分光光度法直接測定飲用水的高錳酸鹽指數(shù)

1、第7卷第5期供水技術2013年10月i分析監(jiān)測i咚承承遵咚承承n* 當分光光度法直接測定飲用水的高猛酸鹽指數(shù)王志勇，薛長安，張延風(西安市自來水有限公司，陜西 西安710054)摘 要：建立了應用高猛酸鉀分光光度法直接測定飲用水中高猛酸鹽指數(shù)的方法。結(jié)果表 明，該方法的線性相關系數(shù)F為0.999 2,相對標準偏差為0. 75% ,加標回收率為98.9% 102.8%；測定已知濃度的標準樣品和未知濃度的水樣，相對誤差為0.54% 1.10%。該方法測定 飲用水中的高猛酸鹽指數(shù)具有精密度好、快速簡便、試劑試樣量少、成本低等優(yōu)點。關鍵詞：飲用水；草酸鈉反滴定法；分光光度法；高猛酸鹽指數(shù)中圖分類號：0

2、657.32 文獻標志碼：C 文章編號：1673 -9353(2013)05-0051 -03 doi：10.3969/j. issn. 1673 -9353.2013.05.01452第7卷第5期供水技術2013年10月52第7卷第5期供水技術2013年10月近年來，水污染是世界最重大的環(huán)境問題之 一，也是當今人類面臨的最嚴重的挑戰(zhàn)之一門小。 高猛酸鹽指數(shù)(CODMn)是反映水體受有機和無機 可氧化物質(zhì)污染的主要污染指標之一，可綜合反 映水體中還原性物質(zhì)(主要是有機物)的污染程 度。在日本、徳國等國家的水質(zhì)監(jiān)測項目中髙錯 酸鹽指數(shù)均是必須監(jiān)測的水質(zhì)指標3-4Jo我國 2006年頒布的生活飲用

3、水衛(wèi)生標準(GB 5749-2006)中也將高猛酸鹽指數(shù)列為常規(guī)監(jiān)測 項目?，F(xiàn)行國家標準測定方法中采用草酸鈉標準 溶液滴定法測定高鏈酸鹽指數(shù)，標定時需要兩人 八平行。該方法存在耗時、耗物、操作不便、分 析人員勞動強度大等缺點，且極易引入人為誤差, 造成測試數(shù)據(jù)的重現(xiàn)率低，而各種試劑的大罐加 入又易造成環(huán)境的二次污染。由于紫外-可見光 譜法具有快速簡便、靈敏度高、試劑試樣量少，易 實現(xiàn)遠程、在線分析等特點，故被廣泛用于生命科 學、材料科學以及環(huán)境科學等領域S7)。筆者采用 紫外-可見光諧法測定水中的CODMn,并與草酸 鈉滴定方法比較，研究結(jié)果表明，該方法可以準確 測定飲用水中的CODMn,且具

4、有快速簡便、靈敏度 島、精密度好、試劑試樣量少、成本低等優(yōu)點，是一 種對環(huán)境友好的監(jiān)測分析方法。該研究既可為CODMn的測定提供新的方法，又可為紫外-可見光 譜法拓展新的應用領域。1試驗部分1.1主要儀器DR5000型紫外-可見分光光度儀;SZ -93型 自動雙重純水蒸憎器；DK -98 -1型六孔水浴鍋； 250 mL錐形瓶;50 mL酸式滴定管;定時鐘。1.2試劑高鏈酸鉀儲備溶液(l/5KMnO4 =0. 1 mol/L)： 稱取3.2g拓猛酸鉀溶于1.2 L水中，加熱煮沸，使 體積減少至約1 L,放置過夜，用G-3玻璃砂芯漏 斗過濾后,濾液貯于棕色瓶中保存。高猛酸押使用溶液(l/5KMn

5、04=0.01 mol/L): 吸取100 mL上述高猛酸鉀儲備溶液，用水稀釋至 1 000 mL,貯于棕色瓶中。使用當天應進行標定，將 濃度準確調(diào)至0.01 mol/L。草酸鈉標準儲備溶液(l/2Na2C2O4 =0. 100 mol/L)：稱取0.670 5 g草酸鈉在105-110弋條件 下烘干1 h,將冷卻后的草酸鈉溶于水，并移入至 100 mL容量瓶中，用水稀釋至標線。草酸鈉標準使用溶液(l/2Na2C2O4 =0.010 0 mol/L):吸取10.00 mL草酸鈉標準儲備溶液，移入 至100 mL容量瓶中，用水稀釋至標線。(1+3)硫酸:向3份體積的水中徐徐加入比重 為1.84的

6、濃硫酸1份，并趁熱滴加KMnO4溶液至 呈微紅色。CODMn標準液(226 mg/L):國家標準物質(zhì)oCODMn稀釋液(18.08 mg/L)：準確吸取國家標 準物質(zhì)20 mL至250 mL容員瓶中，用純水定容至刻 度線。其他試劑均為分析純，水為二次蒸惚水。1.3注意事項(D高鏈酸鹽指數(shù)是一個相對的條件性指標， 其測定結(jié)果與溶液的酸度、高猛酸鹽濃度、加熱溫度 和時間有關。因此，測定時必須嚴格遵守操作規(guī)定， 使結(jié)果具有可比性。試驗按照生活飲用水衛(wèi)生標 準(GB 57492006)要求進行:加入5 mL的(1 + 3)硫酸，搖勻；加入10. 00 mL高鐳酸鉀(0. 01 mol/L)溶液，搖勻，

7、立刻放入沸水浴中加熱30 min (從水浴重新沸騰起計時)；沸水浴液面要高于反應 溶液的液面。 在水浴中加熱完畢后，溶液仍保持淡紅色, 若變淺或全部褪去則說明高鏈酸鉀的用量不夠。此 時,應將水樣稀釋倍數(shù)加大后再測定。當水樣的高 猛酸鹽指數(shù)超過5.0 mg/L時，則酌情分取少量，并 用水稀釋后再測定。因此，在應用分光光度法時水 樣的CODMn含罐應控制在5.0 mg/L以內(nèi)。 在酸性條件下，草酸鈉和高猛酸鉀的反應 溫度應保持在60-80 故滴定操作必須趁熱進 行，若溶液溫度過低，則需適當加熱。 酸性法適用于氯離子含量不超過300 mg/L的水樣。1.4試驗方法1.4.1試驗原理在酸性條件下，用過

8、最的KMnO4氧化水體中的 還原物質(zhì)，由于KMnO4具有特有的紫紅色,故在波 長525 nm處有最大吸收峰。研究采用分光光度 法測定剩余的KMnO4含量，建立高猛酸鹽指數(shù)和吸 光度的標準曲線，通過標準曲線計算出水樣高鏈鹽 酸指數(shù)。1.4.2測定方法(D 分別移取CO%稀釋溶液0,4-00,8.00,12. 00,16.00,20.00,24.00 和28.00 mL 至7 個250 mL 的錐 形瓶中，加水至100 mL0 COD質(zhì)屆濃度分別為0,0.72,1.45,2.17,2.89,3.62,4.34 和5.06 mg/L。 分別向各錐形瓶中加入5.00mL的(1+3) 硫酸溶液和10.0

9、0 mL的KMnO4標準使用液,搖勻。 迅速置于已沸的水浴鍋中，加熱30 min。 用自來水迅速冷卻至室溫,以二次蒸懈水 作為參比，采用2.5 cm比色皿，在525 nin處測定吸 光度，繪制標準曲線。 用上述方法，取高猛酸鹽指數(shù)為18.08 mg/L的樣品10.00 mL,并稀釋至100 mL的出廠水 水樣中。分別做3個平行樣，測定結(jié)果。2結(jié)果與分析2.1高錨酸鉀紫外分光光度法2.1.1標準曲線按已確定的試驗條件測定標準系列，得到的線 性回歸方程為-0. 054 5%-0.001 6,相關系數(shù) F =0.999 2,線性相關性較好。2.1.2相對標準偏差按照確定的試驗方法測定已知COD加含帚

10、為 1.81 mg/L的標準樣品，結(jié)果如表1所示?？梢钥?出，該方法的相對標準偏差為0. 75% ,相對誤差為 0.55% -1.10%,說明該方法的精密度良好。表1相對標準偽差項目1234567檢測值/(噸)1.821.791.801.811.821.791.81相對誤差/%0.551.100.5500.551.1002.1.3加標回收率取4個250 mL錐形瓶，向其中1個加入 100.00 mL純水作為空白；向另1個錐形瓶中加入 100.00 mL岀廠水，用作測定試驗本底值;向另2支 比色管中加入100.00 mL出廠水，再分別加入4. 00 和20.00 mL的CODMn標準使用溶液;按

11、照確定的方 法測定低、高濃度時的加標回收率,測定結(jié)果如表2 所示?？梢钥闯?，加標回收率為98.9% -102.8%, 說明準確度良好。哀2加標回收率樣品名稱本底值/ (mg L*1)加標量/(mg L1)測定值/ (mg L1)回收率/%低濃度1.840.722.58102.8高濃度1.843.625.429& 92.1.4實際水樣的測定按照確定的測定方法對實際水樣進行檢測，測 定結(jié)果如表3所示?？梢钥闯?，檢測的平均值為522013年10月王志勇，等：分光光度法直接測定飲用水的高檢酸鹽指數(shù)第7卷第5期1.84 mg/L,相對誤差不大于0.54% o表3水廠出廠水水樣的測定序號檢測值Z（mgL）

12、相對誤差/%11.830.5421.84031.850.54平均值1.840.362.2草酸鈉滴定法2. 2.1已知濃度標準樣品的測定采用草酸鈉滴定法對已知CODMn含疑為1.81 mg/L的標準樣品進行測定，結(jié)果如表4所示?？梢?看出，采用草酸鈉滴定法測定已知濃度的標準樣品, 相對誤差為0.55% 110%。表4己知濃度標準樣品的測定序號檢測值/（mgL）相對誤差/%11.820.5521.791.1031.791.102. 2.2實際水樣的測定序號檢測值/（mg）相對誤差/%11.860.5421.840.5431.860.54平均值1.850.54袤5采用草酸鈉滴定法測定實際水樣3結(jié)論建

13、立了應用高鏈酸鉀分光光度法直接測定飲用采用草酸鈉滴定法對實際水樣進行檢測，測定 結(jié)果如表5所示?？梢钥磳纾瑱z測的平均值為1.85 mg/L,相對誤差不大于0.54% 0水中高鏈酸鹽指數(shù)的方法，線性相關系數(shù)為 0.999 1,相對標準偏差為0. 75%,相對誤差為 0.55%該方法與草酸鈉滴定法的測定結(jié)果相近，且高鏈酸鉀分光光度法具有快速簡便、精密 度好、試劑試樣少、成本低以及易實現(xiàn)水質(zhì)在線監(jiān) 測等優(yōu)點，是一種對環(huán)境友好的監(jiān)測分析方法。參考文獻:I 蔣少階，石芙蓉鄭懷禮紫外可見光譜法測定高猛酸 鹽指數(shù)的研究J光譜學與光譜分析,2009,29（8）：2 227-2 231.2 朱惠剛.當今水污染與

14、健康J凈水技術J989,8(3) :12-19.3Ministry of Healtht Labour and Welfare Guidelines forJapanese Drinking Water Quality ( Health Ministry Ordinance 101) S. Tokyo: Tokyo Act Press, 2004.4 German Ministry of Health. Regulation on the quality of water for human consumption( BGBLI 20019 959) S. Hamburg：Felix Meiner Press,2001.5 GB 5749-2006生活飲用水衛(wèi)生標準S.6 大連理工大學無機化學教研室.無機化學M.北 京：高等教育出版社，2004.7 曹貴平朱中南，載迎春.化工實驗設計與數(shù)據(jù)處理Ml.上海：華東理工大學出版社，2009.作者簡