游離氯和總氯

游離氯又稱為游離余氯(活性游離氯、潛在游離氯),以次氯酸、次氯酸鹽離子和單質(zhì)氯的形式存在于水體中.總氯又稱為總余氯,即游離氯和氯胺、有機氯胺類等化合氯的總稱.

氯以單質(zhì)或次氯酸鹽形式加入水中后,經(jīng)水解生成游離氯,包括含水分子氯、次氯酸和次氯酸鹽離子等形式,其相對比例決定于水的pH和溫度,在一般水體的pH下,主要是次氯酸和次氯酸鹽離子.

游離氯與銨和某些含氮化合物起反應(yīng),生成化合氯.氯與銨反應(yīng)生成氯胺:一氯胺、二氯胺和三氯化氮.游離氯與化合氯二者能同時存在于水中.經(jīng)氯化過的污水和某些工業(yè)廢水的出水,通常只含有機化合氯.

水中氯的來源主要是飲用水或污水中加氯以殺滅或抑制微生物;電鍍廢水中加氯分解有毒的氰化物.

氯化作用產(chǎn)生不利的影響是可使含酚的水產(chǎn)生氯酚,還可生成有機氯化合物,對人體十分有害,并可因存在化合氯而對某些水生物產(chǎn)生有害作用.

⒈方法選擇

碘量滴定法適用于測定總氯含量>1mg/L的水樣.以DPD為指示劑,用硫酸亞鐵銨溶液進(jìn)行滴定,可分別測定游離氯、一氯胺、二氯胺和三氯化氮.當(dāng)含量較低時,還可采用DPD(N,N-二乙基-1,4-苯二胺)比色法.

⒉水樣的采集與保存

氯在水中很不穩(wěn)定,尤其含有有機物或其他還原性無機物時,更易分解而消失.因此,應(yīng)在采集現(xiàn)場進(jìn)行測定.

㈠N,N-二乙基-1,4-苯二胺光度法

⒈方法原理

游離氯在Ph6.2～6.5與N,N-二乙基-1,4-苯胺(DPD)直接反應(yīng)生成紅色化合物,用光度法進(jìn)行測定.

⒉干擾及消除

① 氧化錳和化合氯都有干擾,可單獨測定,并在結(jié)果計算中予以校正.

② 其他氧化劑也有干擾,如溴、碘、溴化銨、碘化銨、臭氧、過氧化氫、鉻酸鹽、亞硝酸鹽、三價鐵離子和銅離子.常會遇到的二價銅離子(>8mg/L)和三價鐵離子(>20mg/L)的干擾,可被配入緩沖液和DPD試液中的Na2-EDTA所掩蔽,鉻酸鹽的干擾可加入氯化鋇消除.

③ 方法的適用范圍

本方法可測定的含氯濃度范圍為0.05～1.5mg/L游離氯.超過上限濃度的樣品可稀釋后測定.

本方法適用于經(jīng)加氯(或漂白粉等)處理的飲用水、醫(yī)院污水、造紙廢水、印染廢水、等的監(jiān)測.

⒋儀器

① 容量瓶:100ml.

② 分光光度計:適用于500nm和配備有光程長10mm或更長的比色皿.

⒌試劑

1) 硫酸溶液(H₂SO₄=1mol/L):取800ml水,并于不斷攪拌下小心地加入54ml硫酸(=1.84g/ml),冷至室溫并稀釋至1000ml.

2) 氫氧化鈉溶液(2mol/L):稱取80g氫氧化鈉顆粒加至錐形燒瓶內(nèi)的800ml水中.不斷攪拌至所有顆粒完全溶解,待溶液冷至室溫后稀釋至1000ml.

3) 碘酸鉀貯備液(1.006g/L):稱取于120～140℃烘干2h的優(yōu)級純磺酸鉀1.006g,溶解于水,移入1000ml容量瓶內(nèi),加水至標(biāo)線,混勻.

4) 碘酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液(10.06mg/L):吸取10.00ml貯備液置1000ml容量瓶中,加入約1g碘化鉀并加水至標(biāo)線.使用當(dāng)天配制此溶液,置棕色瓶中備用.

1ml此標(biāo)準(zhǔn)溶液含10.06μg碘酸鉀,相當(dāng)于10.0μg氯(Cl₂).

5) 緩沖溶液(Ph6.5)、DPD溶液、碘化鉀晶體、次氯酸鈉溶液、二苯胺磺酸鋇指示劑：

① 緩沖溶液,Ph6.5:在水中依次溶解24g無水磷酸氫二鈉(Na₂HPO₄),或60.5g十二水合磷酸氫二鈉(Na₂HPO₄·12H₂O)和46g磷酸二氫鉀(KH₂PO₄).加入100ml濃度為8g/L的二水合EDTA二鈉(C₁₀H₁₄N₂O₈Na₂·2H₂O)或0.8g固體.必要時,加入0.020g氯化汞防霉菌繁殖及試劑內(nèi)痕量碘化物對游離氯檢驗的干擾.稀釋至1000ml,混勻.

注意汞鹽劇毒,應(yīng)**處理.

② 碘化鉀:晶體.

③ 次氯酸鈉溶液(商品名,安替福民),含Cl₂約0.1g/L由濃溶液稀釋而成.

④ 二苯胺磺酸鋇指示液,3g/L:溶解0.3g二苯胺磺酸鋇(C₆H₅-NH-C₆H₄-SO₃)₂Ba))于100ml水中.

⒍步驟

⑴試樣的制備

檢查水樣是否近中性,如偏酸或偏堿,用稀堿液或稀酸液中和,或在下一步操作中增大緩沖液的用量.

⑵校準(zhǔn)曲線的繪制

向一系列100ml比色管中,分別加入碘酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液0、0.50、1.00、3.00、5.00、10.00、15.00ml,加水至50ml.加入1.0ml硫酸溶液,并于1min后加入1.0ml氫氧化鈉溶液,用水稀釋至標(biāo)線.各管分別轉(zhuǎn)移至在不超過1min前加入5ml緩沖液和5mlDPD試劑的**個100ml比色管中,混勻(見注).然后將各配制好的標(biāo)準(zhǔn)溶液相繼移入10mm比色皿,并在2min內(nèi),以水為參比,于510nm波長下測量吸光度.*后繪制校準(zhǔn)曲線.

注:分別制備各個標(biāo)準(zhǔn)溶液并立即測量,以免緩沖液和DPD的混合液在操作過程中放置過久而出現(xiàn)虛假的紅色.

⑶測量

取試樣100ml(如游離氯濃度超過1.5mg/L則取較小體積試樣,并稀釋至100.0ml),移至預(yù)先加入5ml緩沖液和5mlDPD試劑的100ml比色管中,混勻.將此溶液注入比色皿,并立即按與校準(zhǔn)曲線相同條件測量吸光度.記錄從校準(zhǔn)曲線上讀取的濃度(C₁).

⑷干擾校正

為校正氧化錳的干擾,置100ml試樣于250ml錐形瓶中,加入1ml亞砷酸鈉溶液或硫代乙酰胺溶液,混勻,再加入5.0ml緩沖液和5.0mlDPD試劑,混勻.將此溶液注入比色皿,并立即與校準(zhǔn)曲線相同條件進(jìn)行測量.記錄從校準(zhǔn)曲線讀取的氧化錳相當(dāng)于氯的濃度(C₂).

⒎計算

                游離氯(Cl₂,mg/L)=

式中:C₁            測定試樣所得氯的濃度(mg/L);

     C₂      氧化錳相當(dāng)于氯的濃度(mg/L),如不存在氯化錳,C₂=0;

     V₀      試樣*大體積(V₀=100ml);

     V₁          試樣中含原水樣體積(ml).

上述以毫克/升(mg/L)表示的氯(Cl₂)濃度,可乘以轉(zhuǎn)換系數(shù)0.0141而表示為毫摩爾/升(m mol/L).

⒏精密度和準(zhǔn)確度

① 室內(nèi)精密度:八個實驗室共10個組分析7種類型共81個含量范圍在0.055～1.35mgL的樣品,所得實驗室內(nèi)相對標(biāo)準(zhǔn)偏差在0.4%～8.5%范圍內(nèi).

② 加標(biāo)回收率:八個實驗室共10個組分析包括飲用水、醫(yī)院污水、造紙廢水、印染廢水等在內(nèi)的、濃度范圍為0.055～1.44mg/L的49種樣品的加標(biāo)回收率為92.0%～110.6%;平均回收率為100.0%;其95%的置信區(qū)間為88.1%～111.7%.

9.注意事項

①當(dāng)樣品混濁或有色將影響光度法測定時,不可過濾或脫色,以免游離氯損失.此時可采用補償法,即以純水代替DPD試劑加入試樣作為空白,或者以水樣作參比將光度計調(diào)零后再測試樣,以補償其干擾影響.

②當(dāng)樣品含游離氯濃度高時,加入的DPD試劑所顯深紅色很快就褪盡,這是因為被氧化而顯色的試劑隨即又被游離氯漂白,此時應(yīng)將樣品稀釋后再測定.

③ 含有機物較多的樣品如醫(yī)院污水等,測定時其顯色完全時間較長,操作時除非使用記錄式光度計,應(yīng)相繼進(jìn)行多次測量,以便選取顯色相對穩(wěn)定后的測量值.

④ 盛過顯色液的比色皿必要時應(yīng)處理,常用處理方法是先用(1+1)的乙醇-10%鹽酸蕩洗,再用水充分洗滌干凈.

⑤ 測量波長除510nm外,經(jīng)用記錄式光度計對顯色液進(jìn)行自動掃描,發(fā)現(xiàn)在550nm處另有一相似吸收峰,而在325nm紫外線下有大約高出一倍的吸收峰,這特別適合于測定濃度較低和有一定底色的樣品.

⑥ 水樣中游離氯極不穩(wěn)定,應(yīng)在采樣現(xiàn)場立即測定,并自始至終避免強光、振搖和溫?zé)?

⑦ 應(yīng)使用不含氯和還原性物質(zhì)的純凈水.