李小玲

（晉能控股裝備制造集團(tuán)華昱能源化工山西有限責(zé)任公司，山西 澤州 048000）

余氯即為針對(duì)水實(shí)施加氯消毒，通過一定時(shí)間接觸后水中最后所殘留的有效氯，余氯的存在可以持續(xù)性提供殺菌作用，以免水體在此出現(xiàn)被污染，是供水安全性的一個(gè)主要保障指標(biāo)[1-2]。若水中余氯含量非常低，也就引發(fā)出現(xiàn)水中細(xì)菌大量繁殖，進(jìn)而對(duì)供水水質(zhì)產(chǎn)生直接影響；若水中余氯含量過高，一方面會(huì)對(duì)加氯量產(chǎn)生浪費(fèi)，另一方面也會(huì)出現(xiàn)較為強(qiáng)烈的刺激性氣味，對(duì)人體呼吸系統(tǒng)產(chǎn)生損害，另外還可能會(huì)和水發(fā)生反應(yīng)，進(jìn)而導(dǎo)致有三氯甲烷和四氯化碳等致癌物的產(chǎn)生[3-5]。所以，針對(duì)水中余氯含量實(shí)施準(zhǔn)確測量，對(duì)于保證水質(zhì)安全極為重要。余氯測定儀就是針對(duì)余氯實(shí)施快速檢測的儀器，是在分光光度方法的應(yīng)用下實(shí)現(xiàn)對(duì)水中余氯/總氯值的計(jì)算，在應(yīng)用過程中所加試劑為儀器自帶的瓶裝試劑，幾分鐘即可實(shí)現(xiàn)對(duì)余氯含量的準(zhǔn)確測定，為水中余氯含量監(jiān)測提供了有效方法。本公司現(xiàn)采用的是天宇沃特余氯測定儀，雖然在使用中操作簡便、快速，但儀器自帶試劑費(fèi)用高昂，保質(zhì)期短，易失效。因此本次以GB/T 5750—2006為基礎(chǔ)，自配顯色劑替代儀器自帶試劑，對(duì)其應(yīng)用可行性展開探討。

1 技術(shù)原理

水樣加入儀器自帶試劑后顏色為黃色，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)中余氯與四甲基聯(lián)苯胺，在pH＜2 的酸性溶液中，生成黃色的錕式化合物，自配顯色劑進(jìn)行測定。

2 試劑配制

2.1 自配顯色劑

稱取0.06 g 四甲基聯(lián)苯胺，用0.1 mol/L 的鹽酸調(diào)節(jié)溶液呈強(qiáng)酸性，最終混合混勻的溶液呈現(xiàn)出無色透明狀，將其在棕色瓶中進(jìn)行存儲(chǔ)，常溫條件下可以確保6 個(gè)月安全使用期限。

2.2 氯化鉀-鹽酸緩沖溶液（pH=2.2）

在100～110 ℃環(huán)境下實(shí)施干燥至恒重的氯化鉀，稱取3.7 g，并對(duì)其實(shí)施純水溶解，之后加入0.56 mL鹽酸（1.19 g/mL），最后采用純水對(duì)其實(shí)施稀釋，總量為1 000 mL。

2.3 重鉻酸鉀-鉻酸鉀溶液

在120 ℃環(huán)境下實(shí)施干燥至恒重的重鉻酸鉀（K2Cr2O7）和鉻酸鉀（K2CrO4），分別稱取0.155 0 g 和0.465 0 g，將其在氯化鉀-鹽酸緩沖溶液中實(shí)施溶解，以能夠?qū)ζ鋵?shí)施稀釋最終為1 000 mL 混合溶液，溶液顏色趨近于1 mg/L 余氯與四甲基聯(lián)苯胺形成的顏色。

2.4 余氯標(biāo)準(zhǔn)比色液

依照以下所列出的用量，將重鉻酸鉀-鉻酸鉀溶液（2.2）形成的溶液分別吸取在50 mL 具塞比色管中進(jìn)行注入，采用氯化鉀-鹽酸緩沖溶液（2.3）對(duì)其實(shí)施稀釋，總?cè)萘看_保在50 mL，且將其放置在冷暗處實(shí)施保存，有效期為6 個(gè)月。

移取重鉻酸鉀-鉻酸鉀溶液（2.3）0、10、25、50、100 mL，余氯質(zhì)量濃度為0、0.2、0.5、1、2 mg/L。

3 實(shí)驗(yàn)方法

余氯標(biāo)準(zhǔn)比色液（2.4）曲線校準(zhǔn)儀器后，使用25 mL 比色皿，加入不同體積的自配顯色劑，搖勻后1 min 內(nèi)用余氯測定儀測定。并對(duì)自配顯色劑檢測結(jié)果和自帶試劑檢測結(jié)果實(shí)施對(duì)比分析，以此評(píng)估設(shè)計(jì)方案的可行性。

4 結(jié)果與討論

4.1 顯色時(shí)間

將顯色劑加入到水樣中后進(jìn)行混合，針對(duì)顯色時(shí)間在1 min 結(jié)果實(shí)施檢測分析。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，將其混合搖勻后1 min 內(nèi)檢測結(jié)果不會(huì)出現(xiàn)顯著變化，隨著時(shí)間的逐漸延長會(huì)出現(xiàn)緩慢上升。所以，在顯色時(shí)間檢測過程中時(shí)間必須要控制在1 min 以內(nèi)。

4.2 水樣pH 影響

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明水樣中pH＞7 時(shí)，需將水樣調(diào)節(jié)至pH＜4 以下，加顯色劑進(jìn)行比色，檢測結(jié)果較為穩(wěn)定，無明顯變化。

4.3 加入顯色劑體積

在同一水樣中，將不同體積顯色劑分別加入其中，加入后對(duì)每一種方法均實(shí)施多次測量，對(duì)其中測量結(jié)果平均值差異實(shí)施對(duì)比，具體結(jié)果如表1、表2所示。通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，自配溶液的加入量為2.5 mL，對(duì)于檢測結(jié)果更穩(wěn)定。

表1 儀器自帶試劑余氯測定結(jié)果

表2 自配顯色劑加入體積對(duì)余氯測定結(jié)果的影響

使用自配余氯試劑，進(jìn)行重復(fù)性和對(duì)照性實(shí)驗(yàn)，比對(duì)結(jié)果與天宇沃特余氯測定儀測定結(jié)果無顯著差異，分析數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠,相對(duì)誤差小于5%。

5 水溫的影響

實(shí)驗(yàn)結(jié)果（表3）表明，如果水溫控制在10～35 ℃，也就不會(huì)產(chǎn)生較大的顯色速度、穩(wěn)定性和準(zhǔn)確度變化，對(duì)于最終檢測結(jié)果也沒有太大影響。

表3 溫度對(duì)余氯測定結(jié)果的影響

6 經(jīng)濟(jì)效益評(píng)估及其推廣

在以上技術(shù)方案應(yīng)用中，所取得的經(jīng)濟(jì)效益主要為：用自配顯色劑代替天宇沃特余氯儀器自帶專用試劑，降低了消耗成本；自配顯色劑確保了試劑的有效期，排除因試劑過期導(dǎo)致試劑浪費(fèi)，因試劑過期導(dǎo)致的數(shù)據(jù)分析誤差。針對(duì)儀器自帶試劑和自配顯色劑在檢測中的應(yīng)用成本實(shí)施計(jì)算分析，其中計(jì)算結(jié)果顯示，儀器自帶試劑：余氯試劑100 mL，475 元，可分析余氯約70 頻次；自配顯色劑：3，3，5，5，-四甲基聯(lián)甲苯胺（1 g/瓶），可配制顯色劑33 次，約70 元，可分析余氯約1 050 頻次，由此可見技改后自配顯色劑可以顯著降低企業(yè)余氯檢測成本。具體數(shù)據(jù)見表4。

表4 技改前后經(jīng)濟(jì)效益評(píng)估

余氯測定儀自帶試劑價(jià)格不菲，檢測成本較高，保質(zhì)期短，易于過期。本方法實(shí)驗(yàn)成功可有效降低余氯分析消耗。測定結(jié)果與儀器自帶余氯試劑無顯著性差異，為實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性提供有力的保障。若在集團(tuán)所屬各化工公司推廣可以節(jié)省大量的檢測耗材費(fèi)用。

7 結(jié)語

通過以上研究，為余氯測定儀自帶試劑替代提供了新方案，且針對(duì)這一方案的經(jīng)濟(jì)效益評(píng)估及推廣效果研究發(fā)現(xiàn)，不但能夠取得和儀器自帶余氯試劑同等檢測效果，取得準(zhǔn)確檢測結(jié)果，同時(shí)也能夠有效降低檢測成本，節(jié)省檢測耗材費(fèi)用，提升企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，具有一定推廣應(yīng)用價(jià)值，可以加大推廣應(yīng)用。