余氯测定仪自带试剂破解替代分析

2023-10-11李小玲

山西化工 2023年9期

李小玲

（晋能控股装备制造集团华昱能源化工山西有限责任公司，山西泽州 048000）

余氯即为针对水实施加氯消毒，通过一定时间接触后水中最后所残留的有效氯，余氯的存在可以持续性提供杀菌作用，以免水体在此出现被污染，是供水安全性的一个主要保障指标[1-2]。若水中余氯含量非常低，也就引发出现水中细菌大量繁殖，进而对供水水质产生直接影响；若水中余氯含量过高，一方面会对加氯量产生浪费，另一方面也会出现较为强烈的刺激性气味，对人体呼吸系统产生损害，另外还可能会和水发生反应，进而导致有三氯甲烷和四氯化碳等致癌物的产生[3-5]。所以，针对水中余氯含量实施准确测量，对于保证水质安全极为重要。余氯测定仪就是针对余氯实施快速检测的仪器，是在分光光度方法的应用下实现对水中余氯/总氯值的计算，在应用过程中所加试剂为仪器自带的瓶装试剂，几分钟即可实现对余氯含量的准确测定，为水中余氯含量监测提供了有效方法。本公司现采用的是天宇沃特余氯测定仪，虽然在使用中操作简便、快速，但仪器自带试剂费用高昂，保质期短，易失效。因此本次以GB/T 5750—2006为基础，自配显色剂替代仪器自带试剂，对其应用可行性展开探讨。

1 技术原理

水样加入仪器自带试剂后颜色为黄色，根据国家标准中余氯与四甲基联苯胺，在pH＜2 的酸性溶液中，生成黄色的锟式化合物，自配显色剂进行测定。

2 试剂配制

2.1 自配显色剂

称取0.06 g 四甲基联苯胺，用0.1 mol/L 的盐酸调节溶液呈强酸性，最终混合混匀的溶液呈现出无色透明状，将其在棕色瓶中进行存储，常温条件下可以确保6 个月安全使用期限。

2.2 氯化钾-盐酸缓冲溶液（pH=2.2）

在100～110 ℃环境下实施干燥至恒重的氯化钾，称取3.7 g，并对其实施纯水溶解，之后加入0.56 mL盐酸（1.19 g/mL），最后采用纯水对其实施稀释，总量为1 000 mL。

2.3 重铬酸钾-铬酸钾溶液

在120 ℃环境下实施干燥至恒重的重铬酸钾（K2Cr2O7）和铬酸钾（K2CrO4），分别称取0.155 0 g 和0.465 0 g，将其在氯化钾-盐酸缓冲溶液中实施溶解，以能够对其实施稀释最终为1 000 mL 混合溶液，溶液颜色趋近于1 mg/L 余氯与四甲基联苯胺形成的颜色。

2.4 余氯标准比色液

依照以下所列出的用量，将重铬酸钾-铬酸钾溶液（2.2）形成的溶液分别吸取在50 mL 具塞比色管中进行注入，采用氯化钾-盐酸缓冲溶液（2.3）对其实施稀释，总容量确保在50 mL，且将其放置在冷暗处实施保存，有效期为6 个月。

移取重铬酸钾-铬酸钾溶液（2.3）0、10、25、50、100 mL，余氯质量浓度为0、0.2、0.5、1、2 mg/L。

3 实验方法

余氯标准比色液（2.4）曲线校准仪器后，使用25 mL 比色皿，加入不同体积的自配显色剂，摇匀后1 min 内用余氯测定仪测定。并对自配显色剂检测结果和自带试剂检测结果实施对比分析，以此评估设计方案的可行性。

4 结果与讨论

4.1 显色时间

将显色剂加入到水样中后进行混合，针对显色时间在1 min 结果实施检测分析。实验发现，将其混合摇匀后1 min 内检测结果不会出现显著变化，随着时间的逐渐延长会出现缓慢上升。所以，在显色时间检测过程中时间必须要控制在1 min 以内。

4.2 水样pH 影响

实验结果表明水样中pH＞7 时，需将水样调节至pH＜4 以下，加显色剂进行比色，检测结果较为稳定，无明显变化。

4.3 加入显色剂体积

在同一水样中，将不同体积显色剂分别加入其中，加入后对每一种方法均实施多次测量，对其中测量结果平均值差异实施对比，具体结果如表1、表2所示。通过实验发现，自配溶液的加入量为2.5 mL，对于检测结果更稳定。

表1 仪器自带试剂余氯测定结果

表2 自配显色剂加入体积对余氯测定结果的影响

使用自配余氯试剂，进行重复性和对照性实验，比对结果与天宇沃特余氯测定仪测定结果无显著差异，分析数据准确可靠,相对误差小于5%。

5 水温的影响

实验结果（表3）表明，如果水温控制在10～35 ℃，也就不会产生较大的显色速度、稳定性和准确度变化，对于最终检测结果也没有太大影响。

表3 温度对余氯测定结果的影响

6 经济效益评估及其推广

在以上技术方案应用中，所取得的经济效益主要为：用自配显色剂代替天宇沃特余氯仪器自带专用试剂，降低了消耗成本；自配显色剂确保了试剂的有效期，排除因试剂过期导致试剂浪费，因试剂过期导致的数据分析误差。针对仪器自带试剂和自配显色剂在检测中的应用成本实施计算分析，其中计算结果显示，仪器自带试剂：余氯试剂100 mL，475 元，可分析余氯约70 频次；自配显色剂：3，3，5，5，-四甲基联甲苯胺（1 g/瓶），可配制显色剂33 次，约70 元，可分析余氯约1 050 频次，由此可见技改后自配显色剂可以显著降低企业余氯检测成本。具体数据见表4。