分光光度法测定水中溶解氧.TextMark.pdf

分光光度法测定水中溶解氧刘桥阳 刘 俊 郭建林(黄石理工学院环境科学与工程学院,湖北 黄石435003)摘要 研究用分光光度法间接测定水中溶解氧(DO)的方法,在水样中加入MnSO4和甲醛肟溶液,在pH为10101110的碱性溶液中,锰()被溶解氧氧化为锰(),与甲醛肟生成棕色络合物,在波长=450 nm条件下,用分光光度法测定其吸光度值,确定锰()的含量,通过公式间接求得溶解氧的含量,DO的测定范围为01612 mgL,此法对各种DO样品的测定结果与DO仪的结果高度吻合。关键词 分光光度法 溶解氧 锰0 引言溶解氧(DO)是水体污染程度的重要指标,也是衡量水质的综合指标。DO的测定方法主要有碘量法、修正的碘量法、电化学探头法、原子吸收法。本方法是先加入MnSO4和甲醛肟溶液,用NaOH溶液调节水样溶液的pH值,pH值在10101110的碱性溶液中,锰()被溶解氧氧化为锰(),与甲醛肟生成棕色络合物,在波长=450 nm条件下,测得其吸光度值,并建立吸光度AC(Mn)含量的校准曲线,以锰含量为横坐标,相应的吸光度值为纵坐标,绘制校准曲线,由校准曲线查得所测水样的锰含量,从而通过C(Mn)C(O2)的定量计量关系,间接求出C(O2)(mgL)含量,用AC(Mn)曲线代替AC(O2)曲线为工作曲线。实验表明,用C(Mn)工作曲线稳定性很好,重现率高,操作简便,试剂简单。此法稳定、简单、准确、快速、取样量少,DO的测定范围为01612 mgL。同时本法适用于饮用水及未受严重污染的地面水溶解氧(DO)的测定,不适宜于高浓度污染的工业废水的测定。1 实验部分111 材料实验所用水样为一般自来水,DO值一般为35 mgL。实验仪器:DO仪、分光光度计、酸度计。实验试剂:MnSO4溶液、Na2EDTA溶液、甲醛肟溶液、NaOH溶液、盐酸羟胺溶液。112 实验方法用500 mL溶解氧瓶采集水样后,迅速用吸管插入溶解氧瓶的液面以下,加入2 mL MnSO4溶液、5 mLNa2EDTA溶液、5 mL甲醛肟溶液、5 mL NaOH溶液后,盖好瓶塞,颠倒混合数次,静置,当棕色沉淀物下降到瓶底,溶液的pH为10101110,再加入3 mL盐酸羟胺溶液,混合均匀数次,即沉淀完全溶解,溶液呈澄清均匀态。静置5 min后,吸取1 mL该溶液于50 mL比色管中,用水稀释到50 mL,在波长=450 nm条件下,以水做参比测量吸光度,并作空白校正,用分光光度计测定样品的吸光度值,在AC(Mn)曲线上查得Mn的相应浓度,从而间接测定出水样中溶解氧(DO)值。113 实验原理因为溶解氧(DO)可氧化Mn(OH)2而被固定,被氧化而生成的高价锰MnO(OH)2沉淀与DO的量值有关。在碱性条件下,锰()与甲醛肟生成棕色络合物,在一定波长下,测定其吸光度,确定Mn的含量,进而间接得出DO的含量。在计算中需要C(O2)C(Mn)关系,用光度法测定Mn的标准系列可得其吸光度AC(Mn)工作曲线,然后在同一条件下,用DO仪和光度法同步对样品进行测定,以水作参比测量吸光度值,并作空白校正。测得样品的吸光度值,对照标准曲线查得样品C(Mn)含量,根据C(O2)(mgL)=C(Mn)16M(Mn)计量式,从而作出C(O2)C(Mn)工作曲线,在工作曲线上确定DO值。114AC(Mn)工作曲线于一系列50 mL比色管中,分别加入0,0120,0150,1100,2100,3100,4100 mL锰标准溶液,分别加入0150 mL Na2EDTA,0150 mL甲醛肟,0120 mL NaOH溶液,用水稀释至2030 mL,充分摇匀,加入0130 mL29环 境 工 程2008年10月第26卷第5期 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http:/盐酸羟胺溶液,再次充分摇匀。用水稀释至刻度,静置510 min后,采用分光光度法测定各吸光度值,以水作参比测量吸光度,并作空白校正,作出AC(Mn)曲线。115C(O2)C(Mn)工作曲线利用反应计量式C(O2)(mgL)=C(Mn)16M(Mn),确定C(O2)C(Mn)之间的定量计量关系,并作出C(O2)C(Mn)曲线。2 实验结果与讨论211 酸碱度pH的影响分光光度法测定DO的重点在于DO是否完全固定,且与DO测定值有定量关系的MnO(OH)2是否与甲醛肟溶液产生完全络合反应,因此,测量结果对溶液的pH值比较敏感。取3组相同水样,在其他条件相同情况下,加入不同剂量的NaOH溶液,调节溶液pH值,测定其吸光度值A,得到图1。图1 不同pH值下溶液的吸光度由图1可知,溶液pH值在10101110时,其吸光度值最大。故在pH值在10101110时可准确有效地采用分光光度法测定溶解氧DO值。212 测定波长的影响由于高价锰()与甲醛肟溶液发生络合反应,其络合物在不同波长有着不同吸光度值A。取同一水样,在不同波长下测定其吸光度值A,得到图2。图2 不同测定波长下溶液的吸光度图2可知,反应生成的络合物在波长为450 nm时,其吸光度值最大。因此,该测定方法吸收波长确定为450 nm。213 显色剂用量的影响在pH为10101110的碱性条件下,加入MnSO4溶液后,水样中的溶解氧完全被还原,锰()被溶解氧氧化为锰(),与甲醛肟生成棕色络合物,为确定锰()是否完全被络合。取3组同样水样,在其他条件相同情况下,加入不同剂量显色剂,测定其吸光度值,得到图3。图3 不同显色剂用量下溶液的吸光度在确保结果准确,操作简便的基础上,应使加入试剂最小量化。当显色剂加入量 5 mL时,溶液吸光度值趋势于稳定,故在本方法中确定显色剂使用量为5 mL。214 显色时间的影响实验中由于加入的MnSO4溶液和甲醛肟溶液均为过量,且溶液的pH在10101110,外界O2可给实验带来误差,故显色时间的长短也可对实验结果产生影响,为此,取同一水样,在其他条件相同的情况下,于不同显色时间下,测定不同吸光度值A,得到图4。图4 不同显色时间下溶液的吸光度由理论、实验可知,随着反应时间的延长,吸光度值会逐渐增加。图4中纵坐标吸光度值以A=01001递增。实验表明,当显色时间为510 min,测定结果与真值最为接近。故在该方法中确定显色时间为510 min。215Mn2+的干扰影响在分光光度法的测定中,由于加入的MnSO4溶39环 境 工 程2008年10月第26卷第5期 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http:/液是过量,为验证过量的Mn2+是否对分光光度法测定结果有影响。取在无氧水样的条件中,其他条件相同的情况下,按分光光度法测定顺序加入试剂。实验结果表明,溶液呈澄清无色。故对实验分光光度测定无影响。216 试样测定取水样充满500 mL溶解氧瓶,并使水样从管口溢流10 s,迅速按照实验方法对溶解氧进行测定。测定结果见表1。表1 分光光度法与DO仪测定溶解氧的结果对照mgL水样分光光度法测定值相对标准偏差CV%DO仪测定值相对误差%1#4.114.44.15-0.92#3.232.13.33-3.13#3.301.63.38-2.44#3.510.033.471.15#4.003.64.04-1.06#3.490.193.431.77#3.520.033.54-0.578#3.242.03.201.29#3.321.43.36-1.210#3.953.23.97-0.5111#3.093.12.983.612#3.450.483.382.113#3.973.34.02-1.314#2.924.42.95-1.015#3.630.843.542.5 注:测定时温度为20,大气压力1011325 kPa。217 对照实验为检测分光光度法测定清洁水样的效果,取自来水和蒸馏水进行测试,测定结果与DO仪测定同步进行,由上述结果可知,分光光度法测定结果的相对偏差控制在415%以内,且与DO仪测定结果能很好地吻合,说明本方法有较高的准确度。3 结论(1)控制好溶液的酸碱度和所加试剂的顺序,既可以使样品中的溶解氧(DO)完全被固定,也可使Mn()完全络合,使测定结果有质量保证。(2)由于显色时间的不同对实验结果有一定的影响,故应该选择适当的显色时间,使测定结果更具有准确性、可靠性。(3)采用分光光度法测定水样中的溶解氧(DO),使测定步骤仪器化、精确化。实验表明,该法测定结果具有准确度高、可靠性强、灵敏度高、操作简单、取样量少、测定快速等特点。为DO测定增添了一种新型方法。填补了分光光度法在这一领域应用的空白。参考文献 1 国家环保局.水和废水监测分析方法.第三版.北京:中国环境科学出版社,1989:185 2 奚旦立,孙裕生,刘秀英.环境监测.第三版.北京:高等教育出版社,2005:571 3 梁红.环境监测.武汉:武汉理工大学出版社,2003:339 4 华东理工大学化学系,四川大学化工学院.分析化学.第五版.北京:高等教育出版社,2003:239 5 朱明华.仪器分析.第三版.北京:高等教育出版社,2006 6 肖开提 阿布力孜,王吉德,阿不里克木.原子吸收法测定水中溶解氧的研究.分析试验室,2000作者通信处 刘俊 435000 湖北省黄石市澄月花苑1725室E2mailliujuntc 2007-12-06收稿(上接第73页)3 孟了.我国垃圾渗滤液处理现状及存在问题.给水排水,2003,29(10):26229 4 张兰英.垃圾渗沥液中有机污染物的污染及去除.中国环境科学,1998,18(2):1842188 5 张海伦.垃圾渗滤液的处理.能源研究与利用,2001(1):44245 6 聂永丰.我国填埋场渗滤液控制现状问题与解决途径.环境科学研究,1998,11(3):25227 7 郭银松.城市污水磁化处理的试验研究.上海环境科学,1996,15(7):33235 8 陆光主,赵庆祥.磁粉活性污泥工艺技术研究.城市环境与城市生态,1998,11(2):10216 9 麻海珍,吴国庆.磁场对固定化紫色非硫光合细菌脱氢酶影响的研究.环境科学学报,1995,15(3):342234510 麻海珍,吴国庆,朱志卿.磁场对紫色非硫光合细菌脱氢酶活性的影响.环境科学,1995,16(3):42711 孙水裕,刘鸿,谢光炎,等.磁粉强化活性污泥法处理餐饮废水的研究.环境污染与防治,2003,25(3):1702172作者通信处 成岳 333001 江西景德镇陶瓷学院材料学院环境工程研究室电话[phone]E2mailcy-jci 2007-11-09收稿49环 境 工 程2008年10月第26卷第5期 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http:/ticulates filtration system,showing that the technique is an effective after2treatment technology of diesel exhaust.Keywordsgas chromatography2mass spectrometrydiesel exhaust particulatesoluble organic fractionDETECTION TECHNIQUE OF SO3CONTENT IN COAL2FIRED FLUE GAS AND ITS APPLICA2TIONWang FangqunGuo RongSui Jiancai et al(86)AbstractAccording to the situation,where flue gas analyzer still cant measure and test SO3content in coal2fired flue gas,the detectiontechnique of SO3in coal2firedflue gas,including SO3sampling device and measuring2testing methodof SO3content was put forward.The detectiontechnique has the advantages of accuracy,reliability and rapidity and can be applied to SO3content detection during FG D commissioning,dailyoperating of FG D and coal2fired power plant.Keywordscoal2fired flue gasSO3detection techniquesampling deviceapplicationDETERMINATION OF THE MATERIAL MIGRATION IN THE BIOFI LM MICROENVIRONMENT BYTHE MICROELECTRODEMeng QianqiuWang LeiWang Tao et al(88)AbstractThe migration of various materials in biofilm at different CN can be obtained through determining the profilesof pH,NH+4,NO2,NO3and O2in a bio2activated carbonfluidized bed reactor by microelectrodes.It has beenfound through analysis and comparision that in the tra2ditional condition of CN=1005 is not the best condition,while at CN=5,the removal rate of NH+42N is the highest.Keywordsbiological fluidized bedbiofilmmicroelectrodenitrificationDETERMINATION OF DISSOLVED OXYGEN(DO)IN WATER BY SPECTROPHOTOMETRYLiu QiaoyangLiu JunGuo Jianlin(92)AbstractIt was studied the determination of DO in water by spectrophotometry.MnSO4andformaldehyde oxime solution were added to wa2ter samples,Mn()was oxidized to Mn()by DO in alkaline solution with pH of 10101110 and then a brown complex was produced withformaldehyde oxime,whose absorbance value was determined by spectrophoto metryon condition of 450 nmwavelength,bywhich Mn()contentwas got.Do content was obtained indirectly by a formula with a range of 01612 mgL.The results of DO samples were agreed well with those ofDO gauges.Keywordsspectrophotometrydissolved oxygenmanganeseDETERMINATION OF PESTICIDE RESIDUES IN SEDIMENT BY GC2MSZhao FengyingGuo PingZhang Dongmei et al(95)AbstractGC2MSmethod was used to determine organophosphorous and carbamates pesticide residues in soil sample.The pesticide residueswere extracted from soil sample by ultrasonic using acetone2petroleun ether(volume ratio 13)as extractant were cleaned up with Florisil columnand analyzed by GC2MS2SIR in the same time.The recoveriesobtainedfrom samples spiked with standards at the concentration levelsof 011gmLand 015gmL were in the ranges of 7011%11910%and 7811%11910%,respectively,with relative standard deviations of 6130%9180%and 5120%8123%,respectively.Keywordssoil sampleorganophosphorouscarbamates pesticideresidues determinationGC2MSPROCESS OF PREPARING PRECIPITATED SI LICA AND CaHPO42H2O WITH YELLOW PHOS2PHORUS SLAGSu YiLi GuobinXia Jupei et al(98)AbstractThe yellow phosphorus slag is a solid waste of producing yellow phosphorus in electrical furnace,containing a lot of CaO andSiO2,and may be applied to producing Ca and Si product.It is researched preparing technologyof precipitated silica with 97%SiO2,white degree90%and specific surface area 205 cm2g,which is produced by leaching yellow phosphorus slag,then purifying and calcining,and CaHPO42H2O is got.The study indicates that the optimum technical conditions are phosphoric acid 80 mL,natural leaching temperature,HNO3concen2tration 8%,purifying time 210 h and purifying temperature 70.Keywordsyellow phosphorus slagprepareprecipitated silicaCaHPO42H2OManager:China Iron and Steel AssociationSponsor:Central Research Institute of Building and Constructionof MCC GroupPublisher:Industrial Construction Magazine AgencyEditor:The Editorial Department of Environmental Engineering(33,Xitucheng Road,Haidian District,Beijing 100088,China)Telephone:(010)8222763882227678Chief Editor:Bai YunVice Chief Editor:Shen GuiqiuDomestic:All Local PostsDistributor:China International Book TradingCorporation(P.O.Box 399,Beijing China)China Standard Serial Numbering:ISSN1000-8942CN 11-2097XE2mail:hjgc hjgctg http:http:6ENVIRONMENTAL ENGINEERINGVol126,No15,October,2008 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http:/