更細更深入：水廠次氯酸鈉消毒氯酸鹽副產物問題
分析了水(shui)廠(chang)(chang)消毒劑商品次氯(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)酸(suan)(suan)鈉(na)在(zai)儲(chu)(chu)存過(guo)程中的(de)(de)分解特性。結果表明，次氯(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)酸(suan)(suan)鈉(na)在(zai)儲(chu)(chu)存過(guo)程中會(hui)發(fa)(fa)生歧化反(fan)應(ying)(ying)，導致有效(xiao)氯(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)持續(xu)降(jiang)低(di)并大量產生副(fu)(fu)產物(wu)氯(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)酸(suan)(suan)鹽(yan)。實(shi)地取(qu)樣檢測水(shui)廠(chang)(chang)使用的(de)(de)次氯(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)酸(suan)(suan)鈉(na)，發(fa)(fa)現在(zai)10 d儲(chu)(chu)存期內有效(xiao)氯(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)衰減(jian)率高達15.48%，其中的(de)(de)氯(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)酸(suan)(suan)鹽(yan)濃度(du)達到9 667.8 mg/L。實(shi)驗室模擬試驗結果表明，有效(xiao)氯(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)的(de)(de)衰減(jian)量和氯(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)酸(suan)(suan)鹽(yan)的(de)(de)生成(cheng)量均與儲(chu)(chu)存時間(jian)成(cheng)正比；溫(wen)度(du)是影響次率氯(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)酸(suan)(suan)鈉(na)反(fan)應(ying)(ying)速度(du)的(de)(de)重要因素(su)，溫(wen)度(du)越高，反(fan)應(ying)(ying)速度(du)越快。因此，采(cai)用次氯(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)酸(suan)(suan)鈉(na)消毒也(ye)應(ying)(ying)關注氯(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)酸(suan)(suan)鹽(yan)副(fu)(fu)產物(wu)的(de)(de)水(shui)質風險。
相關閱讀：調研數據：水廠次氯酸鈉消毒的氯酸鹽副產物問題
氯(lv)(lv)氣(qi)作(zuo)為(wei)(wei)(wei)一(yi)種安全(quan)、高效、價廉的(de)消(xiao)(xiao)(xiao)毒(du)劑，應用(yong)于(yu)自來水(shui)消(xiao)(xiao)(xiao)毒(du)已有(you)(you)100多年歷史。近些年隨著國家對危險化學品的(de)管理日益嚴格，氯(lv)(lv)氣(qi)的(de)安全(quan)管理難度(du)和成(cheng)本不斷提高，采(cai)用(yong)氯(lv)(lv)氣(qi)消(xiao)(xiao)(xiao)毒(du)的(de)自來水(shui)廠(chang)逐步(bu)改變消(xiao)(xiao)(xiao)毒(du)方式(shi)，其中大(da)部(bu)分(fen)水(shui)廠(chang)改為(wei)(wei)(wei)次(ci)氯(lv)(lv)酸鈉(na)(na)消(xiao)(xiao)(xiao)毒(du)。據調(diao)查，北(bei)京、上海、廣州、深圳等城市(shi)的(de)絕(jue)大(da)部(bu)分(fen)水(shui)廠(chang)已經(jing)將(jiang)氯(lv)(lv)氣(qi)消(xiao)(xiao)(xiao)毒(du)改為(wei)(wei)(wei)次(ci)氯(lv)(lv)酸鈉(na)(na)消(xiao)(xiao)(xiao)毒(du)；福(fu)建有(you)(you)300多家水(shui)廠(chang)改為(wei)(wei)(wei)次(ci)氯(lv)(lv)酸鈉(na)(na)消(xiao)(xiao)(xiao)毒(du)；浙江省有(you)(you)100多家水(shui)廠(chang)逐步(bu)改為(wei)(wei)(wei)次(ci)氯(lv)(lv)酸鈉(na)(na)消(xiao)(xiao)(xiao)毒(du)。
水廠(chang)(chang)(chang)采(cai)用的(de)(de)(de)次(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)氯(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鈉(na)(na)消(xiao)毒劑(ji)分為(wei)2類(lei)：一類(lei)為(wei)從氯(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)堿(jian)廠(chang)(chang)(chang)購買商品次(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)氯(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鈉(na)(na)，其有效(xiao)氯(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)含量(liang)一般在10%左(zuo)右(you)；另一類(lei)則采(cai)用次(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)氯(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鈉(na)(na)發生器(qi)在水廠(chang)(chang)(chang)現場電(dian)解制備0.8%左(zuo)右(you)的(de)(de)(de)低濃度次(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)氯(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鈉(na)(na)，目前(qian)(qian)實際應用以(yi)商品次(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)氯(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鈉(na)(na)居多(duo)。從氯(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)堿(jian)廠(chang)(chang)(chang)采(cai)購的(de)(de)(de)次(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)氯(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鈉(na)(na)不穩定，在運輸和(he)儲存(cun)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)容(rong)易發生分解，導致有效(xiao)氯(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)降低，并可能形(xing)成(cheng)影(ying)響飲用水水質(zhi)的(de)(de)(de)副產物氯(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鹽。目前(qian)(qian)關(guan)于次(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)氯(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鈉(na)(na)消(xiao)毒的(de)(de)(de)研究報道主要集中(zhong)在水廠(chang)(chang)(chang)消(xiao)毒改造工程(cheng)(cheng)方案，消(xiao)毒效(xiao)果及經濟性(xing)分析(xi)等方面，對次(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)氯(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鈉(na)(na)分解及其帶(dai)來的(de)(de)(de)水質(zhi)風險關(guan)注很少。本文調研了(le)南方多(duo)個水廠(chang)(chang)(chang)商品次(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)氯(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鈉(na)(na)消(xiao)毒劑(ji)在儲存(cun)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)的(de)(de)(de)分解情況，分析(xi)了(le)影(ying)響次(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)氯(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鈉(na)(na)分解及氯(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鹽形(xing)成(cheng)的(de)(de)(de)因素(su)，以(yi)期為(wei)規范水廠(chang)(chang)(chang)次(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)氯(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鈉(na)(na)消(xiao)毒劑(ji)使(shi)用，提高水質(zhi)安全性(xing)提供科(ke)學(xue)依據。
1 試驗方法
1.1 儀器
清時捷(jie)TC-01數字滴定(ding)分(fen)析儀(yi)，清時捷(jie)TA-201有效氯測定(ding)儀(yi)，Blue pardon生(sheng)化培(pei)養箱
1.2 分析項目與方法
有(you)效氯濃度(du)：采用硫代硫酸鈉滴定法和TA-201有(you)效氯測(ce)定儀2種方(fang)(fang)法測(ce)定，方(fang)(fang)法來源《生活飲用水標準檢測(ce)方(fang)(fang)法》(GB/T 5750-11-2016)之(zhi)2。
氯酸(suan)鹽(yan)濃度：采用五步(bu)碘量法測定，方法來(lai)源《二(er)氧化氯消(xiao)毒(du)劑發生器安全與衛生標(biao)準》(GB 28931-2012)。
2 結果與討論
2.1 次氯酸鈉的儲存和投加方式
水(shui)廠消(xiao)毒用的(de)(de)次(ci)氯(lv)酸鈉一(yi)般(ban)由廠家或供應(ying)商采用槽車(che)或其他適宜的(de)(de)容器運送到(dao)水(shui)廠。水(shui)廠應(ying)按照GB 19106-2013規(gui)定(ding)(ding)的(de)(de)取(qu)樣(yang)方法(fa)和檢(jian)(jian)測指標進(jin)行取(qu)樣(yang)和檢(jian)(jian)測，待(dai)檢(jian)(jian)測質量合格后(hou)，才能進(jin)行卸貨處理(li)。水(shui)廠消(xiao)毒用的(de)(de)次(ci)氯(lv)酸鈉，一(yi)般(ban)要(yao)求(qiu)達到(dao)《次(ci)氯(lv)酸鈉》（GB 19106-2013） A類(lei)Ⅱ級以上，即(ji)有(you)效氯(lv)達到(dao)10%以上，鐵、砷及重(zhong)金屬(shu)應(ying)達到(dao)規(gui)定(ding)(ding)的(de)(de)限值要(yao)求(qiu)。
運送到(dao)水廠的次(ci)(ci)(ci)(ci)氯(lv)酸(suan)鈉(na)，常用(yong)儲(chu)藥池與儲(chu)藥罐兩種方式儲(chu)存(cun)。由于(yu)(yu)10%的次(ci)(ci)(ci)(ci)氯(lv)酸(suan)鈉(na)屬(shu)于(yu)(yu)危(wei)險化學品，而5%及(ji)以下(xia)的次(ci)(ci)(ci)(ci)氯(lv)酸(suan)鈉(na)不屬(shu)于(yu)(yu)危(wei)險化學品，因此(ci)，有(you)(you)些(xie)水廠在(zai)卸貨時直接將10%的原液稀釋到(dao)5%左右儲(chu)存(cun)備用(yong)。盡管(guan)有(you)(you)研究表明溫度(du)(du)對次(ci)(ci)(ci)(ci)氯(lv)酸(suan)鈉(na)的分解速度(du)(du)有(you)(you)明顯影(ying)響，但在(zai)筆者調查的10多個水廠中(zhong)，次(ci)(ci)(ci)(ci)氯(lv)酸(suan)鈉(na)均(jun)為(wei)常溫儲(chu)存(cun)，沒有(you)(you)采取溫度(du)(du)控制措施(shi)。
水廠次氯酸鈉(na)常(chang)見儲存(cun)和投加流(liu)程如(ru)圖1所示。
2.2 次氯酸鈉在儲存中的化學反應
購買的商品次(ci)(ci)氯(lv)酸(suan)鈉（Sodium hypochlorite）為淺黃色透明液體(ti)，有類似氯(lv)氣(qi)的刺激(ji)性氣(qi)味，殺(sha)菌效(xiao)力同氯(lv)氣(qi)相當。次(ci)(ci)氯(lv)酸(suan)鈉是一(yi)種氧(yang)化(hua)劑，性質(zhi)不(bu)穩定，在溶液中能發生多種化(hua)學(xue)反應(ying)。
次(ci)(ci)氯酸鈉在水(shui)中發生水(shui)解(jie)，產生次(ci)(ci)氯酸，為(wei)可逆反應(ying)。其組成和氧(yang)化性(xing)能隨pH不(bu)同而不(bu)同，pH越低，HOCL的比例(li)越高，氧(yang)化性(xing)和消毒能力越強(qiang)，見式（1）：
同時，次氯(lv)(lv)酸鈉在(zai)儲存過程中，可(ke)能(neng)發(fa)生分解反(fan)應和歧化(hua)反(fan)應，導致(zhi)有效氯(lv)(lv)濃(nong)度不斷(duan)降低(di)，歧化(hua)反(fan)應還會產生副產物氯(lv)(lv)酸鹽，見式（2）和式（3）：
分解反應(ying)：2 NaClO=2 NaCl + O2↑（2）
歧化(hua)反應：3NaClO=2NaCl + NaClO3（3）
分(fen)解反(fan)(fan)應(ying)和歧(qi)化反(fan)(fan)應(ying)可能同時發(fa)(fa)(fa)生(sheng)，哪種(zhong)反(fan)(fan)應(ying)為主，則取決于反(fan)(fan)應(ying)條(tiao)件(jian)。一般來(lai)說，光照(zhao)有(you)利于發(fa)(fa)(fa)生(sheng)分(fen)解反(fan)(fan)應(ying)，加熱會促進歧(qi)化反(fan)(fan)應(ying)發(fa)(fa)(fa)生(sheng)，但(dan)溫度(du)太高(gao)同樣會發(fa)(fa)(fa)生(sheng)分(fen)解反(fan)(fan)應(ying)。此外，在采(cai)用水廠(chang)出廠(chang)水對次氯酸鈉稀釋的(de)過程中，次氯酸鈉還會與(yu)水中存在的(de)鐵、錳、有(you)機物(wu)等還原性物(wu)質發(fa)(fa)(fa)生(sheng)化學反(fan)(fan)應(ying)。
2.3 次氯酸鈉在儲存過程中有效氯濃度的變化趨勢
南(nan)方(fang)某市(shi)A、B、C 3個(ge)(ge)水廠均采用(yong)次(ci)氯酸(suan)(suan)鈉作為消(xiao)毒劑，次(ci)氯酸(suan)(suan)鈉也來自同一(yi)個(ge)(ge)氯堿廠。水廠及次(ci)氯酸(suan)(suan)鈉消(xiao)毒的基(ji)本(ben)工(gong)藝(yi)見表(biao)1。
在(zai)(zai)A、B、C水(shui)廠(chang)運(yun)行期間(jian)，連續10 d取水(shui)廠(chang)儲藥罐中(zhong)(zhong)的(de)(de)次(ci)(ci)氯(lv)(lv)酸(suan)(suan)鈉(na)檢(jian)測其(qi)有(you)效(xiao)濃度(du)，以分析有(you)效(xiao)氯(lv)(lv)含量的(de)(de)變化(hua)情況。其(qi)中(zhong)(zhong)C水(shui)廠(chang)的(de)(de)次(ci)(ci)氯(lv)(lv)酸(suan)(suan)鈉(na)在(zai)(zai)進廠(chang)時(shi)立即用出廠(chang)水(shui)將(jiang)其(qi)從10%左右稀釋至(zhi)(zhi)(zhi)5%左右。檢(jian)測期間(jian)室溫在(zai)(zai)25~29 ℃。3個水(shui)廠(chang)有(you)效(xiao)氯(lv)(lv)的(de)(de)變化(hua)趨(qu)勢(shi)(shi)如(ru)圖(tu)2所示。次(ci)(ci)氯(lv)(lv)酸(suan)(suan)鈉(na)在(zai)(zai)儲存過程(cheng)中(zhong)(zhong)，其(qi)有(you)效(xiao)氯(lv)(lv)濃度(du)均(jun)呈現(xian)降(jiang)低趨(qu)勢(shi)(shi)。其(qi)中(zhong)(zhong)A水(shui)廠(chang)次(ci)(ci)氯(lv)(lv)酸(suan)(suan)鈉(na)的(de)(de)有(you)效(xiao)氯(lv)(lv)由初(chu)始(shi)(shi)10.45%，第(di)(di)5天(tian)(tian)下(xia)降(jiang)至(zhi)(zhi)(zhi)9.33%，第(di)(di)10天(tian)(tian)下(xia)降(jiang)至(zhi)(zhi)(zhi)8.99%，平均(jun)每(mei)(mei)天(tian)(tian)下(xia)降(jiang)0.16%；B水(shui)廠(chang)由初(chu)始(shi)(shi)10.21%，第(di)(di)5天(tian)(tian)下(xia)降(jiang)至(zhi)(zhi)(zhi)9.75%，第(di)(di)10天(tian)(tian)下(xia)降(jiang)至(zhi)(zhi)(zhi)8.60%，平均(jun)每(mei)(mei)天(tian)(tian)下(xia)降(jiang)0.18%；C水(shui)廠(chang)由初(chu)始(shi)(shi)5.40%，第(di)(di)5天(tian)(tian)后(hou)下(xia)降(jiang)至(zhi)(zhi)(zhi)5.23%，第(di)(di)10天(tian)(tian)后(hou)下(xia)降(jiang)至(zhi)(zhi)(zhi)4.90%，平均(jun)每(mei)(mei)天(tian)(tian)下(xia)降(jiang)0.056%。可(ke)以看出，如(ru)果(guo)不考(kao)慮(lv)其(qi)他因素的(de)(de)差(cha)異，稀釋后(hou)的(de)(de)次(ci)(ci)氯(lv)(lv)酸(suan)(suan)鈉(na)有(you)效(xiao)氯(lv)(lv)濃度(du)下(xia)降(jiang)比原液更慢一些(xie)。
進一(yi)步分(fen)析有(you)(you)效氯(lv)(lv)(lv)的(de)(de)(de)下(xia)降(jiang)百分(fen)率(lv)，結果(guo)如圖3所(suo)示。儲存(cun)10 d后，A水廠(chang)的(de)(de)(de)有(you)(you)效氯(lv)(lv)(lv)下(xia)降(jiang)了13.97%，B水廠(chang)的(de)(de)(de)下(xia)降(jiang)了15.48%，C水廠(chang)只下(xia)降(jiang)了9.26%。雖然次(ci)氯(lv)(lv)(lv)酸鈉(na)的(de)(de)(de)有(you)(you)效氯(lv)(lv)(lv)濃度下(xia)降(jiang)率(lv)隨時間總體呈升高(gao)趨(qu)勢，但并(bing)非線性關系，比如A水廠(chang)開始(shi)下(xia)降(jiang)快(kuai)，后下(xia)降(jiang)慢；B、C水廠(chang)開始(shi)下(xia)降(jiang)慢，后下(xia)降(jiang)快(kuai)。這可能與(yu)藥劑儲存(cun)在常溫(wen)下(xia)，氣溫(wen)等條件的(de)(de)(de)變(bian)化(hua)不同有(you)(you)關。總體而言，5%左右(you)低(di)含量次(ci)氯(lv)(lv)(lv)酸鈉(na)的(de)(de)(de)分(fen)解(jie)速度比10%的(de)(de)(de)要慢。
2.4 次氯酸鈉儲存過程中的分解和歧化反應
從(cong)上面的(de)(de)(de)分(fen)(fen)析可(ke)(ke)以看出，次氯(lv)(lv)酸鈉在儲存過程(cheng)中其有效氯(lv)(lv)濃度會(hui)顯著(zhu)下降。損失(shi)的(de)(de)(de)這(zhe)部分(fen)(fen)次氯(lv)(lv)酸鈉，可(ke)(ke)能由于(yu)分(fen)(fen)解反應轉化(hua)為(wei)(wei)氯(lv)(lv)化(hua)鈉，也有可(ke)(ke)能通(tong)過歧化(hua)反應產(chan)生(sheng)氯(lv)(lv)化(hua)鈉和氯(lv)(lv)酸鈉，而氯(lv)(lv)酸鈉是一(yi)種對人體有害(hai)的(de)(de)(de)物質，同時(shi)也是制備二氧化(hua)氯(lv)(lv)消毒劑的(de)(de)(de)原料(liao)，我國現行《生(sheng)活飲用水(shui)衛生(sheng)標準》(GB 5749-2006)對采用二氧化(hua)氯(lv)(lv)消毒的(de)(de)(de)氯(lv)(lv)酸鹽副產(chan)物限值為(wei)(wei)0.7 mg/L。因(yin)此，筆者進一(yi)步分(fen)(fen)析了次氯(lv)(lv)酸鈉儲存后是否有氯(lv)(lv)酸鹽形(xing)成，從(cong)而確定(ding)發(fa)生(sheng)了哪種反應。
選擇(ze)4個水廠(chang)，隨機抽取儲(chu)藥罐中次氯(lv)酸鈉，測定其(qi)有(you)效(xiao)氯(lv)含量和氯(lv)酸鹽(yan)含量。結果如(ru)表(biao)2所示。
由(you)表2可(ke)(ke)以(yi)看出(chu)，進(jin)(jin)廠(chang)槽(cao)車(che)和儲(chu)藥(yao)(yao)罐中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)次(ci)氯(lv)酸(suan)鈉都含有(you)氯(lv)酸(suan)鹽(yan)，且儲(chu)藥(yao)(yao)罐中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)氯(lv)酸(suan)鹽(yan)濃度比(bi)(bi)進(jin)(jin)廠(chang)槽(cao)車(che)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)高(gao)很(hen)多，說(shuo)明在(zai)藥(yao)(yao)劑(ji)儲(chu)存過(guo)程中(zhong)(zhong)發生了明顯(xian)的(de)(de)(de)(de)歧化反應。從A廠(chang)的(de)(de)(de)(de)數據可(ke)(ke)以(yi)看出(chu)，在(zai)進(jin)(jin)廠(chang)的(de)(de)(de)(de)第2天(tian)，儲(chu)藥(yao)(yao)罐中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)氯(lv)酸(suan)鹽(yan)濃度較進(jin)(jin)廠(chang)原液提高(gao)了近5倍。結合其他3個水廠(chang)的(de)(de)(de)(de)檢測數據發現，氯(lv)酸(suan)鹽(yan)的(de)(de)(de)(de)含量與(yu)儲(chu)存天(tian)數的(de)(de)(de)(de)關系不太明顯(xian)。稀(xi)釋后儲(chu)存的(de)(de)(de)(de)C水廠(chang)，次(ci)氯(lv)酸(suan)鈉溶液中(zhong)(zhong)氯(lv)酸(suan)鹽(yan)與(yu)有(you)效氯(lv)的(de)(de)(de)(de)比(bi)(bi)值達到了0.2，即如果按照(zhao)水廠(chang)次(ci)氯(lv)酸(suan)鈉有(you)效氯(lv)的(de)(de)(de)(de)投加(jia)量為3 mg/L，則(ze)水中(zhong)(zhong)氯(lv)酸(suan)鹽(yan)含量可(ke)(ke)達到0.6 mg/L，存在(zai)很(hen)大的(de)(de)(de)(de)超(chao)標風險。
分析其中的(de)(de)原因，發現為了保持(chi)藥(yao)劑投加(jia)(jia)的(de)(de)連(lian)續(xu)性，各水(shui)廠(chang)在(zai)藥(yao)罐中的(de)(de)次(ci)氯(lv)酸(suan)鈉(na)(na)尚(shang)未(wei)用完之(zhi)前(qian)即添加(jia)(jia)新(xin)的(de)(de)藥(yao)劑進去，即儲藥(yao)罐中的(de)(de)次(ci)氯(lv)酸(suan)鈉(na)(na)是不同(tong)批次(ci)藥(yao)劑的(de)(de)混(hun)合液，具體用到什么時候(hou)開始加(jia)(jia)藥(yao)，水(shui)廠(chang)一般根據經驗(yan)確(que)定(ding)，比如A水(shui)廠(chang)，在(zai)藥(yao)罐液位2 m的(de)(de)時候(hou)，即開始補加(jia)(jia)新(xin)藥(yao)，這種操作方(fang)式可能導致殘留部分次(ci)氯(lv)酸(suan)鈉(na)(na)持(chi)續(xu)發生(sheng)歧化反應并產(chan)生(sheng)氯(lv)酸(suan)鹽副(fu)產(chan)物。
2.5 溫度和存放時間對次氯酸鈉分解及氯酸鹽形成的影響
溫度(du)是(shi)影響次(ci)(ci)氯(lv)酸鈉分解(jie)的(de)重要因素(su)(su)。由(you)于次(ci)(ci)氯(lv)酸鈉在水(shui)廠(chang)實(shi)際儲存過程中其分解(jie)情況受諸多不可控因素(su)(su)的(de)影響，筆者采用實(shi)驗室模擬的(de)方法，分析溫度(du)對次(ci)(ci)氯(lv)酸鈉分解(jie)的(de)影響。
取約10%的次氯(lv)(lv)酸(suan)鈉溶液(ye)，測(ce)定其有效氯(lv)(lv)和(he)氯(lv)(lv)酸(suan)鹽濃度后，分裝于3個HDPE塑(su)料瓶中，分別密封(feng)避光儲存(cun)于15 ℃、25 ℃、35 ℃恒溫箱中。每天定時(shi)測(ce)試1次有效氯(lv)(lv)和(he)次氯(lv)(lv)酸(suan)鈉的濃度，每次做平行樣，連續檢測(ce)15 d。
有(you)效氯的(de)(de)變化曲(qu)線如圖4所(suo)示。從圖4可以看出，15 ℃和25 ℃的(de)(de)曲(qu)線基本是重(zhong)合(he)的(de)(de)，而35 ℃的(de)(de)衰減速度迅速增加，與盛梅(mei)等的(de)(de)研(yan)究結果基本一致。存放(fang)到(dao)第15天時，15 ℃下(xia)的(de)(de)有(you)效氯降低了(le)8.72%，25 ℃下(xia)的(de)(de)有(you)效濃度降了(le)10.92%，而35 ℃的(de)(de)有(you)效氯降低了(le)22.90%。
3種溫度(du)下(xia)(xia)的有效氯濃度(du)均與(yu)存放時(shi)間成反比，溫度(du)越高，線性相關性越高。二者擬合公(gong)式如下(xia)(xia)：
15 ℃時：C=-0.0 607 t+9.470 4，R=0.964 4
25 ℃時：C=-0.0 731 t+9.458 5，R=0.967 4
35 ℃時:C=-0.152 8+9.551 9，R=0.992 5
式中 C——有效(xiao)氯含(han)量，%；
t——存放時間(jian)，d。
可(ke)以看出，溫度同樣相差10 ℃，35 ℃時(shi)(shi)擬(ni)合曲線(xian)的(de)斜(xie)率為25 ℃時(shi)(shi)的(de)2倍(bei)以上，而25 ℃時(shi)(shi)的(de)斜(xie)率為15 ℃時(shi)(shi)的(de)1.2倍(bei)。
氯(lv)酸(suan)鹽濃度的(de)變化曲線如(ru)圖5所示。
由圖5中可以(yi)看(kan)出，3個溫(wen)度(du)條件(jian)下氯(lv)(lv)酸鹽(yan)濃度(du)均呈現穩步上(shang)升(sheng)的(de)趨(qu)勢，其中35 ℃時的(de)上(shang)升(sheng)速度(du)明(ming)顯高于(yu)另外2個溫(wen)度(du)條件(jian)。存(cun)放15天后，15 ℃下的(de)氯(lv)(lv)酸鹽(yan)濃度(du)上(shang)升(sheng)了26.04%，25 ℃時上(shang)升(sheng)了47.35%，35 ℃時上(shang)升(sheng)了125.45%。說明(ming)溫(wen)度(du)對次氯(lv)(lv)酸鈉儲存(cun)過程中氯(lv)(lv)酸鹽(yan)副產物的(de)形成(cheng)有非(fei)常重要的(de)影響，溫(wen)度(du)越高，生成(cheng)量(liang)越多(duo)，說明(ming)歧化(hua)反應的(de)速度(du)越快。
對趨勢線(xian)進行擬合發現，氯酸鹽濃度(du)與存放時間(jian)也(ye)呈現良好的線(xian)性關系，二者(zhe)的擬合公式(shi)如下(xia)：
15 ℃時：C=107.61 t+6 347.8，R=0.964 5
25 ℃時(shi)：C=184.52 t+6 347.8，R=0.981 3
35 ℃時：C=535.38 t+5 885.4，R=0.992 5
與次(ci)氯酸鈉的(de)衰減趨勢相(xiang)似，溫(wen)度越高(gao)，擬(ni)合(he)曲線的(de)斜率越大，線性相(xiang)關(guan)系(xi)數越高(gao)。
2.6次氯酸鈉的儲存和使用建議
據(ju)調(diao)查，目前水(shui)廠(chang)購買的(de)次氯酸鈉(na)消毒劑均為常溫(wen)儲存，儲存時間(jian)根據(ju)用量(liang)(liang)、儲罐(guan)（池）容量(liang)(liang)以及周(zhou)轉時間(jian)等自行確定，偶爾會考(kao)慮(lv)有效氯濃度降(jiang)低的(de)因素，但沒有考(kao)慮(lv)氯酸鹽副產物的(de)影響(xiang)。一(yi)般水(shui)廠(chang)次氯酸鈉(na)進貨周(zhou)期(qi)(qi)為7~10 d，也有的(de)進貨周(zhou)期(qi)(qi)達(da)20 d以上。
從本文的(de)(de)研究結(jie)果可以看出，次(ci)(ci)氯(lv)(lv)(lv)酸(suan)鈉不穩定，常溫下也容易(yi)發生分(fen)解和歧化反應(ying)，導致有效(xiao)氯(lv)(lv)(lv)降低的(de)(de)同時，氯(lv)(lv)(lv)酸(suan)鹽(yan)副(fu)產物(wu)升高(gao)。有效(xiao)氯(lv)(lv)(lv)濃(nong)度(du)越低，為達到消(xiao)毒效(xiao)果，必須投加(jia)更(geng)多消(xiao)毒劑，而(er)有效(xiao)氯(lv)(lv)(lv)濃(nong)度(du)越低，其中的(de)(de)氯(lv)(lv)(lv)酸(suan)鹽(yan)濃(nong)度(du)越高(gao)，意(yi)味著往水中投加(jia)的(de)(de)氯(lv)(lv)(lv)酸(suan)鹽(yan)也越高(gao)，不僅增(zeng)加(jia)了次(ci)(ci)氯(lv)(lv)(lv)酸(suan)鈉用(yong)量，造成生產成本增(zeng)加(jia)，而(er)且(qie)可能(neng)帶來氯(lv)(lv)(lv)酸(suan)鹽(yan)副(fu)產物(wu)超標的(de)(de)風險。
因(yin)此(ci)，水(shui)廠在(zai)次氯酸鈉儲存和使用(yong)過程中，應加(jia)強對有效氯濃(nong)度(du)(du)和氯酸鹽副產物的監測(ce)，并根據(ju)當地的氣候條件(jian)、水(shui)廠的生產情況確定適(shi)宜的儲存時間，氣溫(wen)常(chang)年較高的地區，建(jian)議(yi)夏季采用(yong)空調等控溫(wen)措施降低儲存溫(wen)度(du)(du)，盡量控制室(shi)溫(wen)在(zai)25 ℃以下。
同時，在向(xiang)儲藥罐(guan)（池）加注新藥劑之(zhi)前(qian)，應盡量將儲藥罐(guan)（池）中的藥劑用完，并定期對儲藥罐(guan)（池）進行放空和(he)清洗，最(zui)大限度(du)減少殘留液。
3 結論
（1）商(shang)品次(ci)氯酸鈉在(zai)儲(chu)存過程中會發生分解和歧化(hua)等化(hua)學反(fan)(fan)應，導致有效(xiao)氯濃度持(chi)續下降，溫(wen)度越高，反(fan)(fan)應速度越快；
（2）次(ci)氯(lv)酸鈉在儲存(cun)過程(cheng)中會產生高(gao)濃度(du)(du)的氯(lv)酸鹽(yan)(yan)副產物(wu)，作為飲用(yong)(yong)水消(xiao)毒劑可能影(ying)響飲用(yong)(yong)水水質(zhi)，應引起(qi)關注(zhu)。氯(lv)酸鹽(yan)(yan)生成量與溫度(du)(du)和儲存(cun)時間密切相關，溫度(du)(du)越(yue)高(gao)，氯(lv)酸鹽(yan)(yan)濃度(du)(du)增加(jia)越(yue)快；儲存(cun)時間越(yue)長，氯(lv)酸鹽(yan)(yan)濃度(du)(du)越(yue)高(gao)；
（3）儲存(cun)方式也對(dui)(dui)次(ci)氯酸鈉的(de)分解及氯酸鹽含(han)量有影響，在向(xiang)儲藥(yao)(yao)罐（池）加注(zhu)新(xin)藥(yao)(yao)劑之(zhi)前(qian)，應(ying)盡(jin)量將儲藥(yao)(yao)罐（池）中(zhong)的(de)藥(yao)(yao)劑用完(wan)，并定(ding)期對(dui)(dui)儲藥(yao)(yao)罐（池）進行放空和清(qing)洗，減少殘(can)留液對(dui)(dui)次(ci)氯酸鈉質(zhi)量的(de)影響。
使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環保網”
