分光光度法測(cè)定化學(xué)需氧量及質(zhì)量控制

建陽(yáng)市環(huán)境監(jiān)測(cè)站 熊愛國(guó)

化學(xué)需氧量是最常用、最重要的水質(zhì)有機(jī)污染和水質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)之一。在COD 測(cè)定中，對(duì)凈水多采用高錳酸鉀法，對(duì)于廢水多采用重鉻酸鉀法，根據(jù)高錳酸鉀法和重鉻酸鉀法研制的COD 快速測(cè)定儀，實(shí)現(xiàn)了分析檢測(cè)的高速化、自動(dòng)化，具有準(zhǔn)確可比、耗能低、散熱少和操作簡(jiǎn)便的特點(diǎn)。本文根據(jù)工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)COD 快速測(cè)定儀分光光度法測(cè)定化學(xué)需氧量時(shí)水中懸浮物的干擾進(jìn)行了探討，以期更好地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量控制。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 原理

1.1.1 COD 快速測(cè)定儀分光光度法

儀器采用一種特制試劑，它含有一種復(fù)合催化劑，既加速反應(yīng)，又對(duì)氯離子具有抗干擾作用。水樣與特制試劑在消解器中進(jìn)行快速氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)后產(chǎn)生Cr3+，通過分光光度計(jì)測(cè)定其濃度，從而得出相應(yīng)COD 值。

1.1.2 重鉻酸鉀法

在強(qiáng)酸性溶液中，用一定量的重鉻酸鉀氧化水樣中還原性物質(zhì)，過量的重鉻酸鉀以試亞鐵靈作指示劑，用硫酸亞鐵銨溶液回滴。根據(jù)硫酸亞鐵銨的用量算出水樣中還原性物質(zhì)消耗氧的量。

1.2 儀器

1.2.1 COD 快速測(cè)定儀分光光度法

甘肅省蘭州市連華環(huán)?？萍加邢薰旧a(chǎn)的型號(hào)為5B-1 型COD 快速測(cè)定儀。

1.2.2 重鉻酸鉀法

①COD 恒溫加熱器

②圓柱形回流瓶和空氣冷凝管

③50ml 酸式滴定管

1.3 分析試劑

甘肅省蘭州市連華環(huán)保科技有限公司提供分析廢水COD項(xiàng)目的專用D 試劑、E 試劑。

1.4 溫度

溫度控制在165℃。

1.5 分析步驟

1.5.1 標(biāo)準(zhǔn)溶液樣品的制備

取燃煤鍋爐除塵廢水中的煤灰，放入0.25 mg/L 重鉻酸鉀溶液中浸泡一天，反復(fù)水洗后過濾，烘干箱溫度控制在105℃狀態(tài)下煤灰烘干2 小時(shí)，干燥箱平衡。分別稱取經(jīng)烘干、平衡后的煤灰4.0 mg、5.0 mg、6.0mg ，分別量取濃度為4625 mg/L 的COD 標(biāo)準(zhǔn)溶液1.00mL、2.00mL、10mL，分別加入100 mL、250 mL 容量瓶，用蒸餾水定容，分別配制成懸浮物濃度為40 mg/L、50 mg/L、60 mg/L， COD 濃度為46.25mg/L、92.5mg/L、185mg/L 三組標(biāo)準(zhǔn)溶液樣品。

1.5.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液樣品的測(cè)定

1.5.2.1 COD 快速測(cè)定儀分光光度法測(cè)定

① 搖勻標(biāo)準(zhǔn)溶液樣品：用移液管取2.5mL 待測(cè)溶液樣品分別放入反應(yīng)管中,然后把配制好的D 專用試劑、E 試劑分別加入0.7mL、4.8mL 于反應(yīng)管中。同理，用空白水樣代替標(biāo)準(zhǔn)溶液樣品，其它步驟相同。

② 控溫：反應(yīng)管插入加熱爐按下加熱“10 分鐘”鍵，呼響器呼叫。

③ 冷卻：取出反應(yīng)管，放置于空氣冷卻管試管孔內(nèi)，按下“2 分鐘”鍵，向每個(gè)反應(yīng)管加入2.5mL 蒸餾水，搖勻，再放入水冷孔內(nèi)，按下“2 分鐘” 鍵，呼響器呼叫，取出反應(yīng)管。

④ 直讀吸光值、濃度值：空白反應(yīng)管中的溶液倒入標(biāo)號(hào)為“1”的比色皿中，標(biāo)準(zhǔn)溶液樣品反應(yīng)管中的溶液分別倒入2～4 號(hào)的比色皿中，把4 個(gè)比色皿分別依次放入比色槽中，拉動(dòng)試樣拉桿，使空白比色皿對(duì)準(zhǔn)光路。把“功能開關(guān)”調(diào)至“c”， 拉動(dòng)拉桿使得1 號(hào)比色皿對(duì)準(zhǔn)光路，1～2 秒后，A 值自動(dòng)為0。拉動(dòng)拉桿使得2 號(hào)比色皿對(duì)準(zhǔn)光路顯示穩(wěn)定后，讀取顯示器顯示的COD 值，單位為mg/L,再拉動(dòng)拉桿使得3、4 號(hào)比色皿依次對(duì)準(zhǔn)光路，顯示穩(wěn)定后讀數(shù)。在COD 快速測(cè)定儀波長(zhǎng)為610nm 狀態(tài)下進(jìn)行分光光度法測(cè)定。

1.5.2.2 COD 重鉻酸鉀法測(cè)定

① 取20.0mL 混合均勻的標(biāo)準(zhǔn)溶液樣品 (或適量水樣稀釋到20.0mL)置磨口的圓柱形回流瓶中，準(zhǔn)確加入10.00mL重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液及數(shù)粒洗凈的沸石，慢慢加入30mL 硫酸-硫酸銀溶液,輕輕搖動(dòng)圓柱形回流瓶使溶液混勻, 連接磨口回流冷凝管，加熱回流2h（自開始沸騰時(shí)計(jì)時(shí)）。

② 冷卻后，用90mL 水從上部慢慢沖洗冷凝管壁，取下圓柱形回流瓶。溶液總體積不得少于140mL，否則因酸度太大，滴定終點(diǎn)不明顯。

③ 溶液再度冷卻后，加3 滴試亞鐵靈指示液，用硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，溶液的顏色由黃色經(jīng)藍(lán)綠色至紅褐色即為終點(diǎn)，記錄硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的用量。

④ 測(cè)定水樣的同時(shí)，以20.0mL 重蒸餾水，按同樣操作步驟作空白試驗(yàn)。記錄滴定空白時(shí)硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的用量。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

COD 快速測(cè)定儀分光光度法與重鉻酸鉀法測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)溶液樣品的結(jié)果見表1。

表 1 分光光度法與重鉻酸鉀法測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)溶液

3 實(shí)驗(yàn)室分析結(jié)果討論

從標(biāo)準(zhǔn)溶液樣品實(shí)驗(yàn)室分析結(jié)果表可以看出：在COD濃度一定的情況下，懸浮物濃度越大，分光光度法測(cè)定COD的相對(duì)誤差越大。在懸浮物濃度一定的情況下，COD 濃度越大，分光光度法測(cè)定COD 的相對(duì)誤差越小。重鉻酸鉀法測(cè)定COD 的相對(duì)誤差受懸浮物濃度大小的影響較小。當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)溶液樣品COD 濃度＞185mg/L，懸浮物濃度＜40 mg/L 時(shí)，分光光度法測(cè)定溶液樣品COD 濃度的相對(duì)誤差較小。重鉻酸鉀法測(cè)定COD 的相對(duì)誤差較小，分光光度法與重鉻酸鉀法測(cè)定值相對(duì)偏差較小，分光光度法和重鉻酸鉀法測(cè)定COD都能滿足分析要求。當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)溶液樣品懸浮物濃度＞40 mg/L時(shí)，采用分光光度法測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)溶液樣品COD 濃度時(shí)應(yīng)對(duì)溶液樣品進(jìn)行適當(dāng)?shù)南♂尅?/p>

4 結(jié)論

COD 快速測(cè)定儀分光光度法測(cè)定化學(xué)需氧量受水中懸浮物濃度大小的影響，因此在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行樣品的實(shí)際分析時(shí)， 當(dāng)溶液樣品懸浮物濃度＞40 mg/L 時(shí)，采用COD 快速測(cè)定儀分光光度法測(cè)定溶液樣品COD 濃度時(shí)應(yīng)對(duì)溶液樣品進(jìn)行適當(dāng)?shù)南♂?，以減小溶液樣品懸浮物濃度大小對(duì)分析方法的干擾和影響，并提高溶液樣品分析的準(zhǔn)確性。