双波长分光光度法消除浊度对水中色度测定影响的研究
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Keywords colority; turbidity; spectrophotometry
色度是城镇污水处理厂水质监测中一项基本控 制指标，准确表征水体色度对有效控制水质受污染 程度具有重要意义。根据是否去除浊度，可将水样 色度分为真色与表色。通常情况下，溶解性有色物 质对污水色度的贡献率为 90%～95%，其余来自悬浮 物和胶体［1］。色度测定的传统分析方法主要有铂钴 目视比色法、稀释倍数法［2–3］。这两种方法操作简单， 但在实际应用中均有不足之处。对于污水处理厂出 口水样存在浊度的干扰，通过人的主观判断，测定结 果易存在较大误差。利用双波长分光光度法［4–5］克 服浊度的干扰，在很大程度上可以消除人为误差。
分光光度法中使用的标准色阶有铂钴色度标 准液和铬钴色度标准液两种［2］，波长范围通常选定 在 350～380 nm 近紫外光区内［6］。通过系列论证试 验，文献［7–8］中所使用的方法测定结果均较准确， 但都存在一定的偏向性，忽略了浊度对色度的干扰。
笔者选用铬 – 钴标准液分别在 350，540 nm 波长处 测定色度，能很好地消除浊度的干扰，结果准确度较 高，且操作简便。 1 实验部分 1.1 主要仪器与试剂
联系人：马淑勍；E-mail: mashuqing850728@126.com 收稿日期：2013–05–27
马淑勍：双波长分光光度法消除浊度对水中色度测定影响的研究
73
浊度标准溶液：取 10 mL 浊度标准储备液，加 1.4 水样的测定
水定容至 100 mL，混合均匀。
取清洁水样或污水处理厂二沉出水 50 mL 于
（北京排水集团水质检测中心，北京 100124）
摘要 水样色度的测定目前主要采用铂钴色标目视比色法和稀释倍数法，但对于较清洁的水样，传统的目视比
色法过度依赖人为主观判断，色度测定结果存在较大误差。利用 350，540 nm 双波长分光光度法，以铬钴色标作为标
准液，研究浊度对色度检测结果的影响，找出相关性，建立分析方法。该方法在一定的浊度范围内，色度检测结果具
第 22 卷，第 4 期
72
2013 年 7 月
化学分析计量
CHEMICAL ANALYSIS AND METERAGE
Vol. 22，No. 4 Jul. 2013
doi ：10.3969／j.issn.1008–6145.2013.04.021
双波长分光光度法消除浊度对水中色度测定影响的研究
马淑勍
1百度文库2 实验原理
50 mL 比色管中，如水样浊度干扰引起色度明显变
近似地认为浊度的吸光度在一较小的波长范 化，可经 0.45μm 滤膜过滤后测定。
围内不随波长改变而改变。利用双波长法的基本原 2 结果与讨论
理：共存干扰组分没有吸收峰时，利用干扰组分在 2.1 测定波长的选择
两个波长下的吸光度之比求出 K 值，使干扰组分所
分别取 500°铬钴色度标准溶液 0，0.5，1.0，2.0， 420～700 nm 范围内无吸收峰，且在波长 540～650
3.0，4.0，5.0，6.0，7.0 mL 于两组 50 mL 比色管中，其 nm 之间的吸光度变化不大（近似相等），而色度在此
中一组依次加入浊度标准溶液 0，0.5，1.0，1.5，2.0， 波长范围下几乎无吸收，可将 540 nm 作为次波长。
0.021 0 0.027 8 0.172 2 0.129 2 0.051 6 0.180 8 0.008 6 1.856 1 0.123 6 0.005 7
利用系数倍数法［4］公式推导出 K=A350 浊／A540 混， 度相对应的测度为检出限。本法色度检出限为 5°。
经过求平均值 K . 1.75推导出色度在 350 nm 处的 吸光度 A350 推导色与对应纯色度 A350 色的差值——理论 值 AR，符合实际所测 AR。表明利用 K 对色度在 350
Elimination of the Turbidity Effect in Deterimining the Colority of Water
by Dual Wavelength Spectrophotometry
Ma Shuqing
（Water Quality Analysis Center，Beijing Drainage Group Co., Ltd.，BeiJing 100124，China）
2.5，5.0，10.0，12.5 mL，用纯水稀释至标线，摇匀。对 2.2 采用双波长分光光度法检测色度的公式推导
应各比色管的色度分别为 0，5，10，20，30，40，50，60，
采用波长 350，540 nm 分别对单一色度、单一
70 °；浊 度 分 别 为 0，0.4，0.8，1.2，1.6，2.0，4.0，8.0， 浊度标准曲线以及色度 – 浊度混合标准曲线测定吸
Abstract Eye-measurement colorimetry of platinum-cobalt color-code and dilution multiple determination are mainly used to detect the colority of water samples. However for cleaner water，the traditional method of colority determination over-depend on the subjective judgment of person，the final results of colority determination have larger deviation. Chromium-cobalt color-code as a standard solution，dual wavelength spectrophotometry of 350 and 540 nm were used to study turbidity on the results of colority determination，and the correlation was find out, an analytical method was set up. The results of colority determination had a good linearity (r2 ＞ 0.999），the relative standard deviation of detection
results of sewage sample was less than 1% (n=7). This method can not only overcome the interference of a certain density turbidity to eliminate human error，but also can improve the accuracy of the analysis results.
0.002 0 0.002 8 0.022 8 0.017 8 0.004 3 0.022 1 –0.000 7 1.535 7 0.017 9 –0.000 1
0.002 8 0.004 5 0.043 1 0.035 8 0.006 9 0.042 7 –0.000 4 1.533 3 0.035 2 0.000 6
0.000 0 0.000 0 0.000 1 0.000 0 0.000 0 0.000 0 -0.000 1
– 0.000 1 –0.000 1
0.001 1 0.001 1 0.011 2 0.008 8 0.002 9 0.011 7 0.000 5 2.636 4 0.009 3 –0.000 5
y=0.005 3x+0.000 5，y=0.002x+0.000 4，相关系数 r2 分 为随着浊度的增大，散射作用的干扰，使得色度、浊
别为 0.999 6，0.999 5。
度叠加吸光度逐渐降低。
表 1 含有浊度的色度标准液线性相关性的推理分析
浊度／NTU 色度／°
0.0
0.4
0.8
1.2
1.6
2.0
10.0 NTU。以纯水为空白，纵坐标为吸光度，横坐标 为色度，测得吸光度绘制标准曲线，其中 350 nm 波长
光度，结果见表 1。由实际测得 AR 可知，在波长 350 nm 处，当色度小于等于 50°、浊度小于 4 NTU 时，
测得吸光度 – 色度标准曲线为 y=0.001 9x+0.000 6， 浊度色度混合产生的吸光度 A 近似等于浊度色度
紫外 – 可见分光光度计：Cary50 型，美国安捷 伦科技有限公司；
纯水机：Milli-QAcademic 型，美国 Millipore 公司； 铬 钴 色 度 标 准 液：色 度 为 500 °，准 确 称 取 (0.087 4±0.000 1) g 重 铬 酸 钾 和 (2.000 0±0.000 1) g 的硫酸钴 (CoSO4 · 7H2O) 溶于水中，加入浓硫酸 1 mL，加水定容至 1 000 mL，混合均匀； 浊度标准储备液：400 NTU，国家标准物质研究 中心；
相 关 系 数 r2=1，吸 光 度 – 色 度（浊 度）标 准 曲 线 为 分别在 350 nm 处产生的吸光度之和；当色度大于
y=0.001 8x-0.000 6，相 关 系 数 r2=0.999 8 ；在 350， 50°、浊度含量大于 4 NTU 时，浊度色度混合产生
540 nm 波长处，浊度标准溶液的标准曲线分别为 的吸光度小于二者单独产生的吸光度之和。这是因
4.0
8.0
10.0
0.0
5.0
10.0
20.0
30.0
40.0
50.0
60.0
70.0
A540 浊 A540 混 A350 混 A350 色 A350 浊 A350 色 +A350 浊 A350 色 +A350 浊 –A350 混 K=A350 浊／A540 混 A350 推导色 =A350 混 – K ×A540 混 理论 AR=A350 色 –A350 推导色
铂钴色度标准液在 262 nm 处有最大吸收，与
产生的吸收差值 ΔA=0，从而消除干扰。即 ΔA 与 污水处理厂出水中所含的硝酸盐氮在 257 nm 处吸
被测物浓度成正比，计算 ΔA-cX 的线性回归方程， 即可求得 cX 的值。 1.3 标准曲线绘制
收曲线［9］部分重叠，从而干扰色度的测定，所以选 择铬钴色度标准液靠近可见光区且无干扰的 350 nm 处作为测定主波长，又由于浊度标准液在波长
0.008 6 0.012 8 0.110 7 0.091 1 0.021 4 0.112 5 0.001 8 1.671 9 0.088 3 0.002 8
0.017 2 0.025 3 0.149 6 0.110 9 0.041 9 0.152 8 0.003 2 1.656 1 0.105 3 0.005 6
0.003 7 0.005 7 0.063 8 0.054 6 0.008 7 0.063 3 –0.000 5 1.526 3 0.053 8 0.000 8
0.004 6 0.006 9 0.083 1 0.072 3 0.010 7 0.083 0 –0.000 1 1.550 7 0.071 0 0.001 3
nm 处的吸光度进行校正（即有TA = A350 - K A540）， 可克服一定浊度干扰，得到理想检测效果。
2.4 精密度试验 取色度为 25.0°的标准溶液，分别添加不同
浓 度 的 浊 度 标 准 液 进 行 多 次 测 定，比 较 结 果 的 变 化 差 异，结 果 如 表 2。3 组 测 定 结 果 的 平 均 值 与 真 实 值 之 间 的 相 对 误 差 最 大 为 0.58%，平 均 偏 差
有良好的线性 (r2 ＞ 0.999），对污水样品测定结果的相对标准偏差小于 1% (n=7)。该法不但可以克服一定浊度的干扰，
消除人为误差，还可提高分析结果的准确度。
关键词 色度；浊度；分光光度法
中图分类号：O657.32 文献标识码：A
文章编号：1008–6145（2013）04–0072–04
色度是城镇污水处理厂水质监测中一项基本控 制指标，准确表征水体色度对有效控制水质受污染 程度具有重要意义。根据是否去除浊度，可将水样 色度分为真色与表色。通常情况下，溶解性有色物 质对污水色度的贡献率为 90%～95%，其余来自悬浮 物和胶体［1］。色度测定的传统分析方法主要有铂钴 目视比色法、稀释倍数法［2–3］。这两种方法操作简单， 但在实际应用中均有不足之处。对于污水处理厂出 口水样存在浊度的干扰，通过人的主观判断，测定结 果易存在较大误差。利用双波长分光光度法［4–5］克 服浊度的干扰，在很大程度上可以消除人为误差。
分光光度法中使用的标准色阶有铂钴色度标 准液和铬钴色度标准液两种［2］，波长范围通常选定 在 350～380 nm 近紫外光区内［6］。通过系列论证试 验，文献［7–8］中所使用的方法测定结果均较准确， 但都存在一定的偏向性，忽略了浊度对色度的干扰。
笔者选用铬 – 钴标准液分别在 350，540 nm 波长处 测定色度，能很好地消除浊度的干扰，结果准确度较 高，且操作简便。 1 实验部分 1.1 主要仪器与试剂
联系人：马淑勍；E-mail: mashuqing850728@126.com 收稿日期：2013–05–27
马淑勍：双波长分光光度法消除浊度对水中色度测定影响的研究
73
浊度标准溶液：取 10 mL 浊度标准储备液，加 1.4 水样的测定
水定容至 100 mL，混合均匀。
取清洁水样或污水处理厂二沉出水 50 mL 于
（北京排水集团水质检测中心，北京 100124）
摘要 水样色度的测定目前主要采用铂钴色标目视比色法和稀释倍数法，但对于较清洁的水样，传统的目视比
色法过度依赖人为主观判断，色度测定结果存在较大误差。利用 350，540 nm 双波长分光光度法，以铬钴色标作为标
准液，研究浊度对色度检测结果的影响，找出相关性，建立分析方法。该方法在一定的浊度范围内，色度检测结果具
第 22 卷，第 4 期
72
2013 年 7 月
化学分析计量
CHEMICAL ANALYSIS AND METERAGE
Vol. 22，No. 4 Jul. 2013
doi ：10.3969／j.issn.1008–6145.2013.04.021
双波长分光光度法消除浊度对水中色度测定影响的研究
马淑勍
1百度文库2 实验原理
50 mL 比色管中，如水样浊度干扰引起色度明显变
近似地认为浊度的吸光度在一较小的波长范 化，可经 0.45μm 滤膜过滤后测定。
围内不随波长改变而改变。利用双波长法的基本原 2 结果与讨论
理：共存干扰组分没有吸收峰时，利用干扰组分在 2.1 测定波长的选择
两个波长下的吸光度之比求出 K 值，使干扰组分所
分别取 500°铬钴色度标准溶液 0，0.5，1.0，2.0， 420～700 nm 范围内无吸收峰，且在波长 540～650
3.0，4.0，5.0，6.0，7.0 mL 于两组 50 mL 比色管中，其 nm 之间的吸光度变化不大（近似相等），而色度在此
中一组依次加入浊度标准溶液 0，0.5，1.0，1.5，2.0， 波长范围下几乎无吸收，可将 540 nm 作为次波长。
0.021 0 0.027 8 0.172 2 0.129 2 0.051 6 0.180 8 0.008 6 1.856 1 0.123 6 0.005 7
利用系数倍数法［4］公式推导出 K=A350 浊／A540 混， 度相对应的测度为检出限。本法色度检出限为 5°。
经过求平均值 K . 1.75推导出色度在 350 nm 处的 吸光度 A350 推导色与对应纯色度 A350 色的差值——理论 值 AR，符合实际所测 AR。表明利用 K 对色度在 350
Elimination of the Turbidity Effect in Deterimining the Colority of Water
by Dual Wavelength Spectrophotometry
Ma Shuqing
（Water Quality Analysis Center，Beijing Drainage Group Co., Ltd.，BeiJing 100124，China）
2.5，5.0，10.0，12.5 mL，用纯水稀释至标线，摇匀。对 2.2 采用双波长分光光度法检测色度的公式推导
应各比色管的色度分别为 0，5，10，20，30，40，50，60，
采用波长 350，540 nm 分别对单一色度、单一
70 °；浊 度 分 别 为 0，0.4，0.8，1.2，1.6，2.0，4.0，8.0， 浊度标准曲线以及色度 – 浊度混合标准曲线测定吸
Abstract Eye-measurement colorimetry of platinum-cobalt color-code and dilution multiple determination are mainly used to detect the colority of water samples. However for cleaner water，the traditional method of colority determination over-depend on the subjective judgment of person，the final results of colority determination have larger deviation. Chromium-cobalt color-code as a standard solution，dual wavelength spectrophotometry of 350 and 540 nm were used to study turbidity on the results of colority determination，and the correlation was find out, an analytical method was set up. The results of colority determination had a good linearity (r2 ＞ 0.999），the relative standard deviation of detection
results of sewage sample was less than 1% (n=7). This method can not only overcome the interference of a certain density turbidity to eliminate human error，but also can improve the accuracy of the analysis results.
0.002 0 0.002 8 0.022 8 0.017 8 0.004 3 0.022 1 –0.000 7 1.535 7 0.017 9 –0.000 1
0.002 8 0.004 5 0.043 1 0.035 8 0.006 9 0.042 7 –0.000 4 1.533 3 0.035 2 0.000 6
0.000 0 0.000 0 0.000 1 0.000 0 0.000 0 0.000 0 -0.000 1
– 0.000 1 –0.000 1
0.001 1 0.001 1 0.011 2 0.008 8 0.002 9 0.011 7 0.000 5 2.636 4 0.009 3 –0.000 5
y=0.005 3x+0.000 5，y=0.002x+0.000 4，相关系数 r2 分 为随着浊度的增大，散射作用的干扰，使得色度、浊
别为 0.999 6，0.999 5。
度叠加吸光度逐渐降低。
表 1 含有浊度的色度标准液线性相关性的推理分析
浊度／NTU 色度／°
0.0
0.4
0.8
1.2
1.6
2.0
10.0 NTU。以纯水为空白，纵坐标为吸光度，横坐标 为色度，测得吸光度绘制标准曲线，其中 350 nm 波长
光度，结果见表 1。由实际测得 AR 可知，在波长 350 nm 处，当色度小于等于 50°、浊度小于 4 NTU 时，
测得吸光度 – 色度标准曲线为 y=0.001 9x+0.000 6， 浊度色度混合产生的吸光度 A 近似等于浊度色度
紫外 – 可见分光光度计：Cary50 型，美国安捷 伦科技有限公司；
纯水机：Milli-QAcademic 型，美国 Millipore 公司； 铬 钴 色 度 标 准 液：色 度 为 500 °，准 确 称 取 (0.087 4±0.000 1) g 重 铬 酸 钾 和 (2.000 0±0.000 1) g 的硫酸钴 (CoSO4 · 7H2O) 溶于水中，加入浓硫酸 1 mL，加水定容至 1 000 mL，混合均匀； 浊度标准储备液：400 NTU，国家标准物质研究 中心；
相 关 系 数 r2=1，吸 光 度 – 色 度（浊 度）标 准 曲 线 为 分别在 350 nm 处产生的吸光度之和；当色度大于
y=0.001 8x-0.000 6，相 关 系 数 r2=0.999 8 ；在 350， 50°、浊度含量大于 4 NTU 时，浊度色度混合产生
540 nm 波长处，浊度标准溶液的标准曲线分别为 的吸光度小于二者单独产生的吸光度之和。这是因
4.0
8.0
10.0
0.0
5.0
10.0
20.0
30.0
40.0
50.0
60.0
70.0
A540 浊 A540 混 A350 混 A350 色 A350 浊 A350 色 +A350 浊 A350 色 +A350 浊 –A350 混 K=A350 浊／A540 混 A350 推导色 =A350 混 – K ×A540 混 理论 AR=A350 色 –A350 推导色
铂钴色度标准液在 262 nm 处有最大吸收，与
产生的吸收差值 ΔA=0，从而消除干扰。即 ΔA 与 污水处理厂出水中所含的硝酸盐氮在 257 nm 处吸
被测物浓度成正比，计算 ΔA-cX 的线性回归方程， 即可求得 cX 的值。 1.3 标准曲线绘制
收曲线［9］部分重叠，从而干扰色度的测定，所以选 择铬钴色度标准液靠近可见光区且无干扰的 350 nm 处作为测定主波长，又由于浊度标准液在波长
0.008 6 0.012 8 0.110 7 0.091 1 0.021 4 0.112 5 0.001 8 1.671 9 0.088 3 0.002 8
0.017 2 0.025 3 0.149 6 0.110 9 0.041 9 0.152 8 0.003 2 1.656 1 0.105 3 0.005 6
0.003 7 0.005 7 0.063 8 0.054 6 0.008 7 0.063 3 –0.000 5 1.526 3 0.053 8 0.000 8
0.004 6 0.006 9 0.083 1 0.072 3 0.010 7 0.083 0 –0.000 1 1.550 7 0.071 0 0.001 3
nm 处的吸光度进行校正（即有TA = A350 - K A540）， 可克服一定浊度干扰，得到理想检测效果。
2.4 精密度试验 取色度为 25.0°的标准溶液，分别添加不同
浓 度 的 浊 度 标 准 液 进 行 多 次 测 定，比 较 结 果 的 变 化 差 异，结 果 如 表 2。3 组 测 定 结 果 的 平 均 值 与 真 实 值 之 间 的 相 对 误 差 最 大 为 0.58%，平 均 偏 差
有良好的线性 (r2 ＞ 0.999），对污水样品测定结果的相对标准偏差小于 1% (n=7)。该法不但可以克服一定浊度的干扰，
消除人为误差，还可提高分析结果的准确度。
关键词 色度；浊度；分光光度法
中图分类号：O657.32 文献标识码：A
文章编号：1008–6145（2013）04–0072–04