比色法测定饮用水中二氧化氯的含量
2012-09-11张颖清
张颖清
(山西省大同市供排水集团公司，山西 大同 037006)
饮用水使用的消毒剂主要有臭氧、二氧化氯、液氯及游离氯制剂。其中，液氯及游离氯制剂在进行饮用水的消毒时会产生致癌物质。因此，为了控制饮用水的安全性，现已采用二氧化氯替代液氯作为饮用水的消毒剂。二氧化氯是一种高效、安全、快速、广谱的新型氧化消毒剂，因其无致癌、致畸及致突变性而被联合国卫生组织(WHO)列为A1级安全消毒剂。尽管如此，二氧化氯在消毒饮用水时还是会产生对人体有害的亚氯酸盐等无机物。因此，GB5749-2006《生活饮用水卫生标准》中明确规定了二氧化氯在出厂水中的限值为0.8 mg/L。目前，饮用水中二氧化氯含量的检测方法主要有碘量法、电流滴定法、DPD硫酸亚铁铵滴定法、流动性注射分析FIA及其联用技术、吸收光谱法、示差光度法、生物化学法、电化学法以及离子色谱法等。其中，碘量法与DPD硫酸亚铁铵滴定法是常用的检测方法［1-4］。
1 实验部分
1.1 试剂与仪器
二氧化氯标准溶液:亚氯酸钠和稀盐酸反应，将生成的二氧化氯气体经亚氯酸钠水溶液纯化后用蒸馏水吸收，碘量法测定其浓度。将其配制成二氧化氯质量浓度为50 mg/L的标准溶液，放置冰箱中备用。使用时，需校正浓度。
络氨酸溶液:将30 mg络氨酸加入10 mL浓度为0.1 mol/L的氢氧化钠溶液中，并加入15 g醋酸钠与9.7 mL 36%的醋酸，再加蒸馏水至100 mL。
紫外线可见分光光度计。
1.2 波长的选择
吸取二氧化氯标准溶液25 mL于50 mL容量瓶中，加入10 mL络氨酸试剂，再加蒸馏水至50 mL刻度处。另取10 mL络氨酸试剂置于另一个50 mL的容量瓶中，加蒸馏水至50 mL刻度处，将其作为参照溶液。在200 nm～1 100 nm波长范围内进行扫描。
1.3 扫描时间
吸取二氧化氯标准溶液25 mL于50 mL容量瓶中，加入10 mL络氨酸试剂，再加蒸馏水至50 mL刻度处。另取10 mL络氨酸试剂置于另一个50 mL的容量瓶中，加蒸馏水至50 mL刻度处，将其作为参照溶液。在波长为490 nm处进行60 min的自动扫描。
1.4 标准工作曲线的绘制
1.4.1 测定范围为 2.50 mg/L ～25.00 mg/L
准确吸取二氧化氯标准溶液 2.50、5.00、10.00、15.00、20.00、25.00 mL，分别置于 50 mL 容量瓶中，分别向其中加入10 mL络氨酸试剂，再加蒸馏水至50 mL刻度处。在200 nm～700 nm波长范围内进行扫描，分别测定490、306、240 nm波长处的吸光度。用所测得的吸光度值和二氧化氯浓度绘制标准工作曲线。
1.4.2 测定范围为 0.25 mg/L ～2.50 mg/L
准确吸取二氧化氯标准溶液 0.25、0.50、1.00、1.50、2.00、2.50 mL，分别置于 50 mL 容量瓶中，分别向其中加入10 mL络氨酸试剂，再加蒸馏水至50 mL刻度处。分别测定490、306、240 nm波长处的吸光度。用所测得的吸光度值和二氧化氯浓度绘制标准工作曲线。
1.4.3 测定范围为 0.10 mg/L ～1.00 mg/L
准确吸取二氧化氯标准溶液 0.10、0.20、0.40、0.60、0.80、1.00 mL，分别置于 50 mL 容量瓶中，分别向其中加入10 mL络氨酸试剂，再加蒸馏水至50 mL刻度处。分别测定490、306、240 nm波长处的吸光度。用所测得的吸光度值和二氧化氯浓度绘制标准工作曲线。
1.5 样品中二氧化氯含量的测定
1.5.1 波长 490 nm
按照1.4 的方法配制质量浓度为 0.50、2.50、10.00、25.00 mg/L 的二氧化氯测试样品，在波长490 nm处分别对每个样品进行9次测定，利用所测得的吸光度值与标准工作曲线得到二氧化氯质量浓度。
1.5.2 波长 306 nm
按照1.4 的方法配制质量浓度为 0.25、2.50、10.00、20.00 mg/L 的二氧化氯测试样品，在波长306 nm处分别对每个样品进行9次测定，利用所测得的吸光度值与标准工作曲线得到二氧化氯质量浓度。
1.5.3 波长 240 nm
按照1.4 的方法配制质量浓度为 1.00、2.50、25.00 mg/L的二氧化氯测试样品，在波长为240 nm处分别对每个样品进行9次测定，利用所测得的吸光度值与标准工作曲线得到二氧化氯质量浓度。
2 结果与讨论
质量浓度为2.50 mg/L～25.00 mg/L的二氧化氯与络氨酸试剂混合后所得溶液在波长为200 nm～700 nm的扫描图如图1所示。
各波长下的线形相关方程(y=a+b x)的相关系数 a、b、r如表1 所示。
图1 二氧化氯和络氨酸混合溶液的UV图
表1 各波长下的线形相关方程及相关系数
由表1可以看出，在0.10 mg/L～1.00 mg/L的测定范围内，3个波长下的线形关系均较差;而在0.25 mg/L以上的测定范围内，3个波长的线形关系均较好。由此可见，3个波长均可以用来测定0.25 mg/L以上的二氧化氯溶液。
3 结论
1)二氧化氯和络氨酸的显色反应不仅在波长490 nm处具有吸收峰，而且在波长240 nm与306 nm处有更强的吸收峰，都可以用于测定二氧化氯的含量。
2)该测定方法适用于二氧化氯质量浓度在0.25 mg/L以上的测量，且在该质量浓度以上的测定精度更高。因此，该法适用于饮用水中二氧化氯含量的测定。
［1］施来顺，谢永芳，胡德栋，等.比色法测定饮用水中二氧化氯的含量［J］.中国给水排水，2003，19(1):95-97.
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