硫酸肼標準溶液濁度的影響因素研究

何隨梅 陳建麟

（1.新疆華康制藥廠，新疆 烏魯木齊 830091；2.新疆烏魯木齊市氣象局，新疆 烏魯木齊 830046）

濁度，又稱為渾濁度，表示水的渾濁程度。水的濁度是由無機質(zhì)和有機質(zhì)懸浮物、泥土、微生物等微粒懸浮物所引起，是懸浮物的不同大小、比重、形狀的懸狀物、膠體物質(zhì)等雜質(zhì)對光所產(chǎn)生效應(yīng)的反映。。濁度是一項物理性狀感官項目，是飲用水、水源水等衛(wèi)生監(jiān)督的重要指標。

對其檢定和日常測量的校準采用標準物質(zhì)，以前曾用二氧化硅、硫酸鋇、硅藻土等配制濁度標準液［1］。在國標中有兩種濁度的測定方法：《水質(zhì)濁度的測定》（GB13200-91）［2］和《工業(yè)循環(huán)冷卻水中濁度的測定-散射光法》（GB/T15893.1-1995）［3］，分別為分光光度法和目視比濁法。目視比濁法是以硅藻土為標準，由于該標準受到種類、質(zhì)量、配制條件、穩(wěn)定性等諸多因素的影響，配制復(fù)雜，再現(xiàn)性差等問題，導(dǎo)致濁度測定誤差較大。按照GB13200-91配制的硫酸肼（福爾馬肼）標準溶液，由硫酸肼和六次甲基四胺在室溫條件下反應(yīng)，得到一種白色高分子穩(wěn)定聚合物，其顆粒易分散，易于控制顆粒大小、分布［4］。所獲濁度值定為標準值（400度）［5］。其配制和測定簡單，重復(fù)性好，現(xiàn)已成為主要測定濁度的方法。

目前，在水質(zhì)絮凝劑的研制過程中廣泛采用GB13200-91，但不同類型的絮凝劑使用條件差別比較大，導(dǎo)致硫酸肼標準溶液實際使用條件與國標中的條件差別比較大。國標中未對使用條件進行說明。本文針對絮凝劑測試過程中遇到的相關(guān)問題，對硫酸肼標準溶液的使用條件進行了研究。研究表明，標準溶液的pH值對吸光度有較顯著的影響，而時間、溫度、配置方式等則影響不大。

1 材料和方法

1.1 試劑

硫酸聯(lián)胺（硫酸肼）（（NH2）2SO4·H2SO4）（西安化學(xué)試劑廠，分析純）；六次甲基四胺（沈陽市新西試劑廠，分析純）。

1.2 硫酸肼標準溶液配制

按照國家標準GB/T15893.1-1995的方法配制。722型分光光度計。

2 結(jié)果與討論

2.1 硫酸肼標準溶液影響因素的試驗

2.1.1 配制方式對硫酸肼標準溶液穩(wěn)定性的影響

GB/T15893.1-1995配制標準溶液中規(guī)定，將硫酸肼和六次甲基四胺按比例配制成混合液進行反應(yīng)，靜置24h，標準濁度為400度，然后稀釋到所需濃度。在實際使用中發(fā)現(xiàn)，稀釋過程可有兩種方法：一是在進行絮凝試驗時稀釋到要求濃度，稱為"現(xiàn)配"；二是為了使用方便，先稀釋到使用濃度，隨時取用，稱為"配好"。

本試驗采用三因素四水平正交分析，分析配制時間、測定波長和濁度三個因素之間的關(guān)系，另根據(jù)試驗考察放置時間與濁度的交互作用［6］。正交表結(jié)果見表1，試驗分析結(jié)果見表2。

表1 正交試驗因素水平表

從表2的結(jié)果可看出，對于現(xiàn)配和配好的最優(yōu)方案均為B1C2A4，即結(jié)果一致，兩種配制方法沒有差別。分析交互影響，交互作用A×B的水平搭配結(jié)果見表3。

由表3可看出，"現(xiàn)配"和"配好"兩種配制方法K平均值最大的為A4×B1，與表2確定的最優(yōu)試驗方案一致。

采用F檢驗，檢驗兩個母體（假設(shè)為正態(tài)分布）的方差。

檢驗假設(shè)H：σ1＝σ2，σ用二子樣方差取代，構(gòu)造統(tǒng)計量為：

F=S12/S22（S12＞S22）

子樣方差S1＝0.236，S2＝0.224，F(xiàn)＝1.115。自信度α＝0.10，自由度（15，15），上限值F0.10=1.97，下限制F0.90=0.508。根據(jù)α的值，兩種方法的精度相同，差別不顯著。

F＝1.115＜F0.10=1.97，故原假設(shè)成立，可以認定"現(xiàn)配"和"配好"兩種方法差別不顯著。

根據(jù)上面的計算結(jié)果表明，在濁度試驗中為方便起見，可將硫酸肼標準溶液先稀釋到一定要求濃度后使用，但最好在15d內(nèi)使用完。

表2 試驗結(jié)果

表3 交互作用水平搭配結(jié)果之和

2.1.2 溫度對硫酸肼標準溶液穩(wěn)定性的影響

絮凝劑經(jīng)常使用于低溫水，但由于絮凝體的成形效果不好，導(dǎo)致絮凝效果較差。那么在低溫條件下，硫酸肼標準溶液中的高聚物是否凝聚？

將硫酸肼標準溶液配制成100度和200度，在波長為680nm、不同溫度下測定吸光度，考察溫度對吸光度的影響。結(jié)果見圖1。

圖1 溫度對吸光度的影響

由圖1可見，在5℃～20℃范圍內(nèi)，溫度對配制好的標準溶液的吸光度影響幾乎不大，曲線基本為一條水平直線。添加趨勢線后可看出，兩條線基本為水平直線，趨勢線的R2分別為0.0469和0.0747，說明在該溫度范圍內(nèi)及常溫下溫度對標準液濁度的測定沒有影響。

2.1.3 放置天數(shù)對硫酸肼標準溶液穩(wěn)定性的影響

將硫酸肼標準溶液按照GB/T15893.1-1995方法稀釋成100度和200度，在室溫下保存［3］。分別于300、400nm的波長下測定其吸光度，時間間隔為2d。結(jié)果見圖2。

圖2 放置時間與穩(wěn)定性的關(guān)系

從圖2可以看出，100度和200度的標準液在前9d其穩(wěn)定性較為平穩(wěn)，而10d后吸光度有下降的趨勢，100度的標準液下降趨勢較小，而200度的標準液下降趨勢較大，降幅達到7.7％。

硫酸肼懸浮液顆粒直徑為0.6μm，溶液濃度較高時，隨著時間的延長增加了顆粒之間的碰撞幾率，顆粒容易團聚［4］。在存放過程中，濃度較高的標準溶液中懸浮顆粒物發(fā)生相吸，形成不易分散的聚合體，沉淀后導(dǎo)致吸光度下降。在實際存放中可看到容器底部有白色沉淀，液體中有白色顆粒物出現(xiàn)。在使用過程中，搖勻的程度和時間會在一定程度上影響吸光度。

因此，認為硫酸肼標準溶液的貯存時間不要超過15d，配制后不要長期存放，在使用之前應(yīng)劇烈振搖，使之分散均勻。

2.1.4 短時間放置對硫酸肼標準溶液穩(wěn)定性的影響

將硫酸肼標準溶液按GB/T15893.1-1995配制成100度和200度，每隔5min測定吸光度的變化，結(jié)果見圖3。

由圖3可以看出，100度的標準溶液基本上為水平線，表明在試驗時間內(nèi)，放置時間對吸光度影響不明顯；但200度的標準溶液，則隨著放置時間的延長，吸光度有下降的趨勢。故對于200度以上濁度的標準溶液，靜置超過15min以上，在使用之前應(yīng)重新?lián)u勻；對于低濁度的樣品，可放置30min。

2.1.5 標準液pH值對吸光度的影響

硫酸肼標準溶液的pH為6.2。若絮凝試驗所用的絮凝劑為酸性，滴加到標準溶液中會降低pH，故在標準溶液中用硫酸調(diào)整pH，考察pH對吸光度的影響。吸光度隨pH變化的情況見圖4。

從圖4中可看出，隨著pH的降低，吸光度也明顯下降，當(dāng)pH為2.0時，吸光度下降至0.337，與pH為6.2標準液的吸光度相比，下降5.3％，下降幅度較大。隨著pH的升高，吸光度增加的幅度為2.3％，但當(dāng)pH大于11.0后，吸光度迅速下降，下降幅度達10.5％。分析其原因，可能是PH的劇烈變動，使形成的高聚物更易發(fā)生凝聚，導(dǎo)致標準液的濁度改變，所以使用硫酸肼標準液的pH值在區(qū)間6.2～10.2的范圍以外時，其標準濁度不是400NTU，需要進行校正。

圖4 吸光度與pH值的關(guān)系圖

3 結(jié)論

（1）濁度分析中，分光光度法測定標準溶液的吸光度受pH影響較大，穩(wěn)定性較好的pH范圍在6.2～10.2，超出此范圍則應(yīng)對吸光度的進行校準。

（2）溫度、放置時間、配制方式等對吸光度的影響不大，在合理的誤差范圍內(nèi)。

總體來說，硫酸肼標準溶液作為濁度標準液，穩(wěn)定性好，具有較好的重現(xiàn)性。

［1］鄂學(xué)禮，張嵐.濁度的測定［J］.中國衛(wèi)生檢驗雜志，2000，10（2）：244-247.

［2］GB13200-91.水質(zhì)濁度的測定［S］.

［3］GB/T15893.1-1995.工業(yè)循環(huán)冷卻水中濁度的測定散射光法［S］.

［4］李叢芬.淺談水質(zhì)濁度標準［J］.標準化報道，2001，5：24.

［5］朱則昊，張扶人.濁度測量中兩種基本方法的比較［J］.西南師范大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，1995，4：148-154.

［6］田勝元.實驗設(shè)計與數(shù)據(jù)處理［M］.北京：中國建筑出版社，2000.