自制氧化劑和催化劑測定廢水中化學(xué)需氧量的探討

李 艷

(開遠(yuǎn)市環(huán)境科研監(jiān)測所，云南 開遠(yuǎn) 661699)

自制氧化劑和催化劑測定廢水中化學(xué)需氧量的探討

李 艷

(開遠(yuǎn)市環(huán)境科研監(jiān)測所，云南 開遠(yuǎn) 661699)

自制快速法測定化學(xué)需氧量(CODCr)所需的氧化劑和催化劑，比市場上購買的專用氧化劑和催化劑大大降低分析成本，分析結(jié)果準(zhǔn)確可靠。試驗(yàn)結(jié)果表明：使用自制氧化劑和催化劑測定CODCr，樣品加標(biāo)回收率在98%～103%，與專用氧化劑和催化劑測定化學(xué)需氧量(CODCr)結(jié)果一致，無顯著性差異，可用于廢水中CODCr的控制分析。

測定化學(xué)需氧量(CODCr)測定；快速法；自制氧化劑；催化劑；分析成本

廢水中CODCr的測定采用快速法測定，所用專用氧化劑和催化劑一直是到專門的廠家購買，每瓶專用氧化劑140元，專用催化劑380元，配制方法保密，不明確。為降低分析成本，筆者經(jīng)過多次反復(fù)試驗(yàn)和對(duì)照試驗(yàn)，自制出氧化劑和催化劑，可以應(yīng)用于廢水中CODCr的測定。自制500mL氧化劑僅需成本8.5元，自制500mL催化劑僅需成本41.2元。每瓶(500mL)氧化劑節(jié)約131.5元，每瓶(500mL)催化劑節(jié)約338.8元。大大降低了CODCr測定的分析成本。

1 測定原理

在強(qiáng)酸性介質(zhì)中，復(fù)合催化劑存在下，水樣于165℃恒溫消解10min。水樣中還原性物質(zhì)被重鉻酸鉀氧化，Cr6+被還原成Cr3+。水樣中化學(xué)需氧量(CODCr)與還原生成的Cr3+濃度成正比，于610nm波長處測定Cr3+的吸光度可計(jì)算出CODCr值。

2 樣品的采集和保存

用于測定化學(xué)需氧量的水樣，采集時(shí)以硬質(zhì)玻璃瓶存放，并加硫酸酸化使其pH≤2，至少采集500mL，樣品在48h內(nèi)測定。

3 試劑和材料

(1)硫酸：ρ=1.84g/mL；

(2)自制氧化劑：量取125mL濃硫酸溶于600mL水中，加入25g硫酸汞，微熱溶解后再加入25g重鉻酸鉀，用水稀釋至1.0L。

(3) 自制催化劑：稱取12g硫酸銀溶于1.0L濃硫酸中，搖勻后貯于玻璃瓶中。

(4)鄰苯二甲酸氫鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液：稱取預(yù)先在105℃～110℃烘2h的基準(zhǔn)或優(yōu)級(jí)純鄰苯二甲酸氫鉀(HOOCC6H4COOK)0.4251g溶于少量水中，移至500mL容量瓶中，用水定容。此溶液相當(dāng)于CODCr1000mg/L的值(現(xiàn)用現(xiàn)配)。

4 儀器、設(shè)備

(1)CODCr恒溫消解器：交流電源220V，50HZ；平均功率300W，最大700W，溫控165℃±0.5℃，20個(gè)加熱反應(yīng)孔。

(2)專用反應(yīng)管：磨口具塞刻度試管，耐溫200℃，容積15mL，12mL處有定量刻線，高度不低于16cm。

5 分析步驟

5.1 開機(jī)

連接CODCr恒溫消解器電源，打開主機(jī)電源開關(guān)，輸入任何數(shù)字(兩位數(shù))，直接按[ENTRE]鍵，儀器自動(dòng)進(jìn)入催化快速法加熱模式，在該模式下儀器默認(rèn)值設(shè)定為消化溫度165℃，消化時(shí)間10min。

5.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

于6支專用反應(yīng)管中分別加入0.00、0.15、0.30、0.90、1.50、2.40、3.00mL鄰苯二甲酸氫鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液(相對(duì)應(yīng)的CODCr值為0、0.15、0.30、0.90、1.50、2.40、3.00mg)，體積不足3.00mL者用水補(bǔ)至3.00mL，加1.00mL自制氧化劑，垂直快速加入5.00mL自制催化劑，搖勻。將反應(yīng)管置于恒溫消化裝置的孔穴內(nèi)(嚴(yán)禁加蓋消化)，當(dāng)溫度升至165℃以上時(shí)再按消解鍵。此時(shí)，消解指示燈亮。消化水樣10min，儀器發(fā)出蜂鳴，指示水樣已消解充分，取出反應(yīng)管，先室溫冷卻，再用水充分冷卻至室溫。用水定容至12mL刻度線，加蓋搖勻，冷至室溫。于610nm波長處，用3cm比色皿，以水為參比，測其吸光度，并繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

5.3 樣品測定

移取1.00～3.00mL(不得>3.00mL)水樣于專用反應(yīng)管中，體積不足3.00mL者用水補(bǔ)至3.00mL，以下步驟與標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制相同，測其吸光度。

5.4 分析結(jié)果的表述

化學(xué)需氧量(CODCr)以質(zhì)量濃度計(jì)，數(shù)值以毫克每升(mg/L)表示，按下列公式計(jì)算：

式中：E0—試劑空白的吸光度讀數(shù)；E—水樣的吸光度讀數(shù)；a—截距(回歸直線方程)；k—斜率的倒數(shù)(回歸直線方程)；V—取樣體積的數(shù)值，單位為毫升(mL)。

5.5 注意事項(xiàng)

(1) 樣品消解過程需在通風(fēng)柜內(nèi)進(jìn)行，溶液酸度較大，操作時(shí)防止意外燒傷。

(2) 如全部試劑加入后顏色不勻，應(yīng)將其充分冷卻后搖勻，再進(jìn)行消解。

(3)在酸性條件下重鉻酸鉀氧化性很強(qiáng)，可氧化大部分有機(jī)物，加入硫酸銀作催化劑時(shí) ，直鏈脂肪族化合物可完全被氧化。

(4)氯離子是CODCr測定中的主要干擾物，采用硫酸汞消除干擾。

(5)消化溫度165℃，消化時(shí)間10min對(duì)CODCr測定結(jié)果影響較大，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線和樣品測定時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制。

6 準(zhǔn)確度試驗(yàn)

在6個(gè)不同廢水樣品中加入0.90mgCODCr標(biāo)準(zhǔn)溶液，用自制氧化劑和催化劑快速法測定CODCr，進(jìn)行加標(biāo)回收試驗(yàn)，結(jié)果見表1。

表1 加標(biāo)回收試驗(yàn)

由表1可知，樣品加標(biāo)回收率在98%～103%，方法具有較高的準(zhǔn)確度。

7 方法對(duì)比試驗(yàn)

用自制氧化劑和催化劑與直接到專門的廠家購買的專用氧化劑和催化劑快速法同時(shí)測定3個(gè)廢水樣中CODCr，結(jié)果見表2。

表2 方法對(duì)照試驗(yàn)

由表2可知，兩種氧化劑和催化劑測得的結(jié)果一致，無顯著性差異，相對(duì)誤差在1.68%～3.97%，用自制氧化劑和催化劑測定CODCr，分析結(jié)果準(zhǔn)確、可靠。

8 分析成本對(duì)比

用自制氧化劑和催化劑與直接到專門的廠家購買的專用氧化劑和催化劑快速法測定CODCr分析成本對(duì)比見表3。

表3 分析成本對(duì)比 (元)

由表3可知，使用自制氧化劑和催化劑，與直接到專門的廠家購買的專用氧化劑和催化劑測定CODCr相比，大大降低了分析成本。

9 結(jié)論

試驗(yàn)結(jié)果表明：用自制氧化劑和催化劑，與直接到專門的廠家購買的專用氧化劑和催化劑測定CODCr相比，具有相同的可靠性，分析結(jié)果準(zhǔn)確，無顯著性差異，該方法可以廣泛運(yùn)用于廢水中CODCr的測定，節(jié)約分析成本效果明顯。

Study on the Determination of Chemical Oxygen Demand in Wastewater by Self-made Oxidant and Catalyst

LI Yan

(Kaiyuan Environmental Research and Monitoring Institute, Kaiyuan Yunnan 661699 ,China)

The oxidant and catalyst applied for the rapid determination of chemical oxygen demand (CODCr) had lower cost than those on market. The results were accurate and reliable. The test results showed that using self-made oxidant and catalyst obtained the similar results as the special oxidant and catalyst. Its recovery rate was 98%～103%, which indicated no significant difference. Therefore, the self-made reagents could be applied for determination of CODCr.

CODCrrapid determination; self-made oxidant;catalyst;cost

2017-02-13

X83

A

1673-9655(2017)04-0094-02