高效液相色谱法测定水中余氯

高效液相色谱法测定水中余氯

氯剩余是分析饮用水、医院污水处理厂废水和水池水质的重要项目。它常用的测定方法有碘量法、N,N-二乙基-1,4-苯二胺滴定法、N,N-二乙基-1,4-苯二胺分光光度法和邻联甲苯胺比色法。余氯在水中很不稳定,尤其含有有机物或其他还原性无机物时更易分解而消失,因此应在现场测定。而上述几种测定方法都存在许多不便,为此,我们研制开发了余氯快速分析测试管,它具有快速、便捷、抗干扰能力强与价格低廉等特点,各项技术指标达到了国外同类产品的先进水平,而价格只相当于国外产品的1/8。1方法原理显色剂与水样中的余氯快速定量反应形成黄色或紫红色混配型络合物。络合物颜色的深浅与水样中的余氯含量成正比。2主要设备和试剂主要仪器为722可见分光光度计、微量滴定管、天平等。主要试剂为邻联甲苯胺、席夫碱类、硫代硫酸钠等。3实验方法3.1灌装口的控制玻璃管切底→玻璃管清洗→药液灌装→减压熔封为避免出现药品灌装造成的药液高度不均误差,采取等高灌装。玻璃管的封口采取减压熔封。一是使水样自动充入测试管,避免了向管中定量加水样的繁琐操作以及由此带来的误差,并提高了测定速度;二是由于测定处于真空无氧状态,避免了因氧化造成的药品分解,从而大幅度地延长了测定管的有效期。3.2显色剂的要求余氯显色剂必须具备下列条件:(1)快速定量地与余氯反应,而不受其他物质的影响;(2)显色剂本身应无色或近无色,而它与余氯形成的络合物必须有色,且在测定范围内吸光度符合朗伯-比尔定律:(3)灵敏度要足够高;(4)显色剂应在无氯水溶液中稳定,在有效期内不发生分解。经多次实验并进行认真筛选,确定采用席夫碱类作为余氯显色剂。3.3颜色基准生产3.3.1筛选和调配标准色阶液色标是比色分析的标准。色标的准确度对整个分析的准确度起着决定作用。色标应在长时间内保持色彩稳定,不受温度和光线的影响。标准色阶的这些特点决定了制备标准色阶液的难度。需要进行大量的实验工作来筛选和调配标准色阶液。根据标准色阶的特点和特殊要求,首先对一般化合物颜色变化的机理进行了探讨。对影响化合物颜色稳定性的因素进行了分析研究。经过大量的实验,从众多有色化合物中筛选出一种稳定的化合物。通过调配和特殊处理,使得其色调分别与各余氯测定管显色后的色调相匹配,即标准色阶和对应的测定液显色后的可见光区最大吸收波长一致。因此,人们目视时,两者的色调相同。3.3.2标准色阶使用标准色阶液的原料确定之后,借助分光光度计调配标准色阶液。调配好后的色标液即可灌封,然后固定在色标架上,经检验合格后即可作为标准色阶使用。余氯色标分低浓度与高浓度两组:低浓度0.00,0.03,0.05,0.08,0.10,0.20,0.30,0.50,0.60,0.80,1.00mg/L高浓度1.0,2.0,3.0,4.0,5.0,6.0,7.0,8.0,10.0mg/L3.3.3爆晒时间和储存时间为检验其稳定性,对色标成品进行了如下3个实验:(1)在0.14MPa(126℃)连续处理2h,与对照组相比,不发生任何变化;(2)在强烈阳光下(夏季晴天)连续爆晒3×8h,无任何变化;(3)在室温下储存2a以上,吸光度未发生变化。实际上,只要不破坏色标的玻璃管,标准色阶可永久使用。3.4含余氯浓度测定(1)先取约10mL含余氯浓度1～10mg/L的待测水样于20mL烧杯中,测pH值。若pH<4,可用少量固体醋酸钠调节到pH4.0～7.5;若pH>7.5,则应用固体酒石酸调节至pH4.0～7.5。对含余氯浓度低于1mg/L水样的测定,无须调pH值。(2)管尖端插入烧杯中折断,待水样充入测定管后将其取出,来回倒置几次。低浓度(余氯浓度<1.0mg/L)时1～5min内与标准色阶对照(底端镜面反射比色);高浓度(余氯浓度为1～10mg/L)时2～20min内与标准色阶对照(直观比色),最接近的色阶所对应的数值即为水样中的余氯含量。(3)测定管的颜色介于两个色阶之间,则取两者的平均值。(4)如果水样中余氯浓度超过10mg/L,即超出色标上限时,按比例稀释后再测定,测定结果乘以稀释倍数。4测试结果与讨论4.1方法测量方法测定范围:低浓度为0.03～1.00mg/L;高浓度为1.0～10mg/L。检出限为0.03mg/L。4.2ph测试低浓度无pH值限制;高浓度pH=4.0～7.5。4.3干扰试验测定管中加有抗干扰剂,避免了其他因素的干扰。在pH=4.0～7.5测试条件下无干扰。4.4浓度和显色时间温度为(20±5)℃时,水样中余氯浓度<1.0mg/L,显色时间为1～5min;余氯浓度为1～10mg/L,显色时间为2～10min。4.5稳定性试验由于测定液处于真空保护状态,使测定管能在较长时间内保存而不会使药品分解。常温条件下,该测试管的稳定期为1a。4.6重复试验色标采用与测定管相同材料制成,消除了系统误差。4.6.1标准色阶的确定分别取含余氯低、中、高三种不同浓度的试液,由不同的操作人员用测试管平行测试多次,并与标准色阶比较。测试结果表明,测试管色调一致,并与色标相符,重现性好。4.6.2不同数量的试验管道不同批次测试管由不同操作人员进行多次不同浓度的测定,测定结果与色标相符,表明测试管各批次间无显著性差异。4.7测定结果的t检验配制两种含余氯不同浓度的试样,分别用测试管法和化学法(比色法和碘量法)进行比较,结果见表1。由表1可知,分别对以测试管法与化学法测定两组试样的测定结果进行t检验,均无显著性差异。测试管法测定两组试样的测定结果的标准偏差分别为5.48×10-3\,0.11mg/L,相对标准偏差分别为5.71%、1.39%,表明测试管法测定结果与化学法无显著性差异,方法准确度、精密度较好,可以代替化学法进行水中余氯的现场测定。4.8城市用水中余氯含量的测定表2为郑州市环境监测中心站对某医院污水站出水的应用试验测试结果。表3为国家城市供水水质监测网郑州监测站以标准方法(比色法)测定自来水中余氯含量的应用试验测试结果。应用试验结果表明,测试管法现场测试结果与碘量法基本吻合,完全可以代替化学法进行水中余氯的现场测定。5基层工作人员等现场试验法本测试管经环境监测部门、大学专业分析测试中心及基层单位工作人员等现场试用,普遍认为该法与化学法相比具有快速、简便、成本低、抗干扰能力强等特点。在环境监测、自来水、石油开采等领域应用前景广阔。(1)快速开始用化学分析法测定水中余氯(从配制试剂溶液到测试完毕)约需3～5h,而本测试管只需1～20min。(2)本测试法的试剂用量整套装置小而轻便,便于携带和野外现场测定。本测试法试剂用量少,节约了大量的测试费用。化学法测试单样费用约为3～5元,本法仅需1～2元,相当于国外同类进口产品的1/8。(3)抗旱性强化学法测试中干扰较多,如碘量法需要加缓