比色法測(cè)定飲用水中二氧化氯的含量

張穎清

(山西省大同市供排水集團(tuán)公司，山西 大同 037006)

飲用水使用的消毒劑主要有臭氧、二氧化氯、液氯及游離氯制劑。其中，液氯及游離氯制劑在進(jìn)行飲用水的消毒時(shí)會(huì)產(chǎn)生致癌物質(zhì)。因此，為了控制飲用水的安全性，現(xiàn)已采用二氧化氯替代液氯作為飲用水的消毒劑。二氧化氯是一種高效、安全、快速、廣譜的新型氧化消毒劑，因其無致癌、致畸及致突變性而被聯(lián)合國(guó)衛(wèi)生組織(WHO)列為A1級(jí)安全消毒劑。盡管如此，二氧化氯在消毒飲用水時(shí)還是會(huì)產(chǎn)生對(duì)人體有害的亞氯酸鹽等無機(jī)物。因此，GB5749-2006《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》中明確規(guī)定了二氧化氯在出廠水中的限值為0.8 mg/L。目前，飲用水中二氧化氯含量的檢測(cè)方法主要有碘量法、電流滴定法、DPD硫酸亞鐵銨滴定法、流動(dòng)性注射分析FIA及其聯(lián)用技術(shù)、吸收光譜法、示差光度法、生物化學(xué)法、電化學(xué)法以及離子色譜法等。其中，碘量法與DPD硫酸亞鐵銨滴定法是常用的檢測(cè)方法［1-4］。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 試劑與儀器

二氧化氯標(biāo)準(zhǔn)溶液:亞氯酸鈉和稀鹽酸反應(yīng)，將生成的二氧化氯氣體經(jīng)亞氯酸鈉水溶液純化后用蒸餾水吸收，碘量法測(cè)定其濃度。將其配制成二氧化氯質(zhì)量濃度為50 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液，放置冰箱中備用。使用時(shí)，需校正濃度。

絡(luò)氨酸溶液:將30 mg絡(luò)氨酸加入10 mL濃度為0.1 mol/L的氫氧化鈉溶液中，并加入15 g醋酸鈉與9.7 mL 36%的醋酸，再加蒸餾水至100 mL。

紫外線可見分光光度計(jì)。

1.2 波長(zhǎng)的選擇

吸取二氧化氯標(biāo)準(zhǔn)溶液25 mL于50 mL容量瓶中，加入10 mL絡(luò)氨酸試劑，再加蒸餾水至50 mL刻度處。另取10 mL絡(luò)氨酸試劑置于另一個(gè)50 mL的容量瓶中，加蒸餾水至50 mL刻度處，將其作為參照溶液。在200 nm～1 100 nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)進(jìn)行掃描。

1.3 掃描時(shí)間

吸取二氧化氯標(biāo)準(zhǔn)溶液25 mL于50 mL容量瓶中，加入10 mL絡(luò)氨酸試劑，再加蒸餾水至50 mL刻度處。另取10 mL絡(luò)氨酸試劑置于另一個(gè)50 mL的容量瓶中，加蒸餾水至50 mL刻度處，將其作為參照溶液。在波長(zhǎng)為490 nm處進(jìn)行60 min的自動(dòng)掃描。

1.4 標(biāo)準(zhǔn)工作曲線的繪制

1.4.1 測(cè)定范圍為 2.50 mg/L ～25.00 mg/L

準(zhǔn)確吸取二氧化氯標(biāo)準(zhǔn)溶液 2.50、5.00、10.00、15.00、20.00、25.00 mL，分別置于 50 mL 容量瓶中，分別向其中加入10 mL絡(luò)氨酸試劑，再加蒸餾水至50 mL刻度處。在200 nm～700 nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)進(jìn)行掃描，分別測(cè)定490、306、240 nm波長(zhǎng)處的吸光度。用所測(cè)得的吸光度值和二氧化氯濃度繪制標(biāo)準(zhǔn)工作曲線。

1.4.2 測(cè)定范圍為 0.25 mg/L ～2.50 mg/L

準(zhǔn)確吸取二氧化氯標(biāo)準(zhǔn)溶液 0.25、0.50、1.00、1.50、2.00、2.50 mL，分別置于 50 mL 容量瓶中，分別向其中加入10 mL絡(luò)氨酸試劑，再加蒸餾水至50 mL刻度處。分別測(cè)定490、306、240 nm波長(zhǎng)處的吸光度。用所測(cè)得的吸光度值和二氧化氯濃度繪制標(biāo)準(zhǔn)工作曲線。

1.4.3 測(cè)定范圍為 0.10 mg/L ～1.00 mg/L

準(zhǔn)確吸取二氧化氯標(biāo)準(zhǔn)溶液 0.10、0.20、0.40、0.60、0.80、1.00 mL，分別置于 50 mL 容量瓶中，分別向其中加入10 mL絡(luò)氨酸試劑，再加蒸餾水至50 mL刻度處。分別測(cè)定490、306、240 nm波長(zhǎng)處的吸光度。用所測(cè)得的吸光度值和二氧化氯濃度繪制標(biāo)準(zhǔn)工作曲線。

1.5 樣品中二氧化氯含量的測(cè)定

1.5.1 波長(zhǎng) 490 nm

按照1.4 的方法配制質(zhì)量濃度為 0.50、2.50、10.00、25.00 mg/L 的二氧化氯測(cè)試樣品，在波長(zhǎng)490 nm處分別對(duì)每個(gè)樣品進(jìn)行9次測(cè)定，利用所測(cè)得的吸光度值與標(biāo)準(zhǔn)工作曲線得到二氧化氯質(zhì)量濃度。

1.5.2 波長(zhǎng) 306 nm

按照1.4 的方法配制質(zhì)量濃度為 0.25、2.50、10.00、20.00 mg/L 的二氧化氯測(cè)試樣品，在波長(zhǎng)306 nm處分別對(duì)每個(gè)樣品進(jìn)行9次測(cè)定，利用所測(cè)得的吸光度值與標(biāo)準(zhǔn)工作曲線得到二氧化氯質(zhì)量濃度。

1.5.3 波長(zhǎng) 240 nm

按照1.4 的方法配制質(zhì)量濃度為 1.00、2.50、25.00 mg/L的二氧化氯測(cè)試樣品，在波長(zhǎng)為240 nm處分別對(duì)每個(gè)樣品進(jìn)行9次測(cè)定，利用所測(cè)得的吸光度值與標(biāo)準(zhǔn)工作曲線得到二氧化氯質(zhì)量濃度。

2 結(jié)果與討論

質(zhì)量濃度為2.50 mg/L～25.00 mg/L的二氧化氯與絡(luò)氨酸試劑混合后所得溶液在波長(zhǎng)為200 nm～700 nm的掃描圖如圖1所示。

各波長(zhǎng)下的線形相關(guān)方程(y=a+b x)的相關(guān)系數(shù) a、b、r如表1 所示。

圖1 二氧化氯和絡(luò)氨酸混合溶液的UV圖

表1 各波長(zhǎng)下的線形相關(guān)方程及相關(guān)系數(shù)

由表1可以看出，在0.10 mg/L～1.00 mg/L的測(cè)定范圍內(nèi)，3個(gè)波長(zhǎng)下的線形關(guān)系均較差;而在0.25 mg/L以上的測(cè)定范圍內(nèi)，3個(gè)波長(zhǎng)的線形關(guān)系均較好。由此可見，3個(gè)波長(zhǎng)均可以用來測(cè)定0.25 mg/L以上的二氧化氯溶液。

3 結(jié)論

1)二氧化氯和絡(luò)氨酸的顯色反應(yīng)不僅在波長(zhǎng)490 nm處具有吸收峰，而且在波長(zhǎng)240 nm與306 nm處有更強(qiáng)的吸收峰，都可以用于測(cè)定二氧化氯的含量。

2)該測(cè)定方法適用于二氧化氯質(zhì)量濃度在0.25 mg/L以上的測(cè)量，且在該質(zhì)量濃度以上的測(cè)定精度更高。因此，該法適用于飲用水中二氧化氯含量的測(cè)定。

［1］施來順，謝永芳，胡德棟，等.比色法測(cè)定飲用水中二氧化氯的含量［J］.中國(guó)給水排水，2003，19(1):95-97.

［2］梁曉聰，羅 梅，趙 文，等.氯酚紅分光光度法測(cè)定水中二氧化氯［J］.環(huán)境與健康雜志，1999，16(6):356-357.

［3］韓曉飛.現(xiàn)場(chǎng)比色法快速測(cè)定飲用水中消毒劑二氧化氯［J］.上海計(jì)量測(cè)試，2011(6):25-27.

［4］李志梅，陳 颯，趙秀珠，等.復(fù)合二氧化氯消毒劑中總氯的測(cè)定［J］.中國(guó)給水排水，2010，26(20):132-134.