Т.Н. Савускан, Т.Б. Гавриленко, Ю.М. Гаврилко

(Ростовская государственная академия

сельскохозяйственного машиностроения,

Южный Федеральный Университет)

СПЕКТРОФОТОМЕТРИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСТАТОЧНЫХ КОЛИЧЕСТВ КОАГУЛЯНТА ВПК-402 ПРИ ОЧИСТКЕ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ

Коагулянт ВПК-402 используется для очистки природных вод от взвешенных частиц. Он представляет собой раствор полидиаллилдиметилмламмония хлорида (полиДАДМАХ) с концентрацией 30 – 40%. ПолиДАДМАХ разрешен для очистки питьевой воды контролирующими организациями при условии аналитического контроля за его содержанием в питьевой воде. Его ПДК в воде, мг/л-0,1.

При разработке метода определения полиДАДМАХа мы опирались на способ определения Fe (III) с хромазуролом S (ХАЗ) в присутствии катионно-активных веществ. ПолиДАДМАХ является высокомолекулярным полиэлектролитом, диссоциирующим в водных растворах на простой ион (хлорид) и высокомолекулярный катион. Он характеризуется очень высоким катионным зарядом при относительно невысокой молекулярной массе (от 10 тыс. до 1 млн.), что определяет его использование в качестве коагулянта при очистке питьевой воды.

В настоящее время существует множество методик определения подобных катионных поверхностно-активных веществ (КПАВ). Однако многие из них многостадийны, трудоемки и длительны, имеют низкую селективность и малую чувствительность. Кроме того, большинство из них оказались непригодны для определения катионных флокулянтов на основе полиДАДМАХа. Поэтому перед нами стояла задача разработки нового высокочувствительного способа определения катионных флокулянтов, отличающегося экспрессностью, высокой избирательностью, простотой и надежностью, не требующего применения токсичных реактивов.

Для решения этой задачи был разработан спектрофотометрический метод определения остаточных количеств полиДАДМАХа в водопроводной воде, сочетающего в себе все указанные выше требования.

Оптические плотности измеряли на спектрофотометре СФ-26 при длине волны λ=640 нм и толщине поглощающего слоя 1 см, 3 см, 5 см. рH буферного раствора контролировали на pH-метре pH-262 со стеклянным электродом.

Исследована система ХАЗ-Fe-ПолиДАДМАХ, положенная в основу фотометрического определения катионного флокулянта ВПК-402.

Изучены электронные спектры поглощения ХАЗ с Fe в отсутствии и присутствии КПАВ. В присутствии полиДАДМАХа в спектре появляется полоса поглощения с λ_мах=640 нм, поэтому все измерения оптической плотности системы ХАЗ-Fe- КПАВ проводили при фиксированной длине волны равной 640 нм.

При изучении влияния pH на образование окрашенного соединения ХАЗ- Fe- КПАВ было выявлено то, что максимальное значение оптической плотности наблюдается при pH=5,60-5,65; все измерения проводились при pH=5,65. Результаты исследования влияния концентрации железа и концентрации хромазурола показали, что оптимальной концентрацией железа и ХАЗ является .

Изучена зависимость оптической плотности от времени созревания ионного ассоциата ХАЗ-Fe- КПАВ. Фотометрическое определение проводили при толщине поглощающего слоя 1 см. На основании экспериментальных данных был сделан вывод о том, что для созревания ассоциата достаточно 5 – 10 мин. В оптимальных условиях определения катионного флокулянта полиДАДМАХа была снята зависимость оптической плотности ионного ассоциата ХАЗ-Fe-ПолиДАДМАХ от концентрации катионного флокулянта при толщине поглощающего слоя 1 см, 3 см, 5 см. Зависимость оптической плотности от содержания полиДАДМАХа выражается прямой в интервале концентраций 0,2 – 2,4 мг/л при толщине поглощающего слоя 1 см; 0,1 – 2,4 мг/л при толщине поглощающего слоя 3 см и 0,04 – 2,4 мг/ л при толщине поглощающего 5 см.

Градуировочный график для толщины поглощающего слоя 3 см обработали методом наименьших квадратов. Коэффициент линейной корреляции составил 0,9981, уравнение прямой имеет вид: у=0,1589х+0,0197.

Согласно экспериментальным данным, определению полиДАДМАХа в значительной степени мешают ионы: , F^-, Al³⁺, органические кислоты, а также лаурилсульфат натрия, триметилцетиламмоний хлорид. Макрокомпоненты поверхностных вод суши не оказывают существенного влияния на ход анализа.

Для определения содержания остаточных количеств катионного флокулянта полиДАДМАХа, входящего в состав ВПК-402, были отобраны образцы водопроводной воды Ростова-на-Дону, Таганрога и водопроводной воды города Таганрога, пропущенной через фильтр.

Для определения остаточных количеств катионного флокулянта полиДАДМАХа использовали разработанную нами методику: в колбу на 100 мл поместили 12 мл раствора хромазурола S с концентрацией , 4 мл раствора соли железа с концентрацией , 50 мл анализируемой пробы воды. Доводили до метки буферным раствором с pH=5,65. Через 10 мин. измеряли оптическую плотность раствора на спектрофотометре СФ-26 при длине волны 640 нм в кюветах с толщиной поглощающего слоя 3 см. В качестве раствора сравнения использовали раствор хромазурола S с сернокислым железом при pH=5,65. Количество полиДАДМАХа находили по градуировочному графику. Содержание полиДАДМАХа в пробах составляло примерно 0,1 ПДК.

Таким образом, исходя из приведенных данных, можно сделать вывод о том, что разработанный метод определения остаточных количеств полиДАДМАХа в воде достаточно прост, доступен, не требует использования токсичных органических растворителей, занимает мало времени.