饮用水氯制剂消毒效果的衡量指标和检测方法

　　摘要:从余氯的概念和意义入手,从余氯的作用和目的出发引入广义上的余氯概念“剩余总有效氯”,指出氯制剂消毒系统以“剩余总有效氯”为消毒剂控制指标来控制自来水消毒体系更加科学有效,并且推荐了一种科学、准确、简便的检测“剩余总有效氯”的检测方法。

        关键词:  余氯  二氧化氯  有效氯  剩余总有效氯  消毒效果检测方法

 

　　1引言

 

　　在我国饮用水工艺上常用的消毒方法除了传统的液氯消毒,还有近年来得到很大发展的二氧化氯、臭氧、紫外线消毒方法等。新修订的《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)中,饮用水消毒剂增至4项,分别是氯气及游离氯制剂(游离氯)、一氯胺(总氯)、臭氧(O3)、二氧化氯(ClO2),并且规定了出厂水中的限值和余量、管网末梢水中余量,这四项指标分别适用于氯气消毒、氯胺消毒、臭氧消毒和二氧化氯消毒的出厂水。在实际应用中,氯气消毒的出厂水中通常含有氯胺等化合余氯、二氧化氯消毒的出厂水中通常含有游离氯、亚氯酸等具有氧化消毒作用的物质存在,如果氯气消毒的出厂水只测量其中的游离氯,二氧化氯消毒的出厂水只测量其中的二氧化氯,则对出厂水的余量控制,评价出厂水的消毒效果不够客观科学。所以,正确理解消毒剂余量指标的控制意义,掌握其测定方法,对于正确实施消毒以及保证消毒效果具有重要意义。

 

　　2  剩余总有效氯的检测方法

 

　　氯制剂在使用前需要测定其有效氯含量,以确认氯制剂的效力和计算使用的剂量;饮水在氯制剂消毒作用一定时间后需要测定剩余总有效氯的含量。因此有效氯、剩余总有效氯的含量测定非常重要。

 

　　由于水中游离氯和二氧化氯的稳定性差、易于分解,在样品采集、运输和保存的过程中易于造成样品中部分游离氯和二氧化氯的损失,导致实验室测定值与样品真实值间存在较大的偏差。为了避免样品在采集、运输和保存过程中的损失,《水质样品的保存和管理技术规定》(HJ493-2009)中规定,余氯的检测最好在采集后5min内现场分析。然而,实践工作表明,许多样品采集后无法尽快送回实验室内尽快分析,因而会导致实验室测定值与实际值有较大差异。

 

　　检测水质的游离氯的国标是《水质游离氯和总氯的测定N,N-二乙基-1,4-苯二胺分光光度法》(HJ586-2010),对《水质游离氯和总氯测定N,N-二乙基-1,4-苯二胺分光光度法》(GB11897-89)进行了修订,增加了对样品采集的规定,如样品不能现

 

　　场测定,则需对样品加入固定剂保存,用NaOH做固定剂,样品保存时间延长至5天。目前还没有检测水质的二氧化氯的国标,行标《水质二氧化氯的测定碘量法(暂行)》(HJ551-2009)不适用于测定饮用水中残余的二氧化氯的量,二氧化氯检出限为0.27mg/L,高于《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)要求的二氧化氯出厂水中余量限值0.1mg/L。《生活饮用水标准检验方法_水样的采集和保存》(GBT5750.2-2006)和《生活饮用水标准检验方法消毒剂指标》(GB5750.11-2006)中都没有对游离余氯和二氧化氯指标检测时间的规定,也没有样品采集、保存和现场测定等方面的明确规定。测量游离余氯和样品采集可以参照《水质游离氯和总氯的测定N,N-二乙基-1,4-苯二胺分光光度法》(HJ586-2010)进行,测量二氧化氯的水样采集方法建议新修订的有关检测国标中补充说明。《GB5750.11-2006生活饮用水标准检验方法消毒剂指标》游离余氯的检测方法有N,N-二乙基对苯二胺(DPD)分光光度法,检测原理是DPD与水中游离余氯迅速反应而产生红色,在碘化物催化下,一氯胺也能与DPD反应显色,在加入DPD试剂前加入碘化物时,一部分三氯胺与游离余氯一起显色,通过变换试剂的加入顺序可测得游离余氯、一氯胺、三氯胺的浓度和总余氯的浓度;游离余氯的检测方法还有3,3’,5,5’-四甲级联苯胺比色法。测定二氧化氯的方法是N,N-二乙基对苯二胺硫酸亚铁滴定法,甲酚红分光光度法;测量二氧化氯的DPD滴定法是比较流行的方法,但测定低浓度二氧化氯时准确度较差。另外,还有一些基于电化学的分析方法,可以实现余氯的形态分析和在线分析;基于显色法以及电化学分析原理还可以制作现场快速检测装置。

 

　　以上所述,测量游离余氯的方法只适用于氯气消毒的饮用水中消毒剂指标的测量,对于含有二氧化氯的水样则不适用;测量二氧化氯的方法需要排除游离余氯等物质的干扰,只测量二氧化氯的含量。碘量法可以非常准确的测定溶液将I-氧化成I2的总能力,但是碘量法适用于检测投加的消毒剂的有效氯量含量,不适于检测含量低的残余氯的量。为科学合理地检测和评价

 

　　二氧化氯的“剩余总有效氯”,推荐采用美国《水和废水标准检验法》中的DPD分光光度法。


        其优点是:(1)该法可把二氧化氯和其他形式的氯(包括游离余氯、化合余氯和亚氯酸盐等)分开,还能测定总有效氯,易于进行比色检验;(2)由于使用碘酸钾做标准溶液,标准曲线制作简单,可以避免用不稳定的ClO2或氯气作标准所带来的需要经常标定的麻烦;(3)准确性可以满足需求。

 

　　3  结论与建议

 

　　(1)从余氯的作用和目的出发引入广义上的余氯概念“剩余总有效氯”,将衡量出厂水及管网末梢水中的残留消毒剂指标定义为“剩余总有效氯”,可以提高自来水消毒剂控制指标的可操作性和科学性。(2)DPD法的特点是简单、快速、准确,而且可以区分二氧化氯、游离余氯及其他各种类形式的氯,非常适合自来水行业检验氯气消毒、氯胺消毒或二氧化氯消毒的出厂水中的“剩余总有效氯”。

 

　　(3)建议《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)消毒剂指标中的氯气及游离氯制剂、一氯胺和二氧化氯三项指标合并成一项指标“剩余总有效氯”,配合DPD分光光度法检测“剩余总有效氯”形成控制体系,控制和指导氯制剂消毒饮用水的消毒剂余量控制,具有可操作性强的特点。(4)建议《生活饮用水标准检验方法消毒剂指标》(GB5750.11-2006)中补充游离余氯和二氧化氯指标检测时间的规定,以及样品采集、保存和现场测定等方面的明确规定,便于检测人员实际操作和保证检测指标的准确性。

 

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