便攜式二氧化氯比色計在消毒液濃度監控中的應用

來(lái)源：http://www.thesierramadre.com/ 作者：余氯檢測儀 時(shí)間：2018-07-27

　　[摘 要] 豐臨高濃度二氧化氯便攜式比色計不僅可應用于真實(shí)ClO2濃度的現場(chǎng)快速測定，結合特定的配套試劑及校正方程(Y = 0.852X+ 5)，還可應用于消毒液濃度的現場(chǎng)實(shí)時(shí)監測。無(wú)需專(zhuān)業(yè)操作人員和專(zhuān)門(mén)實(shí)驗場(chǎng)地，即可以在同一臺比色計上實(shí)現兩者的同時(shí)快速監測，實(shí)驗室及現場(chǎng)驗證測試結果與國標方法進(jìn)行比較，均有較好的一致性，測試效果滿(mǎn)意。

　　[關(guān)鍵詞] 二氧化氯;便攜式比色計;消毒液;濃度監控;應用

　　DOI：10.11876/mimt201601028市售二氧化氯消毒劑(穩定性二氧化氯溶液或固體)的主要成分為亞氯酸鈉(NaClO2)，應用于消毒時(shí)需先進(jìn)行活化，再稀釋制備成消毒液才能使用，不同活化劑活化效率不同，所以制備出消毒液中ClO2濃度也不同。GB 26366-2010 《二氧化氯消毒劑衛生標準》[1]中規定了二氧化氯消毒劑應用在各領(lǐng)域中的ClO2作用濃度。但ClO2水溶液非常不穩定[2-4]，隨著(zhù)時(shí)間延長(cháng)，其濃度將不斷下降，為了達到標準消毒濃度，必須現場(chǎng)實(shí)時(shí)監測真實(shí)的ClO2濃度，以保證消毒效果。

　　隨著(zhù)ClO2的不斷生成和消耗，消毒液(主要包括NaClO2和ClO2)濃度也將逐漸下降，低至一定程度后會(huì )導致活化出的ClO2濃度偏低，影響殺菌效果。大多數應用單位為了保證消毒液在相對長(cháng)時(shí)間內有效，通常采取將消毒液濃度控制在一定范圍內的方式，因此，消毒液濃度也要進(jìn)行實(shí)時(shí)監測，以便及時(shí)補充投加穩定性二氧化氯溶液或固體。

　　ClO2的測試方法有許多[5-7]，國標GB 26366-2010中主要采用五步碘量法和紫外可見(jiàn)分光光度法。其中五步碘量法操作過(guò)程十分繁瑣，耗時(shí)長(cháng)，需要專(zhuān)業(yè)實(shí)驗室操作人員;紫外可見(jiàn)分光光度法需要用到大型分析儀器，均不適于ClO2濃度的現場(chǎng)快速測定。目前，消毒液濃度測定采用的是GB/T 20783-2006[8]推薦的丙二酸碘量法，該方法需要專(zhuān)門(mén)分析人員取樣至實(shí)驗室后進(jìn)行滴定操作，耗時(shí)長(cháng)，難以真正做到現場(chǎng)實(shí)時(shí)監測。

　　本文采用豐臨科技研制的高濃度二氧化氯便攜式比色計，無(wú)需加藥和稀釋操作，可直接進(jìn)行ClO2濃度測試;結合配套試劑(該配套試劑可將一定濃度范圍內的亞氯酸鹽瞬時(shí)全部活化成ClO2)也可應用于消毒液濃度快速檢測，該儀器無(wú)需專(zhuān)業(yè)實(shí)驗室人員，即可在同一臺比色計上實(shí)現真實(shí)ClO2濃度及消毒液濃度同時(shí)快速監測，實(shí)驗室及現場(chǎng)驗證測試結果與國標方法比較一致。

　　1 實(shí)驗儀器及試劑

　　1.1 儀器

　　UV-1800紫外可見(jiàn)分光光度計(島津);實(shí)驗室純水系統(HITECH- SCIENCE TOOL);高濃度二氧化氯比色計(豐臨公司)。高濃度二氧化氯比色計測定范圍：5～999mg/L;電源：9V電池;測量誤差：±5%(測量溫度在25℃時(shí));使用溫度：0～40℃;相對濕度0～90%(無(wú)冷凝);尺寸：170×70×30mm;重量：200g(含電池)。

　　ClO2濃度測試方法：打開(kāi)比色計開(kāi)關(guān)，將一個(gè)10mL旋蓋比色瓶注入純水，將比色瓶外壁擦拭干凈，對準“△”標志放入比色槽，按“調零”鍵進(jìn)行調零，將純水倒出后，用樣品溶液潤洗比色瓶1～2次，加樣品溶液至10mL刻度線(xiàn)，立即旋緊瓶蓋，外壁擦拭干凈后對準“△”標志放入比色槽，按“讀數”鍵，即可得到ClO2濃度值(mg/L)。

　　消毒液濃度測試方法：打開(kāi)比色計開(kāi)關(guān)，將1個(gè)10mL旋蓋比色瓶注入純水，將比色瓶外壁擦拭干凈，對準“△”標志放入比色槽，按“調零”鍵進(jìn)行調零，將純水倒出后，用樣品溶液潤洗比色瓶1～2次，加樣品溶液至10mL刻度線(xiàn)，加入1包配套試劑，立即旋緊瓶蓋，搖勻溶解，靜置反應1min，外壁擦拭干凈后對準“△”標志放入比色槽，按“讀數”鍵，即可顯示溶液中總共存在的ClO2濃度值，將該值按照特定的方法進(jìn)行修正即得到實(shí)際消毒液濃度(mg/L)。

　　1.2 試劑

　　固體穩定性ClO2，工業(yè)級亞氯酸鈉，含量80%左右;2%液體穩定性ClO2，豐臨科技二氧化氯消毒液，理論上可活化出的ClO2含量為2%左右;固體檸檬酸，AR;5%鹽酸(v%)，由分析純的濃鹽酸稀釋制得;所用水為實(shí)驗室純水系統提供的超純水。

　　配套試劑：本實(shí)驗所用配套試劑為一種含氯瞬時(shí)活化劑，可將一定濃度范圍內的穩定性二氧化氯溶液在1min內全部活化成ClO2，該試劑由豐臨科技生產(chǎn)提供。

　　純二氧化氯的制備：按照GB 26366-2010 《二氧化氯消毒劑衛生標準》[1]中的方法制備純的ClO2。制好的高濃度純ClO2溶液立即裝入棕色的玻璃瓶，密封膠密封后置于4℃左右的冰箱保存，臨用時(shí)采用碘量法標定其濃度。

　　2 實(shí)驗方法與結果討論

　　2.1 國標光度法[1]標準曲線(xiàn)的繪制

　　采用碘量法標定1.2制備的純ClO2溶液濃度，并逐級稀釋成一系列濃度為5mg/L、10mg/L、50mg/L、100mg/L、150 mg/L、200 mg/L、250 mg/L的純ClO2溶液，采用1cm比色皿，以純水為參比，在UV-1800紫外可見(jiàn)分光光度計上，于波長(cháng)430nm處測定吸光度值，并繪制成標準曲線(xiàn)，如圖1所示。

　　實(shí)驗結果表明ClO2在10～250mg/L范圍內符合比爾定律，其回歸方程為y=0.0022x+0.0013(x為ClO2質(zhì)量濃度，mg/L，y為吸光度)，相關(guān)系數r2=0.9998。當ClO2濃度超過(guò)250mg/L時(shí)，需采用光度法稀釋測定，稀釋液測得值乘以稀釋倍數即可。

　　2.2 比色計法測試ClO2濃度的驗證

　　采用碘量法標定1.2制備的純ClO2溶液濃度，并逐級稀釋成一系列高低不同濃度的ClO2溶液(稀釋過(guò)程有損耗，所以溶液的真實(shí)濃度未知)，分別采用碘量法、國標光度法和比色計法進(jìn)行同步測試，結果如表1所示。 　　試驗結果表明：比色計法與碘量法比較測定結果較為一致，碘量法略微偏低，可能是操作過(guò)程中有少量ClO2損失引起的;國標光度法測得值在ClO2濃度低于250mg/L時(shí)三種方法測得值比較一致，高于250mg/L時(shí)需要稀釋測定，稀釋過(guò)程帶來(lái)?yè)p耗使得測定結果低于比色計法和碘量法，因此，比色計法更適于高濃度ClO2溶液的快速檢測。

　　2.3 消毒液濃度測定標準曲線(xiàn)的繪制

　　將2%液體穩定性ClO2采用丙二酸碘量法[8]進(jìn)行濃度的標定，再逐級稀釋至系列濃度分別為0.005%、0.01%、0.02%、0.03%、0.05%、0.07%、0.09%的標準消毒液。分別取10.0mL至比色瓶中，加入1包配套試劑，搖勻溶解，靜置反應1min，理論上能活化出的ClO2濃度分別為50.0、100、200、300、500、700、900mg/L。采用高濃度二氧化氯便攜式比色計測定比色瓶中ClO2的濃度。結果如表2所示。

　　實(shí)驗結果表明：比色計測得值與理論值并不是完全吻合，大多數情況下高于理論值，可能是氯制劑在活化的過(guò)程中部分轉化成ClO2，使得活化效率超過(guò)100%，將理論值和比色計測得值繪制成校正曲線(xiàn)(如圖2所示)，得到校正方程為：Y = 0.852X+ 5，R? = 0.9999(其中X為“比色計直讀濃度”，Y為“校正濃度”)。

　　該方程是在消毒液中ClO2的初始濃度為零情況下進(jìn)行，也可以被認為是亞氯酸鈉濃度校正方程。若消毒液的活化率>80%時(shí)，即消毒液中亞氯酸鹽濃度很低，可不進(jìn)行校正，直接讀取X值即可得到消毒液濃度;若溶液中ClO2濃度較低(例如當活化率<20%)，則可忽略其影響，直接將X值代入上述方程中計算出消毒液的校正濃度Y;若消毒液本身已部分活化，含有較高濃度的ClO2，則需先測試出ClO2濃度，將X值減去該ClO2濃度值再代入上述方程計算，最后加上溶液本身的ClO2濃度值得到Y’(本文定義為“二次校正濃度”)。

　　2.4 自配樣品的測試驗證

　　實(shí)驗室隨機配制系列濃度的消毒液，活化方式1為固體穩定性ClO2：固體檸檬酸：水=1：1：20 (質(zhì)量比)，活化時(shí)間10～30min，再投入一定量水中?；罨绞?為2%液體穩定性ClO2：5%HCl= 10：1(體積比)，活化時(shí)間30～60min，再投入一定量水中。每種活化方式配制4個(gè)不同消毒液濃度(介于100～900mg/L之間)的樣品。所有活化并稀釋后自配消毒液分別采用比色計法和丙二酸碘量法進(jìn)行濃度測定(其中ClO2濃度采用比色計測定，消毒液實(shí)際濃度分別采用比色計和丙二酸碘量法測定)，結果如表3所示。

　　實(shí)驗結果表明：當采用檸檬酸作為活化劑時(shí)，活化30min后活化率仍低于20%，計算出的Y值與X值有較大差異，而Y值、Y’值、丙二酸碘量法測定值三者無(wú)明顯差異，此時(shí)可以直接計算Y值即可得到消毒液濃度。

　　當采用5%鹽酸作為活化劑時(shí)，活化40min后，活化率可能達到80%以上，Y值與Y’值差異較大，而X值、Y’值、丙二酸碘量法測得值三者沒(méi)有明顯差異，此時(shí)可以直接讀取X值即可得到消毒液濃度，無(wú)需校正計算。

　　2.5 現場(chǎng)測試驗證試驗

　　將高濃度二氧化氯比色計應用于某瓶(桶)裝飲用水廠(chǎng)二氧化氯消毒時(shí)真實(shí)ClO2濃度及消毒液濃度的同時(shí)快速監測，采用2.2描述的方法進(jìn)行校正計算，并采用丙二酸碘量法進(jìn)行對比驗證，結果如表4所示。

　　實(shí)驗結果表明：比色計法結合校正曲線(xiàn)測得值與丙二酸碘量法測得值比較具有很好的一致性。

　　該廠(chǎng)采用檸檬酸作為活化劑，活化率比較低(一般<20%)計算得到的Y值和Y’值無(wú)明顯差異，且該廠(chǎng)將消毒液濃度控制在200～350mg/L，控制范圍比較寬，這些細微差異可以忽略不計，直接計算Y值即可。

　　3 結論

　　1)豐臨科技高濃度二氧化氯便攜式比色計測試真實(shí)ClO2濃度時(shí)操作十分簡(jiǎn)便，無(wú)需加藥、稀釋等操作即可直接取樣測定，具有測試量程寬(可測5～999mg/L)、結果準確可靠(與碘量法測試結果比較一致)，測試穩定性好(高于250mg/L時(shí)無(wú)需稀釋直接測定，避免稀釋過(guò)程曝氣引起的濃度降低現象)，對操作場(chǎng)地和人員操作水平要求低等優(yōu)點(diǎn)，適用于真實(shí)ClO2濃度現場(chǎng)監控。

　　2)該比色計結合特定的配套試劑及校正曲線(xiàn)(Y = 0.852X+ 5)還可以應用于消毒液濃度現場(chǎng)監控，具有測試速度快，測試結果準確、無(wú)需專(zhuān)門(mén)實(shí)驗室人員和場(chǎng)地等優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)驗室自配消毒液樣品驗證試驗及現場(chǎng)驗證試驗結果表明，計算出的二次校正值Y’與丙二酸碘量法比較一致性較好，效果令人滿(mǎn)意。

　　3)應用單位采用比色計法測試消毒液濃度時(shí)，當消毒液活化率<20%，只需直接計算校正濃度Y值;當活化率為20%～80%，需要計算二次校正濃度Y’值;當消毒液活化率>80%，可以無(wú)需計算直接讀取X值。

　　參 考 文 獻

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