IO－3I－吖啶红聚乙烯醇体系分光光度法测定环境水样中溶解氧

作者：杨运琼 沙鸥 许兴友 马卫兴

【关键词】 IO－3I－吖啶红聚乙烯醇 分光光度法

1 引言 溶解氧（Dissolved oxygen，DO）是指溶解于水中的分子态氧，是环保、油田井下注水、工业锅炉用水、生物养殖用水和科研用水的重要检测指标之一。目前，测定溶解氧常用的方法有碘量法（即Winkler法）、氧电极法、水相化学发光法和分光光度法等。本方法依据碘量法中可以析出与溶解氧相当的I2，利用I－３与吖啶红（AR）在H2SO4聚乙烯醇（PVA）介质中反应生成离子缔合物，采用光度法测定水体中溶解氧，本方法以基准物KIO3为溶解氧标准溶液，灵敏度高，克服了原有碘量法中Na2S2O3为溶解氧标准溶液不稳定的不足。由于试剂便宜易得，无污染，适用于大批试样的测定。

2 实验部分

2.1 实验原理 于待测水样中加入MnSO4及碱性KI溶液，水中溶解氧与之形成Mn2O3沉淀，加入浓H2SO4与Mn2O3沉淀反应而析出单质I2。以KIO3为溶解氧标准溶液，与过量KI反应生成I2，利用I－３能与吖啶红在PVA存在下结合成电中性的离子缔合物，体系的吸光度在525 nm处降低最大，且降低值与KIO3浓度成正比的原理测定水中溶解氧。将待测水样经过碘量法处理固定溶解氧后，取适量的处理水样，加入吖啶红后溶液吸光度降低，根据氧化还原反应转移电子数：2I2→O2，IO－３→3I2，推出IO－３→1.5O2，即1×10－3 mol/L KIO3标准溶液相当于48 mg/L O2。

2.2 仪器与试剂 UV2501PC紫外可见分光光度计（日本岛津公司）； Sension8溶解氧测定仪（美国Hach公司）。 0.2 mol/L KI溶液； 4.4×10－4 mol/L吖啶红溶液；1%（w/V）PVA溶液；0.9 mol/L碱性KI溶液（含12.5 mol/L NaOH）；0.05和6.0 mol/L MnSO4溶液；0.5 mol/L H2SO4溶液；10 mg/L KIO3溶解氧标准溶液（此溶液相当于2.74 mg/L O2）。

2.3 溶解氧工作曲线的绘制 分别吸取适量溶解氧标准溶液于10 mL具塞比色管中，各加1.50 mL KI溶液、2.00 mL H2SO4溶液、1.50 mL吖啶红溶液、1.00 mL MnSO4溶液和0.50 mL 1% PVA溶液，加蒸馏水稀释至刻度，混匀后置暗处静置10 min后，在525 nm处用1 cm玻璃比色皿以试剂空白为参比测定试样溶液的吸光度A，以A和对应的溶解氧浓度绘制工作曲线。

2.4 水样预处理及光度法测定 现场采集的水样带回实验室，参照GB/T 7489对该稀释水样进行溶解氧固定，准确移取适量该溶液于10 mL比色皿中，按2.3项条件测定吸光度，根据工作曲线可得溶解氧浓度（mg/L）。

3 结果与讨论

3.1 标准曲线及检出限 按实验方法，测定吸光度ΔA并绘制溶解氧标准曲线，其回归方程为：ΔA=0.02425+2.037ρ(mg/L)， r=0.9970； 线性范围为0.008～0.274 mg/L， 按3S/N（S=0.077%）计， 本方法的检出限为0.0031 mg/L； 测定溶解氧的表观摩尔吸光系数为6.517×104 L/(mol·cm)。

3.2 干扰实验 对于0.274 mg/L溶解氧标准溶液，测定的相对误差不大于±5%时，共存物质的允许倍数为：NH＋4（200）； Na+，K+，Ca2+，Mg2+，Fe2+，Al3+，HPO2－4，H2PO－4，Cl－（100）；Zn2+，Ni2+（70）；Cu2+（30）；NO－2（20）；Cr6+，Ba2+，Bi3+，Fe3+（5）。通常， Ba2+，Cu2+和Fe3+等离子在天然水中的量与水中溶解氧量相比可忽略不计，因此这些物质对溶解氧的测定干扰可不考虑。水样中如果有亚硝酸盐存在并且含量＞0.1 mg/L时，由于亚硝酸盐能与KIO3作用析出游离I2，使测定结果偏高。在用浓H2SO4溶解沉淀之前，在水样瓶中加入数滴50 g/L叠氮化钠溶液可消除此干扰。

3.3 回收实验 采样本方法对蒸馏水样中溶解氧含量和回收率进行了测定，测定的相对标准偏差为0.13%～0.23%(n=8)；回收率为99%～101%(n=8)。

3.4 样品分析 用拟定的IO－３I－ARPVA分光光度法对蒸馏水、校内生活污水和连云港苍梧河河水的DO值进行测定。本方法测定与碘量法和溶解氧测定仪法所得结果比较， 3种测定方法的测定结果基本一致。