容量法與分光光度法測定水中的化學(xué)需氧量方法比對

楊鳳娥

(大理州環(huán)境監(jiān)測站，云南 大理 671000)

1 概述

化學(xué)需氧量是指在強(qiáng)酸并加熱條件下，用重鉻酸鉀作為氧化劑處理水樣時(shí)所消耗氧化劑的量，以氧的mg/L 來表示?；瘜W(xué)需氧量反映了水中受還原性物質(zhì)污染的程度，是我國實(shí)施排放總量控制的重要指標(biāo)之一。水樣的化學(xué)需氧量是一個(gè)條件性指標(biāo)，由于加入氧化劑的種類及濃度、反應(yīng)溶液酸度、反應(yīng)溫度和時(shí)間、催化劑有無而獲得不同的結(jié)果。筆者在工作中主要采用容量法與分光光度法測定水中的化學(xué)需氧量。本文使用不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)樣品和環(huán)境樣品在規(guī)定的條件下進(jìn)行兩種方法比對，通過測定結(jié)果說明兩種方法之間有無顯著性差異。

2 方法原理和測定條件

2.1 方法原理

容量法原理。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。

分光光度法原理。在強(qiáng)酸性溶液中和加熱消解條件下，用一定量的重鉻酸鉀氧化水樣中還原性物質(zhì)，重鉻酸鉀被水樣中的有機(jī)物還原為三價(jià)鉻，在一定濃度范圍內(nèi)，水樣中COD 濃度與重鉻酸鉀溶液的顏色呈負(fù)相關(guān)。通過測定消解后的水樣在350nm(0～40.0 mg/L)、420nm(0～150 mg/L)、620nm(0～1500 mg/L)波長處的吸光度，計(jì)算出水樣中還原性物質(zhì)消耗氧的量。

2.2 測定條件

氧化劑及濃度。容量法氧化劑為重鉻酸鉀溶液，使用濃度為:0.2500mol/L、0.0250mol/L;分光光度法氧化劑為重鉻酸鉀溶液，使用HACH 公司0～40.0mg/L 低量程試劑。

反應(yīng)溶液中酸的種類及濃度。容量法反應(yīng)溶液中所使用的酸為優(yōu)級純硫酸，濃度為95.0%～98.0%;分光光度法反應(yīng)溶液中所使用的酸為硫酸，使用HACH 公司0～40.0mg/L 低量程試劑。

催化劑。容量法和分光光度法均使用1%的硫酸銀作為試驗(yàn)的催化劑。

反應(yīng)溫度與反應(yīng)時(shí)間。容量法試驗(yàn)自開始沸騰時(shí)計(jì)時(shí)加熱回流2h;分光光度法于消解器中150℃消解2h。

樣品來源及均勻性。本次實(shí)驗(yàn)選取了3 個(gè)不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)樣品和環(huán)境樣品進(jìn)行測定;樣品測試前均手工上下震蕩搖動(dòng)了20 次，盡量使樣品均勻化，取得具有代表性的樣品。

測定主要儀器。容量法主要儀器為:回流裝置、加熱裝置、酸式滴定管;分光光度法主要儀器為:HACH COD 消解器、HACH DR5000 分光光度計(jì)。

3 實(shí)驗(yàn)步驟

3.1 容量法實(shí)驗(yàn)步驟

準(zhǔn)確吸取20.00ml 混合均勻的水樣置250ml 磨口的回流錐形瓶中，準(zhǔn)確加入10.00ml 重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液及數(shù)粒洗凈的玻璃珠，連接磨口回流冷凝管，從冷凝管上口慢慢地加入30ml 硫酸—硫酸銀溶液，輕輕搖動(dòng)錐形瓶使溶液混勻，加熱回流2h;冷卻后，用90ml 水從上部慢慢沖洗冷凝管，取下錐形瓶;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。

3.2 分光光度法實(shí)驗(yàn)步驟

準(zhǔn)確吸取2.00 ml 混合均勻水樣于重鉻酸鉀消解液反應(yīng)管中，蓋上試管帽，于消解器中150℃消解2h，冷卻至室溫，于分光光度計(jì)上選擇相應(yīng)程序測定樣品濃度。

4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

4.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

本次實(shí)驗(yàn)選擇3 個(gè)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)樣品和2 個(gè)環(huán)境樣品分別采用容量法與分光光度法對樣品進(jìn)行檢測，其檢測結(jié)果見表1、表2。

表1 兩種方法檢測1#2#3#環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)樣品的實(shí)驗(yàn)結(jié)果(mg/L)

表2 兩種方法檢測1#2#環(huán)境樣品的實(shí)驗(yàn)結(jié)果(mg/L)

4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

兩種方法實(shí)驗(yàn)結(jié)果的精密度和準(zhǔn)確度見表3、表4。

(1)精密度分析

從表3、表4 的統(tǒng)計(jì)結(jié)果看，容量法檢測樣品的精密度為0.74%～4.35%，分光光度法檢測樣品的精密度為0.66%～3.51%，兩種方法檢測樣品的精密度較好，均滿足水質(zhì)監(jiān)測實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量控制指標(biāo)精密度的要求。

(2)準(zhǔn)確度分析

從表3、表4 的統(tǒng)計(jì)結(jié)果看，容量法檢測樣品的準(zhǔn)確度為0.12%～1.18%，分光光度法檢測樣品的準(zhǔn)確度為0.06%～3.40%，兩種方法檢測樣品的準(zhǔn)確度較高，均滿足水質(zhì)監(jiān)測實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量控制指標(biāo)準(zhǔn)確度的要求。

表3 環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)樣品檢測結(jié)果的精密度和準(zhǔn)確度

表4 環(huán)境樣品檢測結(jié)果的精密度和準(zhǔn)確度

5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較

(1)從表3、表4 的統(tǒng)計(jì)結(jié)果看，兩種方法檢測結(jié)果的平均值與標(biāo)準(zhǔn)值之間呈現(xiàn)較小的誤差;經(jīng)t 檢驗(yàn)法檢驗(yàn)，給定顯著性水平α 為0.05 時(shí)，兩種方法檢測結(jié)果的平均值與標(biāo)準(zhǔn)值均無顯著性差異。

(2)經(jīng)t 檢驗(yàn)法檢驗(yàn)，給定顯著性水平α 為0.05 時(shí)，兩種方法檢測結(jié)果的平均值之間無顯著性差異。

6 結(jié)論

本次實(shí)驗(yàn)使用容量法與分光光度法分別對不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)樣品和環(huán)境樣品進(jìn)行測定，通過對實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析、比較，得出兩種方法在規(guī)定的測定條件下測定水中化學(xué)需氧量均具有準(zhǔn)確度高、精密度好的特點(diǎn)，兩種方法的檢測結(jié)果無顯著性差異。

［1］四川省環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì).環(huán)境監(jiān)測常用數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方法［M］.成都:四川科學(xué)技術(shù)出版社，1988.

［2］漆德明，肖明耀，吳芯芯.理化分析數(shù)據(jù)處理手冊［M］.北京:中國計(jì)量出版社，1990.

［3］中國環(huán)境監(jiān)測總站.環(huán)境水質(zhì)監(jiān)測質(zhì)量保證手冊(第二版)［M］.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2009.

［4］本書編委會(huì).水和廢水監(jiān)測分析方法(第四版)［M］.北京:中國環(huán)境科學(xué)出版社，2002.