余氯測定儀自帶試劑破解替代分析

李小玲

（晉能控股裝備制造集團華昱能源化工山西有限責任公司，山西 澤州 048000）

余氯即為針對水實施加氯消毒，通過一定時間接觸后水中最后所殘留的有效氯，余氯的存在可以持續性提供殺菌作用，以免水體在此出現被污染，是供水安全性的一個主要保障指標[1-2]。若水中余氯含量非常低，也就引發出現水中細菌大量繁殖，進而對供水水質產生直接影響；若水中余氯含量過高，一方面會對加氯量產生浪費，另一方面也會出現較為強烈的刺激性氣味，對人體呼吸系統產生損害，另外還可能會和水發生反應，進而導致有三氯甲烷和四氯化碳等致癌物的產生[3-5]。所以，針對水中余氯含量實施準確測量，對于保證水質安全極為重要。余氯測定儀就是針對余氯實施快速檢測的儀器，是在分光光度方法的應用下實現對水中余氯/總氯值的計算，在應用過程中所加試劑為儀器自帶的瓶裝試劑，幾分鐘即可實現對余氯含量的準確測定，為水中余氯含量監測提供了有效方法。本公司現采用的是天宇沃特余氯測定儀，雖然在使用中操作簡便、快速，但儀器自帶試劑費用高昂，保質期短，易失效。因此本次以GB/T 5750—2006為基礎，自配顯色劑替代儀器自帶試劑，對其應用可行性展開探討。

1 技術原理

水樣加入儀器自帶試劑后顏色為黃色，根據國家標準中余氯與四甲基聯苯胺，在pH＜2 的酸性溶液中，生成黃色的錕式化合物，自配顯色劑進行測定。

2 試劑配制

2.1 自配顯色劑

稱取0.06 g 四甲基聯苯胺，用0.1 mol/L 的鹽酸調節溶液呈強酸性，最終混合混勻的溶液呈現出無色透明狀，將其在棕色瓶中進行存儲，常溫條件下可以確保6 個月安全使用期限。

2.2 氯化鉀-鹽酸緩沖溶液（pH=2.2）

在100～110 ℃環境下實施干燥至恒重的氯化鉀，稱取3.7 g，并對其實施純水溶解，之后加入0.56 mL鹽酸（1.19 g/mL），最后采用純水對其實施稀釋，總量為1 000 mL。

2.3 重鉻酸鉀-鉻酸鉀溶液

在120 ℃環境下實施干燥至恒重的重鉻酸鉀（K2Cr2O7）和鉻酸鉀（K2CrO4），分別稱取0.155 0 g 和0.465 0 g，將其在氯化鉀-鹽酸緩沖溶液中實施溶解，以能夠對其實施稀釋最終為1 000 mL 混合溶液，溶液顏色趨近于1 mg/L 余氯與四甲基聯苯胺形成的顏色。

2.4 余氯標準比色液

依照以下所列出的用量，將重鉻酸鉀-鉻酸鉀溶液（2.2）形成的溶液分別吸取在50 mL 具塞比色管中進行注入，采用氯化鉀-鹽酸緩沖溶液（2.3）對其實施稀釋，總容量確保在50 mL，且將其放置在冷暗處實施保存，有效期為6 個月。

移取重鉻酸鉀-鉻酸鉀溶液（2.3）0、10、25、50、100 mL，余氯質量濃度為0、0.2、0.5、1、2 mg/L。

3 實驗方法

余氯標準比色液（2.4）曲線校準儀器后，使用25 mL 比色皿，加入不同體積的自配顯色劑，搖勻后1 min 內用余氯測定儀測定。并對自配顯色劑檢測結果和自帶試劑檢測結果實施對比分析，以此評估設計方案的可行性。

4 結果與討論

4.1 顯色時間

將顯色劑加入到水樣中后進行混合，針對顯色時間在1 min 結果實施檢測分析。實驗發現，將其混合搖勻后1 min 內檢測結果不會出現顯著變化，隨著時間的逐漸延長會出現緩慢上升。所以，在顯色時間檢測過程中時間必須要控制在1 min 以內。

4.2 水樣pH 影響

實驗結果表明水樣中pH＞7 時，需將水樣調節至pH＜4 以下，加顯色劑進行比色，檢測結果較為穩定，無明顯變化。

4.3 加入顯色劑體積

在同一水樣中，將不同體積顯色劑分別加入其中，加入后對每一種方法均實施多次測量，對其中測量結果平均值差異實施對比，具體結果如表1、表2所示。通過實驗發現，自配溶液的加入量為2.5 mL，對于檢測結果更穩定。

表1 儀器自帶試劑余氯測定結果

表2 自配顯色劑加入體積對余氯測定結果的影響

使用自配余氯試劑，進行重復性和對照性實驗，比對結果與天宇沃特余氯測定儀測定結果無顯著差異，分析數據準確可靠,相對誤差小于5%。

5 水溫的影響

實驗結果（表3）表明，如果水溫控制在10～35 ℃，也就不會產生較大的顯色速度、穩定性和準確度變化，對于最終檢測結果也沒有太大影響。

表3 溫度對余氯測定結果的影響

6 經濟效益評估及其推廣

在以上技術方案應用中，所取得的經濟效益主要為：用自配顯色劑代替天宇沃特余氯儀器自帶專用試劑，降低了消耗成本；自配顯色劑確保了試劑的有效期，排除因試劑過期導致試劑浪費，因試劑過期導致的數據分析誤差。針對儀器自帶試劑和自配顯色劑在檢測中的應用成本實施計算分析，其中計算結果顯示，儀器自帶試劑：余氯試劑100 mL，475 元，可分析余氯約70 頻次；自配顯色劑：3，3，5，5，-四甲基聯甲苯胺（1 g/瓶），可配制顯色劑33 次，約70 元，可分析余氯約1 050 頻次，由此可見技改后自配顯色劑可以顯著降低企業余氯檢測成本。具體數據見表4。

表4 技改前后經濟效益評估

余氯測定儀自帶試劑價格不菲，檢測成本較高，保質期短，易于過期。本方法實驗成功可有效降低余氯分析消耗。測定結果與儀器自帶余氯試劑無顯著性差異，為實驗數據的準確性提供有力的保障。若在集團所屬各化工公司推廣可以節省大量的檢測耗材費用。

7 結語

通過以上研究，為余氯測定儀自帶試劑替代提供了新方案，且針對這一方案的經濟效益評估及推廣效果研究發現，不但能夠取得和儀器自帶余氯試劑同等檢測效果，取得準確檢測結果，同時也能夠有效降低檢測成本，節省檢測耗材費用，提升企業經濟效益，具有一定推廣應用價值，可以加大推廣應用。