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现场应用效果评价（臭氧余量）检测

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发布时间：2025-06-03 16:39:42 更新时间：2025-06-02 16:39:42

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作者：中科光析科学技术研究所检测中心

现场应用效果评价（臭氧余量）检测

臭氧（O₃）作为一种高效的氧化剂和消毒剂，在水处理（如饮用水、游泳池水、废水深度处理）、食品加工、医疗消毒、空气净化以及工业漂白等领域有着广泛的应用。其强氧化性能够有效杀灭细菌、病毒，分解有机物，去除色度和异味。然而，臭氧在水体或气体中的稳定性较差，会快速分解。因此，在现场应用中，准确、快速地监测和评价臭氧的实际浓度（即臭氧余量/残余量）至关重要。这不仅是为了评估消毒或处理效果是否达到预期目标（例如确保微生物灭活率），也是为了防止过量投加臭氧造成不必要的能源浪费、设备腐蚀，或产生有害的臭氧副产物（如溴酸盐），同时确保处理后的水质或空气质量符合安全标准，保护人体健康和环境生态。实时掌握臭氧余量是优化臭氧投加系统、保障工艺运行安全高效的核心环节。

检测项目

现场应用效果评价的核心检测项目即为臭氧余量或臭氧残余浓度。具体包括：

1. 水中溶解臭氧浓度： 通常以毫克每升 (mg/L) 或 ppm (parts per million) 为单位表示。这是评价水处理消毒效果最直接的指标。
2. 气相臭氧浓度： 在空气消毒或某些工业过程中，需要监测气体中的臭氧浓度，通常以毫克每立方米 (mg/m³) 或 ppm 表示。
3. （辅助参数）水温： 温度影响臭氧的溶解度和分解速率。
4. （辅助参数）pH值： pH值显著影响臭氧在水中的分解动力学和氧化能力。
5. （辅助参数）氧化还原电位： ORP值可以间接反映水体的氧化能力，常与臭氧余量联用判断消毒效果。

检测仪器

针对现场快速检测臭氧余量，常用且高效的仪器包括：

1. 便携式臭氧分光光度计： 这是目前最主流且精确的现场检测方法所使用的核心仪器。内置特定波长（如525nm或610nm，取决于所用试剂）的光源和检测器，用于测量臭氧与显色剂反应后溶液的吸光度。
2. 便携式臭氧比色计： 原理与分光光度计类似，但通常结构更简单，成本较低，通过目视比色卡或简单的光传感器比较颜色深浅来定量。精度通常低于分光光度计。
3. 在线臭氧分析仪： 用于需要连续监测的场合，通常安装在工艺管道旁路或接触池出口。原理同样基于比色法或紫外吸收法（气相臭氧常用），提供实时数据输出。
4. 臭氧检测试纸： 最为简便快速，但精度和准确性较低，通常用于初步判断或浓度范围估计，不适用于精确的效果评价。包含配套的比色卡。
5. （气相）便携式臭氧气体检测仪： 通常基于电化学传感器或紫外吸收原理，直接测量空气中臭氧浓度。

核心配套： 对于基于比色法的仪器（分光光度计、比色计），必须配备专用的臭氧检测试剂（如DPD法试剂包、靛蓝三磺酸钾法试剂），包含缓冲液、显色剂等。

检测方法

现场臭氧余量检测最常用、标准化程度高的方法是：

1. DPD分光光度法： 这是国内外水质标准普遍采用的方法（如中国城镇建设行业标准CJ/T 206，美国EPA标准等）。

原理： 臭氧在水中迅速氧化N,N-二乙基对苯二胺（DPD）试剂，生成稳定的粉红色化合物。
步骤：
1. 取一定体积的代表性水样（需注意取样时避免臭氧损失）。
2. 加入DPD缓冲试剂粉末或溶液，混匀。
3. 水样立即呈现粉红色（颜色深度与臭氧浓度成正比）。
4. 在加入试剂后的规定时间（通常1-2分钟内），将显色溶液放入便携式分光光度计的比色皿中。
5. 仪器在特定波长（通常525nm或510nm）下测量吸光度。
6. 仪器内置校准曲线自动计算出臭氧浓度（mg/L或ppm）。
特点： 操作相对简便快速（数分钟内完成），灵敏度高，选择性较好（干扰可通过添加甘氨酸等消除部分），精度高，试剂稳定性较好。

2. 靛蓝三磺酸钾分光光度法： 也是一种标准方法，利用臭氧使靛蓝三磺酸钾褪色的程度来测定浓度，在特定波长（如600nm或610nm）测量剩余染料的吸光度。

3. 紫外吸收法： 主要用于气相臭氧或特定设计的在线水中臭氧分析仪。臭氧在紫外波段（如254nm）有特征吸收，根据朗伯-比尔定律计算浓度。现场便携应用较少。

4. 比色卡目视法： 使用臭氧检测试纸或粉末试剂包显色后，与标准色卡进行肉眼比较。优点是极快、极简便，但主观性强，精度差，适合半定量估计。

现场关键： 无论哪种方法，现场操作需严格遵循试剂和仪器的说明书，注意取样代表性、显色时间控制、比色皿清洁、仪器校准（零点及标准溶液校准）以及试剂的有效期。

检测标准

进行现场应用效果评价（臭氧余量）检测时，应遵循相关的国家标准、行业标准或国际标准，以确保结果的准确性和可比性。主要标准包括：

1. 中国国家标准 (GB) 和城镇建设行业标准 (CJ/T)：

GB/T 5750.11-2006 《生活饮用水标准检验方法消毒剂指标》： 该标准规定了生活饮用水中臭氧（O₃）残留量的检测方法，明确采用DPD分光光度法作为仲裁法。
CJ/T 206-2005 《城市供水水质标准》： 该标准规定了城市供水的水质要求，其配套检验方法通常引用GB/T 5750，同样要求采用DPD法检测管网末梢水或出厂水的臭氧余量。
其他相关标准： 如游泳池水质标准（CJ/T 244）、工业循环冷却水处理设计规范（GB 50050）等，也可能包含臭氧及其残余量的限值和检测要求。

2. 美国环境保护署 (EPA) 标准：

EPA Method 330.5： 测定饮用水及废水中残留臭氧的分光光度法（DPD法）。这是美国广泛认可的标准方法。

3. 国际/行业通用方法：

《Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater》(标准方法)： 其最新版本（如23版）中的4500-O₃ B. Indigo Colorimetric Method（靛蓝比色法）和4500-O₃ G. DPD Colorimetric Method（DPD比色法）是国际上权威的水质检测方法参考。

执行要点： 进行现场检测时，必须严格按照所选用标准方法中规定的步骤、试剂规格、仪器校准程序、采样要求、精密度和准确度控制措施进行操作，并做好详尽的检测记录（包括时间、地点、水温、pH、仪器型号、试剂批号、校准数据、检测结果等），以确保评价结果的有效性和可追溯性。