浅谈便携式余氯分析仪的校准

施江焕

(宁波市计量测试研究院，宁波 315040)

余氯是指余留在已加氯消毒水中的氯，主要为化合氯与游离氯，统称总余氯。水中过量的余氯会损害人体健康，随着人们对水质中余氯含量的日益关注，便携式水质分析仪因其操作简单、携带方便，适用于现场快速测定，已广泛应用于各个领域的水质监测。但是至今还没有针对该类仪器的校准方法，笔者根据仪器的基本性能，参考相关资料，提出并验证了该类仪器的校准方法，为今后规程的制定提供了参考。

1 工作原理及结构

目前，便携式水质分析仪主要是基于光度分析原理而研发的，以邻联甲苯胺比色法(OT)和N,N-二乙基对苯二胺法(DPD)为主。该类仪器是根据余氯与反应试剂生成的反应物对可见光选择性吸收的原理而建立的比色分析方法，其中OT法中余氯与邻联甲苯胺反应生成黄色的醌式化合物，DPD法中余氯与N,N-二乙基对苯二胺反应生产红色的络合物。该类仪器主要由比色池、光源/单色器(发光二极管)、光电检测器、微处理器组成。

2 校准条件

2.1 校准环境

环境温度：15～30℃；环境湿度：不大于80%RH；工作电压：(220±22)V。

2.2 校准溶液

通过查阅相关资料[1]，可通过配制重铬酸钾-铬酸钾、高锰酸钾比色溶液来分别进行OT法和DPD法便携式余氯分析仪的校准。

(1)重铬酸钾-铬酸钾比色溶液的配制

pH 6.5的磷酸盐缓冲溶液的配制：将无水磷酸氢二钠(Na2HPO4)和无水磷酸二氢钾(KH2PO4)置于105℃烘箱内2 h，冷却后，分别称取4.57 g和9.23 g。将此两种试剂共溶于纯水中，并稀释至1 000 mL。

重铬酸钾-铬酸钾溶液的配制：准确称取1.55 g干燥的重铬酸钾(K2Cr2O7)及4.65 g铬酸钾(K2CrO4)，用pH 6.5的磷酸盐缓冲溶液溶解并定容至1 000 mL。此溶液所产生的颜色相当于10 mg/L余氯与邻联甲苯胺所产生的颜色。然后分别用pH 6.5的磷酸盐缓冲溶液将10 mg/L余氯标准比色溶液稀释至0.5、1.0、2.0、2.5 mg/L。

(2)高锰酸钾比色溶液的配制

称取0.09 g优级纯高锰酸钾，用纯水溶解并定容至1 000 mL。此溶液所产生的颜色相当于100 mg/L余氯与N,N-二乙基对苯二胺所产生的颜色。分别用纯水将100 mg/L余氯标准比色溶液稀释至0.5、1.0、2.0、2.5 mg/L。

3 校准方法及性能要求

结合仪器使用说明书，用超纯水先将仪器调零，然后用2.5 mg/L余氯比色溶液调节仪器斜率至满量程。笔者对便携式余氯分析仪提出了零点漂移、示值误差、示值测量重复性等3项计量性能要求，具体校准方法如下。

(1)零点漂移

以超纯水对仪器的零点漂移进行校准，在30 min内每隔5 min记录仪器示值Ci，设起始浓度为C0，按式(1)计算零点漂移ΔCi，取绝对值最大的ΔCi为仪器的零点漂移，计算方法如下：

(1)

(2)示值误差

(2)

(3)示值测量重复性

规定以浓度为1.0 mg/L的标准比色溶液进行仪器的示值重复性校准，对仪器连续测量7次，记录测量值Ci，并按式(3)、(4)分别计算测量平均值和实验标准偏差，按式(5)计算出相对标准偏差即为仪器的示值测量重复性。

(3)

(4)

(5)

(4)性能要求

根据仪器的基本性能及以往的校准经验，确定被检仪器的性能要求如表1。

表1 仪器的性能要求

4 方法验证

为了验证上述校准方法的可行性，分别选取代表性的便携式余氯分析仪：上海海恒机电公司YL-1A型(OT法)，美国哈希公司PCII型(DPD法)，利用规定的余氯比色溶液来进行零点漂移、示值误差、示值测量重复性的校准，具体数据见表2、表3，求得仪器的各项计量性能均符合表1要求。

表2 YL-1A型分析仪测量数据

表3 PCII型分析仪测量数据

5 结语

对便携式余氯分析仪提出了各项计量性能，并对校准方法进行了探讨、验证，为今后规程的制定提供了参考。建议便携式余氯分析仪在首次使用前和修理后进行计量性能测试，以确保水质监测中余氯检测数据的准确、一致。

[1] GB/T 5750-2006 生活饮用水标准检验方法[S].