高錳酸鹽指數(shù)分析儀在水質監(jiān)測中的應用

范海霞

摘要：文章采用高錳酸鹽指數(shù)分析儀CGM201W對臨汾市地表水中的高錳酸鹽指數(shù)進行測定，分別用傳統(tǒng)國標容量方法和高錳酸鹽指數(shù)分析儀進行對比分析，結果表明兩種方法沒有顯著性差異。與傳統(tǒng)國標容量法相比，高錳酸鹽指數(shù)分析儀能夠實現(xiàn)無人值守，自動完成加液、加熱、滴定，操作簡單、檢測效率更高，在大批量的樣品分析中更具有優(yōu)勢，具有很強的實際應用價值，可用于水質監(jiān)測中高錳酸鹽指數(shù)的測定。

關鍵詞：高錳酸鹽指數(shù)分析儀;自動監(jiān)測;水質分析

中圖分類號：S912文獻標志碼：C

高錳酸鹽指數(shù)是地表水監(jiān)測中非常重要的一個指標，反映了水體受有機物和還原性無機物的污染程度，通過反應中消耗的高錳酸鉀量計算相應的氧量，由此反映水體受污染的程度[1-3]。中國現(xiàn)行標準監(jiān)測CODMn采用傳統(tǒng)滴定法，但該方法耗時長，操作不便，在大批量樣品分析時，監(jiān)測人員工作強度大，并且操作過程中容易引入主觀誤差和造成二次污染，反應過程中高錳酸鉀試劑的配制、空白值、水浴時間、水浴溫度、滴定過程溫度控制、終點的準確判斷等影響較大[4-6]。因此，迫切需要尋求便捷高效的自動監(jiān)測方法。近年來，對CODMn自動監(jiān)測方法的研究，都已取得了相當大的進展。孫婧妍等[7]采用氣相分子吸收光譜法監(jiān)測水環(huán)境中高錳酸鹽指數(shù)，改進了國標方法，用亞硝酸鈉代替草酸鈉作為中間過渡還原物質，該方法檢測靈敏度高、重復性好、自動化程度強。饒煥友[8]采用分光光度法測定地表水中的高錳酸鹽指數(shù)，檢測波長為525nm，該方法具有非常高的精密度和靈敏度。

文章探討了高錳酸鹽指數(shù)分析儀—CGM201W的使用方法，與傳統(tǒng)國標滴定法進行了比較。北裕CGM201W是根據(jù)GB11892-89[9]方法的操作步驟來設計的全自動高錳酸鹽指數(shù)分析儀，采用了模擬視覺顏色判斷系統(tǒng)，在不同的實驗階段，自動完成加液、加熱、滴定終點自動判定，儀器測定具有比手動滴定結果穩(wěn)定、準確、重現(xiàn)性好等優(yōu)點，全部操作由電腦控制，“一鍵檢測”，操作簡單、檢測效率高，在大批量的樣品分析中更具有優(yōu)勢，具有很強的實際應用價值。

1材料與方法

1.1儀器與試劑

1.1.1主要儀器

高錳酸鹽指數(shù)分析儀CGM201W（上海北裕分析儀器股份有限公司）;

HH-6型數(shù)顯恒溫水浴鍋，10mL棕色酸式滴定管。

1.1.2主要試劑

硫酸（AR，洛陽市化學試劑廠）;

草酸鈉標準溶液（中國計量科學研究院，0.1000±0.0002mol/L）;

高錳酸鉀標準溶液（中國計量科學研究院，0.1007±0.0002mol/L）;

高錳酸鹽指數(shù)有證標準物質（水利部水環(huán)境監(jiān)測評價研究中心）;

實驗用水均為超純水。

硫酸（1+3）：配制時，趁熱滴加高錳酸鉀溶液至微紅色。

草酸鈉標準使用液（1/2ρNa 2C 2O 4=0.0100mol/L）：吸取10.00mL草酸鈉標準溶液于100mL容量瓶中，用水稀釋至標線，混勻。

高錳酸鉀標準使用液（1/5ρKMnO 4=0.0101mol/L）：吸取10.00mL高錳酸鉀標準溶液于100mL棕色容量瓶中，用水稀釋至標線，混勻。

1.2實驗方法

1.2.1國標滴定法的測定

根據(jù)GB11892-89操作步驟進行操作，分別量取空白試樣及水樣20.00mL（稀釋至100mL）、50.00mL（稀釋至100mL）、100mL，置于250mL錐形瓶中，加入5mL硫酸，用移液管加入10.00mL高錳酸鉀標準使用液，搖勻，將錐形瓶置于沸水浴中30min（沸水浴液面要高于反應溶液的液面）。取出后用滴定管加入10.00mL草酸鈉標準使用溶液至溶液變?yōu)榧t色，趁熱用高錳酸鉀標準使用液滴定至剛出現(xiàn)粉紅色。記錄消耗高錳酸鉀標準溶液的體積，按公式求出高錳酸鹽指數(shù)值。

1.2.2儀器分析法測定

接通空壓機電源（輸出壓力調節(jié)至0.45MPa），依次打開儀器電源、電腦電源，雙擊桌面上CGM201W軟件，將高錳酸鉀，草酸鈉，硫酸試劑管分別插入對應配置好足量的試劑瓶中，點擊軟件的“清洗管路”，分別量取空白試樣及水樣20.00mL（稀釋至100mL）、50.00mL（稀釋至100mL）、100mL放入樣品杯中，加入攪拌子，將樣品杯編號放入儀器進行測定，自動得出檢測結果。

2結果與討論

2.1檢出限

根據(jù)《環(huán)境監(jiān)測分析方法標準制修訂技術導則》（HJ168-2010）[10]的要求，當檢測方式為滴定法時，根據(jù)所用的滴定管產生的最小液滴的體積來計算方法檢出限，計算公式如下：

MDL=kλρV 0M 1M 0V 1

式中：

λ——被測組分與滴定液的摩爾比;

ρ——滴定液的質量濃度，g/mL;

V 0——滴定管所產生的最小液滴體積，mL;

M 0——滴定液的摩爾質量，g/mol;

V 1——被測組分的取樣體積，mL;

M 1——被測項目的摩爾質量，g/mol;

K——當為一次滴定時，k=1;當為反滴定或間接時，k=2。

將各個數(shù)值代入上述公式，求得檢出限為MDL=0.13mg/L。因此高錳酸鹽指數(shù)分析儀的檢出限高于國標容量法的檢出限0.5mg/L。

2.2精密度對比

同時對臨汾市重要河流的3個不同濃度的監(jiān)測斷面水樣進行檢測，分別采用國標容量法與儀器分析法平行測定5次，計算其平均值、相對標準偏差和相對偏差，結果見表1。由表1可知，對不同濃度的地表水采用儀器分析法測試的精密度要優(yōu)于國標滴定法法，儀器滴定的視覺顏色判斷系統(tǒng)優(yōu)于人眼辨色能力，減少了主觀誤差，平行性良好。

2.3準確度相比

為了進一步驗證高錳酸鹽指數(shù)分析儀對高錳酸鹽指數(shù)測定的準確性，分別采用國標滴定法與儀器分析法對高錳酸鹽指數(shù)有證標準物質進行了4次平行測定。計算其平均值、相對標準偏差和相對誤差，結果見表2。由表2可見，儀器分析法測試的精密度更好，高錳酸鹽指數(shù)有證標準物質的測定均值均在標準物質的范圍之內，測定結果準確度較高，穩(wěn)定性也較好。

3結論

通過對多個不同含量的樣品以及有證標準物質，采用高錳酸鹽指數(shù)分析儀與國標滴定法（GB11892-89）進行比對檢測，測定結果顯示：高錳酸鹽指數(shù)分析儀與國標滴定法測定的精密度、準確度均符合要求，在允許范圍內標準物質測定均合格，能夠準確的測定地表水中高錳酸鹽指數(shù)的含量。高錳酸鹽指數(shù)分析儀相較于傳統(tǒng)的國標方法，檢測結果無顯著性差異，高錳酸鹽指數(shù)分析儀密度和準確度更高，操作過程簡單、檢測效率更高、適合大批量連續(xù)檢測。因此，高錳酸鹽指數(shù)分析儀在實際應用中具有重要意義。

參考文獻：

[1]張蓮蓮.高錳酸鹽指數(shù)（酸性法）測定的影響因素分析[J].山東工業(yè)技術，2015（03）：17-18.

[2]楊穎.高錳酸鹽指數(shù)三種測定方法的比較[J].廣州化學，2016，41（06）：34-37.

[3]劉秀，周宇峰，郭志宇，陳玲瑚.淺析準確測定高錳酸鹽指數(shù)的影響因素[J].中國水利，2016（01）：55-56.

[4]周艷鳳，翁燕波，肖國起.高錳酸鹽指數(shù)測定條件控制[J].中國環(huán)境監(jiān)測.1994（02）：36-37.

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[6]原暉.高錳酸鹽指數(shù)分析儀在水環(huán)境監(jiān)測中的應用[J].水資源開發(fā)與管理，2019（09）：9-11+20.

[7]孫婧妍，呂寶闊，李長宏.水環(huán)境高錳酸鹽指數(shù)監(jiān)測研究[J]. 東北水利水電，2018， 36（1）： 35-37.

[8]饒煥友. 分光光度法測定地表水中高錳酸鹽指數(shù)[J].科技論文與案例交流， 2015（7）： 48.

[9]GB11892—89.水質高錳酸鹽指數(shù)的測定[S].北京：中國標準出版社，1991.

[10]HJ168—2010.環(huán)境監(jiān)測分析方法標準制修訂技術導則[S].北京：中國環(huán)境科學出版社，2010.

Application of permanganate index analyzer in water quality monitoring

FAN Haixia

（Linfen Hydrology and Water Resources Prospecting And Surveying Station， Linfen 141000， Shanxi China）

Abstract：In this paper， permanganate index analyzer CGM201W was used to determine the permanganate index in the surface water of Linfen City. The traditional national standard capacity method and permanganate index analyzer were used for comparative analysis. The results show that there is no significant difference between the two methods.Compared with the traditional gb standard capacity method， permanganate index analyzer can realize unattended， automatically complete adding liquid， heating， titration， simple operation， higher detection efficiency， more advantages in the analysis of a large number of samples， has a strong practical application value， can be used for the determination of permanganate index in water quality monitoring.

Keywords：Permanganate index analyzer;Automatic monitoring;Water quality analysis