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揮發(fā)性脂肪酸（VFA）的測(cè)定方法

2025年03月26日 09:15北京普瑞分析儀器有限公司點(diǎn)擊量：9

 揮發(fā)性脂肪酸(VFA)的測(cè)定

    揮發(fā)性脂肪酸是厭氧硝化過(guò)程的中間產(chǎn)物，甲烷菌主要利用VFA形成甲烷，只有少部分甲烷由CO2和H2生成。VFA在厭氧反應(yīng)器中的積累能反映出甲烷菌的不活躍狀態(tài)或反應(yīng)器操作條件的惡化，較高的VFA濃度對(duì)甲烷菌有抑制作用。
    VFA包括甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸及它們的異構(gòu)體，在運(yùn)轉(zhuǎn)良好的反應(yīng)器中，乙酸比例較高，反應(yīng)器不好時(shí)，甲酸、丙酸濃度升高。
    在VFA測(cè)定中，其單位常換算為按乙酸計(jì)，以mg/L表示。
    常用的測(cè)定方法有：滴定法和氣相色譜分析法
滴定法測(cè)VFA：
1、原理
將廢水酸化后，從中蒸餾出揮發(fā)性脂肪酸，再以為指示劑用氫氧（河蟹）化鈉滴定餾出液。廢水中的氨態(tài)氮先在堿性條件下蒸餾出。
2、儀器：50ml堿式滴定管、錐形瓶、帶磨口的具支蒸餾燒瓶（500ml）、與燒瓶配套的蛇形冷凝管、橡膠導(dǎo)管、電爐
試劑：
(1)10%氫氧（河蟹）化鈉：10g氫氧（河蟹）化鈉溶于水,稀至100ml。
(2)10%磷（河蟹）酸溶液：取70ml濃磷（河蟹）酸稀釋至1L。
(3)指示劑：稱取0.5g溶于50ml 95%的乙醇中,用水稀釋至100ml。
(4)氫氧（河蟹）化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液(0.1000mol/L)：稱取60g氫氧（河蟹）化鈉溶于50ml水中，轉(zhuǎn)入聚乙烯瓶中靜置24h，吸取上層清夜約7.5ml置于1000ml容量瓶中,稀釋至標(biāo)線。
標(biāo)定：稱取在105-110℃干燥過(guò)的基準(zhǔn)試劑(鄰)苯二甲酸氫鉀約0.5g（稱準(zhǔn)至0.0001g）,置于250ml錐形瓶中，加無(wú)二氧化碳水100ml使之溶解，加入4滴指示劑，用待標(biāo)定的氫氧（河蟹）化鈉標(biāo)液滴定至淺紅色為終點(diǎn)，同時(shí)，用無(wú)二氧化碳水做空白滴定。
 
3、實(shí)驗(yàn)步驟
(1)于蒸餾燒瓶中加入100ml待測(cè)水樣，幾粒玻璃珠，加入幾滴指示劑，然后加入10%氫氧（河蟹）化鈉溶液使使水樣呈堿性（溶液出現(xiàn)紅色），并使氫氧（河蟹）化鈉略過(guò)量。
(2)打開冷凝水，開始蒸餾，蒸餾至瓶中液體為50～60ml，(如果測(cè)定氨氮，則可用50ml硼酸吸收餾出液。如果不，可倒掉。)
(3)加入約40～50ml蒸餾水，加入10ml10%磷酸酸化，在接受瓶中加入10ml蒸餾水，將冷凝管插入液面下，蒸餾至瓶中液體為15～20ml。待冷卻后，加入50ml蒸餾水繼續(xù)蒸餾，至瓶中剩余液體10～20ml止。
(4)向餾出液中加入10滴指示劑，用氫氧（河蟹）化鈉標(biāo)液滴定至氮淡粉紅色不消失止，記錄用量。
4、注意事項(xiàng)：
(1)蒸餾打開冷凝水；
(2)冷卻時(shí)，把接受瓶移開，以免倒吸；
VFA的氣相色譜分析法：
1、原理
氣相色譜法可用于分析VFA總量及其組成。
色譜柱分離后的餾出物被載氣攜帶進(jìn)入氫火焰離子化檢測(cè)器的噴嘴口，與氫氣和空氣混合燃燒，待測(cè)樣品中的各組分依次電離為正負(fù)離子，在離子室內(nèi)形成離子流被收集收集后，經(jīng)放大為信號(hào)經(jīng)記錄儀記錄。此信號(hào)的大小即反映出各組分的含量。與氣相色譜連用的微機(jī)可以直接處理信號(hào)，經(jīng)與標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較后，可直接給出樣品中各組分的濃度，其濃度可以以mg/L、mmol/L、或mgCOD/L同時(shí)給出。
2、儀器、藥品
(1)高速微量臺(tái)式離心機(jī)（轉(zhuǎn)速1000r/min以上）
(2)帶有火焰離子化檢測(cè)器和自動(dòng)積分儀的氣相色譜儀，例如HP5890或島津-9A氣相色譜儀。
(3)配制的含乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸的標(biāo)準(zhǔn)混合液。
(4)3%甲酸溶液
3、樣品的預(yù)處理
取水樣若干毫升，加入等量的3%的甲酸溶液稀釋，其PH值在3以下，如PH過(guò)高可加入硫酸調(diào)節(jié)。稀釋后的水樣COD濃度應(yīng)小于1000mg/L，否則增加3%甲酸溶液的加入量。記下水樣的稀釋倍數(shù)。
上述水樣置于離心管，在高速微量離心機(jī)中以1000r/min離心5min后，即可取上清液進(jìn)樣。
4、推薦的氣相色譜工作條件
色譜柱：d2mm×2m不銹鋼柱，內(nèi)填國(guó)產(chǎn)GDX-102（表面酸處理）擔(dān)體，60~80目。
柱溫：210℃
載氣：氮?dú)猓髀蕿?0ml/min
空氣流率：500ml/min
汽化室溫度：240℃
檢測(cè)溫度：210℃
選擇中應(yīng)注意色譜柱的質(zhì)量。應(yīng)利用振搗器和真空泵裝入擔(dān)體，并事先以玻璃纖維堵塞柱口，然后將色譜柱裝入色譜儀，進(jìn)行老化色譜柱的工作。在不連接檢測(cè)器的情況下，通入載氣，并以4℃/min的升溫速度由60℃加熱到200℃然后保持約4h，直到基線穩(wěn)定為止。
在每次使用時(shí)，都應(yīng)將色譜柱由60℃將柱溫逐漸升高。
5、定量分析結(jié)果的計(jì)算
以氣相色譜分析VFA濃度的原理是根據(jù)比較標(biāo)準(zhǔn)溶液中各組分和樣品水樣中相應(yīng)組分的峰高和峰面積計(jì)算而來(lái)。但現(xiàn)代的氣相色譜儀帶有微機(jī)對(duì)個(gè)組分的峰面積進(jìn)行自動(dòng)積分，并與標(biāo)準(zhǔn)溶液中的相應(yīng)組分的峰面積進(jìn)行比較，同時(shí)根據(jù)水樣的稀釋倍數(shù)計(jì)算出個(gè)組分的濃度并打印出結(jié)果。
如果所用氣相色譜儀不帶積分儀，被測(cè)樣品中某組分的濃度可按下式計(jì)算：
測(cè)試結(jié)果還可用mgCOD/L或mmol/L來(lái)表示，下表是每毫克或每毫摩爾的VFA與毫克COD的換算關(guān)系，據(jù)此可在各單位間相互換算。
關(guān)系
VFA
mgCOD/mg
mgCOD/mmol
乙酸
1.067
64
丙酸
1.514
112
丁酸
1.818
160
 
 
 

原創(chuàng)作者：北京普瑞分析儀器有限公司

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