環(huán)境監(jiān)測(cè)中化學(xué)需氧量的檢測(cè)方法解析11-17

2015-12-07

化學(xué)需氧量COD(Chemical Oxygen Demand)是以化學(xué)方法測(cè)量水樣中需要被氧化的還原性物質(zhì)的量。廢水、廢水處理廠出水和受污染的水中，能被強(qiáng)氧化劑氧化的物質(zhì)(一般為有機(jī)物)的氧當(dāng)量。在河流污染和工業(yè)廢水性質(zhì)的研究以及廢水處理廠的運(yùn)行管理中，它是一個(gè)重要的而且能較快測(cè)定的有機(jī)物污染參數(shù)，常以符號(hào)COD表示。
　　測(cè)定方法：重鉻酸鹽法、高錳酸鉀法、分光光度法、快速消解法、快速消解分光光度法符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)HJ-T399-2007水質(zhì)化學(xué)需氧量的測(cè)定。

　　主要介紹重鉻酸鹽法(CODCr)在測(cè)定過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)的問(wèn)題和解決方法及整個(gè)檢測(cè)的詳細(xì)過(guò)程，在測(cè)定CODCr時(shí)所取的樣品的量的不同從而引起結(jié)果誤差和偏差，綜合各條件建議使用取樣量為10mL來(lái)分析樣品。

　　為保證所測(cè)的水樣數(shù)據(jù)具有代表性、精密性、準(zhǔn)確性、可比性和完整性，需要每一步操作步驟都嚴(yán)格按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。在采集和分析樣品過(guò)程中應(yīng)注意以下內(nèi)容。

　　1、化學(xué)需氧量水樣采集

　　化學(xué)需氧量是地表水和廢水的必測(cè)項(xiàng)目，這兩種水樣渾濁，現(xiàn)場(chǎng)采集后需靜置30min，取上清液，水樣進(jìn)入分析室，實(shí)驗(yàn)人員需混勻水樣進(jìn)行分析。

　　2、水樣保存和運(yùn)輸

　　化學(xué)需氧量水樣需采集在500mL硬質(zhì)玻璃瓶里，采集水樣前需對(duì)采樣器及容器蕩洗2次～3次，水樣采集后加入H2SO4溶液(H2SO4：H2O=1:3)，使水樣pH<2，粘貼標(biāo)簽(包括樣品編號(hào)、分析項(xiàng)目、采樣日期)，及時(shí)送往實(shí)驗(yàn)室，24h內(nèi)進(jìn)行分析[2]。

　　3、消除干擾

　　化學(xué)需氧量的干擾因素主要是Cl-，酸性K2Cr2O7可以將Cl-氧化，而Cl-消耗的氧化劑的量不屬于CODCr的測(cè)定內(nèi)容，再由于Cl-可與Ag2SO4催化劑反應(yīng)生成AgCl沉淀引起水樣渾濁，使滴定終點(diǎn)不明顯，也使水樣的催化劑含量變少，降低Ag2SO4的催化效率。加入HgSO4可與Cl-反應(yīng)生成絡(luò)合物從而去除Cl-，當(dāng)Cl-含量>1000mg/L時(shí)，很難把握CODCr的準(zhǔn)確度，解決方法有水樣稀釋法和Cl2校正法。

　　4、水樣分析

　　4.1、分析前準(zhǔn)備

　　4.1.1、儀器

　　a)加熱回流儀。能夠正常運(yùn)行，保證每個(gè)消解孔溫度恒定;

　　b)加熱回流管。消解水樣的容器，耐強(qiáng)酸耐高溫，配冷凝管;

　　c)可調(diào)式定量加熱器。耐強(qiáng)酸，可以保證一批水樣加入的催化劑的量一致;

　　d)單標(biāo)線移液管5L和10L各一支，用來(lái)準(zhǔn)確移取K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液，要求自校誤差小于0.5%。10mL、20mLB級(jí)刻度移液管各三支用來(lái)移取純水、標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)溶液和水樣，可以取到懸浮于水樣中的小顆粒，保證水樣具有代表性;

　　e)小漏斗。用于往滴定管中加入(NH4)2Fe(SO4)2溶液;

　　f)分析天平。用來(lái)準(zhǔn)確稱取K2Cr2O7基準(zhǔn)物質(zhì);

　　g)25mL或50mL滴定管。通過(guò)自校，分多段校準(zhǔn);

　　h)若干250mL錐形瓶。用來(lái)盛裝樣品或K2Cr2O7溶液;

　　i)磁力攪拌器—用于10mL水樣不轉(zhuǎn)移直接滴定，能夠更充分地均勻水樣;

　　j)實(shí)驗(yàn)室其它常用設(shè)備。

　　4.1.2、試劑

　　a)純水。實(shí)驗(yàn)用水，電導(dǎo)率≤1.0μS/cm;

　　b)K2Cr2O7基準(zhǔn)物質(zhì)。有國(guó)家基準(zhǔn)證書，用于配制該實(shí)驗(yàn)的基準(zhǔn);

　　c)(NH4)2Fe(SO4)2。建議優(yōu)級(jí)純?cè)噭?，該物質(zhì)溶液易發(fā)生水解反應(yīng)，產(chǎn)生NH3使?jié)舛雀淖儯杓尤際2SO4抑制水解;

　　d)試亞鐵靈指示劑。用于滴定終點(diǎn)指示;

　　e)H2SO4-Ag2SO4溶液。一般用量較大，溶解過(guò)程較慢，建議一次性配置2500mL。如果急用，配好后試劑打開(kāi)硫酸瓶?jī)?nèi)塞和外塞，放入超聲波清洗器中超聲30min，可溶;

　　f)HgSO4(分析純)。直接加入固體試劑，當(dāng)加入H2SO4-Ag2SO4溶液后試樣不能有白色渾濁，如有渾濁繼續(xù)加入HgSO4，搖勻至水樣澄清。

　　試劑配制方法參照GB11914-89水質(zhì)化學(xué)需氧量的測(cè)定重鉻酸鹽法。

　　4.2、分析方法

　　使用CODCr法測(cè)定化學(xué)需氧量的方法檢出限為5.0mg/L。水樣污染較重或顏色較深時(shí)，需用0.25mol/L的K2Cr2O7溶液消解，0.1mol/L的(NH4)2Fe(SO4)2溶液滴定(預(yù)加熱5min時(shí)溶液有變藍(lán)現(xiàn)象，需根據(jù)實(shí)際情況稀釋水樣，水樣在未稀釋條件下，該方法測(cè)定上限700mg/L)。

　　4.3、分析步驟

　　a)向3個(gè)回流管中移入純水、水樣、標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)各10mL。另取3個(gè)回流管移入上述物質(zhì)各20mL;

　　b)根據(jù)Cl-濃度加入適量HgSO4;

　　c)分別相對(duì)應(yīng)加入0.25mol/L的K2Cr2O7溶液5mL和10mL;

　　d)用可調(diào)式定量加液器從冷凝管上端加入H2SO4-Ag2SO4溶液30mL或15mL和3粒沸石，搖勻水樣;

　　e)放入恒溫加熱器中175℃(以水樣微沸為參照)恒溫加熱2h;

　　f)計(jì)算(NH4)2Fe(SO4)2平均標(biāo)定濃度為0.0991mol/L。

　　計(jì)算(NH4)2Fe(SO4)2平均標(biāo)定濃度公式為：

　　C1=C2×10/V1，(1)

　　式(1)中，C1為(NH4)2Fe(SO4)2標(biāo)定濃度，mol/L;C2為所用K2Cr2O7溶液濃度，0.25mol/L;V1為標(biāo)定K2Cr2O7溶液所用的(NH4)2Fe(SO4)2體積。

　　g)加熱完成后用1/3所需水量(加入純水的量分別為45mL和90mL)沖洗冷凝管，防止部分特征物質(zhì)附著于冷凝管未與K2Cr2O7直接接觸使結(jié)果偏低。3min后加入剩余2/3純水，搖勻，待水樣冷卻(可用水冷加速冷卻)，把20mL的水樣轉(zhuǎn)移到250mL的錐形瓶中(需用少量純水沖洗三次加熱回流管并入錐形瓶中)，滴入3滴試亞鐵靈指示劑，再用0.1mol/L的(NH4)2Fe(SO4)2滴定至終點(diǎn)，記錄(NH4)2Fe(SO4)2的用量。取樣量為10mL的水樣，加入一粒磁轉(zhuǎn)子，放在磁力攪拌器上滴定，水樣取樣量為20mL。

　　計(jì)算CODCr濃度公式如下：

　　C(O2，mg/L)=(V0-V1)×C1×8×1000/V，(2)

　　式(2)中，C為樣品CODCr濃度，mg/L;V0為純水滴定所用的(NH4)2Fe(SO4)2的體積，mL;V1為樣品滴定所用的(NH4)2Fe(SO4)2的體積，mL;C1為(NH4)2Fe(SO4)2的標(biāo)定濃度，mol/L;V為所取水樣的體積。