水中臭氧检测是水质安全管理的关键环节,DPD法、电化学法与紫外吸收法是三种主流技术,其原理与优劣对比如下:
DPD法:显色反应的快速检测
原理:基于臭氧与二己基对苯二胺(DPD)的显色反应。臭氧氧化DPD试剂生成红色化合物,其吸光度与臭氧浓度成正比,通过光度计定量分析。
优势:操作简便,显色反应快速(1分钟内完成),适合现场快速检测;设备成本低,仅需光度计和试剂盒。
局限:非特异性干扰显著,水中氯、溴等氧化性物质会与DPD反应,导致结果偏高。需通过甘氨酸预处理破坏臭氧,再通过两次测量差值计算真实浓度,但操作复杂度增加。此外,显色稳定性差,需严格控制反应时间(通常≤1分钟),否则吸光度随时间漂移。
电化学法:实时监测的灵敏选择
原理:利用臭氧在电极表面还原产生的扩散电流与浓度成正比的关系,通过传感器实时监测电流变化。
优势:灵敏度高(检测限可达0.01mg/L),抗干扰能力强,支持在线连续监测;响应速度快(秒级),适合水库、污水处理厂等动态场景。
局限:传感器易受水质影响,如pH值、金属离子(如铁、铜)可能干扰电极反应,需定期校准;长期使用后电极表面易污染,维护成本较高。
紫外吸收法:高精度的物理检测
原理:基于臭氧对254nm紫外光的特征吸收,通过朗伯-比尔定律计算浓度。
优势:精度高(误差<±2%),稳定性强,无需化学试剂,避免二次污染;适用于实验室高精度分析或在线监测系统。
局限:设备成本较高,需专业紫外分光光度计;对水质要求严格,需排除其他紫外吸收物质(如硝酸盐、有机物)的干扰,否则需预处理(如活性炭吸附)。
方法选择建议
现场快速检测:优先选择DPD法,但需结合甘氨酸预处理消除氯干扰,或采用便携式电化学仪平衡精度与速度。
实验室高精度分析:紫外吸收法为选,尤其适用于饮用水、医药用水等对精度要求严格的场景。
在线连续监测:电化学法更具优势,可集成至水处理系统,实现实时反馈与调控。