水質(zhì) 可吸附有機(jī)鹵素(AOX)的測(cè)定 微庫(kù)侖法
警告:實(shí)驗(yàn)中使用的對(duì)氯苯酚、2-氯苯甲酸屬于有毒化學(xué)品;硝酸、硫酸和鹽酸等具有強(qiáng)烈的腐蝕性和刺激性,試劑配制和樣品前處理過(guò)程應(yīng)在通風(fēng)櫥內(nèi)進(jìn)行;操作時(shí)應(yīng)按要求佩 戴防護(hù)器具,避免吸入呼吸道或接觸皮膚和衣物。
1 適用范圍
本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了直接測(cè)定水中可吸附在活性炭上含氯、溴、碘的有機(jī)鹵化物(不包含有機(jī)氟化物)的微庫(kù)侖方法。
本標(biāo)準(zhǔn)適用于地下水、地表水、生活污水和工業(yè)廢水中可吸附有機(jī)鹵素(AOX)的測(cè)定。
當(dāng)取樣量為 100 ml 時(shí),本方法的檢出限為7.0 μg/L,測(cè)定下限為 28.0 μg/L,推薦檢測(cè)濃度范圍為10.0 μg/L ~0.300 mg/L,高濃度水樣可稀釋后測(cè)定。
本標(biāo)準(zhǔn)也適用于含有懸浮物的水樣,懸浮物可以吸附有機(jī)鹵素,測(cè)量結(jié)果包含懸浮物吸 附的有機(jī)鹵素含量。
2 規(guī)范性引用文件
本標(biāo)準(zhǔn)引用了下列文件或其中的條款。凡是不注日期的引用文件,其有效版本適用于本 標(biāo)準(zhǔn)。
HJ/T 91 地表水和污水監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范
HJ 91.1 污水監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范
HJ/T 164 地下水環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范
HJ 493 水質(zhì) 樣品的保存和管理技術(shù)規(guī)定
3 術(shù)語(yǔ)和定義
3.1 可吸附有機(jī)鹵素 absorbable organically bound halogens
指在本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的條件下,可吸附在活性炭上能被微庫(kù)侖法測(cè)定的有機(jī)化合物中的氯、溴、碘(不包含有機(jī)氟化物)的等效總量,結(jié)果以氯計(jì)。
3.2 溶解性有機(jī)碳 dissolved organic carbon
指通過(guò)0.45 μm膜過(guò)濾后,水樣中總有機(jī)碳的含量
4 方法和原理
水樣經(jīng)硝酸酸化,用活性炭吸附經(jīng)過(guò)酸化水樣中的有機(jī)化合物,用 NaNO3-HNO3混合液洗脫吸附在活性炭上的無(wú)機(jī)鹵化物。將活性炭在氧氣流中熱解燃燒生成鹵化氫氣體,將鹵化氫氣體通入到微庫(kù)倫池中,并用微庫(kù)侖法測(cè)定鹵素離子的量,結(jié)果用氯的質(zhì)量濃度表示。
5 干擾和消除
當(dāng)樣品中無(wú)機(jī)氯化物濃度大于1 g/L,或者溶解性有機(jī)碳(DOC)超過(guò)10 mg/L 時(shí),必須稀釋后測(cè)定。醇類、芳香化合物以及羥酸會(huì)導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏低。
對(duì)于含有高氯化物(濃度約1 g/L)的樣品中,采用振蕩吸附過(guò)程比采用柱吸附過(guò)程會(huì)導(dǎo)致更高的正干擾。
水樣中如含有活性氯或無(wú)機(jī)溴化物、碘化物,其對(duì)活性碳的吸附是不可逆的,可導(dǎo)致可吸附有機(jī)鹵素(AOX)的測(cè)定結(jié)果偏高,采樣后需立即加入亞硫酸鈉溶液以消除其干擾。
有機(jī)溴化物和有機(jī)碘化物在燃燒過(guò)程中有可能分別分解成元素溴和元素碘,生成溴和碘的高價(jià)態(tài)氧化物,這部分AOX不能被測(cè)定,會(huì)導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏低。
含有活細(xì)胞(如微生物、藻類等)的樣品,由于其自身含有氯化物從而導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏高。
含有懸浮物的樣品,其懸浮顆粒中可能含有對(duì)AOX 有貢獻(xiàn)的物質(zhì),采用柱吸附的前處理方式有可能造成管路堵塞,建議使用振蕩法進(jìn)行活性炭吸附。
6 試劑和材料
除非另有說(shuō)明,分析時(shí)均使用符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的分析純化學(xué)試劑。
6.1 實(shí)驗(yàn)用水:新制蒸餾水、超純水或同等純度的水,放于磨口玻璃瓶中。
6.2 活性炭:使用技術(shù)指標(biāo)符合要求的市售活性炭:碘值大于等于1050;氯化物含量小于0.0015%;
作為振蕩吸附用活性炭,顆粒度約10 μm ~50 μm;作為柱吸附用活性炭,顆粒度約50 μm ~100 μm。
注:活性炭容易吸附空氣中的化合物,活性炭暴露在空氣中5天將失去活性。為減小活性炭的空白 值,取1.5 g~2.0 g(當(dāng)天用量)合格的活性炭保存于密閉的玻璃瓶中備用。密閉瓶中的活性炭一經(jīng)打開,必須當(dāng)天使用完畢,剩余的不能再用。建議活性炭保存至密閉玻璃瓶中,將玻璃瓶 放入裝有非實(shí)驗(yàn)用活性炭的干燥器中保存。
6.3 硝酸:ρ(HNO3)=1.42 g/ml,ω(HNO3)=65%。
6.4 硝酸溶液:c(HNO3)=0.02 mol/L。
量取1.36 ml硝酸(6.3),用水(6.1)定容至1000 ml。
6.5 鹽酸:ρ(HCl)=1.19 g/ml,ω(HCl)=37%。
6.6 鹽酸溶液:c(HCl)=0.010 mol/L。
量取0.83 ml鹽酸(6.5),用水(6.1)定容至1000 ml。
6.7 硫酸:ρ(H2SO4)=1.84 g/ml。
6.8 硝酸鈉貯備液:c(NaNO3)=0.2 mol/L。
稱取硝酸鈉(NaNO3)17.00 g溶于水中,加入25 ml硝酸(6.3),移入1000 ml容量瓶中,用水稀釋至刻度。硝酸鈉貯備液可以在棕色玻璃瓶中保存三個(gè)月。
6.9 硝酸鈉洗脫液:c(NaNO3)=0.01 mol/L,pH≈1.7。
取50 ml硝酸鈉貯備液(6.8),移入1000 ml容量瓶中,用水稀釋至刻度。硝酸鈉洗脫液可在棕色玻璃瓶中保存一個(gè)月。
6.10 亞硫酸鈉溶液:c(Na2SO3)=1 mol/L。
稱取126 g亞硫酸鈉(Na2SO3)溶于水中,移入1000 ml容量瓶中,用水稀釋至刻度。 此溶液置于4℃下冷藏,可保存一個(gè)月。
6.11 對(duì)氯苯酚貯備液:ρ(Cl-)=200 μg/ml。
準(zhǔn)確稱取72.5 mg 對(duì)氯苯酚(C6H5ClO)溶于水,移入100 ml容量瓶中,用水稀釋至刻度。對(duì)氯苯酚貯備液保存在玻璃瓶中,置于4℃下冷藏,可保存一個(gè)月。
6.12 對(duì)氯苯酚使用液:ρ(Cl-)=1.00 μg/ml。
取5.00 ml對(duì)氯苯酚貯備溶(6.11),移入1000 ml容量瓶中,用水稀釋至刻度,現(xiàn)用現(xiàn)配。
6.13 2-氯苯甲酸貯備液:ρ(Cl-)=250 μg/ml。
準(zhǔn)確稱取 110.4 mg 2-氯苯甲酸(ClC6H4COOH)溶于水中,移至 100 ml 容量瓶中,用水稀釋至刻度。2-氯苯甲酸貯備液保存在玻璃瓶中,置于4℃下冷藏,可保存一個(gè)月。
6.14 2-氯苯甲酸使用液:ρ(Cl-)=1.00 μg/ml。
取4.00 ml 2-氯苯甲酸貯備液(6.13),移入1000 ml容量瓶中,用水稀釋至刻度,現(xiàn)用現(xiàn)配。
注:2-氯苯甲酸很難溶于水,應(yīng)提前一天配制。
6.15 校準(zhǔn)溶液
分別吸取1.00 ml、5.00 ml、10.0 ml、20.0 ml和25.0 ml使用液(6.12或6.14)至100 ml容量瓶中,用水稀釋至刻度。此校準(zhǔn)溶液含AOX 濃度分別為:10.0 μg /L、50.0 μg /L、0.10 mg /L、0.20 mg /L和0.25 mg /L,標(biāo)準(zhǔn)溶液系列需現(xiàn)用現(xiàn)配。
6.16 碘化鉀(KI)。
6.17 淀粉指示劑:ρ=10 g/L。
稱取1.0 g可溶性淀粉,用少量水調(diào)成糊狀,緩慢倒入100 ml溫水,繼續(xù)煮至溶液澄清,冷卻后使用,現(xiàn)用現(xiàn)配。
7 儀器和設(shè)備
7.1 燃燒器和檢測(cè)器
7.1.1 燃燒器
7.1.1.1 燃燒爐:加熱溫度可調(diào),至少達(dá)到950℃。
7.1.1.2 燃燒管:直徑2~4 cm,長(zhǎng)度約 30 cm的石英燃燒管,見(jiàn)圖1,水平式爐和垂直式爐均可使用。
7.2 檢測(cè)器
能夠檢測(cè)1 μg Cl-,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差<10%的微庫(kù)侖計(jì)。
7.3 干燥管
用于干燥氣體,吸收管中裝有硫酸(6.7),體積約占管體積的20%。
1—進(jìn)樣口;2—樣品;3—燃燒爐;4—燃燒管;5—干燥管(注入濃硫酸);6—滴定池;7—攪拌器;
8—?dú)饬?、溫度控制單元?/span>9—助燃?xì)膺M(jìn)口。
圖1 AOX測(cè)定裝置原理圖
7.4 活性炭吸附裝置
7.4.1 振蕩吸附裝置
7.4.1.1 振蕩器:附有固定錐形瓶夾的水平振蕩器,振蕩頻率150~250次/min,振幅4~10 cm。
7.4.1.2 過(guò)濾設(shè)備:可裝直徑25 mm濾膜,容積150 ml的過(guò)濾漏斗。
7.4.1.3 聚碳酸酯濾膜:直徑25 mm,孔徑0.45 μm。
7.4.1.4 錐形瓶:250 ml玻璃錐形瓶。
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