張蕾,彭俊,馮吉平
(松遼流域水資源保護(hù)局松遼流域水環(huán)境監(jiān)測中心,吉林長春130021)
水體中化學(xué)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(hù)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(fèi),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(xué)需氧量的2種檢測手段,旨在證明應(yīng)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
化學(xué)需氧量是表征水體污染程度的重要指標(biāo)之一,是重要水功能區(qū)監(jiān)督性監(jiān)測的指標(biāo),也是國家重要江河湖泊水功能區(qū)水質(zhì)達(dá)標(biāo)考核的重要評價指標(biāo)。隨著松遼流域檢測工作任務(wù)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(jī),購置了連續(xù)流動分析儀。中心通過大量實驗將國家標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)行比對,得出連續(xù)流動分析儀法測定水中化學(xué)需氧量既快速、又準(zhǔn)確,是可以大幅提高檢測效率的分析方法。
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(qiáng)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(qiáng)酸介質(zhì)下以銀鹽作催化劑消化,樣品的氧化反應(yīng)導(dǎo)致六價鉻減少,在420 nm下進(jìn)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(xué)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(yīng)終點的顏色變化,少一滴未反應(yīng)完全,多半滴則為過反應(yīng),對檢測人員的要求很嚴(yán)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(zhǔn)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?;亓餮b置如圖1所示。
圖1 化學(xué)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(biāo)準(zhǔn)系列樣品及待測樣品放在自動進(jìn)樣盤上的對應(yīng)位置,運(yùn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)行稀釋后測定;反應(yīng)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(hù),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(xì)管是否出現(xiàn)堵塞等問題。
用2種方法檢測水中化學(xué)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(jìn)入檢測市場,并逐漸投入使用的。松遼流域水資源保護(hù)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(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)以及實際工作中不同類型的水樣分析進(jìn)行了比對檢測,并進(jìn)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(jìn)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(xué)需氧量的檢出限計算mg/L
3.2 方法2的準(zhǔn)確度檢驗
選取松遼流域的省界斷面進(jìn)行加標(biāo)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(biāo)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(xué)需氧量標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)樣溶液檢測后進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)偏差與相對標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)與實際水樣,所得結(jié)果進(jìn)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(xué)需氧量標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)實驗結(jié)果
表5 測定實際水樣實驗結(jié)果
1)通過大量實驗,方法2的準(zhǔn)確度、精密度均符合《水環(huán)境監(jiān)測規(guī)范》對化學(xué)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(fèi),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。
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