一、引言
氯制剂因消毒效果好、成本低廉,被广泛应用于饮用水消毒、污水处理、泳池水循环处理等领域。但过量投加氯制剂会产生三氯甲烷等有害消毒副产物,威胁人体健康;投加量不足则无法有效杀灭水体中的细菌、病毒,存在水质安全隐患。余氯测定仪可快速定量检测水体中游离余氯、化合余氯的含量,是实现氯制剂精准投加、保障水质达标的重要工具。掌握其应用场景与实操规范,对提升水质监测工作效率与准确性至关重要。
二、余氯测定仪的检测原理与设备分类
(一)核心检测原理
目前主流余氯测定仪的检测原理为分光光度法与电化学法:
分光光度法:基于特定显色剂与余氯发生显色反应,生成有色化合物,其颜色深浅与余氯浓度成正比。通过测定有色溶液在特定波长下的吸光度,结合标准曲线计算出余氯含量。该方法检测精度高,抗干扰能力强,适用于实验室与现场精准检测。
电化学法:利用余氯在电极表面发生氧化还原反应产生的电流或电位变化,实现余氯浓度的定量检测。该方法响应速度快,无需显色剂,适合在线实时监测。
(二)常见设备分类
根据使用场景与形态,余氯测定仪可分为三类:
实验室台式余氯测定仪:精度高、功能全,支持多参数检测,适合水质检测实验室的批量样品分析。
便携式余氯测定仪:体积小、重量轻,内置电池供电,适合野外、水厂管网末梢、泳池等现场快速检测。
在线式余氯测定仪:可实时连续监测水体余氯含量,支持数据远程传输与报警,适用于自来水厂、污水处理厂的在线监测系统。
三、余氯测定仪在水质监测中的应用场景
(一)饮用水水质监测
饮用水中的游离余氯含量需满足《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2022)要求,管网末梢水游离余氯不应低于 0.05mg/L。余氯测定仪可用于自来水厂出水检测、管网末梢水抽检、二次供水设施水质监测,及时发现余氯含量异常,避免因管网老化、投加量不足导致的水质安全问题。
(二)污水处理厂出水监测
污水处理厂出水需控制余氯含量,防止过量余氯对受纳水体的水生生物造成毒害。余氯测定仪可检测消毒工艺后的出水余氯浓度,指导操作人员调整氯制剂投加量,确保出水水质符合《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)。
(三)泳池与景观水监测
泳池水需维持一定余氯浓度以抑制细菌滋生,同时避免余氯过高刺激人体皮肤与黏膜。余氯测定仪可快速检测泳池水余氯含量,帮助管理人员及时调整消毒方案;在景观水、人工湖等水体监测中,可辅助判断水体是否存在异常消毒或污染情况。
(四)工业循环冷却水监测
工业循环冷却水系统中,适量余氯可防止微生物滋生形成生物膜,堵塞管道。余氯测定仪可实时监测循环水余氯浓度,指导杀菌灭藻剂的投加,保障工业生产设备的稳定运行。
四、余氯测定仪标准化实操指南
(一)样品采集与预处理
采样容器要求:使用洁净的聚乙烯或玻璃容器,采样前用待检测水样润洗容器 2-3 次,避免容器残留物质干扰检测结果。
采样注意事项:采集自来水样品时,应先放水数分钟,待水流稳定后再采样;采集污水样品时,需采集混合均匀的水样,避免悬浮物影响检测。
样品预处理:若水样浑浊或含有较多悬浮物,需经定性滤纸过滤后再检测;若水样 pH 值超出仪器检测范围(通常为 4-8),需用稀硫酸或氢氧化钠溶液调节 pH 至合适区间。
(二)设备校准
校准液配制:根据仪器说明书,使用余氯标准溶液配制不同浓度的校准系列溶液,浓度范围需覆盖待检测水样的预期余氯浓度。
校准步骤:开机预热仪器至稳定状态,将空白溶液(蒸馏水或去离子水)倒入比色皿,进行空白校准;依次测定不同浓度校准液的吸光度或电极响应值,绘制标准曲线,确保校准相关系数 R²≥0.999。
(三)样品检测操作
分光光度法操作
取一定体积的待测水样于比色管中,加入配套显色剂,摇匀后静置至显色稳定(通常为 3-5 分钟)。
将显色后的水样倒入比色皿,放入仪器样品槽,选择对应检测项目,读取余氯浓度值。
电化学法操作
清洗电极表面,将电极浸入待测水样中,搅拌水样至电极响应稳定。
待仪器读数稳定后,记录余氯浓度值;检测完成后,及时清洗电极并妥善保存。
(四)数据处理与注意事项
数据记录:准确记录检测时间、水样来源、仪器读数,若为平行样检测,需计算平均值与相对偏差,确保数据准确性。
干扰消除:水样中若含有铁离子、锰离子、亚硝酸盐等干扰物质,需加入对应掩蔽剂消除干扰;避免在强光直射下进行检测,防止影响显色反应或电极稳定性。
设备维护:检测完成后,及时清洗比色皿、电极等部件;定期对仪器进行校准与维护,存放于干燥、阴凉的环境中。
五、常见问题与解决办法
检测结果偏低:可能是显色剂失效或校准液浓度不准确,需更换新显色剂,重新配制校准液并校准仪器。
电极响应缓慢:多为电极表面污染,可用稀盐酸浸泡电极表面,清洗后用蒸馏水冲洗干净再使用。
数据波动较大:可能是水样未混合均匀或环境温度变化过大,需充分搅拌水样,在恒温环境下进行检测。
六、结论与展望
余氯测定仪作为水质监测的关键设备,在饮用水安全、污水处理、工业生产等领域发挥着不可替代的作用。随着传感器技术与物联网技术的发展,余氯测定仪将向智能化、多参数集成、远程监测方向发展,进一步提升水质监测的效率与智能化水平。水质监测工作者需熟练掌握其操作规范,结合不同应用场景优化检测方案,为保障水质安全提供技术支撑。