DPD分光光度法測定了水源的出廠水的“餘氯”組成

來源:http://www.amormio929fm.com/ 作者:餘氯檢測儀 時間:2018-08-01

  自二氧化氯消毒並取得了成功。目前所有水務工區全麵投入使用,且已初步建立起了一套二氧化氯消毒的控製體係[1]。由於二氧化氯化學性質的特殊性,在飲用水消毒現場ClO2餘氯的快速控製性檢測一直是ClO2應用於飲用水消毒中的一大障礙。針對傳統鄰聯甲苯胺目視比色法檢測和控製二氧化氯存在著顯色偏低,往往導致投量偏高,而出廠水“餘氯”的顯示值卻很低,管網“餘氯”的顯色就更低、甚至根本不顯色等弊端。因此,急需研製出一種快速、準確、簡易的分析測試方法來滿足各水源站控製二氧化氯投量、消毒水餘氯測定的需要。

  一、“餘氯”的控製現狀

  目前,“餘氯”檢測基本上沿用老版《生活飲用水標準檢驗法》(GB5750—85)中檢測餘氯的鄰聯甲苯胺 (OT法)來檢測和控製二氧化氯的投量。國內外相關研究成果表明,這種方法隻適用於檢測以氯氣或漂白粉等作為消毒劑的傳統消毒方式下的餘氯含量,用來檢測和控製二氧化氯有很多弊端。水務工區的消毒控製不可避免地要遇到“餘氯”問題。根據我國《生活飲用水標準檢驗法》(GB5750—85)中的定義:餘氯是指水經加氯消毒接觸一定時間後餘留在水中的氯。但這一規定是針對氯氣及氯係消毒劑而製訂的,對於非氯係消毒劑顯然不適用。從餘氯的作用和目的出發,應該把餘氯理解成“接觸一定時間後留在水中的剩餘消毒劑。”從這一定義出發, 掌握二氧化氯消毒後“餘氯”的組成就顯得非常重要[2,3]。

  二、二氧化氯消毒飲用水的“餘氯”分析(二氧化氯檢測儀

二氧化氯檢測儀

  通過用DPD分光光度法分別測定了8個水源站的出廠水的“餘氯”組成,結果表明,殘留在水中的“餘氯”主要以亞氯酸鹽、遊離餘氯、化合性餘氯、二氧化氯單體的形式存在。

  將取來的水樣貯存於密閉的棕色玻璃瓶並放置在櫃中於室溫下保存,然後做了間隔24h的剩餘總有效氯及各組分的重複測定。結果表明,在避光密閉的條件下“剩餘總有效氯”很穩定。依照二氧化氯消毒的“餘氯”組分多的特點及穩定性試驗, 二氧化氯投加到水中後,殘留在水裏具有殺菌或抑菌能力的“餘氯”,一方麵是確保飲用水中的微生物指標合格,另一方麵是保證消毒劑殘留量對人體的安全性。

  三、飲用水中餘氯的快速檢測研究

  1.檢測原理

  在一定的條件下,鄰聯甲苯胺和二氧化氯、氯氣、次氯酸等氧化劑發生氧化還原反應,生成黃色多醌。當此類氧化劑在一定含量範圍內時,產生的黃色多醌的顏色深度和氧化劑的含量成正比[4]。在此理論基礎上,當使用鄰聯甲苯胺目視比色方法檢測二氧化氯消毒處理的飲用水中餘氯時,相同摩爾數的ClO2和Cl2與鄰聯甲苯胺反應,ClO2與鄰聯甲苯胺顯色反應產生的顏色隻有Cl2與鄰聯甲苯胺顯色反應產生的顏色的一半,同時,ClO2的有效氯是Cl2的2.63倍,若ClO2和Cl2與鄰聯甲苯胺顯色反應產生的顏色深度相等,則二氧化氯處理後的水中餘氯含量應為氯處理後的水中餘氯含量的5倍。因此,當用穩定性二氧化氯消毒處理飲用水時,若使用鄰聯甲苯胺檢測水中餘氯,則用於檢測使用氯氣消毒處理的飲用水中餘氯的模仿標準色階應用緩衝溶液稀釋5倍。由於二氧化氯與鄰聯甲苯胺的顯色靈敏度隻有氯與鄰聯甲苯胺的五分之一,為了提高檢測靈敏度,應增大顯色液層的厚度。

  2.研究分析

  2.1 鹽酸鄰聯甲苯胺的用量

  按照操作程序,在100 mL比色管中添加不同量的鄰聯甲苯胺溶液,取1 mg/L的ClO2溶液加至刻度,對鄰聯甲苯胺溶液用量進行選擇實驗。結果表明,鄰聯甲苯胺溶液用量低於0.2mL時,ClO2與鄰聯甲苯胺反應生成紅色多醌;鄰聯甲苯胺溶液用量為0.2~5mL時,ClO2與鄰聯甲苯胺反應生成黃色多醌,顏色一致。綜合考慮,鄰聯甲苯胺的用量選擇1mL。

  2.2 顯色環境與時間研究

  通過做避光顯色和在自然光下顯色的對照實驗。結果表明,在自然光下,顯色隨著時間的推移,溶液的顏色有所加深;而避光顯色的溶液,顏色穩定。故顯色反應應在暗處進行。對顯色時間進行選擇實驗。結果表明,顯色時間超過3min後,顏色保持穩定。

  2.3 製定控製標準的確定

  為了確定剩餘總有效氯控製標準[5],項目組對5個水源站出廠水的剩餘有效氯、二氧化氯含量進行了現場測定,水中剩餘總有效氯的含量隨二氧化氯含量的變化而變化。為了研究兩者之間的定量關係,各擬合點在標準曲線y=4.7377x附近分布,線性關係良好,二氧化氯消毒飲用水中剩餘總有效氯含量約為水中二氧化氯含量的5倍。根據GB5749-2006《生活飲用水衛生標準》中對二氯化氯消毒劑指標的要求,考慮到儀器分析誤差等因素,建議複合二氧化氯消毒時,水源站出廠水剩餘總有效氯應控製在0.50mg/L以上,管網末梢水剩餘總有效氯應控製在0.10mg/L以上。

  3.優越性對比

  本方法與DPD法從測定時間、試劑消耗、分析成本、靈敏度等方麵進行了對比,本方法不需要價格昂貴的試劑,試劑消耗量少,操作簡便,大大降低了分析成本和測定時間;同時本方法靈敏度是原OT方法的5倍,對於水源站規範二氧化氯工藝運行,保障水質安全,降低運行成本,具有重要的現實意義。

  四、結論

  1.鄰聯甲苯胺與ClO2和Cl2顯色反應原理的研究結果表明:在相同條件下,餘氯量相同的Cl2與鄰聯甲苯胺顯色反應產生的顏色深度是ClO2的5倍。

  2.確定了水中剩餘總有效氯的控製標準:根據GB5749-2006《生活飲用水衛生標準》中對二氯化氯消毒劑指標的要求,考慮到儀器分析誤差等因素,複合型二氧化氯消毒時,水源站出廠水剩餘總有效氯應控製在0.50mg/L以上,管網末梢水剩餘總有效氯應控製在0.10mg/L以上。

  3.以剩餘總有效氯作為衡量指標,配合DPD法的餘氯控製體係不僅可以成為控製和指導二氧化氯消毒飲用水的餘氯控製方法之一, 而且具有降低生產成本、經濟實用、可操作性強的特點。

  參考文獻

  [1]黃君禮.新型水處理劑——二氧化氯技術及其應用[M].北京:化學工業出版社.2002:25-51.

  [2]鄭永章,秦榮大.衛生檢驗方法手冊[M].北京:北京大學出版社,1990:785-788.

  [3]中華人民共和國衛生部.生活飲用水衛生規範[M].2001:339-342.

  [4]曹向禹. 二氧化氯氧化處理鄰聯甲苯胺模擬廢水的研究 [J]. 皮革與化工. 2012 (01)

  [5]黃誌明,賀啟環.二氧化氯的生產應用和標準化[J].化工標準與質量監督,1999(5):17-21.

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