余氯

余氯是指氯投入水中後,除了與水中細菌、微生物、有機物、無機物等作用消耗一部分氯量外,還剩下了一部分氯量,這部分氯量就叫做余氯。水中余氯有總余氯、游離余氯和化合余氯三種存在形式。

概念

余氯(residualchlorine)俗稱漂白粉,是水經過加氯消毒,接觸一定時間後,經一定時間接觸後,在水中餘留的游離性氯和結合性氯的總稱。投入水中後,除了與水中細菌、微生物有機物、無機物等作用消耗一部分氯量外,還剩下了一部分氯量,這部分氯量就叫做余氯。

分類

余氯可分為化合性余氯(指水中氯與氨的化合物,有NH2C1、NHC12及NHC13三種,以NHC12較穩定,殺菌效果好),又叫結合性余氯;游離性余氯指水中的OC1+、HOC1、C12等,殺菌速度快,殺菌力強,但消失快),又叫自由性余氯;總余氯即化合性余氯與游離性余氯之和。自來水出水余氯指得是游離性余氯。

測定方法

一、碘量法

(1)方法原理

余氯在酸性溶液內與碘化鉀作用,釋放出定量的碘,再以硫代硫酸鈉標準溶液滴定。

2KI+2CH3COOH=2CH3COOK+2HI

2HI+HOCl=I2+HCl+H2O

(或者2HI+Cl2=2HCl+I2)

I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6

本法測定值為總余氯,包括HOCl,OCl~,NH2Cl和NHCl2等。

(2)儀器

碘量瓶:250—300ml.

(3)試劑

1.碘化鉀(要求不含游離碘及碘酸鉀)。

2.(1+5)硫酸溶液。

3.重鉻酸鉀標準溶液(1/6K2Gr2O7=0.0250mol/L):稱取1.2259g優級純重鉻酸鉀,溶於水中,移入1000ml容量瓶中,用水稀釋至標線。

4.0.05mol/L硫代硫酸鈉標準滴定溶液:稱取約12.5g硫代硫酸鈉(Na2S2O3·5H2O),溶於已煮沸放冷的水中,稀釋至1000ml。加入0.2g無水碳酸鈉及數粒碘化汞,貯於棕色瓶內。

標定:用無分度吸管吸取20.00ml重鉻酸鉀標準滴定溶液於碘量瓶中,加入50ml水和1g碘化鉀,再加5ml(1+5)硫酸溶液。靜置5min後,用待標定的硫代硫酸鈉標準滴定至淡黃色時,加入1ml1%澱粉溶液,繼續滴定至藍色消失為止,記錄用量。

硫代硫酸鈉標準溶液濃度按下計算:c×20.00/V

式中,c----重鉻酸鉀標準溶液濃度(mol/L);20.00----吸收重鉻酸鉀標準溶液瓣體積(ml);V-----待標定硫代硫酸鈉溶液用量(ml)。

5.0.0100mol/L硫代硫酸鈉標準滴定溶液:把已標定的0.05mol/L硫酸鈉標準滴定溶液,用煮沸放冷的水稀釋5倍。

6.1%澱粉溶液。

7.乙酸鹽緩衝溶液(PH=4)::稱取146g無水乙酸鈉溶於水中,加入457ml乙酸,用水稀釋至1000ml.
(4)步驟

1.用無分度吸管吸取200ml水樣於300ml碘量瓶內,加入0.5g碘化鉀和5ml乙酸鹽緩衝溶液。

2.自滴定管加入0.0100mol/L硫代硫酸鈉標準溶液至變成淡黃色,加入1ml澱粉溶液,繼續滴定至藍色消失,記錄用量。

計算:總余氯(Cl2,mg/L)=C×V1×35.46×1000/V

式中:c----硫代硫酸鈉標準滴定溶液濃度(mol/L);V1----硫代硫酸鈉標準滴定溶液用量(ml);35.46----總余氯(Cl2)摩爾質量(g/mol)。

二、DPD(N,N一二乙基一1.4一苯二胺)化學比色法

1.套用範圍

⑴.本法適用於分別測定生活飲用水、水源水、廢水及海水的游離余氯、總余氯及化合性余氯。

⑵.水樣有色或渾濁,可作空白調零以抵消其影響。

⑶.本法最高檢測濃度為4.5mg/l有效氯。

2.原理

水樣中不含碘化物離子時,游離性有效氯立即與DPD試劑反應產生紅色,加入碘離子則起催化作用,使化合氯也與試劑反應顯色。分別測定其吸光度,得游離氯和總氯,總氯減去游離氯得化合氯。

3.干擾影響

⑴.水中存在大於250mg/l鹼度或150mg/l酸度,如CaCO3等將抑制所有顏色發展或顏色將立即褪色。用1N的H2SO4或1N的NaOH中和這種樣液到pH6-7。

⑵.一氯胺將逐漸造成游離氯讀數增加。在一分鐘內讀數,每3.0mg/l一氯胺將使游離氯讀數增加0.1mg/l.。

⑶.溴、碘、臭氧和錳、鉻的氧化物會增加游離氯的讀數。

⑷.為了減小Mn4+和Cr6+的影響,如上述⑴調節pH值到6-7。取25ml水樣,加3滴30g/lKI溶液,混合等待一分鐘。加3滴5g/lNa2AsO3混合(另據《水和廢水標準檢驗法?第15版》可用0.25%硫代乙醯胺溶液代替亞砷酸鈉,每100ml水樣加0.5ml0.25%硫代乙醯胺)。如果鉻存在,在兩種分析中會與DPD發生反應,讀數。再從最初分析得到的氯的讀數減去這個讀數。

⑵.沒有跡象表明錳、鉻、亞硝酸鹽等的存在會產生干擾影響。

三、鄰聯甲苯胺比色法(OT法)

1.套用範圍

⑴.本法適用於測定生活飲用水及其水源水的總余氯及游離性余氯。

⑵.本法最低檢測濃度為0.01mg/l余氯。

2.原理

在pH值小於1.3的酸性溶液中,余氯與鄰聯甲苯胺反應,生成黃色的醌式化合物,用目視法進行比色定量,還可用重鉻酸鉀-鉻酸鉀溶液配製的永久性余氯標準溶液進行目視比色。

3.干擾影響

水中含有懸浮性物質干擾時測定,可用離心法去除。其它干擾物質的最高允許含量如下:高鐵,0.2mg/l;四價錳,0.01mg/l;亞硝酸鹽,0.2mg/l。

四、線上式電化學分析余氯儀

1.套用範圍

本法適用於測定生活飲用水、廢水、冷卻水和其它水的總余氯、游離氯、氯化溴、溴和碘。

2.原電池原理

在原電池中,通過測試其中的電流能檢測出離子濃度的變化。瓶中的電流與氯離子濃度的變化成一定比例。

原電池中的陰極為金屬金。當溶液中存在次氯酸(或次氯酸離子)時,陰電極發生化學反應,產生氯離子。

HOCl+2e-←→Cl-+OH-

陽極為金屬銅,當電極發生反應時,氧化產物保留在陽極上。這時,磨蝕機(清潔球不斷攪拌)會配合著去除金屬表面的氧化產物。

原電池中的電流受pH值變化的影響大。在pH4.0-4.5時瓶中電流很穩定。因此,用PH緩衝液來穩定電流。如果以CO2為緩衝液,pH值可調到5.5-6.0。加KI時,反應生成的總游離碘相當於參加反應的總余氯,從而測定總余氯。

3.干擾影響

⑴.溫度和pH值的變化將會影響儀器的準確度。因而採用熱變電阻器補償水樣的溫度變化和填加pH緩衝液來調整pH值以克服這兩種因素的影響。

余氯對人體的危害

1974年荷蘭Rook和美國Belier首次發現預氯化物和氯消毒過的水中存在三鹵甲烷(THMS)、氯仿等消毒副產物(DBPS),而且具有致癌、致突變作用。80年代中期,人們又發現另一類鹵乙酸(HAAS),致癌風險更大,例如氯仿、二氯乙酸(DCH)和三氯乙酸(TCA)的致癌風險分別是三氯甲烷的50倍和100倍。迄今,隨著科技的進步,人們已在水源中檢測出2221種有機污染物,而在自來水中發現65種,其中致癌物20種,致突變物56種。為確保自來水符合安全衛生要求,避免發生水媒傳染病,自來水在淨水處理過程中要添加消毒劑,滅活水中的致病微生物。由於氯氣性價比較高,因此在國內水處理行業中廣泛採用。余氯,作為一種有效的殺菌消毒手段,仍被世界上超過80%的水廠使用著。所以,市政自來水中必須保持一定量的余氯,以確保飲用水的微生物指標安全。但是,當氯和有機酸反應,就會產生許多致癌的副產品,比如三氯甲烷等。超過一定量的氯,本身也會對人體產生許多危害,且帶有難聞的氣味,俗稱&ldquo漂白粉味&rdquo。自來水余氯濃度過高的話,主要危害有:

1、刺激性很強,對呼吸系統有傷害。

2、易與水中有機物反應,生成氯仿、三氯甲烷等致癌物。

3、作為生產原料的話,有可能起不良作用,如用其生產黃酒產品時,對發酵環節的酵母菌有殺菌作用,影響酒質
因為自來水淨化一般是使用氯氣,而殘留的余氯在加熱的過程中會生成三氯甲烷這種致癌物,長期飲用會對人體造成非常大的危害。尤其是近年來水源污染越發的嚴重,直接導致自來水中余氯含量的增加。所以直接飲用自來水燒的開水也不是健康的選擇,對自來水進行再淨化是關鍵。經過淨水設備淨化後的自來水稱為直飲水,在保留對人體有益的礦物質的基礎上吸附自來水中的余氯和其他有害物質,是真正健康的水。

氯的危害

1、中毒臨床表現:急性中毒。輕度中毒時,病人出現眩暈、頭痛、噁心、胸悶、嗜睡、步態蹣跚等;嚴重中毒者,神志不清,或呈昏睡狀,甚至昏迷、抽搐,更嚴重者會造成死亡。

2、慢性中毒主要表現為神經衰弱綜合徵、肝臟損傷、消化功能障礙、肢端溶骨症、皮膚損傷等。

3、神經系統:表現為眩暈、頭痛、乏力、失眠或嗜睡、多夢、易驚醒、記憶力減退、煩躁不安等。有時呈頭重感、定向障礙、性情改變、四肢酸痛、手掌多汗,手指、舌和眼瞼震顫等。

4、消化系統:食欲不振、噁心、呃逆、腹脹、便秘等。肝腫大,肝功能異常。

5、皮膚改變:有皮膚乾燥、皸裂、丘疹、粉刺,或有手掌角化、指甲變薄等改變。

6、肢端溶骨症:聚氯乙烯製造的清釜工多見。表現為手指發麻,指尖有刺痛或酸痛感。手部x線拍片顯示,末節指骨的一個或多個粗隆邊緣有半月形缺損,甚至骨幹有溶骨性缺損。有時指關節排列不齊。

7、致癌:氯乙烯致肝血管肉瘤已列為國家法定職業病名單。本品為致癌物,可致肝血管肉瘤。

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