第 47 卷第 5 期
2018 年 5 月
应 用 化 工
Applied Chemical Industry
Vol． 47 No． 5 May 2018
飞机除冰液和飞机除冰废水中氯离子的测定
张亚博，叶李薇，彭华乔，李林，王强，苏正良
( 中国民航局第二研究所，四川 成都 610041)
摘 要: 通过砂芯漏斗过滤除去飞机除冰液和除冰废水中的固体杂质，采用醋酸钙絮凝法去除飞机除冰液中的增稠剂，然后用硫氰酸汞分光光度法测定飞机除冰液和除冰废水中氯离子的含量。最佳测试条件为: 测试 100 mL 样品，其中醇含量低于 10% ，絮凝剂加入 2 mL，絮凝时间 40 min，显色时间 40 min，回收率为 96． 3% ～ 107． 5% 。该方法简单快捷，准确度和精确度高，可快速准确测试飞机除冰液和除冰废水中的氯离子。
关键词: 飞机除冰液; 飞机除冰废水; 氯离子含量; 分光光度法
中图分类号: TQ 110． 6; TQ 110． 9; TQ 124 文献标识码: A 文章编号: 1671 － 3206( 2018) 05 － 1065 － 03
DOI:10.16581/j.cnki.issn1671-3206.20180330.059
Determination of chloride in the flexible polyurethane foam aircraft deicing / anti-icing fluid and airplane deicing wastewater
ZHANG Ya-bo，YE Li-wei，PENG Hua-qiao，LI Lin，WANG Qiang，SU Zheng-liang
( The Second Ｒesearch Insistute of CAAC，Chengdu 610041，China)
Abstract: Sand core funnel was used to remove solid impurities and flocculation agent of calcium acetate was added to remove thickening agent，then mercuric thiocyanate spectrophotometric method was used to measure chlorine content in aircraft deicing / anti-icing fluid or airplane deicing wastewater． The optimum working condition: 100 mL sample with glycol content no more than 10% ，2 mL addition of flocculation agent of calcium acetate，40 min flocculation time and 40 min coloration time，the recovery is 96． 3% ～ 107． 5% ． This method is convenient with higher accuracy，precision and test the chlorine content in air- craft deicing / anti-icing fluid or airplane deicing wastewater．
Key words: aircraft deicing / anti-icing fluid; airplane deicing wastewater; chlorine content; spectrophoto- metric method
为维护冬季航空器的飞行安全，机场采用飞机除冰液对飞机进行除冰。将飞机除冰液喷洒在飞机起落架及其连接件等高强度钢零部件表面上; 飞机滑行时，飞机场除冰废水会溅在飞机起落架及其连接件等零部件表面，如果飞机除冰液和机场除冰废水中含有较高浓度的氯离子等非金属离子，这些零部件受到应力作用就会产生应力腐蚀和氢脆，导致这些飞机零部件不能正常工作或存在潜在的危险，甚至会导致这些零部件发生脆性断裂，威胁飞机飞行安全［1］。
飞机除冰液标准 SAE AMS 1424、SAE AMS
1428 和 SAE AMS 1435 中明确要求检测卤素离子含量［2-4］。飞机除冰液和除冰废水中主要含有醇、增稠剂、pH 缓冲剂、缓蚀剂和表面活性剂，除冰废水中还含有少量飞机润滑油、润滑脂和泥沙等。本文通
收稿日期: 2017-08-02 修改稿日期: 2017-09-08
过砂芯漏斗过滤除去泥沙等固体物质; 采用絮凝剂絮凝法除去增稠剂，然后采用硫氰酸汞分光光度法［5-6］测定氯元素的含量。可快捷准确的测试飞机除冰液和除冰废水中的氯离子含量。
1 实验部分
1． 1 试剂与仪器
硫氰酸汞、硫酸铁铵、无水乙醇、氯化钾、醋酸钙、硝酸均为分析纯。
UV2000 型紫外可见分光光度计; AL204 型电子天平。
1． 2 实验方法
1． 2． 1 工作曲线的绘制 准确吸取氯化钾标准溶液( 氯离子含量 100 mg / L) 0，2． 0，4． 0，6． 0，8． 0， 10． 0 mL，分别置于 6 个 50 mL 的容量瓶中，加入
基金项目: 国家自然科学基金项目( U1333103) ; 中国民航局安全基金资助项目( AADSA0006)
作者简介: 张亚博( 1981 － ) ，男，陕西西安人，中国民航局第二研究所助理研究员，硕士，主要从事航空材料、航空维护用化学品的理化性能测试、飞机材料相容性测试、飞机涂料测试相关工作。电话: 13880052087，E － mail: zhangya- bo@ fccc． org． cn
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应用化工 第 47 卷
6 mL( 300 g / L) 硫酸铁铵溶液和 8 mL 硫氰酸汞 ( 5． 0 g / L) ，在波长 461 nm 处测定吸光度。以吸光度为纵坐标、标准溶液体积为横坐标作图，见图 1，其线性回归方程为 A = 0． 016 7C + 0． 001 5，Ｒ2 = 0． 999 4，工作曲线的线性检出范围 0 ～ 20 mg / L。
图 1 氯的工作曲线
Fig． 1 Working curve of chlorine
1． 2． 2 飞机除冰液和除冰废水样品的处理 取
200 mL 飞机除冰液，装入 1 000 mL 烧杯中，加入
200 mL的ASTM D 1193 IV 型水，2 mL 的 1． 5 mol / L的醋酸钙溶液，搅拌 5 min，静置 30 min。通过砂芯漏斗减压过滤，除去样品中的絮凝沉淀。滤液用 pH 为
1． 0 的醋酸溶液调整 pH 值到 7． 0，待测氯离子含量。
取 500 mL 飞机除冰废水，装入 1 000 mL 烧杯中，加入2 mL 1． 5 mol / L 的醋酸钙溶液，搅拌5 min，静置 30 min，通过砂芯漏斗减压过滤，除去样品中的泥沙和絮凝沉淀。滤液用 pH 为 1． 0 的醋酸溶液调整 pH 值到 7． 0，待测氯离子含量。
1． 2． 3 飞机除冰液和除冰废水中氯离子的测定准确称取pH = 7． 0 滤液 25． 00 g，置于 50 mL 容量瓶中，加 入 6 mL ( 300 g / L) 硫酸铁铵溶液和 8 mL ( 5． 0 g / L) 硫氰酸汞的无水乙醇溶液，用 ASTM D 1193 IV 型水稀释至刻度，摇匀，显色30 min。在波长
461 nm 处测定吸光度。按照公式( 1) 和公式( 2) 分别计算飞机除冰液和除冰废水中氯的含量( mg / L) 。
除冰液氯含量 = 119． 76 × ( A － 0． 002 9) ( 1)
除冰废水氯含量 = 47． 90 × ( A － 0． 002 9) ( 2)
结果与讨论
2． 1 显色溶液中醇含量对吸光度的影响
分别称取 5． 00，10． 00，15． 00，20． 00，25． 00 g pH = 7． 0 的滤液，转入 50 mL 容量瓶中，加入 8 mL硫氰酸汞的无水乙醇溶液，6 mL 硫酸铁铵溶液，用 ASTM D 1193 IV 型水稀释至刻度，配制成不同醇浓度的显色溶液，显色 30 min，在波长 461 nm 处测定吸光度，结果见图 2。
由图 2 可知，随着显色溶液中醇含量的增加，溶液的吸光度逐渐降低，在本实验中将显色溶液中的
醇含量控制在 10% 左右比较合适。飞机除冰液中的乙二醇、丙二醇和二甘醇等冰点降低物质，可能对显色剂造成影响，使显色溶液吸光度的降低。
图 2 醇含量对吸光度的影响
Fig． 2 The relationship between glycol content and absorbency
2． 2 醋酸钙加入量对吸光度的影响
取 100 mL 飞机除冰液，装入 500 mL 的烧杯中，加入 100 mL 的 ASTM D 1193 IV 型水，分别加入 0． 0，0． 5，1． 0，1． 5，2． 0，2． 5，3． 0 mL 的 1． 5 mol / L 的醋酸钙溶液，搅拌 5 min，静置 30 min，通过砂芯漏斗减压过滤，除去絮凝沉淀。称取 10． 00 g 滤液，转入 50 mL 容量瓶中，加入 8 mL 硫氰酸汞的无水乙醇溶液，6 mL 硫酸铁铵溶液，用 ASTM D 1193 IV 型水稀释至刻度，配制成不同醇浓度的显色溶液，显色 30 min，在波长 461 nm 处测定吸光度，结果见图 3。
图 3 醋酸钙对吸光度的影响
Fig． 3 The relationship between calcium acetate and absorbency
由图 3 可知，随着醋酸钙溶液加入量的增加，吸光度逐渐增大，醋酸钙溶液加入量 ＞ 2 mL 时，吸光度变化不大。故醋酸钙溶液絮凝剂加入量应选用 2 mL。飞机除冰液中的增稠剂主要为具有水溶性的聚丙烯酸脂，对酸碱以及盐类物质比较敏感，随着醋酸钙溶液的加入，飞机除冰液中的增稠剂被絮凝沉淀，聚丙烯酸脂类增稠剂对卤素离子活度影响逐渐减小，吸光度逐渐增大。
2． 3 絮凝时间对吸光度的影响
取 100 mL 飞机除冰液，装入 500 mL 烧杯中，加入 100 mL 的 ASTM D 1193 IV 型水和 2． 5 mL 的 1． 5 mol / L醋酸钙溶液，搅拌 5 min，静置 0，10，20，
第 5 期 张亚博等: 飞机除冰液和飞机除冰废水中氯离子的测定
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30，40，60，80 min，通过砂芯漏斗减压过滤，除去样品中的絮凝沉淀。称取 10． 00 g 滤液，转入 50 mL容量瓶中，加入 8 mL 硫氰酸汞的无水乙醇溶液， 6 mL硫酸铁铵溶液，用 ASTM D 1193 IV 型水稀释至刻度，配制成不同醇浓度的显色溶液，显色 30 min，在波长 461 nm 处测定吸光度，结果见图 4。
的 IV 型飞机除冰液和某国际机场除冰废水为样品，按照 1． 2． 2 节和 1． 2． 3 节测定氯含量，做加标回收实验，结果见表 1。
表 1 回收实验
Table 1 Ｒecovery test
名称 氯含量 氯加入量 氯测定值 回收
/ ( mg·mL － 1) / ( mg·mL － 1) / ( mg·mL － 1) /%
SAE AMS 1424 的 SAE AMS 1428 的 AE AMS 1428 的
0． 4 0． 4 0． 8 100． 0
图 4 絮凝时间对吸光度的影响
Fig． 4 The relationship between flocculation and absorbency
由图 4 可知，随着絮凝时间的增加，吸光度逐渐增大，絮凝时间超过 40 min，吸光度几乎不变。故将絮凝时间控制在 40 min。
2． 4 显色时间对吸光度的影响
取 100 mL 飞机除冰液，装入 500 mL 的烧杯中，加入 100 mL 的 ASTM D 1193 IV 型水和2． 5 mL的 1． 5 mol / L 醋酸钙溶液，搅拌 5 min，静置 40 min，通过砂芯漏斗减压过滤，除去样品中的絮凝沉淀。称取 10． 00 g 滤液，转入 50 mL 容量瓶中，加入 8 mL硫氰酸汞的无水乙醇溶液，6 mL 硫酸铁铵溶液，用 ASTM D 1193 IV 型水稀释至刻度，配制成不同醇浓度的显色溶液，分别显色 0，10，20，30，40，60 min，在波长 461 nm 处测定吸光度，结果见图 5。
图 5 显色时间对吸光度的影响
Fig． 5 The relationship between coloration time and absorbency
由图 5 可知，吸光度随显色时间增加而增大， 40 min后，吸光 度基本不变。所以，显 色时间选择 40 min。
2． 5 回收实验
采用符合 SAE AMS 1424 的 I 型飞机除冰液、
SAE AMS 1428 的 II 型飞机除冰液，SAE AMS 1428
由表 1 可知，回收率为 96． 3% ～ 107． 5% 。
结论
( 1) 采用醋酸钙可有效的去除飞机除冰液和除冰废水中的增稠剂; 采用砂芯漏斗可简单有效的去除飞机除冰液和除冰废水中的固体杂质。
( 2) 采用硫氰酸汞分光光度法可以快速准确的测定飞机除冰液和除冰废水中的氯离子含量。测试时，硫氰酸汞溶液的加入量 8 mL，硫酸铁铵溶液加入量 6 mL，显色时间 40 min。线性回归方程为 A = 0． 016 7C + 0． 001 5，Ｒ2 = 0． 999 4，工作曲线的线性检出范围是 0 ～ 20 mg / L。
( 3) 该方法能准确测试飞机除冰液和飞机除冰废水中的氯离子，回收率在 96． 3% ～ 107． 5% 之间。
参考文献:
［1］ 张亚博，彭华乔，苏正良，等． 飞机常用镀镉钢在机场道面除冰液中的腐蚀行为［J］． 腐蚀与防护，2016，11 ( 37) : 865-868．
［2］ SAE． SAE AMS 1424 ( M) Deicing / anti-icing fluid，air- craft SAE type I［S］． New York: SAE，2016．
［3］ SAE． SAE AMS 1428 ( J) Fluid，aircraft deicing / anti-ic- ing，non-newtonian( pseudoplastic) ，SAE types II，III，and
IV［S］． New York: SAE，2017．
［4］ SAE． SAE AMS 1435 ( C) Compound，fluid，generic，dei- cing / anti-icing runways and taxiways ［S］． New York: SAE，2012．
［5］ 张雅琴． 一种改进后的氯离子测定方法［J］． 杭州师范学院学报: 自然科学版，2004，3( 4) : 9-12．
［6］ 索振华，范胜华． 分光光度法测定离子膜氢氧化钾中氯化物的含量［J］． 河北化工，2006，29( 10) : 53-54．