自来水系统中游离氯检测器的评价

　  因氯消毒具有灭活微生物效果好、可持续杀菌、使用较为方便等优点,它在国内外自来水和污水处理中得到了广泛应用[1-4].但是,如若水中游离余氯量过多会引起水中的异臭味俗称氯臭这种刺激的气味使得水的品质大打折扣.如果水中的游离余氯量不足,或因输水管线等问题不稳定,便不能保证自来水达到健康卫生标准.除了考虑氯消毒会影响水的口感和卫生标准之外,长期饮用加氯消毒的水是否会影响人类健康也引起了人们的关注.1974年,科学家首次发现氯消毒的自来水中含有对人体健康有害的消毒副产物(DBPs,如三氯甲烷等)及抗氯消毒的水域微生物原生质[5].这是因为在消毒过程中,氯与水中残余的有机物产生化学作用,生成了一系列诸如三氯甲烷(即氯仿)、溴仿、溴二氯甲烷、氯二溴甲烷等化合物,而这些物质经证实具有一定程度的致癌性.由于在输水过程中,水中仍存有余氯,所以上述化学作用不仅会在水厂消毒过程中发生,而且在输配水管线内也会持续进行,尤其在夏天炎热的气温下,水温随气温上升而升高,其化学反应速度也随着温度的上升而加快.据日本政府的问卷调查,日本国民非常重视氯化水的各种物化指标[6].在不同的pH下,氯在水中有3种不同的化学形态,即Cl2,HClO和ClO-.这3种物质质量浓度的总和称为游离余氯(Free residual chlorine),HClO的质量浓度称为游离有效余氯(Active residual chlo-rine).近二三十年来,日本等国家的学者经调查研究发现,饮用氯消毒的自来水与癌症患病率危险性有一定的相关关系.为确保水中的游离余氯的质量浓度、防止水中微生物的再生长和满足日益严格的生活饮用水标准,准确测定并即时监控水中各种氯量(游离余氯,游离有效余氯,化合氯和总氯量)是非常必要的.

    许多研究者采用不同的方法测定水中的余氯量[7-9].由于氯易于挥发,为保证其测定值的准确性,有必要采用2种不同的测试方法连续快速测定其量.在水与废水试验标准方法中介绍了许多水中游离余氯的测定方法,其中O-T(O-tolidine)法和DPD(N,N-diethyl-p-phenylenediamine)法是比色法中常用的2种方法.而O-T法因O-tolidine产生致癌物质在14版的《水与废水试验标准方法》[10]中被正式禁用,DPD是另外一种敏感发色指示物质,因其不产生或仅产生轻微的毒性物质而被推荐作为O-T法的替代物来测定自来水中游离余氯量.在水中加入磷酸缓冲液后,不同质量浓度的游离余氯与DPD物质迅速反应形成一系列颜色不同的红色溶液,通过测定一定波长下的吸光值可以简单直接地得到水中游离余氯的质量浓度.总氯量可以通过在水中加入碘化钾(KI)催化剂测定.

    本研究基于比色法和电流法(电化学特性),并将试验检测器测得的结果与DPD标准比色方法所制成的标准曲线作一比较,探讨自来水中游离余氯自动在线测定的特性及其准确性分析.