直接监测含水系统中杀微生物剂浓度的方法技术方案

一种用于直接测定含水系统中杀微生物剂浓度的方法，包括：直接测定该含水系统在２００－２５００ｎｍ波长范围内的吸收或发射光谱，应用化学统计学算法处理所测得的光谱，从而确定杀微生物剂的浓度。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于一种直接监测含水系统中杀微生物药剂浓度的方法，更具体地说，是关于一种用于确定在200-2500nm波长范围内具有吸收或发射光谱的杀微生物药剂数量的直接光谱测定方法，在该方法中，首先测定含有杀微生物剂的水系统的光谱，然后应用化学统计学算法对测得的光谱进行处理。传统的水处理分析方法包括，定时采集样品，对每一种感兴趣的成分分别进行分析程序。一般地说，这些方法耗费时间，从取样、获得结果到最终作出方案调整要延误很长时间。近来，人们研制出一些在线分析方法，但是这些方法中的任何一种对于特定的被分析物都不是特异有效的，它们仅限于测定单一成分，或者需要添加试剂以显现与所感兴趣的被分析物浓度成正比例的颜色强度。例如，有人研制出能够监测氧化性杀微生物剂的在线分析仪器，即氧化还原电势(ORP)分析仪。但是这些分析仪不是特异有效的，它们对于系统中任何氧化性化合物都会产生反应。同样地，由于下列原因，比色分析的效果也不理想1.响应时间缓慢，这是因为大部分比色反应需要几分钟才显色;2.比色反应受到背景污染物质以及物理参数的干扰，例如，许多比色反应的终点对温度和pH值十分敏感;3.需要日常维护，定期更换试剂和重新标定。目前已应用于监测含水系统的另一种方法是依赖于测定惰性示踪物组分来间接地监测产物的含量。但是，用来处理水处理系统的活性的杀微生物剂不是惰性的，在含水系统内正常的操作条件下，它们不断地消耗或降解。因此，必须定期采集活性杀微生物剂的样品，以确保系统得到保护。鉴于以上所述，需要有一种快速、直接监测含水系统中活性杀微生物剂浓度的方法。本专利技术的一个目的是，提供一种同时，直接测定含水系统中的一种或多种杀微生物剂的活性浓度的方法，这种方法不需要化学试剂，一般地说不受背景干扰存在的影响。本专利技术的另一目的是，提供一种同时分析并向控制系统反馈信息以保持和调整含水系统中杀微生物剂加入速度的方法。本专利技术的又一个目的是，提供一种直接和同时测定水系统中活性杀微生物剂含量和示踪物含量以确定总的处理情况的方法。本专利技术还有一个目的是，提供一种在存在有强吸收紫外至近红外线的水处理剂的情况下鉴别和定量低含量的弱吸收紫外至近红外线的杀微生物剂的方法，对于这种情况，以往采用常规的紫外至近红外光谱测定方法是无法定量的。根据本专利技术，提供了一种测定水系统中一种或多种杀微生物剂浓度的方法，这种方法的独特之处在于，采用紫外至近红外光谱测定法并结合使用化学统计学算法来确定水系统中活性杀微生物剂的含量水平。附图的简要说明附图说明图1是在线分析仪的示意图。图2是多样品试验室标定的示意图。图3是表示在合成冷却塔上试验中，5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮的实际含量与所使用的检测试样(learning set)标定预测值之间关系的曲线图。图中，对角线表示二者完全吻合，预测值的绝对误差由对角线和预测点之间的垂直距离表示。图4是5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮的合成冷却塔试验抓取样品的HPLC结果与相应的分析仪读数之间关系的曲线图。图5是合成冷却塔研究中5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮浓度的分析仪读数曲线图和HPLC结果(图中的实心园圈)。图6是表示在合成冷却塔上试验中2，2-二溴-3-腈丙酰胺实际含量与标定预测值关系的曲线图。图中，对角线表示完全吻合，预测值的绝对误差用对角线和预测点之间的垂直距离表示。图7是含有2，2-二溴-3-腈丙酰胺的合成冷却塔试验的滴定法与相应的分析仪读数之间关系的曲线图。图8是在合成冷却塔研究中2，2-二溴-3-腈丙酰胺浓度的分析仪读数与滴定结果(图中的实心园圈)之间关系的曲线图。图9和图10是野外试验结果图示总结，在该图中，将5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮和2，2-二溴-3-腈丙酰胺的浓度物料衡算浓度绘制成曲线。本专利技术是关于一种直接监测水系统中的一种或多种杀微生物剂浓度的新方法。概括地说，这种方法包括直接测定含有杀微生物剂的系统水在紫外线、可见光和/或近红外线波长范围内的吸收或发射光谱，然后应用化学统计学算法对该光谱进行处理，从而确定出杀微生物剂的浓度。本专利技术的方法，一般不受系统中存在的背景基质干扰(例如pH值变化)或其它活性的水处理组分的影响，因此不需要耗费时间的脱线分离或衍生工序。此外，本专利技术的方法不需要或不涉及使用附加着色剂、染料、滴定或其它的间接监测方法。本专利技术对于目前用于处理水系统的杀微生物剂具有广泛的适用性，当然，有一个前提条件，即所感兴趣的特定杀微生物剂在紫外线、可见光和/或近红外线范围(200-2500nm波长范围)内具有可检测到的吸收或发射光谱。就本专利技术而言，如果在正常的杀微生物剂处理量条件下，在200-2500nm波长范围内杀微生物剂具有至少约0.1吸收单位的发色团(或者对于发射率分光计的相应可测量的反应)，则认为该杀微生物剂是可以检测到的。理想的情况是，在上述波长范围和剂量内，杀微生物剂具有0.1-1.5吸收单位。现在已发现，用本专利技术方法可以很容易监测的杀微生物剂的例子包括(但不限于)异噻唑啉酮(isothiazolones)、戊二醛、硫酮、卤代腈烷基酰胺、氨基甲酸酯、卤代烷基硝基二噁烷、卤代烷基乙内酰脲、卤代硝基烷基二醇、硫氰酸酯、烷基卤化鏻、胍、苄基卤化铵、烷基锍甲基硫酸盐等。表1中列出了这些杀微生物剂的具体例子以及已发现采用本专利技术的方法可以监测的这些杀微生物剂的典型活性剂量。表1 采用本专利技术的方法还可以同时监测两种或多种杀微生物剂的混合物中的各个浓度。特别推荐的杀微生物剂组合物是戊二醛和异噻唑啉酮按10∶90-90∶10的重量比构成的混合物，最好是异噻唑啉酮∶戊二醛重量比为1.5-10的混合物。适合于在本专利技术中使用的异噻唑啉酮是可以由Rohm & Haas公司买到的、商品名为Kathon 的产品。按照本专利技术，这两种杀微生物剂各自的浓度可以按下述方法直接、同时监测测定含有这些杀微生物剂的水系统的光谱，然后应用化学统计学算法处理这种光谱。显而易见，将化学统计学算法应用于水系统的光谱提供了一个有力的工具，有了这个工具，即使是复杂的基质例如含多种杀微生物剂及其它水处理成分或干扰物的冷却水系统，也能同时测定其中的多种成分的浓度。杀微生物剂与分散剂和/或杀微生物剂保护剂的组合物也可以按本专利技术方法进行监测。本文中所说的杀微生物剂保护剂是指在存在有害物质的情况下抑制杀微生物剂降解的组合物。例如，目前已经知道，在某些pH范围内或者在有金属铁存在的情况下，异噻唑啉酮会发生降解。通过添加一种或多种杀微生物剂保护剂可以抑制这种降解，所述的杀微生物剂保护剂例如有乙酸盐、碳酸盐、氯化物、溴化物、硫酸盐、磷酸盐、金属氧化物、钼酸盐、铬酸盐、锌盐、铜盐、镉盐、二烷基硫脲、烷氧基化松香胺、吡咯、膦酸盐、锌粉、金属硝酸盐或亚硝酸盐等以及它们的组合物。这一技术在加拿大专利申请529467、美国专利4031055或3820795中有详尽描述，引征这些文献仅供参考。根据本专利技术，与这些杀微生物剂保护剂和/或分散剂结合使用的杀微生物剂的浓度水平也可以采用下文所述的化学统计学算法直接和同时地进行监测与定量。本专利技术的另一实施方案是将多种监测方法结合起来，不仅提供含水系统中一种或多种杀微生物剂的浓度，而且还本文档来自技高网...

【技术保护点】
直接测定含水系统中一种或多种杀微生物剂浓度的方法，该方法包括，直接测定含有杀微生物剂的含水系统在２００－２５００ｎｍ波长范围内的吸收或发射光谱，应用化学统计学算法处理该光谱，从而确定杀微生物剂的浓度。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：JC图利，LM凯，
申请(专利权)人：格雷斯公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]