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在線余氯分析
日期：2024-12-20 23:12
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摘要：
在線余氯分析在連續(xù)使用情況下，不可避免要遇到零點(diǎn)漂移，系統(tǒng)污染；還會(huì)受到樣品流速、pH、溫度等變化造成的干擾因素；特別是管網(wǎng)末梢余氯濃度很低，水中的余氯含量?jī)H在方法檢出限附近。所以，準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)余氯，做到數(shù)據(jù)可信，這不僅是對(duì)儀器性能的考驗(yàn)，也是對(duì)技術(shù)人員的挑戰(zhàn)。
目前我國(guó)很多城市已經(jīng)在管網(wǎng)安裝了數(shù)百臺(tái)在線余氯分析儀。探討如何準(zhǔn)確的測(cè)量管網(wǎng)末梢微量余氯的工作有緊迫的現(xiàn)實(shí)需求，更有將來(lái)為管網(wǎng)水質(zhì)**達(dá)標(biāo)的長(zhǎng)遠(yuǎn)需求。
一．從原理上分析在線余氯分析儀的常見(jiàn)干擾
從原理上理解在線余氯儀的常見(jiàn)問(wèn)題和干擾，對(duì)準(zhǔn)確測(cè)量余氯是至關(guān)重要的。特別是針對(duì)管網(wǎng)末梢的微量余氯檢測(cè)更加重要。總結(jié)有以下：
環(huán)境條件：由于pH，溫度，壓力，流量等帶來(lái)的測(cè)量干擾。
系統(tǒng)漂移：電子信號(hào)漂移，樣品污染引起系統(tǒng)本底漂移；
正確校正：由于余氯的標(biāo)準(zhǔn)樣品配置不容易，所以很難驗(yàn)證校正曲線的線性程度和引起的偏差。
下面分別作分析：
1. pH問(wèn)題
余氯是由溶解氯氣，次氯酸和次氯酸根三部分組成。其中的三個(gè)組成部分含量依據(jù)水中的pH值變化。請(qǐng)看圖1。
根據(jù)測(cè)量原理，測(cè)量余氯濃度就是測(cè)量次氯酸的濃度，然后換算成余氯濃度。在圖1中可以看到，檢測(cè)水中的次氯酸的重要條件是樣品pH在5-7之間。因?yàn)樵谶@個(gè)pH范圍里，水中的次氯酸濃度相對(duì)很高，可以大于80%；儀器檢測(cè)信號(hào)可以達(dá)到*大，干擾可以相對(duì)克服到*低。 因?yàn)?，樣品預(yù)酸化是余氯檢測(cè)是否準(zhǔn)確的*重要條件。所以，HACH的CL17余氯分析儀采用了緩沖液，把測(cè)量的樣品的pH保持在6.3-6.6之間，如圖1所示。由于pH的變化范圍被固定，因此樣品里pH變化引起的干擾就被極大的限制。
通常，飲用水的pH范圍是在7.3-8.5之間；在這個(gè)pH范圍里，次氯酸根濃度很高，甚至大大于次氯酸的濃度。所以，樣品的pH值保持穩(wěn)定，適當(dāng)把樣品水預(yù)酸化，pH保持在5-7范圍之間，是余氯儀準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)的重要保證。否則，儀器的測(cè)量的準(zhǔn)確度就會(huì)出問(wèn)題，即使分析系統(tǒng)有pH自動(dòng)補(bǔ)償?shù)墓δ堋?/div>
2. 流量、壓力的干擾
電極法在測(cè)量余氯的過(guò)程中，樣品不停的流過(guò)探頭表面，樣品的流量、壓力的變化會(huì)對(duì)余氯測(cè)量值帶來(lái)偏差。為了電極法余氯儀設(shè)計(jì)了多種形式的流通池，也不能完全克服流量變化對(duì)電極引起的干擾效果。在管網(wǎng)末梢的流量受到用水高峰影響很大，壓力和流量經(jīng)常有忽高忽低的現(xiàn)象。
樣品壓力\流量變化主要會(huì)對(duì)電極法余氯測(cè)量產(chǎn)生干擾。造成這個(gè)結(jié)果的原因是，例如常見(jiàn)的電極表面覆蓋了一層膜，樣品壓力變化會(huì)改變電極表面和膜之間的電解液的厚度，也會(huì)給覆蓋膜的張力和膜的空隙度帶來(lái)微小的變化，這些變化足以導(dǎo)致余氯監(jiān)測(cè)探頭的錯(cuò)誤響應(yīng)。
3. 從校正方法分析在線余氯分析儀的偏差和干擾
下面關(guān)于比色法和電極法校正原理的分析：
以上兩個(gè)圖可以看出，比色法和電極法的校正原理是完全不同的。DPD比色法是國(guó)標(biāo)方法，其它的非國(guó)標(biāo)方法只有是把實(shí)際的應(yīng)用點(diǎn)選在校正點(diǎn)附近。通常電極法余氯探頭的準(zhǔn)確應(yīng)用是在校正點(diǎn)附近±10%。
CL17在校正和測(cè)試過(guò)程中分別設(shè)計(jì)了兩次扣除本底，校正零點(diǎn)時(shí)候的扣除本底是去除系統(tǒng)偏差，在測(cè)試時(shí)候的扣除本底是去除電子漂移和污染引起的偶然偏差。當(dāng)管網(wǎng)末梢余氯監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)是零點(diǎn)零幾毫克/升的時(shí)候，CL17的測(cè)試過(guò)程是利用**次測(cè)量的吸光度比**次測(cè)試的吸光度數(shù)值高，所以，比色法在線分析儀是相對(duì)可信的。
三．管網(wǎng)末梢余氯的微量檢測(cè)實(shí)驗(yàn)和結(jié)論
為了驗(yàn)證上述的分析和認(rèn)識(shí)，做了管網(wǎng)末梢余氯微量模擬實(shí)驗(yàn)。通過(guò)在線的，長(zhǎng)期的實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù)驗(yàn)證儀器的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。
在一個(gè)月連續(xù)監(jiān)測(cè)（不維護(hù)，不清洗）情況下，每三天做一次實(shí)驗(yàn)，每個(gè)樣品重復(fù)測(cè)量7次，不剔除任何偏差數(shù)據(jù)。其中0.05mg/L濃度標(biāo)準(zhǔn)參考樣品共測(cè)試68次，測(cè)量值分布：
在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中看出，雖然測(cè)試樣品濃度在*低檢出限附近，連續(xù)一個(gè)月不維護(hù)的情況下，所有的數(shù)據(jù)基本都在平均值左右；驗(yàn)證了DPD方法在檢出限附近，檢測(cè)結(jié)果的線性很好；系統(tǒng)性能的抗污染、重現(xiàn)性好。