飲水中二氧化氯檢測(cè)方法研究進(jìn)展
摘要：由于液氯消毒飲水會(huì)產(chǎn)生致癌致突變的物質(zhì)，世界上許多國家為了控制這些有害物質(zhì)的生成量，提高飲水的化學(xué)安全性，紛紛采用二氧化氯（ClO2）作為液氯的替代消毒劑。
關(guān)鍵字：二氧化氯 檢測(cè)方法 研究進(jìn)展
一.前言
由于液氯消毒飲水會(huì)產(chǎn)生致癌致突變的物質(zhì)，世界上許多國家為了控制這些有害物質(zhì)的生成量，提高飲水的化學(xué)安全性，紛紛采用二氧化氯（ClO2）作為液氯的替代消毒劑。我國于８０年代后期引進(jìn)ClO2生產(chǎn)技術(shù)，它已陸續(xù)在水源水污染嚴(yán)重和經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)使用。由于目前尚無飲水中ClO2的國家標(biāo)準(zhǔn)及其配套的檢驗(yàn)方法，這給全面推廣ClO2飲水消毒劑帶來一定的局限性。本文就飲水中ClO2的檢測(cè)方法作簡(jiǎn)要介紹。
二.檢測(cè)方法
飲水中ClO2的檢測(cè)方法較多，可分為電流滴定法、碘量滴定法、紫外－可見分光光度法、流動(dòng)注射分析法、極譜法等。
1.電流滴定法
美國《水與廢水的標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法》中,是使用專用的電流滴定計(jì)，調(diào)節(jié)待測(cè)水樣的pＨ至１２、７和2，以氧化苯砷為滴定劑，進(jìn)行四種滴定試驗(yàn)，可計(jì)算出水樣中ClO2、游離氯、氯胺、亞氯酸鹽（ClO2-）的含量。這種方法是當(dāng)前測(cè)定飲水中ClO2的最好方法之一。如果電極的穩(wěn)定性和可*性得以保證，它能夠在現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)測(cè)定ClO2。電流滴定法對(duì)技術(shù)人員的要求很高，需要經(jīng)驗(yàn)豐富的化驗(yàn)師操作。
Aieta E.M.等人同樣采用電流滴定法，氧化苯砷或硫代硫酸鈉為滴定劑，調(diào)節(jié)pＨ至７和2，在測(cè)定過程中用N 2清除ClO2、Cl2，以分別測(cè)定ClO2、Cl2、ClO2-、ClO3-，飲水中它們的最低檢測(cè)限分別是0.05 mg/L、0.02 mg/L、0.02 mg/L、0.25mg/L。但這種方法未能消除Mn、Cu、NO2-對(duì)測(cè)定的干擾。
2.碘量滴定法
美國標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法中，ClO2碘量滴定法常常用來標(biāo)定其標(biāo)準(zhǔn)溶液，而用于實(shí)際飲水樣品測(cè)定，一般會(huì)有其它物質(zhì)的干擾，且飲水中ClO2的殘留量很低，故不適用于飲水中低濃度ClO2的檢測(cè)。國內(nèi)陳國青等人研究建立了一種能將ClO2、Cl2、ClO2-、ClO3-區(qū)分測(cè)定的碘量法。反應(yīng)原理是基于水中ClO2、Cl2、ClO2-、ClO3-在不同的pH值時(shí)與碘離子反應(yīng)生成游離碘。分析過程中，分別在水樣中加入磷酸鹽緩沖液、草酸、稀硫酸、溴化鉀、鹽酸等，改變水樣的pH值，區(qū)分測(cè)定上述四種氯氧化物的含量。ClO2、Cl2、ClO2-、ClO3-的檢出限分別為0.055 mg/L、0.023 mg/L、0.021 mg/L、0.081mg/L。本方法操作方便,有較高的靈敏度和準(zhǔn)確性。
3.紫外-可見分光光度法
采用紫外-可見分光光度法測(cè)定ClO2的研究較多，研究的焦點(diǎn)集中在找出能與ClO2發(fā)生專一顯色反應(yīng)而不受其它物質(zhì)干擾的顯色劑。事實(shí)上到目前為止并未發(fā)現(xiàn)符合上述要求的顯色劑。現(xiàn)有的顯色劑是能與ClO2發(fā)生顯色反應(yīng)，干擾物質(zhì)用其它化學(xué)試劑進(jìn)行掩蔽，如聯(lián)鄰甲苯胺、酸性鉻酸紫K、H-酸、N,N’-二苯基對(duì)苯二胺、鉻氨酸等?，F(xiàn)在研究較多的顯色劑有氯酚紅、ＬＧＢ、若丹明Ｂ、亞甲基藍(lán)等。這里重點(diǎn)介紹以這四種物質(zhì)為顯色劑的光度分析法。
（1）氯酚紅（ＣＰＲ）
在pＨ＝７～７.5的磷酸鹽緩沖液中，ClO2與氯酚紅發(fā)生脫色反應(yīng)，在λ＝５７０nm時(shí)測(cè)定其吸光度。線性檢測(cè)范圍為0～0.5mg/L。濃度高達(dá)1000mg/L的ClO2-、ClO3-、NO2-未發(fā)現(xiàn)與ＣＰＲ發(fā)生反應(yīng)，一氯胺和二氯胺在濃度小于20mg/L時(shí)也不與ＣＰＲ反應(yīng)，而0.5mg/L游離氯就會(huì)與ＣＰＲ發(fā)生反應(yīng)，形成明顯的藍(lán)色復(fù)合物。本方法采用環(huán)己氨基磺酸鈉和硫代乙酰胺來掩蔽游離氯的干擾。
（2）LGB (Lissamine Green B)
反應(yīng)在pH=9.0的NH3-NH4Cl的緩沖溶液中進(jìn)行，ClO2與LGB發(fā)生退色反應(yīng)，在λ＝６１６nm時(shí)測(cè)定其吸光度。本法ClO2濃度的最低檢測(cè)限為0.03±0.01mg/L。這種方法在測(cè)定ClO2時(shí)具有較高的選擇性、靈敏度及快速等優(yōu)點(diǎn)。另外，二氧化錳及鐵的氧化物不會(huì)產(chǎn)生干擾，游離氯用緩沖液中的氨來掩蔽。與N,N-二乙基-對(duì)苯二胺（ＤＰＤ）法相比，它還具有如下優(yōu)點(diǎn)：①其它氯氧化物如ClO2-、ClO3-不會(huì)產(chǎn)生干擾；②只需要兩種試劑，掩蔽方法簡(jiǎn)單；③適合現(xiàn)場(chǎng)快速分析。
（3）若丹明Ｂ
該方法在pH=10.0的NH3-NH4Cl的緩沖溶液中進(jìn)行，在λ＝５５３nm時(shí)測(cè)定其吸光度。方法的最低檢測(cè)限為0.04mg/L。在此試驗(yàn)條件下，游離余氯、次氯酸鹽、ClO2-、ClO3-不會(huì)產(chǎn)生干擾。
（4）亞甲基藍(lán)
將一定量的亞甲基藍(lán)加入到ClO2溶液中，混合溶液用二氯乙烷萃取后在λ＝６５８nm時(shí)測(cè)定，此反應(yīng)為增色反應(yīng)（無色到藍(lán)色） 。該方法的最低檢測(cè)限為0.023mg/L。使用這種方法，ClO3-不會(huì)產(chǎn)生干擾；濃度小于2.0mg/L的ClO2-亦不會(huì)對(duì)測(cè)定產(chǎn)生影響；對(duì)于游離氯，可用草酸來掩蔽。
4.流動(dòng)注射分析法
采用４－氨基安替比林和酚的流動(dòng)注射系統(tǒng)來測(cè)定ClO2的含量。在流動(dòng)系統(tǒng)中，試劑溶液和樣品溶液的流速分別為2.0、0.5ml/min，溫度為
5.極譜法
由鉑電極和硫酸汞電極組成的極譜可測(cè)定ClO2和ClO2-的含量，且不受Cl-和ClO3-的干擾。由玻璃石墨旋轉(zhuǎn)圓盤、鉑電極和甘汞電極組成的極譜儀，ClO2的檢測(cè)限為0.１mg/L。
三.結(jié)語
雖然檢測(cè)ClO2有較多的方法，但能夠檢測(cè)飲水中低濃度ClO2的殘留量且具有高選擇性和靈敏度的方法并不多，有的也不十分成熟，如有的方法選擇性不強(qiáng)、靈敏度不高、受其它離子干擾等。現(xiàn)在，眾多研究者關(guān)注的熱點(diǎn)是：能否找出一種簡(jiǎn)單、快速、現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定飲水中低濃度ClO2殘留量同時(shí)還能測(cè)定ClO2-、ClO3-含量的方法，這對(duì)于在我國飲水消毒中推廣使用ClO2具有重要的作用。由于ClO2消毒飲水中會(huì)產(chǎn)生一些氯氧化物，已知有的副產(chǎn)物對(duì)人體會(huì)產(chǎn)生一定的危害，因此，建立飲水中ClO2-、ClO3-檢測(cè)方法也十分必要。
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