水體中化學需氧量檢測方法比對分析

張蕾，彭俊，馮吉平

（松遼流域水資源保護局松遼流域水環(huán)境監(jiān)測中心，吉林長春130021）

水體中化學需氧量檢測方法比對分析

張蕾，彭俊，馮吉平

（松遼流域水資源保護局松遼流域水環(huán)境監(jiān)測中心，吉林長春130021）

檢測設(shè)備不斷地推陳出新，為實驗室減少資源浪費，實現(xiàn)清潔生產(chǎn)，提高工作效率提供硬件保障。文章通過對比化學需氧量的2種檢測手段，旨在證明應用新設(shè)備可以滿足松遼流域水環(huán)境監(jiān)測中心的工作需求，同時表明，新設(shè)備、新技術(shù)值得全面推廣使用。

分析方法；儀器設(shè)備；水環(huán)境監(jiān)測；松遼流域

1 概述

化學需氧量是表征水體污染程度的重要指標之一，是重要水功能區(qū)監(jiān)督性監(jiān)測的指標，也是國家重要江河湖泊水功能區(qū)水質(zhì)達標考核的重要評價指標。隨著松遼流域檢測工作任務逐年加劇，松遼流域水環(huán)境監(jiān)測中心（以下簡稱“中心”）以國家水資源監(jiān)控能力建設(shè)為契機，購置了連續(xù)流動分析儀。中心通過大量實驗將國家標準分析方法（以下簡稱“方法1”）與連續(xù)流動分析儀法（以下簡稱“方法2”）進行比對，得出連續(xù)流動分析儀法測定水中化學需氧量既快速、又準確，是可以大幅提高檢測效率的分析方法。

2 測定方法比對

2.1 原理不同

方法1原理：在水樣中加入已知量的重鉻酸鉀溶液，并在強酸介質(zhì)下以銀鹽作催化劑，經(jīng)沸騰回流后，以試亞鐵靈為指示劑，用硫酸亞鐵銨滴定水樣中未被還原的重鉻酸鉀，由消耗的硫酸亞鐵銨的量換算成消耗氧的質(zhì)量濃度。

方法2原理：在水樣中加入已知量的重鉻酸鉀溶液，并在強酸介質(zhì)下以銀鹽作催化劑消化，樣品的氧化反應導致六價鉻減少，在420 nm下進行檢測重鉻酸鉀的剩余量計算其消耗量，從而計算樣品的化學需氧量。

從原理可以得知，方法1用的是滴定方法，需要人眼觀測滴定反應終點的顏色變化，少一滴未反應完全，多半滴則為過反應，對檢測人員的要求很嚴格；方法2是分光光度法的，通過特征譜線的吸收定量待測物質(zhì)，結(jié)果更加準確可靠。

2.2 檢測流程不同

方法1的分析步驟：取適量水樣于錐形瓶中，加入重鉻酸鉀，接到回流裝置，再加入硫酸銀-硫酸試劑，回流計時2 h，冷卻，定容，加入指示劑，滴定。回流裝置如圖1所示。

圖1 化學需氧量回流裝置圖

方法2：調(diào)整儀器設(shè)備，檢測儀器狀態(tài)合格后，編輯程序，再將配制的標準系列樣品及待測樣品放在自動進樣盤上的對應位置，運行檢測。若樣品含量超出線性范圍0～200 mg/L，則需要人工稀釋后重新進樣檢測。流程如圖2所示。

圖2 連續(xù)流動分析儀的檢測流程圖

2.3 分析效率不同

以我中心的檢測條件與檢測實力，按方法1進行實驗，理想狀態(tài)下3～4 h可測10個有效樣品；按方法2進行實驗，3～4 h可測75～100個有效樣品。

2.4 實驗室過程中的不確定因素不同

按方法1實驗時，水樣濃度低于50 mg/L，用低濃度的氧化劑；水樣濃度大于50 mg/L，需采用高濃度的氧化劑；對于濃度大于700 mg/L的水樣，則需要對水樣進行稀釋后測定；反應過程中要特別注意，在錐形瓶中加入玻璃珠防爆沸；實驗全程需要有人看護，防止因水壓不穩(wěn)造成回流裝置爆裂；實驗過程中，既要用火，又要消耗大量清潔水。

按方法2實驗時，主要檢查儀器設(shè)備的狀態(tài)，以及定期更換泵管，觀察毛細管是否出現(xiàn)堵塞等問題。

3 結(jié)果分析

用2種方法檢測水中化學需氧量，表明：方法1很成熟的檢測方法；方法2用到的連續(xù)流動分析儀是近幾年才進入檢測市場，并逐漸投入使用的。松遼流域水資源保護局松遼流域水環(huán)境監(jiān)測中心用2種分析方法，對實驗室空白水樣、標準物質(zhì)以及實際工作中不同類型的水樣分析進行了比對檢測，并進行相關(guān)統(tǒng)計分析，結(jié)論如下。

3.1 方法檢出限確定

方法1檢出限10 mg/L（已知）。

中心方法2對實驗室純水進行連續(xù)6 d測試，每天1批2個，經(jīng)檢測與統(tǒng)計計算，方法2的檢出限為0.67 mg/L，結(jié)果見表1。

表1 方法2測定水中化學需氧量的檢出限計算mg/L

3.2 方法2的準確度檢驗

選取松遼流域的省界斷面進行加標回收率檢驗，結(jié)果滿足《水環(huán)境監(jiān)測規(guī)范》要求，見表2。

表2 實際水樣的加標回收率檢驗

將濃度為35.0±3.1 mg/L、59.4±4.0 mg/L，74.2± 4.9 mg/L，185.7±7.0 mg/L的化學需氧量標準溶液，連續(xù)測定6次，結(jié)果均在不確定度范圍內(nèi)。

3.3 方法2的精密度檢驗

將上述4個濃度的標準樣溶液檢測后進行標準偏差與相對標準偏差計算，結(jié)果滿足《水環(huán)境監(jiān)測規(guī)范》要求，見表3。

表3 連續(xù)流動分析儀測定COD的精密度檢驗

3.4 檢測結(jié)果差異性比對

分別用2種分析方法檢測標準物質(zhì)與實際水樣，所得結(jié)果進行t檢驗，經(jīng)驗證2種方法所得結(jié)果無顯著差異，見表4，表5。

表4 檢測化學需氧量標準物質(zhì)實驗結(jié)果

表5 測定實際水樣實驗結(jié)果

4 結(jié)論

1）通過大量實驗，方法2的準確度、精密度均符合《水環(huán)境監(jiān)測規(guī)范》對化學需氧量的檢測要求。同時經(jīng)過對不同類型水樣的檢測比對，兩種方法的檢測結(jié)果無顯著差異，證明兩種方法對該項目的檢測是“等同”的。

2）方法2實現(xiàn)了檢測自動化，既可以大幅提高勞動效率，又減少資源浪費，同時免去實驗過程中的人為因素干擾，是比較清潔的一種生產(chǎn)方式，值得推廣使用。

［1］彭彪，李怡庭，李青山，等.《水環(huán)境監(jiān)測規(guī)范》［M］.北京：中國水利水電出版社，2013.12∶83-100.

［2］李青山，李怡庭.《水環(huán)境監(jiān)測實用手冊》［M］.北京：中國水利水電出版社，2003.8：267-317.

［3］張嘉治，王玉平，曲健.《環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)質(zhì)量管理與控制技術(shù)指南》［M］.北京：中國環(huán)境科學出版社，2010.12：369-484.

［4］齊文啟，孫宗光，石金寶.《環(huán)境監(jiān)測實用技術(shù)》［M］.北京：中國環(huán)境科學出版社，2006.6：423-501.

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