石倩萍 程玉周 黃韜 孫強 夏彬勇

（成都市排水有限責任公司 四川成都 610000）

0 引言

城市生活污水常存在低碳高氮磷的水質(zhì)特點［1-2］。在實際污水處理過程中，污水中原有有機物濃度往往無法滿足常規(guī)脫氮工藝中反硝化階段微生物對碳源的需求，導(dǎo)致反硝化過程受阻，大大影響脫氮效果。對此，外加碳源成為了目前適用的有效手段［3-5］。乙酸鈉作為一種常見碳源［6-7］，因其具有效果顯著、價格合理、運輸儲存安全便捷等優(yōu)點，已廣泛應(yīng)用于污水處理行業(yè)。在實際應(yīng)用中，污水處理廠通常直接購買乙酸鈉溶液進行碳源補充。由于近年來污水處理的出水水質(zhì)標準日益嚴格，乙酸鈉的使用量、投加頻率顯著增加，為保障生產(chǎn)正常運行，污水處理廠往往需要快速分析、檢測乙酸鈉溶液質(zhì)量控制的關(guān)鍵指標—乙酸鈉含量。

目前，對于乙酸鈉含量的測定，常用方法有：①采用化學(xué)滴定法［8］，將樣品注入強酸性陽離子交換樹脂柱交換出氫離子，以酚酞作為指示劑，用氫氧化鈉滴定并計算乙酸鈉質(zhì)量分數(shù)。該方法為常用檢測方法，但易受雜質(zhì)干擾，且操作較繁瑣。②采用離子色譜法測定乙酸鈉含量［9］，由抑制器抑制淋洗液，扣除背景電導(dǎo)，利用電導(dǎo)測定器進行測定。該方法耗時長，且成本較高，一般不作為污水處理廠日常檢測用方法。

分光光度法是一種常用檢測方法，當某些化學(xué)物質(zhì)被光照射時，由于物質(zhì)分子中價電子能級躍遷對輻射有吸收，會產(chǎn)生吸收光譜，再根據(jù)物質(zhì)對光選擇性吸收的特性，通過測定被測物質(zhì)在一定波長范圍內(nèi)或特定波長處的發(fā)光強度或吸光度，可對該物質(zhì)進行定性和定量分析。近年來，隨著我國對環(huán)保事業(yè)的重視，分光光度法因其操作簡單、方法靈敏、測定范圍廣、分析成本低等優(yōu)點廣泛應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測、分析檢測中［10-11］。

針對測定乙酸鈉含量常規(guī)檢測方法操作復(fù)雜、耗時長、成本高的問題，本文對分光光度法測定污水處理用乙酸鈉含量進行了研究，利用乙酸鈉溶液于特定波長范圍下的光譜特性，建立擬合曲線方程，并將樣品測定結(jié)果與常規(guī)檢測用化學(xué)滴定法進行比對，以期對污水處理用乙酸鈉溶液的快速檢測提供技術(shù)支持。

1 實驗部分

1.1 樣品來源

實驗中所測定的乙酸鈉（分子式CH3COONa）均為城市污水處理廠用外加碳源的乙酸鈉溶液。無色，pH 在7.5～9.0 之間，乙酸鈉溶液中乙酸鈉含量為20%左右，水不溶物含量≤0.1%。

1.2 實驗試劑與實驗儀器

（1）實驗試劑：乙酸鈉，色譜純，優(yōu)級純；氫氧化鈉，分析純；鄰苯二甲酸氫鉀，基準試劑；酚酞指示劑；強酸性陽離子交換樹脂；氯化鈉，分析純；鹽酸，分析純；無水乙醇，分析純。實驗用水均為新制超純水。

（2）實驗儀器：紫外-可見分光光度計，北京普析通用TU-1810；分析天平，賽多利斯BSA224S-CW；pH 計，上海雷磁PHSJ-4F；一般實驗室常用器皿耗材。

1.3 實驗內(nèi)容與方法

1.3.1 分光光度法測定乙酸鈉含量

（1）測定波長的選擇。配制濃度為100 mg/L 的乙酸鈉溶液，在190 nm～250 nm 波長范圍內(nèi)，用紫外分光光度計對乙酸鈉溶液進行掃譜，選擇特征吸收峰波長作為測定波長。

（2）標準曲線的繪制。分別量取0 mL、0.50 mL、1.00 mL、2.00 mL、3.00 mL、4.00 mL、5.00 mL 的1 000 mg/L 乙酸鈉標準使用液于50 mL 具塞磨口玻璃比色管中，再分別加入1.00 mL pH 值為9 的氫氧化鈉溶液，加水稀釋至50 mL 標線，蓋塞混勻。使用10 mm 石英比色皿，以去離子水作參比，在特定波長下測定吸光度?？鄢瞻讓嶒灥奈舛群螅詫?yīng)的乙酸鈉濃度繪制標準工作曲線。

（3）樣品檢測。量取樣品于50.0 mL 具塞磨口玻璃比色管中，按照繪制標準曲線的步驟進行測定。若樣品中乙酸鈉含量超過標準曲線最大濃度，需進行稀釋測定。

樣品中乙酸鈉的質(zhì)量濃度按式（1）進行計算。

式中：C 為乙酸鈉的質(zhì)量濃度，mg/L；As為樣品的吸光度；Ab為空白試驗的吸光度；a 為校準曲線的截距；b 為校準曲線的斜率；f 為稀釋倍數(shù)。

1.3.2 化學(xué)滴定法測定乙酸鈉質(zhì)量分數(shù)

參考《化學(xué)試劑 無水乙酸鈉》（GB/T 694—2015）［8］對強酸性陽離子交換樹脂柱進行處理，對樣品進行檢測。

參考《化學(xué)試劑 標準滴定溶液的制備》（GB/T 601—2016）［12］對氫氧化鈉標準滴定溶液進行標定計算。

稱取1.000 0 g～1.200 0 g 乙酸鈉樣品，精確至0.000 1 g，溶于25 mL 去離子水中，裝于100 mL 錐形瓶。將錐形瓶中的樣品注入處理好的強酸性陽離子交換樹脂柱中，以約5 mL/min的流量進行交換，交換液收集于錐形瓶中，用水分次洗滌樹脂至用精密pH 試紙測得滴下溶液呈中性，收集交換液和洗滌液約400 mL。向收集液中加2 滴酚酞指示液（10 g/L），用氫氧化鈉標準滴定溶液［c（NaOH）≈0.10 mol/L］滴定至溶液呈粉紅色，并保持30 s。另取一個錐形瓶，再次用水洗滌樹脂，收集洗液約150 mL，按照上述方法進行滴定，所消耗的NaOH 體積應(yīng)小于0.10 mL。同時做空白實驗。

樣品中乙酸鈉的質(zhì)量分數(shù)按式（2）進行計算。

式中：ω 為乙酸鈉質(zhì)量分數(shù)，%；V1為氫氧化鈉標準滴定溶液體積，mL；V2為空白實驗消耗氫氧化鈉標準滴定溶液體積，mL；C 為氫氧化鈉標準滴定溶液濃度，mol/L；M 為無水乙酸鈉的摩爾質(zhì)量，g/mol，［M（CH3COONa）=82.02 g/mol］；m 為樣品質(zhì)量，g。

2 結(jié)果與討論

2.1 分光光度法測定乙酸鈉含量

（1）檢測波長的確定。乙酸鈉對光吸收具有選擇性，當光穿過乙酸鈉溶液時，乙酸鈉溶液對光的吸收程度隨光波長的不同而發(fā)生變化。在190 nm～250 nm 波長范圍內(nèi)，用紫外分光光度計對乙酸鈉溶液進行掃譜，結(jié)果如圖1 所示。實驗結(jié)果表明100 mg/L 乙酸鈉在波長191 nm 處有最大吸收峰，選擇191 nm作為測定波長。

圖1 100 mg/L 乙酸鈉掃譜圖

（2）標準曲線測定結(jié)果。按照繪制標準曲線的步驟于191 nm處測定標準曲線，結(jié)果如圖2 所示。擬合曲線得到線性方程：As=0.00555c-0.00954，r=0.9990。實驗結(jié)果表明乙酸鈉濃度在0 mg/L～100.0 mg/L 范圍內(nèi)時，吸光度與乙酸鈉濃度的線性關(guān)系良好。

圖2 標準曲線擬合圖

（3）結(jié)果精密度。對乙酸鈉樣品進行測定，3 組樣品分別做5 次平行樣，計算結(jié)果的相對標準偏差，測定結(jié)果見表1。實驗表明結(jié)果相對標準偏差在1.8%～2.5%之間。

表1 分光光度法實驗精密度檢測結(jié)果

（4）結(jié)果準確度。對稀釋后的5 組乙酸鈉樣品進行加標實驗，加入20 mg/L 乙酸鈉標準溶液，分別測定加標前后試樣濃度，計算加標回收率，測定結(jié)果見表2。實驗表明加標回收率在92.0%～94.5%之間。

表2 分光光度法實驗準確度檢測結(jié)果

2.2 化學(xué)滴定法測定乙酸鈉質(zhì)量分數(shù)

對乙酸鈉樣品進行測定，3 組樣品分別做5 次平行樣，計算結(jié)果的相對標準偏差，測定結(jié)果見表3。實驗表明結(jié)果相對標準偏差在0.52%～0.86%之間。

表3 化學(xué)滴定法實驗精密度檢測結(jié)果 （%）

2.3 結(jié)果對比

（1）分光光度法與化學(xué)滴定法結(jié)果對比。將6 組乙酸鈉樣品分別利用上述分光光度法及常規(guī)化學(xué)滴定法進行測定，測定結(jié)果見表4。

表4 樣品乙酸鈉含量測定結(jié)果

由表4 可知，利用分光光度法測得的結(jié)果與常規(guī)化學(xué)滴定法相比，結(jié)果相對偏差在5.0%以內(nèi)。結(jié)果表明，利用本文所述分光光度法測定樣品乙酸鈉含量結(jié)果與常規(guī)化學(xué)滴定法測得結(jié)果相近，該法可用于污水處理廠快速檢測乙酸鈉含量。

（2）氫氧化鈉添加與否結(jié)果對比。在除標準溶液和待測樣品溶液中均不加入氫氧化鈉外，其余條件均一致的情況下，對樣品1 和樣品2 的乙酸鈉含量及pH 值進行測定，并將其與加入氫氧化鈉的測定結(jié)果進行對比，測定結(jié)果見表5。

表5 分光光度法測定含量氫氧化鈉添加與否結(jié)果對比

由表5 可知，在利用分光光度法測定乙酸鈉含量時，與不添加氫氧化鈉的檢測條件相比，添加氫氧化鈉后，樣品1 和樣品2 的pH 值均增大至更接近樣品原樣pH 值，且測定結(jié)果也與利用常規(guī)化學(xué)滴定法的結(jié)果更接近。

分析表明，乙酸鈉作為強堿弱酸鹽，在水中極易發(fā)生水解，水解方程見式（3）。

在利用分光光度法測定污水處理用乙酸鈉溶液中乙酸鈉含量時，往往需要將樣品進行稀釋操作，這將使乙酸鈉發(fā)生一定程度的水解，平衡式向右移動，乙酸鈉轉(zhuǎn)變?yōu)橐宜?，從而使溶液性質(zhì)發(fā)生變化，影響測定結(jié)果的準確性。加入一定量氫氧化鈉，調(diào)節(jié)體系pH，使平衡左移，可提高測定準確性。

3 結(jié)論

（1）利用分光光度計對乙酸鈉進行掃譜，在191 nm 處測得最大吸收峰。在191 nm 波長處測定不同濃度乙酸鈉吸光度，擬合得到線性方程：As=0.00555c-0.00954，r=0.9990。通過該法測定乙酸鈉樣品中乙酸鈉含量，相對標準偏差在1.8%～2.5%之間，加標回收率在92.0%～94.5%之間。與化學(xué)滴定方法相比，結(jié)果相對偏差在5.0%以內(nèi)。

（2）在利用分光光度法測定乙酸鈉含量時，加入氫氧化鈉，調(diào)節(jié)體系pH 值，可提高檢測結(jié)果準確性。

（3）利用分光光度法測定乙酸鈉含量，方法簡便、快速、成本低，且精密度和準確度高。在實際生產(chǎn)中，可利用該法對污水處理用乙酸鈉溶液中乙酸鈉含量進行快速測定。