水中臭氧檢測是水質(zhì)安全管理的關(guān)鍵環(huán)節(jié),DPD法、電化學(xué)法與紫外吸收法是三種主流技術(shù),其原理與優(yōu)劣對比如下:
DPD法:顯色反應(yīng)的快速檢測
原理:基于臭氧與二己基對苯二胺(DPD)的顯色反應(yīng)。臭氧氧化DPD試劑生成紅色化合物,其吸光度與臭氧濃度成正比,通過光度計定量分析。
優(yōu)勢:操作簡便,顯色反應(yīng)快速(1分鐘內(nèi)完成),適合現(xiàn)場快速檢測;設(shè)備成本低,僅需光度計和試劑盒。
局限:非特異性干擾顯著,水中氯、溴等氧化性物質(zhì)會與DPD反應(yīng),導(dǎo)致結(jié)果偏高。需通過甘氨酸預(yù)處理破壞臭氧,再通過兩次測量差值計算真實濃度,但操作復(fù)雜度增加。此外,顯色穩(wěn)定性差,需嚴(yán)格控制反應(yīng)時間(通常≤1分鐘),否則吸光度隨時間漂移。
電化學(xué)法:實時監(jiān)測的靈敏選擇
原理:利用臭氧在電極表面還原產(chǎn)生的擴散電流與濃度成正比的關(guān)系,通過傳感器實時監(jiān)測電流變化。
優(yōu)勢:靈敏度高(檢測限可達(dá)0.01mg/L),抗干擾能力強,支持在線連續(xù)監(jiān)測;響應(yīng)速度快(秒級),適合水庫、污水處理廠等動態(tài)場景。
局限:傳感器易受水質(zhì)影響,如pH值、金屬離子(如鐵、銅)可能干擾電極反應(yīng),需定期校準(zhǔn);長期使用后電極表面易污染,維護(hù)成本較高。
紫外吸收法:高精度的物理檢測
原理:基于臭氧對254nm紫外光的特征吸收,通過朗伯-比爾定律計算濃度。
優(yōu)勢:精度高(誤差<±2%),穩(wěn)定性強,無需化學(xué)試劑,避免二次污染;適用于實驗室高精度分析或在線監(jiān)測系統(tǒng)。
局限:設(shè)備成本較高,需專業(yè)紫外分光光度計;對水質(zhì)要求嚴(yán)格,需排除其他紫外吸收物質(zhì)(如硝酸鹽、有機物)的干擾,否則需預(yù)處理(如活性炭吸附)。
方法選擇建議
現(xiàn)場快速檢測:優(yōu)先選擇DPD法,但需結(jié)合甘氨酸預(yù)處理消除氯干擾,或采用便攜式電化學(xué)儀平衡精度與速度。
實驗室高精度分析:紫外吸收法為選,尤其適用于飲用水、醫(yī)藥用水等對精度要求嚴(yán)格的場景。
在線連續(xù)監(jiān)測:電化學(xué)法更具優(yōu)勢,可集成至水處理系統(tǒng),實現(xiàn)實時反饋與調(diào)控。