HJ/T354-2007《水污染源在线监测系统验收技术规范 (试行) 》和HJ/T356-2007《水污染源在线监测系统数据有效性判别技术规范 (试行) 》中关于质控样考核的相关规定, 如果pH值项目也要执行相对误差不大于质控样标称值中值的±10%”的规定, 存在不合理性, 如表2:
由上表可以看出, 随着pH值的增大, 其允差范围也相应加大, 这对pH值项目来说是不合理的, 由此中国环境监测总站于2010年8月制定《污染源自动监测设备比对监测技术规定 (试行) 》中, 对质控样考核的要求是:质控样测定的相对误差不大于质控样标称值中值的±10% (pH值除外) , 即明确将pH值项目排除在外。但是, 新的问题又产生了, 即目前针对pH值项目的质控样考核, 没有任何国家和省市的技术规范可以采用, 出现技术规范空白。经询问福州市环境监测站, 其建议采用的HJ/T354-2007《水污染源在线监测系统验收技术规范 (试行) 》中关于pH水质自动分析仪重现性和漂移指标要求±0.1 pH以内的相关内容, 在实践过程中又经不起运营企业和设备提供商的质疑, 造成使用困难。
3 设置标准参考值的建议
根据闽侯县环保局与福州闽邮吉星数码科技有限公司签定的《闽侯县重点水污染源自动在线监测监控系统委托运营维护服务合同》中约定, pH值项目的验收和比对应执行中华人民共和国环境保护行业标准HJ/T354-2007《水污染源在线监测系统验收技术规范 (试行) 》、HJ/T355-2007《水污染源在线监测系统运行与考核技术规范 (试行) 》、HJ/T356-2007《水污染源在线监测系统数据有效性判别技术规范 (试行) 》等相关标准;同时也要执行福建省环保厅、福建省环境监测中心站、福州市环保局和闽侯县环保局制定的相关技术规范要求。因此, 在当前国家和省市级的相关技术规范出现空白的情况下, 为了保证我县水质自动在线监测pH项目的验收和比对工作能够顺利进行, 有必要临时设置相应的参考标准值以供实际工作使用, 待国家或省市级相关技术规范出台后, 在遵照上级的技术规范和标准执行。
根据pH值是水中氢离子浓度的负对数的定义, 从表3中我们可以发现, 无论pH值是4或7或9, 只要水中氢离子浓度减少30%, pH值就相应增加0.15 pH;浓度减少50%, pH值就相应增加0.3 pH。相反, 只要水中氢离子浓度增加40%, pH值就相应减少0.15 pH;浓度增加1倍, pH值就相应减少0.3 pH。另外, 由于对pH值项目进行质控考核所使用的标准物质, 实际上是一种pH值较稳定的缓冲溶液, 在测试使用过程中具备一定的缓冲能力, 即水中氢离子的浓度变化应该不会太大。因此, 建议设置的参考标准值范围也不应太宽。
经过对pH值项目现场测试过程中的自动在线分析仪器重现性和漂移指标 (±0.1 pH) 、实际水样比对试验验收指标 (±0.5 pH) 、pH标准物质溶液的酸碱缓冲能力及pH值是水中氢离子浓度的负对数的量值表象特性等多种因素进行综合考量后, 建议拟临时设置的pH值项目质控样考核的允许误差范围为±0.15 pH～±0.3 pH之间较为合理。该临时设置参考标准的有效期限为, 至国家或省市环保部门出台相应技术规范和标准后, 即行失效。
摘要：随着科技的进步, 环境监测由人工采样和实验室分析为主向自动化、智能化和网络化为主的监测方向发展。实施水质在线监测, 可以实现水质的实时、连续监测和远程监控, 及时掌握主要流域的水质状况以及重大水质污染事故、排放达标等情况, 为水环境保护及水污染防治提供重要的监测信息。文章通过对目前污染源水质污染源自动监测设备比对监测研究与应用现状及存在的问题的分析, 根据水质监测的实际情况, 提出pH值项目利用标准物质进行验收和比对考核时需要设置标准参考值的建议。
关键词：污染源自动监测设备,自动监测,质控样考核,技术规范,环境监测,pH值
参考文献
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水的电离和溶液的pH值 篇3
难点：水的`离子积，有关 的简单计算。
教学过程
引言：
在初中我们学习了溶液的酸、碱度可用pH值表示，这是为什么呢?为什么可以用pH表示溶液的酸性，也可以表示溶液的碱性?唯物辩证法的宇宙观认为：“每一事物的运动都和它周围的其他事物相互联系着和相互影响着。”物质的酸碱性是通过水溶液表现出来的，所以，先研究水的电离。
1.水的电离
[实验演示]用灵敏电流计测定纯水的导电性。
现象：灵敏电流计指针有微弱的偏转。
说明：能导电，但极微弱。
分析原因：纯水中导电的原因是什么?
结论：水是一种极弱电解质，存在有电离平衡：
在25℃时，1L纯水中(即55.56mol/L)测得只有 的 发生电离。
(1)请同学生们分析：该水中 等于多少? 等于多少? 和 有什么关系?
①
②
③
(2)水中
这个乘积叫做水的离子积，用 表示。
(3)请同学从水的电离平衡常数推导水的离子积K。
(4)想一想
①水的电离是吸热?还是放热?
②当温度升高，水的离子积是： (升高，降低或不变)
③当温度降低，水的离子积是： (“增大”，“减小”或“不变”)
[结论]水的电离是个吸热过程，故温度升高，水的 增大。25℃时，
;100℃时， 。
(5)水的离子积是水电离平衡时的性质，它不仅适用于纯水，也适用于任何酸、碱、盐稀溶液。即溶液中
①在酸溶液中，近似看成是酸电离出来的 浓度， 则来自于水的电离。
且
②在碱溶液中，近似看成是碱电离出来的 浓度，而 则是来自于水的电离。
[想一想]
为什么酸溶液中还有 ?碱溶液中还有 ?它们的浓度是如何求出来的?
2.溶液的酸碱性和pH
(1)溶液的酸碱性
常温时，溶液酸碱性与 ， 的关系是：
中性溶液： ， ， 越大，酸性越强， 越小，酸性越小。
碱性溶液： ， ， 越大，碱性越强， 越小，碱性越弱。
[4]
混床出水pH值测定改进 篇4
1 分析主要原因如下:
(1) 水中存在的离子浓度较低, 电极盐桥溶液采用的参比为3mol/L的KCl, 浓度较高, 从而造成两者较大的浓度差, 普遍使用的测量情况差别较大。纯水能促进盐桥溶液渗透的速度, 加快盐桥损耗, 盐桥离子的降低, 从而导致液接界电位的变化, 而Cl-的浓度对Ag/Ag Cl参比电极本身的电位起决定作用, 它的变化必然引起参比电极自身电位的变化, 出现示值漂移。导致复合电极内参比液不能补充, 该现象更为明显。
(2) 采用高浓度的KCl盐桥主要是保证复合电极的p H零电位, 同时添加粉末状的Ag Cl是为了防止Ag/Ag Cl镀层被高浓度的KCl溶解。但从上述原因1可知KCl浓度的降低, 会使溶液中Ag Cl过饱和而析出, 造成液接界堵塞。
(3) 纯水很易被污染, 敞口测量, 极易吸收CO2, 导致p H值不停下降, 此现象在定冷水测量中也较为明显。有关国际标准规定测量容器应为一个特殊的密闭装置, 实际工作中较难普及。
(4) p H值反映的是H+的活度, (H+) =f×[H+], f为H+的活度系数。溶液中所有离子的浓度之和而不单单只被测离子浓度。纯水中活度系数f在理论上是1, 但在实际中有微量离子存在, 都会造成活度系数改变, 导致p H值发生变化。复合电极液接界和p H敏感玻璃球泡尤为接近, 敏感球泡附近是液接界渗漏出的盐桥溶液的最先聚集地。测量值只是代表敏感球泡附近p H值, 缺少代表性和真实性。如果测量过程中对试样加以搅拌或摇动烧杯可以增加数据可靠性, 但由于搅拌速度受个体影响, 测试值依然有差异, 同时搅拌或摇动也会加速CO2的溶解。
(5) 玻璃对电阻内阻具有很高的效应, 玻璃膜越厚相应的内阻越高, 不对称电位就会相应加大, 电极惰性也随之增加, 产生的电动势就趋于缓慢。同时无缓冲作用的纯水, 其性质和标准缓冲溶液完全不同, 从而对电极电位的建立时间产生影响, 响应迟缓。
2 现有试验室情况:
(1) 水样p H的静态测量都是在开口烧杯中进行的, 空气中CO2的不断吸入使得p H值下降明显, 例如上文提到定冷水p H测量结果, 基本无重现性可言。
(2) 试验室用台式酸度计基本上配的均是E-201 (CHN060) 塑壳复合电极, 分为可充液式和不可充液式, E-201采用单液接结构, 3mol/L的高浓度KCl盐桥溶液和阻抗较大的敏感膜都使得其在纯水中稳定性较差, 测值不稳定, 高浓度的标液和低浓度的水样导致液接电位相差较大, 增加测量误差。
3 现有条件下存在的改进方法:
(1) 通过溶液中离子总强度的改变方法增加导电性, 所得数据稳定, 测量过程快速。具体实施为加入中性盐 (如KCl) 作为被测水样的离子强度调节剂, 此类方法已得到国标认可, 是可以拿来参考的。在GB/T6904.3—93《锅炉用水和冷却水分析方法—p H的测定—用于纯水的玻璃电极法》中有这样的叙述“测定水样时为了减少液接电位的影响和快速达到稳定, 每50m L水样中加入1滴中性0.1mol/L KCl溶液”。不少国外厂家 (包括Thermo Orion) 也采用了这种被列入美国的药典中方法对纯水p H的进行静态测量。离子强度的改变势必对测量的准确性有一定影响, 但在数量上p H只改变了0.005~0.01, 完全可以接受。但需要注意的是KCl溶液必须是中性的, 使用分析纯级别的药剂。
(2) 减小C02吸收的影响
尽量在开口测量过程中将电极插入烧杯溶液下部, 注意一定不要碰到杯底, 静止测量以降低避免CO2溶解污染。
(3) 在低电导率p H值测定时, 不使用不可充液式p H电极。因为纯水会造成盐桥损失过大, 无法补充, 减少电极使用寿命。
(4) 定期更换老化的p H电极, 厂家标称电极寿命6-12个月, 实际更换周期远小于此。值得说明的是, 电极属于精密仪器, 其玻璃膜即使与烧杯底部产生细小划痕, 亦会造成电极损坏。
4 结语
综上所述, 通过分析和改进, 有效监测混床出水PH值差异, 提高PH测定的准确率, 有利于监测水质稳定性, 进而提高机组汽水品质, 品质合格的除盐水, 补充机组发电过程中介质的损耗, 使水资源能更加高效利用, 提高系统运行可靠性, 从源头降水耗以促进节能减排, 珍惜能源。另外在资金允许的情况下, 配置在线PH仪表也是解决问题的一个辅助手段。
摘要：从PH值测量、现在试验室现实情况、现有条件下存在的改进方法3个方面, 对混床出水pH值测定改进进行简要综述, 并对各种方法进行一定的比较分析, 最后提出混床出水pH测定改进几个问题及解决的方法。
关键词：混床出水,PH测定,改进方法,影响
参考文献
[1]赵欣.混床出水水质的分析[J].黑龙江电力, 2009, 3 (2) :101-103.
脱硫石膏浆液pH值测量装置改进 篇5
吸收塔石膏浆液pH值是石灰石—石膏湿法脱硫工艺控制过程中的重要参数, 工程实践多采用将两支pH电极直接并行斜插入石膏浆液排出泵 (以下简称排出泵) 出口管道上, 共用1台双通道pH计监控pH值 (图1) , 这种测量方式存在以下问题。
(1) 排出泵出口压力较高, 浆液流速较快, 尤其是排出泵启动时, 浆液中细小的悬浮物和固体结晶对pH电极玻璃球泡冲击较大, 造成电极玻璃球泡破损, 缩短pH电极寿命。
(2) 为确保连续、实时测量pH值, 排出泵需要不间断运行, 能耗高。而且标定任何1支电极时需停运排出泵, 造成两支pH计均无法工作, 无法连续监控石膏浆液p H值。
(3) 脱硫系统正常运行时, 每天需采用便携式pH计对石膏浆液p H值进行手工比对, 从排出泵出口管道内取出的浆液样本与管道内的浆液温度差达10℃以上, 即使人工温度补偿也不能充分修正手工测量的误差。
(4) pH计一般就近安装在吸收塔旁, 附近有浆液搅拌器, 排出泵、阀门驱动装置等电气设备, 电磁环境恶劣。脱硫安装施工时接地线、屏蔽线未按规范接入, 信号电缆与电源电缆未有效隔离, 造成运行过程中pH值经常出现莫名的波动, 影响石膏浆液pH值自动控制。
2. 改进措施
(1) 在排出泵出口管道加装测量支路, 增设半封闭式pH计测量池 (图2) 。浆液由测量支路引入测量池, 当浆液达到一定高度时由溢流管自动回流至出口管, 通过调节引入管和溢流管上的隔离阀开度, 保持测量池内浆液一定的流动速度和液位。测量池顶部预留在线pH计和手工分析便携式pH计的测量孔, 正常运行时在线pH电极固定在测量池顶部, 电极插入浆液内。
(2) 在电磁干扰源无法消除情况下, 从干扰源传播途径着手, 将pH电极的接地线、屏蔽线按产品说明书要求接入pH计的相应端子, 使用单独接地线将pH计接入地网。电源电缆与信号电缆采用独立的金属保护管进行隔离, 并从不同电缆进线孔接入表计。电源电缆屏蔽线在现场接地, 信号电缆屏蔽线在DCS机柜侧单点接地。
野外土壤pH值快速测定方法研究 篇6
pH是判断土壤理化性质最重要的指标之一[1], 测定土壤p H是土壤农化分析中常见的项目[2]。土壤p H不仅要影响土壤养分的有效性及土壤肥力, 而且要影响土壤中Cu、Zn、Pb、Cd、Mn、Cr和Ni等重金属元素的存在形态、有效性及迁移转化[3]。在自然条件下, 土壤酸化是一个非常缓慢的过程, 但由于人为活动的影响, 比如酸雨、土壤高强度耕作和不当的农田施肥措施等, 加速了土壤酸化过程[4,5], 导致我国土壤酸化现象普遍。而土壤酸化是限制大多数作物生长的一个主要环境胁迫因子[6], 同时p H是影响土壤吸附重金属的重要因素之一[7], 其后果是导致土壤中有害重金属活性增加, 极易进入生长中的农作物, 通过食物链进入人体, 危害人类身体健康, 近年来湖南、广东出现的“镉米”风波, 很多米厂纷纷倒闭, 几乎成为社会问题。现在政府每年投入大量资金治理土壤镉污染, 其中一个重要内容就是通过调节土壤酸度来“钝化”土壤中重金属镉含量, 使其不容易被水稻吸收, 进而生产出安全的稻米。因此, 如何准确快速测定土壤p H就显得非常重要。
目前p H值的测定方法有电位法、比色法、p H值酸度计测定法、混合指示剂比色法[8]等。在测量土壤p H值时, 标准方法是采用酸度计进行测量, 也有人把比色法用于土壤p H的测定[9]。酸度计法测量土壤p H值时一般在实验室完成, 需具备电源和经计量认证过的酸度计, 同时要求使用去CO2蒸馏水等。比色法简单快速, 但由于试验人员的主观误差较大, 同时土壤浸出液中含有大量其他各种阴阳离子, 由于这些离子的干扰会导致指示剂结构变化的不确定性, 进而可能导致错误的测定结果。本研究通过对经计量认证过的酸度计、便携式酸度计、广泛p H试纸法和精密p H试纸法法进行比对, 并选用实验室去CO2超纯水和市售纯净水做前处理比较, 以期寻找一种准确、可靠、简单易行的野外土壤p H测定方法。
2 材料与方法
2.1 供试材料
试验于2015年3月在四川省农科院分析测试中心进行。共采集了72个不同酸度范围的土样, 土壤采集后经风干、磨细、过2mm筛后待用。实验室经计量认证过的酸度计 (型号:PHS-3C+酸度计) , 便携式酸度计 (型号:SIN-PH-100) , 广泛p H试纸 (上海三爱思) , 精密p H试纸 (上海三爱思) , 去CO2超纯水, 超市出售饮用纯净水。
2.2 试验方法
2.2.1 试纸法与仪器法的比较
选取32个土样严格按照农业部行业标准NY/T 1121.2-2006要求进行前处理, 分别用经计量认证过的酸度计, 便携式酸度计, 广泛p H试纸和精密p H试纸对同一溶液进行p H测定。
2.2.2 实验室超纯水与超市售纯净水前处理差异显著性研究
选取40个土样分成2组, 按照农业部行业标准NY/T 1121.2-2006要求, 一组加入实验室去CO2超纯水, 一组加入超市售纯净水进行前处理, 统一用便携式酸度计测定p H值。
3 结果与讨论
3.1 不同检测方法的比较
由表1可知, 在测定p H=4.00和p H=6.86的标准缓冲液时, 酸度计法和试纸法均能较好地得出结果, 说明2种方法都适合纯水溶液介质的酸度测定。
以经计量认证过的酸度计为准, 其他方法与之比较, 从图1可以看出, 32个土壤处理液中, 便携式酸度计与经计量认证过的酸度计测量值几乎处于同一曲线上, 两者差异性不大, 从图2可以看出, 精密p H试纸测定值几乎就在5.4左右, 与经计量认证过的酸度计测量结果相差巨大, 从图3可以看出, 广泛p H试纸测定值与经计量认证过的酸度计测定值部分吻合。
再进一步使用IBM SPSS Statistics 19软件进行差异显著性检验, 结果见表2。由表2可知, 便携式酸度计与经计量认证过的酸度计测量结果差异不著性, 而精密p H试纸和广泛p H试纸与经计量认证过的酸度计测量结果差异达极显著水准 (P<0.001) 。
从以上结果和分析可以看出, 酸度计法和试纸法在测定标准缓冲液时, 结果间无明显差异, 说明4种方法对纯水溶液介质的酸度测定无影响。但对土壤悬浊液进行测定时, 各种方法间就出现了差异, 主化非常迟钝。再进一步使用IBM SPSS Statistics 19要与方法原理有关, 便携式酸度计和经计量认证过的酸度计原理一致, 都是采用氢离子选择性电极, 通过玻璃膜产生的膜电位, 来计算氢离子的浓度, 不受溶液中氧化剂或还原剂的影响, 玻璃膜不易因杂质的作用而中毒, 能在各种胶体溶液和有色溶液中应用, 因此便携式酸度计和经计量认证过的酸度计无论是测定纯粹的水溶液介质还是含有其他各种干扰离子的溶液时结果都较稳定可靠。而精密p H试纸和广泛p H试纸的原理是指示剂在不同的酸度范围因其结构的改变而呈现不同的颜色来判断溶液的酸度, 纯水溶液介质简单, 无其他氧化性或还原性干扰离子存在, 因此在用p H4.00和6.86的标准缓冲液验证其可靠性时, 试纸法都能得到较好的结果, 但土壤浸出液则很复杂, 含有大量其他各种阴阳离子, 由于这些离子的干扰会导致指示剂结构变化的不确定性, 进而影响测定结果的准确性, 特别是精密p H试纸, 其测定值基本稳定在5.4, 对土壤溶液的酸度变软件进行差异显著性比较后, 只有便携式酸度计与经计量认证过的酸度计结果接近, 2组结果间无显著性差异。
同列英文字母不同表示差异显著。
3.2 浸提土壤所用水溶液比较
按照农业部行业标准NY/T 1121.2-2006要求, 一组加入实验室去CO2超纯水, 一组加入超市售纯净水进行前处理, 统一用便携式酸度计测定土壤悬浊液p H值。结果见表3。对表3数据作图4, 可以看出使用去CO2超纯水和超市出售的饮用纯净水作为土壤浸出液得出的p H值几乎处于同一曲线上, 无明显差异。在进一步使用IBM SPSS Statistics 19软件进行差异显著性检验, 两组数据在α=0.05和α=0.01条件下均不存在显著性差异。
从以上研究可以看出, 在土壤p H测定中, 市售饮用纯净水完全可以替代实验室去CO2超纯水。
4 结论
采用便携式酸度计和市售饮用纯净水完全可以代替实验室土壤p H测定的标准方法。该法准确、可靠、简单易行, 适合野外土壤p H快速测定。
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浅析完善pH值控制的可行性策略 篇7
一、完善p H值控制的可行性策略
1. 预测控制策略
多年来, 模型预测控制 (MPC) 广泛应用于工业界诸多领域中, 这是一种运用预测模型预测被控过程的未来输出数据, 进而遵从特定约束条件、参照特定优化目标函数获得最优控制量, 从而实现对被控对象有效控制的方法。一般而言, 采用预测控制策略需要建立一个能准确描述被控对象特性的外部模型, 对这类外部模型的具体形式并不做严格要求, 但却需要其准确描述被控对象的输入输出关系。应用预测控制策略可以采用线性预测模型或非线性预测模型。线性预测模型简便易行, 在p H值控制系统中的应用较早。非线性预测模型也常被用于p H值控制系统中, 如Wiener模型与Hammerstein模型, 这两种模型都由一个非线性静态模型和一个线性动态模块级联组成, 只是两者的级联顺序不同, 一般通过多项式函数逼近非线性模块, 通过自回归模型逼近线性模块。也有研究人员在Wiener模型基础上构成Wiener-Laguerre模型, 并采用了序贯二次规划寻优方法, 这使得p H值控制成果被优化。除上述方法外, 人工神经网络这种智能建模方法也被应用于p H控制系统中, 有效消除了p H控制过程中时滞性特点所带来的不利影响。除此外, T-S模型、支持向量机的模型、基于差分进化算法 (DE) 的非线性预测控制方法等, 都是提高p H控制品质的好方法。
2. 自适应控制策略
一般而言, 这种策略的思路在于对p H值控制系统实施动态监测, 并作出及时调整, 从而获得良好的控制效果。具体介绍如下:
(1) 有模型自适应控制策略
引入有模型自适应控制机制能够有效降低或消除模型和系统间的失配程度, 从而大幅提升p H值控制的品质。也可以将在线修正单一模型参数改为在线切换多个模型, 这是提高p H值控制成效的好方法。这样就能选取不同的模型参数, 从而获得了一个模型集, 对模型集中不同模型与系统间的匹配程度进行比较, 选取匹配效果最好的模型, 将控制器参数调整到和所选模型相对应的参数上, 从而获得较好的p H值控制成效。一般而言, 采用有模型自适应控制策略存在所切换模型不拘泥于具体形式的优势, 但也要求模型及评估算法不能过于复杂, 也尽量避免过于频繁地切换模型的现象, 从而保证p H值控制的稳定性及良好品质。
(2) 无模型自适应控制策略
这种策略下的p H值控制并不依赖于模型和控制器, 而是直接从p H值控制系统的输入输出数据中获取有效信息, 并通过这些有效信息来引导控制量变化。这种控制策略已经被王俊伟与曹荣敏等人应用于自身研究工作中, 并取得了良好的p H值控制效果。不但如此, 将人工神经网络结构引入控制器模块也是较为常见的无模型自适应控制手段。上述是直接给出控制量的控制方法, 也有先运用控制器控制被控对象, 进而自适应地修正控制器与闭环通道参数, 最终实现对p H控制系统的自适应控制的方法。
3. 线性控制策略
p H值控制系统较为复杂, 将其转化为线性系统或近似的线性系统, 就可以应用成熟的线性控制策略。主要包括反馈线性化与分段线性化两方面, 具体介绍如下:
(1) 反馈线性化
在p H值控制过程中, 其[H+]浓度与控制量Fb呈现出线性关系, p H值与[H+]间存在对应关系, 通过相应的变换关系, 可以将原有p H值控制系统等价地转换为线性系统。这种转变并为改变系统的实际特性, 但却优化了原有系统的输出曲线, 从而获得较高的p H控制精度。但也应注意, 输出变化过程中反馈线性化形式因描述系统模型不同而有所不同。不但如此, 一些启发式算法和智能化算法也被应用于p H值控制系统中, 有较好的推广性能。
(2) 分段线性化
这种方法是采用分段子系统来逼近p H值控制系统, 并对每个子系统进行分段设计和控制的方法。最为典型的是三段线性分段法, 当系统处于不同的反应区间时, 则采用不同的控制策略对p H值控制系统加以控制。
4. 模糊控制策略
对精确模型难以处理的复杂被控对象, 可以采取模糊控制策略来予以处理。一般而言, 在p H值控制系统中, 可以运用模糊控制策略在线推断系统的当前信息, 建立起合理推理系统参数与控制器输出的规则, 从而实现有效控制被控对象的目的。模糊推理模块可以直接作为控制器使用, 也可以应用于p H值控制系统的多个角落。由此可知, 可以依据p H值控制的现实情况决定是否选用模糊控制策略。
二、p H值控制发展情况未来展望
上文论述的几种p H值控制策略能在实验室或仿真条件下取得良好控制效果, 但在实际应用中仍需要注意以下几个问题:
1. 不确定性扰动问题
p H值控制过程中所用的中和液是由人工调配的, 其成分与浓度将随着时间变化而改变, 致使p H值控制存在不确定性扰动问题, 采用相关策略实施p H值控制时, 应注意降低这一难题所带来的不利影响。
2. 执行机构精度问题
在实验室和仿真条件下, 能够深入执行p H值控制所需的控制量, 获得较好的p H值控制效果, 但在现实生产过程中, 受经济、安全、条件等诸多因素的影响, 往往不能不能达到实施控制策略所需要具备的执行机构精度, 使p H值控制品质受到影响, 正因如此, 应将执行机构精度作为选取控制策略的标准之一。
3. 求解时间问题
提升p H值控制品质的策略有很多种, 但是有些控制策略需要较长的时间进行求解, 致使p H值控制周期延长, 甚至会影响到p H值控制的品质。为此, 在保障计算结果精确的基础上, 应尽量缩短计算时间。
总体而言, p H值控制系统存在诸多控制难点, p H值控制领域的进步是众人共同努力实践的结果。展望未来, p H值控制仍将是人们重点研究的领域, 其研究将与现代科技和互联网技术紧密结合, 其研究成果应用的范围也将愈加广泛。
摘要：pH值控制广泛应用于工业领域中, pH值控制情况直接关系工业系统的运行情况。pH值控制具有时滞性、非线性、时变性等特点, 因而存在控制难度。本文就完善pH值控制的可行性策略展开论述, 并对pH值控制发展情况进行展望。
关键词：pH值控制,可行性策略,发展展望
参考文献
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pH值监测论文 篇8
关键词：炉水磷酸盐处理,控制锅炉水磷酸盐p H值,Na+/P043-摩尔比 (R) ,水质
炉水磷酸盐处理并控制锅炉水磷酸盐p H值不仅能防止残余硬度产生的钙垢, 而且能防止锅炉管的腐蚀, 对于精制水作为补给水的锅炉, 主要是要预防好酸碱的腐蚀。我们做这样的炉内处理, 其要点总是使锅炉水磷酸盐p H值相应地控制在一个特定的范围内。
磷酸盐处理是广泛采用的工业锅炉给水炉内处理方法之一, 各大中型企业都采用这种方式, 在国际上也得到普遍应用, 已有几十年的的应用历史。当时的主要是用来控制积垢, 而在现阶段在中、高压锅炉中主要用作碱性缓蚀剂。其作用之使炉水具有一定碱性, 防止酸性腐蚀, 作用之二又限制炉水的游离氢氧化钠含量, 防止碱性腐蚀。为控制游离碱含量, 目前一般是测定炉水的甲基橙或酚酞碱度。对中、高压锅炉来说, 由于水质较纯, 炉水碱度主要决定于加入的磷酸盐。当磷酸盐含量低、炉水碱度较小时, 由于测定碱度时的指示剂误差增大, 将会对磷酸盐处理的控制造成困难。我们通过科学的计算和在大型锅炉上的试验证明, 采用磷酸盐处理时控制炉水的Na+/P043-摩尔比 (用R值表示) 比按照炉水碱度的控制方法具有更高的准确性和可靠性, 在很多企业实践中得到充分的应用。
炉水磷酸盐处理就是向炉内注入适量的Na3P04, 有时还要添加其它适量药品, 使炉水既有足够高的p H值和维持一定的P043-浓度, 又不含有游离的Na OH, 以预防苛性腐蚀。
一是炉水中没有游离Na OH, 二是在发生盐类暂时消失现象时, 在锅炉管壁边界层液相中不因化学反应而产生游离Na OH。具备这两个条件才能保证炉内不存在游离的Na OH。
如果炉水内发现游离Na OH, 向炉内注入由磷酸氢盐时可发生如下反应:
所以, 只要向锅炉内注入足够量Na2HP04, 就能使炉水中游离的Na OH生成Na3P04的一级水解产物, 产生的Na3P04+H20就能消除了炉水中游离的Na OH。但是这样不能保证不发生在锅炉管壁边界层液相中不因化学反应而产生游离Na OH。这是因为, Na3P04溶液发生盐类暂时“隐藏”现象, 由于在炉管管壁上生成了附着物Na2.85H0.15PO4, 所以在管壁边界层液相中又会重新生成游离的Na OH。
经过多次实验研究发现, 磷酸盐溶液发生暂时消失现象时, 管壁上析出的固相附着物是磷酸氢盐, 它的形成与溶液中磷酸盐的形成有直接关系。
实验中为了形象描述水溶液中不同组分的磷酸盐, 可以人为地给定一个比值Na+/P043-, 它代表磷酸盐溶液中钠离子 (Na+) 的摩尔数与磷酸根离子 (P043-) 的摩尔数之比, 简称摩尔比R。经实验研究得出结论, 如果炉内磷酸盐溶液的Na+/P043-的摩尔比 (R) 小于2.8时, 真的发生了磷酸盐隐藏现象, 管壁上有析出的磷酸氢盐固相附着物时, 我们想看到的炉管管壁边界层中也不会产生游离的Na OH。
因此, 在处理锅炉时如果能同时向炉内投加Na2HP04和Na3P04这两种磷酸盐, 我们所要的就能使锅炉水的Na+/P043-摩尔比 (R) 小于2.8, 这样, 不仅锅炉水中没有游离的Na OH, 炉水内也不可能出现游离Na OH。因此就可避免炉管发生苛性腐蚀。
我们为了更发防止锅炉腐蚀, 防止炉管发生酸性腐蚀的可能性, 就必须保证锅炉水的PH值大于9.5, 因此, 锅炉水Na+/P043-摩尔比R的下限应大于2.2。
总之, 要控制锅炉水磷酸盐p H值, 就要定时做好炉水分析, 将锅炉水的Na+/P043-摩尔比 (R) 控制在2.8-2.2的范围内, 从这个要求出发, 在进行锅炉内处理时, 若锅炉水中的Na+/P043-摩尔比 (R) 大于2.8, 必须要相应地向锅炉内混合投入Na2HP04;如果锅炉水中Na+/P043-摩尔比 (R) 接近2.2时, 工作人员该相应地往锅炉内注人适量的Na OH, 这样在维持锅炉水P043-为正常值的条件下, 就可以使锅炉水中Na2HP04所占的比例相应地减少, 使锅炉水的Na+/P043-摩尔比 (R) 相应有所提高, 以保证锅炉水p H值 (R) 大于9.5。
能过以上的实验分析, 炉水磷酸盐处理并控制锅炉水磷酸盐p H值, 除了可以使锅炉水中没有游离Na OH而不发生炉管的苛性腐蚀外, 由于锅炉水中有足够的P043-和较高的p H值, 这样就不会产生钙垢, 也不可能发生酸性腐蚀和其它因腐蚀而发生的故障。