水中臭氧檢測是水質安全管理的關鍵環節,DPD法、電化學法與紫外吸收法是三種主流技術,其原理與優劣對比如下:
DPD法:顯色反應的快速檢測
原理:基于臭氧與二己基對苯二胺(DPD)的顯色反應。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。
優勢:操作簡便,顯色反應快速(1分鐘內完成),適合現場快速檢測;設備成本低,僅需光度計和試劑盒。
局限:非特異性干擾顯著,水中氯、溴等氧化性物質會與DPD反應,導致結果偏高。需通過甘氨酸預處理破壞臭氧,再通過兩次測量差值計算真實濃度,但操作復雜度增加。此外,顯色穩定性差,需嚴格控制反應時間(通常≤1分鐘),否則吸光度隨時間漂移。
電化學法:實時監測的靈敏選擇
原理:利用臭氧在電極表面還原產生的擴散電流與濃度成正比的關系,通過傳感器實時監測電流變化。
優勢:靈敏度高(檢測限可達0.01mg/L),抗干擾能力強,支持在線連續監測;響應速度快(秒級),適合水庫、污水處理廠等動態場景。
局限:傳感器易受水質影響,如pH值、金屬離子(如鐵、銅)可能干擾電極反應,需定期校準;長期使用后電極表面易污染,維護成本較高。
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。
優勢:精度高(誤差<±2%),穩定性強,無需化學試劑,避免二次污染;適用于實驗室高精度分析或在線監測系統。
局限:設備成本較高,需專業紫外分光光度計;對水質要求嚴格,需排除其他紫外吸收物質(如硝酸鹽、有機物)的干擾,否則需預處理(如活性炭吸附)。
方法選擇建議
現場快速檢測:優先選擇DPD法,但需結合甘氨酸預處理消除氯干擾,或采用便攜式電化學儀平衡精度與速度。
實驗室高精度分析:紫外吸收法為選,尤其適用于飲用水、醫藥用水等對精度要求嚴格的場景。
在線連續監測:電化學法更具優勢,可集成至水處理系統,實現實時反饋與調控。