自然源的臭氧主要指平流層的下傳。在波長小于240nm 紫外線的輻射條件下,平流層中的臭氧會分解,產生的氧原子與氧分子結合產生臭氧,平流層臭氧向下傳輸到對流層,成為對流層中臭氧的源。人為源的臭氧主要是由人為排放的NOx、VOCs等污染物的光化學反應生成。在晴天、紫外線輻射強的條件下,NO2等發生光解生成一氧化氮和氧原子,氧原子與氧反應生成臭氧。臭氧是強氧化劑,在潔凈大氣中,臭氧與一氧化氮反應生成為NO2,而臭氧分解為氧氣,上述反應的存在使臭氧在大氣中達到一種平衡狀態,不會造成臭氧累積。 臭氧是自然界最強的氧化劑之一,在水中氧化還原電位僅次于氟而居第二位,高于過氧化氫、高錳酸鉀、二氧化氯等氧化劑。而且臭氧幾乎對所有病菌、病毒、霉菌、真菌及原蟲、卵囊都具有明顯的滅活效果。臭氧不僅滅菌速度快,滅菌率高,還可去色除臭,但很不穩定,容易被還原分解,持續性差,因此,一般與其他消毒劑聯合使用,比如氯,以維持水中一定消毒劑水平。臭氧雖然自身會分解成氧氣,但消毒過程仍會產生副產物,如氮氧化物、溴酸鹽、甲醛等。只有把臭氧溶解到水中,使水中含有一定濃度的臭氧,并維持一定的反應時間,才能達到殺菌消毒的目的。因此需要對水中臭氧余量進行監測。由于臭氧在水中穩定性很差,因此最好現場取樣立即測定。臭氧常用的檢測方法主要有:碘量法、靛藍法、DPD法,其中碘量法與靛藍法是《GB 5750-2006生活飲用水標準檢驗方法》推薦的臭氧檢測方法。 臭氧不同方法檢測特點與應用:
1.碘量法
碘量法顯色直觀,不需要貴重儀器,檢測靈敏度可高達2μg/L,但碘量法檢測屬于手工操作,因此測量的精度與操作者經驗、操作過程、所需的化學物質及實驗儀器設備有關,對操作者要求高。檢測時易受氧化劑(如NO、Cl2等)的干擾。一般用于不含其他氧化劑的清水中臭氧濃度的測量,適合實驗室檢測。 2.DPD法
DPD法是非特異性的非標方法,水中氧化性物質均會影響DPD顯色。而臭氧處理水的過程中,存在氮氧化物副產物,還可能會形成過氧化氫等其它氧化劑,因此,DPD法測定水中剩余臭氧時容易出現測定結果偏高的現象。一般當水樣中同時存在氯或者溴,測量時可用甘氨酸試劑破壞水樣中的臭氧,通過前后兩次測量差值(未加甘氨酸、加了甘氨酸)測得臭氧濃度值。另外,DPD試劑顯色程度會隨時間加深,因此溶液顯色反應時間應控制在1min左右,確保檢測準確性。 3.靛藍法
該方法為國標方法,具有測定簡便、迅速,選擇性強、抗干擾能力優于其他方法的優點,可用于大批量的現場水樣臭氧含量的測定。過氧化氫和有機過氧化物等干擾物和靛蘭試劑反應緩慢,反應時間要在6h以上,一般在4h內測完水樣就影響不大。臭氧檢測時,應注意水樣與試劑充分搖勻溶解,以確保反應完全。
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