水中懸浮物（Total Suspended Solids, TSS）是水質(zhì)監(jiān)測的核心指標(biāo)之一，直接影響水體的透光性、生態(tài)平衡及工業(yè)用水安全。本文系統(tǒng)梳理懸浮物檢測的五大主流方法，結(jié)合技術(shù)原理、操作要點(diǎn)及適用場景，為不同需求場景提供科學(xué)選擇依據(jù)。

一、重量法：經(jīng)典基準(zhǔn)法

原理：通過濾膜截留懸浮物，烘干稱重計(jì)算質(zhì)量濃度。

操作流程：

選用0.45 μm玻璃纖維濾膜，105℃烘干至恒重（誤差≤0.2 mg）

定量取樣（通常500 mL高濁度水樣或2000 mL低濁度水樣）

真空抽濾（壓力≤50 kPa防止膜破裂）

103-105℃烘干1小時(shí)，冷卻后稱量

公式：TSS (mg/L) = (濾膜增重質(zhì)量mg × 10?)/水樣體積mL

優(yōu)勢：國標(biāo)GB 11901-89指定方法，絕對定量精度高（±2%）

局限：耗時(shí)4-6小時(shí)，無法實(shí)時(shí)監(jiān)測，<5 mg/L低濃度樣品誤差顯著

二、濁度法：快速間接法

原理：利用90°散射光強(qiáng)度（NTU值）與懸浮物濃度的相關(guān)性。

儀器選擇：

便攜式濁度計(jì)（0-1000 NTU）：適用于現(xiàn)場快速檢測

在線濁度傳感器（4-20 mA輸出）：用于水廠過程控制

標(biāo)定曲線：需定期用標(biāo)準(zhǔn)懸浮液（如Formazin）建立NTU-TSS換算公式

干擾因素：

氣泡干擾（需靜置消泡）

色度影響（可選用雙波長補(bǔ)償型儀器）

適用場景：污水處理廠曝氣池（典型量程50-300 NTU對應(yīng)150-800 mg/L TSS）

三、激光粒度分析法

技術(shù)原理：米氏散射理論，通過激光衍射譜反演顆粒粒徑分布。

設(shè)備參數(shù)：

測量范圍：0.1-2000 μm

濃度上限：40% v/v（需稀釋高濃度樣品）

輸出參數(shù)：

D10、D50、D90特征粒徑

比表面積（m2/g）

體積濃度（ppm）

優(yōu)勢：可同步獲得粒度與濃度數(shù)據(jù)，特別適用于研究絮凝劑效果（如PAC投加量優(yōu)化）

成本：實(shí)驗(yàn)室級設(shè)備約20-50萬元

四、光學(xué)圖像分析法

系統(tǒng)構(gòu)成：

顯微攝像頭（100-400倍放大）

流動(dòng)池（流速0.1-1 mL/min）

圖像處理軟件（AI顆粒識別算法）

技術(shù)突破：

深度學(xué)習(xí)識別有機(jī)/無機(jī)顆粒（準(zhǔn)確率>90%）

三維重構(gòu)計(jì)算不規(guī)則顆粒體積

應(yīng)用案例：

藻類監(jiān)測：區(qū)分活體細(xì)胞與碎屑

微塑料檢測：識別50 μm以上PET、PE顆粒

五、光譜分析法

近紅外技術(shù)：

特征波段：1450 nm（羥基吸收峰）

建模方法：PLS回歸建立光譜吸光度-TSS模型

紫外可見光譜：

檢測限：1 mg/L（254 nm處吸光度）

需扣除DOC（溶解性有機(jī)物）干擾

在線系統(tǒng)：

多參數(shù)探頭集成（TSS+COD+葉綠素）

自清潔設(shè)計(jì)（超聲波振子防污）

從實(shí)驗(yàn)室的重量法到智能水廠的多光譜融合監(jiān)測，懸浮物檢測技術(shù)正朝著快速化、智能化和多參數(shù)集成方向發(fā)展。選擇檢測方法時(shí)需綜合考量檢測目的、精度要求、時(shí)效性及成本約束，必要時(shí)采用多種方法交叉驗(yàn)證。隨著AI算法與微流控技術(shù)的進(jìn)步，未來有望實(shí)現(xiàn)單顆粒級別的原位實(shí)時(shí)分析，為水環(huán)境管理提供更精細(xì)化的數(shù)據(jù)支撐。