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余氯还是余氧,“高能活性氧”与“标准活性氧”之辨

2023-08-23

接地气的科普,为养殖增加一双慧眼彻底搞清楚:余氯&余氧,过硫的高能活性氧与标准活性氧的差异,固体过氧化氢究竟是什么?

1.先捧出九条结论

(1) 测试余氯的国标方法,是无法鉴别出“余氯”还是过硫的“高能余氧”。

(2) 测余氯(或有效氯)时,高能活性氧是干扰因素,因为它比“余氯”有更强氧化能力,能让余氯试剂显色,看上去“它”也是余氯。

(3) “过硫”的正常应用,不会导致养殖水体的“余氯”超标。

(4) 按照氧化能力将过氧化物分为普通氧化剂和高能氧化剂两大类型,①普通氧化剂的有效成分是标准活性氧,以过氧化氢为代表,②高能氧化剂有效成分是高能活性氧,以过硫酸氢钾为代表。高能活性氧最基本特征是在通常条件下,在日常水体中能将氯离子氧化成为次氯酸。标准活性氧可以采用高锰酸钾方法测含量。高能活性氧由于氧化能力比高锰酸钾更强,该方法无效,只能采用“碘量法”测含量。

(5) 含氯氧化剂例如次氯酸钠、二氯异氰尿酸钠(优氯净)、二氧化氯都采用碘量法测含量,水体余氯采用DPD法检测。(有些情况下也把二氧化氯看做过氧化物,采用五步碘量法检测)

(6) 国标上,高能活性氧(余氧)和有效氯(余氯)采用同一种方法测含量,如何计算具体含量的呢,说出来别不相信,你认为是“氯”,你就按照氯的原子量计算,得到有效氯的含量。你认为是“氧”,你就按照氧的原子量计算,得到高能活性氧的含量。当你不知道是“氯”还是“氧”的时候,这种方法不能帮你区别出“氯”和“氧”。

(7) 碘量法在数量关系上的结果,1个“高能活性氧”=4.4375个有效氯。

(8) 惊闻固体过氧化氢有了小弟弟!在化工领域,常把含有过氧化氢(双氧水)30%以上的过碳酸钠被称之为固体过氧化氢,斗转星移,最近两年,水产领域,将过氧化氢含量只有9%的过氧化硫酸钠,也称谓“固体过氧化氢”。科幻届中有“降维打击”的说法,水产届居然有“降含量打击”,以少胜多,移花接木。

(9) 对于含氯氧化剂和高能氧化剂,测有效含量无法区别,需要采用其他检测办法来进行区别、鉴别。以后会发文讨论,敬请期待。一般用户认准过硫产品的品牌最重要。



余氯与余氧检测方法一样,表现一样,就像真假美猴王一样,其实是两种不同的动物,一个是石猴,忠心耿耿,一个是六耳猕猴,狂躁伤人

2.常用调水改底氧化剂及固体过氧化氢冷知识

水产养殖上常用的调水改底氧化剂有三大类:

第一类是含氯氧化剂,例如漂白粉(次氯酸钙)、漂粉精(次氯酸钠)、二氯异氰尿酸钠(优氯净)、三氯异氰尿酸(强氯精)、二氧化氯、亚氯酸钠、溴氯海因等,其有效含量称之为“有效氯”,作用水体后剩余含量称谓“余氯”。

第二类是含有高能活性氧的氧化剂,所谓高能活性氧是指在通常条件下,能将水体中的氯离子氧化得到次氯酸的活性氧,这类氧化剂以过硫酸氢钾复合盐为代表。过碳酸钠、过氧化氢在通常条件下,无法把养殖水体中氯离子氧化得到次氯酸。

第三类是含有标准活性氧的过氧化物,例如过碳酸钠、“固体过氧化氢”(这是一个奇怪的命名,下面专门解释一下)、过碳酰胺等;其有效成分为过氧化氢(通常称作双氧水),还有过氧化钙、过硼酸钠等其有效含量是活性氧,作为养殖水体常用的增氧剂,能提高水体的溶解氧。

这里专门说一下最近两年水产领域流行的所谓“固体过氧化氢”,这个名字被用来特指过氧化硫酸钠过氧化硫酸钠是硫酸钠(元明粉)、氯化钠、双氧水的加成物,其生产过程大体上就是硫酸钠(元明粉)放到双氧水中“浸泡”,然后经过烘干得到“含有过氧化氢的元明粉”,其过氧化氢(双氧水)含量最大约9%,按照化学命名规则,应该是“过氧化硫酸钠”,而不应该命名为固体过氧化氢。在化工领域,固体过氧化氢过去往往被用来专指过碳酸钠过碳酸钠是碳酸钠(纯碱)与双氧水的加成物,其双氧水理论最高含量32.5%,比过氧化硫酸钠高了3.6倍。现在含量更低的过氧化硫酸钠抢了“固体过氧化氢”这个通用名称,作为专用化学名称,实在不明白,当初是如何命名的。

或许这也算是水产投入品的一个乱象?

既然含量低的过氧化硫酸钠被称作固体过氧化氢,含量更高的过碳酸钠可以成为固体过氧化氢大哥大。

过碳酸钠水溶液pH值是碱性的,而过氧化硫酸钠水溶液是中性的,应用于洗涤产品应该更有前景。对于水体增氧,不改变水体pH值,也是其优点。但是较低的含量,更高的价格,是养殖朋友都待见这位“新媳妇”?还是某些厂商炒作?

固体过氧化氢队伍扩大了,只要含有过氧化氢的固体化学物质,都可以称之为“固体过氧化氢(固体双氧水)”你是,它是,这几种都是。



3.三大类氧化剂检测方法的同与不同


按照有关国家标准和行业标准,三种氧化剂的有效含量的测试方法分别是:

含氯氧化剂测试方法主要是碘量法,余氯测试方法有DPD法等。

过氧化氢类氧化剂标准活性氧含量测试方法是高锰酸钾法。

过硫酸氢钾高能活性氧测试方法是碘量法,余氧测试也采用DPD方法。由于其氧化能力比高锰酸钾强,无法用高锰酸钾氧化法来测试过硫的有效含量。

含氯氧化剂在水处理、水体消毒中具有广泛的用途,各类检测办法比较多。需要特别说明的是,这些检测方法,不能用于鉴别有效氯和高能活性氧。

既然活性氧与有效氯都是碘量法测试,就有了等量代换的数量关系,即:1个活性氧(AO)等于4.4375个有效氯(Cl)。

余氯与余氧检测方法一样,检测结果相近,就像真假美猴王一样,其实是两种不同的动物,一个是石猴,忠心耿耿,一个是六耳猕猴,狂躁伤人。

三种氧化剂的检测方法汇总如下:

类别

有效成分

反应后余量

检测办法

化学物质

含氯氧化剂

有效氯

余氯

碘量法、DPD

漂白粉,次氯酸钠,二氯异氰尿酸钠(优氯净),二氧化氯,亚氯酸钠,溴氯海因等

高能

过氧化物

高能活性氧

余氧

碘量法、DPD

过硫酸氢钾、臭氧(电离氧气)

普通

过氧化物

标准活性氧

溶解氧

高锰酸钾法

过碳酸钠,过氧化氢(双氧水)、过氧化钙、过氧化硫酸钠、过硼酸钠

4.余氯及其检测方法

余氯是指水经过加氯消毒,接触一定时间后,水中所余留的有效氯。余氯可分为化合性余氯(指水中氯与氨的化合物,有NH2Cl、NHCl2及NCl3三种,以NHCl2较稳定,杀菌效果好),又叫结合性余氯;游离性余氯指水中的ClO-、HClO、Cl2等,杀菌速度快,杀菌力强,但消失快),又叫自由性余氯;总余氯即化合性余氯与游离性余氯之和。作为使用最常用的含氯消毒剂。

检测余氯最常见的简便方法主要有DPD,OTO,TMD和膜法。(其中OTO因毒性比较大,显示数据不稳定,逐渐被DPD法所代替),DPD检测原理:游离氯直接与N,N-二乙基-1,4-苯二胺(DPD)发生反应,生成红色化合物。DPD测定法具有简单、快速的优点,是一种被广泛应用的有效氯测定法。

按照上述化学反应原理,在同样条件下,将DPD氧化生成相应产物的化学成分都会被检测出来。现有国标余氯检测方法是基于水体仅仅用过含氯消毒剂的情况下,来判断水体余氯是否符合要求。

在水产养殖过程中,有可能使用过多种氧化剂,例如二氯异氰尿酸钠、漂白粉、过硫酸氢钾、二氧化氯(活化后使用),采用DPD余氯检测方法检测余氯,实际上测到了余氯是氧化能力相当于或超过“有效氯”的所有化学物质的总体表现。

过硫酸氢钾具有较强氧化能力,能在水体中性、弱碱性、酸性条件下,将氯化钠的中稳定的氯离子氧化为氯气(次氯酸),在复配的调水产品中,依然具有较强氧化能力,氧化DPD,使人误以为是含氯产品,其实这含量与“余氯”没有关系。

过碳酸钠、过氧化钙、固体过氧化氢这些产品与过硫酸氢钾相比氧化能力比较弱,按照DPD方法,几乎测不出余氯。在强酸性条件下,过氧化氢氧化能力得到增强,也能使得DPD部分显色。这几种过氧化物常用于应急增氧,其本身还是双氧水。

动保渔药企业生产的产品,要向养殖户老老实实讲清楚,不要给人家讲关公战秦琼,故事热闹,迟早是会露馅的。



5.过硫不会导致水体余氯超标

当过硫加入到水体中以后,是否还能检测到余氯?这就要具体情况具体分析。以最常见的20%过硫复合片为例(好的配方不会加入含氯氧化剂成分),一般推荐用量300-600g/亩米。按照上述的等量关系,20%过硫酸氢钾复合盐折算有效氯4%,需要注意的是,这里仅仅是理论上折算,并非真实的有效氯。假设一亩水面1m水深的池塘,加入了20%过硫片剂666g,相当于133.2g有效氯,1m³水体增加了有效氯0.04g,过硫具有较好的活泼性,反应半衰期在几分钟到几十分钟内,很快就会降低到0.02g/m³(即0.02mg/L)。国家标准表明,养殖水体在放苗后的余氯含量不大于0.02mg/L。而且上述只是将“过硫”的“余氧”折算为“余氯”,实际上过硫是不含有“余氯”的。有些人认为,加入“过硫”会引起余氯超标,是错误的说法。

例如渔来宝系列的“过硫”产品,市场上号称只做过硫产品几个厂家,这些保真过硫系列产品,其含量与用量是经过理论设计并经过10多年实践总结出来的,正确使用,其安全性、有效性是完全可以得到保障的。

6.案例分析:余氯超标真实原因


分享最近一个案例,这是牛老师提供的,老牛同志在南通一带长期从事养虾技术服务。据牛老师说,弶港海堤外侧大约100-200张小棚。出现余氯偏高,虾摄食量下降,但是没有明显应激。部分棚加了大苏打,3kg/棚,加了VC,余氯检测不到了。但是加了有机酸,余氯立即上升到0.8-1mg/l,对虾出现应激脱壳,严重的几张棚直接“爆棚”。以上虾棚没有用过“过硫”相关产品,原来一个棚用了20斤-50斤的漂白粉进行清塘。放苗时候,池塘水余氯是合格的。

随着养殖进程,一个月后,余氯经常出现超标的情况。有些池塘余氯检测出来0.2-0.3mg/L,不采取措施,也没有问题。后来我们了解到,南通盐城一带小棚对虾养殖中,清塘时往往会加大量的漂白粉。过量的有效氯会与底泥结合成为氯胺,持续稳定存在里面。这是“余氯”仓库,对虾长大后,活动能力增强,有可能把底泥翻上来,随时可能会造成水体余氯超标。加有机酸会加重不良作用。因此,要综合考虑养殖模式,升级清塘的办法。

7.常见余氯检测操作流程

(1)DPD法:

1.)取一洁净的比色管加特测水样至管的15mL刻度线。

2.)将余氯测定试剂倒入比色管中,晃动至完全溶解后。

3.)将管提至离比色卡约2厘米高的空白处于标准色阶白上而下目视比色,与管中溶液色调相同的色阶即是水中余氯的含量(毫克/升)。


DPD余氯检测试剂盒(0.05-1mg/L),DPD余氯分析仪LH-M900(0-12mg/L)

(2)TMD法:在酸性条件下,(pH≤2),与余氯反应主要生成黄色的醌式化合物,即黄色的双电子氧化物-TMB二亚胺盐。优点:数据准确可靠-采用经典比色法分析,多级别测试要求,用比色卡进行可视的读数。操作简单,无需其他辅助耗材。方便快捷-检测样品只需 0-1 分钟。采用干燥密封桶包装,保质期长达18个月。操作流程:①甩掉试纸上多余的液体;②与余氯检测试纸包装桶上面的色块进行对比颜色;③相对应的颜色即为液体的余氯浓度值。

8.国家标准中关于余氯的有关数据


1) 自来水管网生活饮用水中,加氯消毒30分钟后,水中游离性余氯的含量不应低于0.3mg/L;管网末梢水中游离性余氯的含量不应低于0.05mg/L;出水厂余氯≥0.3mg/1;用户水中的余氯≥0.05mg/L.

2) 人工游泳池水中游离性余氯的标准值为0.3~ 1mg/L.

3) 用含氯洗消剂消毒后的食(饮)具表面游离性余氯的含量应小于0.3mg/L.

4) 工业循环冷却水中余氯的测定:0.03mg/L- -2.5mg/L.

5) 养殖水体消毒后余氯应保持在0.3-0.5mg/L,放苗时的水体余氯不应大于0.02mg/L。

6) 医院污水排放标准应保持在0.5mg/L。

7) 医院消毒池总余氯,一级标准:3-10mg/L,二级标准为2-8mg/L。

以上7项数据来自网络,有不准确的,欢迎评论区留言。













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