飲用水氯制劑消毒效果的衡量指標和檢測方法

　　摘要:從余氯的概念和意義入手,從余氯的作用和目的出發(fā)引入廣義上的余氯概念“剩余總有效氯”,指出氯制劑消毒系統以“剩余總有效氯”為消毒劑控制指標來(lái)控制自來(lái)水消毒體系更加科學(xué)有效,并且推薦了一種科學(xué)、準確、簡(jiǎn)便的檢測“剩余總有效氯”的檢測方法。

        關(guān)鍵詞:  余氯  二氧化氯  有效氯  剩余總有效氯  消毒效果檢測方法

 

　　1引言

 

　　在我國飲用水工藝上常用的消毒方法除了傳統的液氯消毒,還有近年來(lái)得到很大發(fā)展的二氧化氯、臭氧、紫外線(xiàn)消毒方法等。新修訂的《生活飲用水衛生標準》(GB5749-2006)中,飲用水消毒劑增至4項,分別是氯氣及游離氯制劑(游離氯)、一氯胺(總氯)、臭氧(O3)、二氧化氯(ClO2),并且規定了出廠(chǎng)水中的限值和余量、管網(wǎng)末梢水中余量,這四項指標分別適用于氯氣消毒、氯胺消毒、臭氧消毒和二氧化氯消毒的出廠(chǎng)水。在實(shí)際應用中,氯氣消毒的出廠(chǎng)水中通常含有氯胺等化合余氯、二氧化氯消毒的出廠(chǎng)水中通常含有游離氯、亞氯酸等具有氧化消毒作用的物質(zhì)存在,如果氯氣消毒的出廠(chǎng)水只測量其中的游離氯,二氧化氯消毒的出廠(chǎng)水只測量其中的二氧化氯,則對出廠(chǎng)水的余量控制,評價(jià)出廠(chǎng)水的消毒效果不夠客觀(guān)科學(xué)。所以,正確理解消毒劑余量指標的控制意義,掌握其測定方法,對于正確實(shí)施消毒以及保證消毒效果具有重要意義。

 

　　2  剩余總有效氯的檢測方法

 

　　氯制劑在使用前需要測定其有效氯含量,以確認氯制劑的效力和計算使用的劑量;飲水在氯制劑消毒作用一定時(shí)間后需要測定剩余總有效氯的含量。因此有效氯、剩余總有效氯的含量測定非常重要。

 

　　由于水中游離氯和二氧化氯的穩定性差、易于分解,在樣品采集、運輸和保存的過(guò)程中易于造成樣品中部分游離氯和二氧化氯的損失,導致實(shí)驗室測定值與樣品真實(shí)值間存在較大的偏差。為了避免樣品在采集、運輸和保存過(guò)程中的損失,《水質(zhì)樣品的保存和管理技術(shù)規定》(HJ493-2009)中規定,余氯的檢測最好在采集后5min內現場(chǎng)分析。然而,實(shí)踐工作表明,許多樣品采集后無(wú)法盡快送回實(shí)驗室內盡快分析,因而會(huì )導致實(shí)驗室測定值與實(shí)際值有較大差異。

 

　　檢測水質(zhì)的游離氯的國標是《水質(zhì)游離氯和總氯的測定N,N-二乙基-1,4-苯二胺分光光度法》(HJ586-2010),對《水質(zhì)游離氯和總氯測定N,N-二乙基-1,4-苯二胺分光光度法》(GB11897-89)進(jìn)行了修訂,增加了對樣品采集的規定,如樣品不能現

 

　　場(chǎng)測定,則需對樣品加入固定劑保存,用NaOH做固定劑,樣品保存時(shí)間延長(cháng)至5天。目前還沒(méi)有檢測水質(zhì)的二氧化氯的國標,行標《水質(zhì)二氧化氯的測定碘量法(暫行)》(HJ551-2009)不適用于測定飲用水中殘余的二氧化氯的量,二氧化氯檢出限為0.27mg/L,高于《生活飲用水衛生標準》(GB5749-2006)要求的二氧化氯出廠(chǎng)水中余量限值0.1mg/L?！渡铒嬘盟畼藴蕶z驗方法_水樣的采集和保存》(GBT5750.2-2006)和《生活飲用水標準檢驗方法消毒劑指標》(GB5750.11-2006)中都沒(méi)有對游離余氯和二氧化氯指標檢測時(shí)間的規定,也沒(méi)有樣品采集、保存和現場(chǎng)測定等方面的明確規定。測量游離余氯和樣品采集可以參照《水質(zhì)游離氯和總氯的測定N,N-二乙基-1,4-苯二胺分光光度法》(HJ586-2010)進(jìn)行,測量二氧化氯的水樣采集方法建議新修訂的有關(guān)檢測國標中補充說(shuō)明?！禛B5750.11-2006生活飲用水標準檢驗方法消毒劑指標》游離余氯的檢測方法有N,N-二乙基對苯二胺(DPD)分光光度法,檢測原理是DPD與水中游離余氯迅速反應而產(chǎn)生紅色,在碘化物催化下,一氯胺也能與DPD反應顯色,在加入DPD試劑前加入碘化物時(shí),一部分三氯胺與游離余氯一起顯色,通過(guò)變換試劑的加入順序可測得游離余氯、一氯胺、三氯胺的濃度和總余氯的濃度;游離余氯的檢測方法還有3,3’,5,5’-四甲級聯(lián)苯胺比色法。測定二氧化氯的方法是N,N-二乙基對苯二胺硫酸亞鐵滴定法,甲酚紅分光光度法;測量二氧化氯的DPD滴定法是比較流行的方法,但測定低濃度二氧化氯時(shí)準確度較差。另外,還有一些基于電化學(xué)的分析方法,可以實(shí)現余氯的形態(tài)分析和在線(xiàn)分析;基于顯色法以及電化學(xué)分析原理還可以制作現場(chǎng)快速檢測裝置。

 

　　以上所述,測量游離余氯的方法只適用于氯氣消毒的飲用水中消毒劑指標的測量,對于含有二氧化氯的水樣則不適用;測量二氧化氯的方法需要排除游離余氯等物質(zhì)的干擾,只測量二氧化氯的含量。碘量法可以非常準確的測定溶液將I-氧化成I2的總能力,但是碘量法適用于檢測投加的消毒劑的有效氯量含量,不適于檢測含量低的殘余氯的量。為科學(xué)合理地檢測和評價(jià)

 

　　二氧化氯的“剩余總有效氯”,推薦采用美國《水和廢水標準檢驗法》中的DPD分光光度法。


        其優(yōu)點(diǎn)是:(1)該法可把二氧化氯和其他形式的氯(包括游離余氯、化合余氯和亞氯酸鹽等)分開(kāi),還能測定總有效氯,易于進(jìn)行比色檢驗;(2)由于使用碘酸鉀做標準溶液,標準曲線(xiàn)制作簡(jiǎn)單,可以避免用不穩定的ClO2或氯氣作標準所帶來(lái)的需要經(jīng)常標定的麻煩;(3)準確性可以滿(mǎn)足需求。

 

　　3  結論與建議

 

　　(1)從余氯的作用和目的出發(fā)引入廣義上的余氯概念“剩余總有效氯”,將衡量出廠(chǎng)水及管網(wǎng)末梢水中的殘留消毒劑指標定義為“剩余總有效氯”,可以提高自來(lái)水消毒劑控制指標的可操作性和科學(xué)性。(2)DPD法的特點(diǎn)是簡(jiǎn)單、快速、準確,而且可以區分二氧化氯、游離余氯及其他各種類(lèi)形式的氯,非常適合自來(lái)水行業(yè)檢驗氯氣消毒、氯胺消毒或二氧化氯消毒的出廠(chǎng)水中的“剩余總有效氯”。

 

　　(3)建議《生活飲用水衛生標準》(GB5749-2006)消毒劑指標中的氯氣及游離氯制劑、一氯胺和二氧化氯三項指標合并成一項指標“剩余總有效氯”,配合DPD分光光度法檢測“剩余總有效氯”形成控制體系,控制和指導氯制劑消毒飲用水的消毒劑余量控制,具有可操作性強的特點(diǎn)。(4)建議《生活飲用水標準檢驗方法消毒劑指標》(GB5750.11-2006)中補充游離余氯和二氧化氯指標檢測時(shí)間的規定,以及樣品采集、保存和現場(chǎng)測定等方面的明確規定,便于檢測人員實(shí)際操作和保證檢測指標的準確性。

 

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