自来水中氯的测定.doc

自来水中氯的测定李召(齐齐哈尔大学化学与化学工程学院应用化学081班)摘要：水中余氯的来源主要是饮用水或污水中加氯以杀灭或抑制微生物；电镀废水中加氯以分解有毒的氰化物。氯以单质或次氯酸盐的形式加入水中后，经水解生成游离性有效氯，包括分子氯、次氯酸和次氯酸盐离子等形式。其间的相对比例决定于水的pH值和水温的高低，在多数水体的pH值下，主要是以次氯酸和次氯酸盐离子形式存在。关键词：自来水 氯离子 氯乙酸 色谱 气质联用 Summary:The major source of residual chlorine in water is drinking water or wastewater chlorination to kill or inhibit micro-organisms; electroplating wastewater chlorination to break down toxic cyanide. Elemental chlorine or hypochlorite in the form of adding water, after hydrolysis of free chlorine, including molecular chlorine, hypochlorous acid and hypochlorite ion form. During the relative proportion depends on the pH of the water level and water temperature in most of the pH value of water, mainly hypochlorous acid and hypochlorite ion form.Keyword：Running water Chloride Acid Chromatogram GC-MS1、自来水中氯含量及其影响的概述采用氯气消毒饮用水已有百年。但是，随着科学技术的进步，人们在享受氯气消毒给人类带来的益处的同时，也逐渐意识到了氯的引入也会给人类健康造成威胁，氯与水中的有机物反应生成的很多消毒副产物对人体有或多或少直接间接的伤害。消毒副产物中的卤乙酸已经被证实对嗫齿类动物有致癌、致畸变、致突变作用。其致癌危害大大高于其它消毒副产物的总和，已被美国EPA定义为人类潜在的致癌物。EPA规定二氯乙酸在饮用水中不可检出，而三氯乙酸的最大允许浓度为0.3 mg/L。我国建设部和卫生部也制定了相应的国家城市供水水质标准和生活饮用水卫生标准，对居民饮用水中两种卤代乙酸，即二氯乙酸和三氯乙酸的浓度，做出了相关规定。其中前者规定两种卤代乙酸的浓度和不超过0.06 mg/L；而后者规定二氯乙酸和三氯乙酸的最大允许浓度分别不超过0.05 和0.1 mg/L。现行检测卤代乙酸的方法包括气相色谱法、顶空气相色谱法、气相色谱质谱法、液相色谱紫外检测法、液相色谱柱后衍生法、离子色谱电导检测法、ICICPMS法、ICESIMS法、分子印记聚合物修饰电极法和化学法等。但是无论是使用气相色谱还是气质联用技术，都需要繁冗的柱前衍生步骤和预浓缩处理，而且衍生试剂对人体有害；使用紫外检测和荧光检测的液相色谱方法，灵敏度无法满足实际样品要求，需要进行复杂的预富集操作；需要柱后加入一定的有机溶剂以增强电喷雾效率，而且单四级杆质谱只能选择单一质荷比对被测物质进行选择，抗干扰能力较差；其它方法多为实验室自制设备，重现性难以得到保障，很难进行大范围的推广。自来水中氯离子的测定的意义：氯是目前使用最为广泛的消毒剂，用含氯的消毒药剂对自来水进行消毒杀菌，价廉、效果好、操作方便，深受欢迎，全世界通用。但是氯对细菌细胞杀灭效果好，同样，对其他生物体细胞、人体细胞也有严重影响。添加氯，作为一种有效的杀菌消毒手段，目前仍被世界上超过80%的水厂使用着。所以，市政自来水中必须保持一定量的余氯，以确保饮用水的微生物指标安全。但是，当氯和有机酸反应，就会产生许多致癌的副产物，比如三氯甲烷等。 超过一定量的氯，就会对人体产生许多危害，且带有难闻的气味，俗称“漂白粉味”。专家研究发现，用自来水洗澡十分钟，浴室内氯气总量中有四成是经由呼吸道吸入，三成是由皮肤吸收。可见在密闭的空气中，经由呼吸或皮肤吸入的氯含量相当惊人。这些被皮肤所吸收的氯气，轻者会伤害皮肤，使肤质粗糙甚至产生瘙痒。重则日积月累会造成人的生理机能的衰退，癌症发病率的增加。 每一个家庭都应奉行吃水、用水统一标准，吃水重要，用水同样重要，有条件的家庭都应具备一套家庭中央净水机（系统）就可以很好地在往后的生活中尽量地避免，停止余氯继续对我们身体的侵害。采用氯化法对饮用水消毒时，应明确下列三个概念，即余氯、加氯量及需氯量。饮用水用氯或氯素化合物消毒，经过一定时间接触后，水中所余留的氯称为“余氯”。余氯可为下列三种：（）总余氯-包括NH2Cl、HOCl、ClO-及NHCl2；（）化合性余氯-包括NH2Cl、NHCl2及其他的氯胺类化合物；余氯可分为化合性余氯（指水中氯与氨的化合物，有NH2Cl、NHCl2及NHCl3三种，以NHCl2较稳定，杀菌效果好），又叫结合性余氯；游离性余氯（指水中的OC1、HOCl、Cl2等，杀菌速度快，杀菌力强，但消失快），又叫自由性余氯；总余氯即化合性余氯与游离性余氯之和。自来水出水余氯指得是游离性余氯为确保自来水符合安全卫生要求，避免发生水媒传染病，自来水在净水处理过程中要添加消毒剂，灭活水中的致病微生物。由于氯气性价比较高，因此在国内水处理行业中广泛采用。余氯是指氯投入水中后，除了与水中细菌、微生物、有机物、无机物等作用消耗一部分氯量外，还剩下了一部分氯量，这部分氯量就叫做余氯。余氯可分为化合性余氯和游离性余氯，总余氯即化合性余氯与游离性余氯之和。 如果出厂水没有氯或加氯量不够，在管网里就可能使细菌、大肠杆菌等微生物大量繁殖，影响管网水质，因此在供水管网中必须保证一定的余氯量。我国生活饮用水卫生标准规定：氯与水接触30分钟后应不低于0.3mg/L，集中式给水除出厂水应符合上述要求外，管网末梢水不低于0.05mg/L。对自来水进行消毒是为了防止发生肠道等传染病。常用的自来水消毒方法是添加液氯、次氯酸钠、漂白粉和漂白粉精片等。目前二次供水采用的消毒方法是添加次氯酸钠。所以自来水氯离子的测定对人体健康有重要意义，必须检测自来水中氯离子的含量以及余氯的含量。国内外研究的现状国外对于水中氯离子的测定主要应用仪器进行精确测定，国内对于自来水中氯离子的测定主要还是应用化学方法进行测定，但是近年来也在逐渐应用仪器进行测定，比如说国内的一些检测机构和卫生机构在逐渐应用DIONEX ICS-1000(Ion Chromatography System)进行检测自来水中氯离子的含量，使用仪器进行测定自来水中氯离子的含量以及余氯的含量是结果更精确的同时大大减少了劳动力的使用并且操作更加简便。全程操作都是有机器完成，减少了人工操作就减少了偶然误差。自来水中氯离子含量的测定今后国内发展趋势现在自来水厂的工艺，90%以上是老三套，混凝沉淀，过滤、消毒，而且这套工艺是100年以前就采用的，上海黄浦江有一个水厂110多年了，用的就是这个工艺，我们100多年前的工艺还在坚持使用，而处理的水是100年以后的水，这100年有机污染物有多少？所以这个是处理能力上有限的，只能处理30%的有机污染物。那么水源的水质要改善，我们说没有三十年到五十年是改善不了，而且从现在的发展趋势来看，我们的GDP还要增加，每年还要7%，有的地方10%，11%的速度增长，那么我们的水系，几条大江，大河，还要接受新发展的污染，老污染没有去掉，新污染已经来了，所以我们认为没有三十年到五十年，这个水资源改善全部改善是不可能的，整个水的情况看来还不是那么乐观的。净水厂的工艺改造是刻不容缓，水源不好不能说说水源不好，你说生产的自来水因为水源不好，所以生产不合格，你是最后一道工序，我们喝的水你要保证。我们过去用氯氧化，这个不好，就产生了很多的污染物，现在可以用高锰酸钾，臭氧，二氧化氯或者深入氧化。还有一个是吸附，我们要用 活性炭，现在的水厂就是没有用活性炭，小份子的有机污染物都吃进去了，加入有活性炭就让他们吃进去了，碳吃完了我们再喝这个水就安全了，所以活性炭是我们必须的技术，还有其他的可再生的吸附材料也可以，但是目前来说没有更好的吸附材料。深度处理一般我们现在是臭氧、活性炭，这样可以去除臭味，活性炭可以吸附臭味，还可以去除CODmn，这两个达不到标准就用臭氧活性炭就可以了。你讲水源水质好，就单用活性炭，你说非经常性的污染，这个月是污染的，这个礼拜是污染的，我就采用活性炭。再有就是膜技术，不是说用膜代替氯气，你用什么膜，小份子有机物去不掉，但是造价现在比较贵。假设纳米和反渗透可以去掉，但是现在还有技术问题没有解决，你浓缩水往哪去，我的氯只有70%，那些水浪费掉了怎么办，你再来一遍成本就高了。现在当然了，海水还是可以淡化的，海水淡化一吨要五六块钱，目前发展的情况来看，就是要增加活性炭，你可能在浴室上面放一些活性炭也是可以的，可是这个活性炭使用的时间不长，半年可能就要再生了，他吸附不了就会吐出来，吸附不了照样有臭味。水质差的水源我们赞成用臭氧和活性炭，因为这个工艺现在已经得到大家的公认，正在得到大家的推广。深度处理臭氧活性炭，每天一吨水的费用是300块钱，你增加一个超氯要300到400块，还不能解决臭味。增加深度处理的费用大概两毛到三毛，我们连折旧都在里面，假设我们给老百姓多增加三毛钱，大家喝一口好水，你说值得不值得，我觉得很值，你买一瓶水也要一块钱的，你说我整个水好了，洗澡水也好了，洗衣服水也好了，平时的水都好了，干吗不用呢，所以我们就是要宣传，要让自来水全面的提高水质。今后的趋势呢，就是要加入深度处理，首先加入活性炭，现在我们自来水水质不够理想，我们的净水行业要进一步发展，假设自来水水质提高了，那么我们净水行业是不是就不要了，不会的，因为每个人的要求，对于家庭的蓄水的要求会越来越高，你自来水只能是大陆货，我在这个自来水的基础上再改进，喝一口更好的水怎么不行。我们说达到标准只是60分合格，你达不到标准就不合格，合格以后我们还可以提高，我可以喝80分的水，90分的水，就看你的经济条件和你的需要。所以我认为自来水提高以后，家庭要解决还有发展的空间，针对我们净水器的发展，要针对当地的水质，硬度高的，比如说北京就用自备水井的，要用软化的设备，有机物含量高的，就要加入活性炭，讲纯水就是活性炭加渗透，这些设备，软化设备，超氯、反渗透和活性炭对我们自来水一下子还用不上，太贵，但是每家喝的水是容易做到的，所以我们觉得这个净水行业是有大量的工作要做。总之，就是今后在国内会逐步加大监测力度以及检测设备，使饮用水更加安全，更有利人体健康参考文献1、马成龙、杨建南.分光光度FIA法连续测定自来水中的余氯和氯离子.分析化学1989第17卷第3期第2页.2 陈华赵珍义. 双光束吸光光度FIA法测定生活用水中的氯离子. 理化检验：化学分册1992年第28卷第1期第3页.3 Roland P. Marquardt. Determinationof trace amounts of inorganicchloridein glycols andwater-soluble alcohols. Anal. Chem.,1971,43(2), pp 277278DOI:10.1021/ac60297a030Publication Date: February 197.4 Thomas A. Bellar, James J. Lichtenberg, James W. Eichelberger. Determinationof vinylchlorideat .mu.g/l. level inwaterby gas chromatography. Environ. Sci. Technol.,1976,10(9), pp 926930DOI:10.1021/es60120a003Publication Da