廢水中的化學需氧量測定實驗研究

梁瑞思

(廣州市二輕系統(tǒng)環(huán)境監(jiān)測站，廣東 廣州510220)

0 引言

化學需氧量是綜合評價水體污染程度的重要指標之一，也是水質(zhì)監(jiān)測的一個重要項目， 而且可作為衡量水體有機物相對含量的指標，是水質(zhì)評價的重要指標。化學需氧量表示水中易被強氧化劑氧化的還原性物質(zhì)所消耗的氧化劑的量，結(jié)果折算成氧的含量。 水中還原性物質(zhì)包括有機物、亞硝酸鹽、亞鐵鹽、硫化物等，生成化學需氧量的物質(zhì)會消耗水體中氧氣的量，對水體中的生物和微生物有不良影響。 化學需氧量越大，說明水體受有機物的污染越嚴重。 下面，結(jié)合具體實驗，就廢水中的化學需氧量的測定進行研究。

1 實驗部分

1.1 主要試劑與儀器

（1）試劑：重鉻酸鉀標準溶液(濃度0.2moL/L)；硫酸銀－硫酸溶液(10g/L)；硫酸錳－硫酸溶液(10g/L)；試亞鐵靈指示劑；硫酸亞鐵銨標準溶液(濃度0.1moL/L)；固體硫酸汞；鄰苯二甲酸氫鉀標準溶液(濃度2.0824mmoL/L，相當于化學需氧量500mg/L)。

（2）儀器：HH－6 型化學需氧量測定儀；10mL 具塞比色管；50mL酸式滴定管。

1.2 實驗方法

吸取3.00mL 水樣于具塞比色管中，依次加入0.06g 硫酸汞粉末、2.00mL 重鉻酸鉀消解溶液和5.00mL 硫酸錳－硫酸溶液，搖勻后，放入已預熱至165℃的HH－6 型化學需氧量測定儀中，消解8min 后取出比色管，冷卻至室溫，將消解后的溶液倒入100mL 的錐形瓶中，然后用蒸餾水沖洗比色管數(shù)次，洗液也倒入錐形瓶中，加入2 滴試亞鐵靈指示劑，用已標定好的硫酸亞鐵銨標準溶液滴定至終點(由藍綠色到紅褐色)。 同時做空白試驗，空白，其操作與水樣相同。

2 結(jié)果與討論

2.1 正交試驗設計及其分析

由于對化學需氧量測定結(jié)果有影響的因素較多，本實驗選取幾個主要因素進行分析討論，分別是消解溫度、消解時間和硫酸錳用量。根據(jù)正交試驗設計的要求， 樣品為500mg/L 鄰苯二甲酸氫鉀標準液，每次做3 個平行樣，按試驗號進行測定，實驗結(jié)果見表1。

＊硫酸錳用量是指加入水樣中的硫酸－硫酸錳溶液所含硫酸錳的重量。

由直觀法分析表1 可以看出：

表1 正交試驗直觀分析表

（1）極差R 反映各因素對指標的影響大小，故對測定結(jié)果有影響的因素由主到次的排序為：A>B>C， 即消解溫度>消解時間>硫酸錳用量。

（2）均值K 反映該因素水平對指標的影響，且均值越大越好。 由K3A>K2A>K1A得，因素A 的水平3 比其它兩個水平好，即消解溫度為165℃；但因素B 的水平1 和水平3 相差不多，從節(jié)約能耗上考慮，因素B 為水平1 最好，即消解時間為8min；同理硫酸錳用量為0.05g。 故本測定方法的最佳操作條件為：消解溫度165℃，消解時間8min，硫酸錳用量0.05g。

2.2 單因素實驗

2.2.1 消解溫度的選擇

分別吸取3.00mL 鄰苯二甲酸氫鉀標準溶液(理論化學需氧量值為500mg/L)于具塞比色管中，按章節(jié)1.2 中的實驗方法進行操作，在不同消解溫度下加熱8min，測定不同消解溫度下的化學需氧量值，重復測定3 次，取其平均值。

由此可知，當消解時間不變時，隨消解溫度的升高，化學需氧量的測定值逐漸趨向理論值，實驗的相對誤差也逐漸變小，但當溫度升到165℃后，再提高溫度，化學需氧量的測定值基本不變。 因此，選定最佳消解溫度為165℃。

2.2.2 消解時間的選擇

分別吸取3.00mL 鄰苯二甲酸氫鉀標準溶液(理論化學需氧量值為500mg/L)于具塞比色管中，在165℃溫度下消解不同的時間，按章節(jié)1。 2 中的實驗方法進行操作，測定不同消解時間下的化學需氧量值，重復測定3 次，取其平均值。

由此可知，在消解時間小于8min 范圍內(nèi)，隨著消解時間的增加，化學需氧量測定值逐漸趨向理論值，且變化幅度較大，說明消解時間對化學需氧量測定值的影響較大；當消解時間大于8min 時，化學需氧量測定值基本不變，說明消解時間超過8min 時，消解時間對化學需氧量測定值的影響較小。 因此，選定最佳消解時間為8min。

2.2.3 硫酸錳用量的選擇

分別吸取3.00mL 鄰苯二甲酸氫鉀標準溶液(理論化學需氧量值為500mg/L)于具塞比色管中，在165℃溫度下消解8min，改變催化劑硫酸錳的加入量，按章節(jié)1。 2 中的實驗方法進行操作，測定不同硫酸錳加入量下的化學需氧量值，重復測定3 次，取其平均值。

由此可知，在硫酸錳用量為0.01～0.05g 時，化學需氧量測定值變化幅度較大，說明此階段硫酸錳用量對反應影響較大；當硫酸錳用量為0.05～0.10g 時，化學需氧量測定值基本不變，說明此階段硫酸錳用量對反應影響較小。 因此，選定硫酸錳最佳用量為0.05g。

2.3 精密度和準確度的確定

2.3.1 精密度試驗

根據(jù)上述最佳實驗條件，按章節(jié)1。 2 中的實驗方法操作，分別對某制藥廢水、某生活污水及不同濃度的鄰苯二甲酸氫鉀標準溶液進行測定，重復測定3 次，測定結(jié)果見表2。

表2 本測定方法的精密度

由表2 知，本測定方法的精密度較好，符合實驗室質(zhì)量控制要求。

2.3.2 準確度試驗

根據(jù)上述得出的最佳實驗操作條件，按章節(jié)1.2 中的實驗方法進行操作， 分別對化學需氧量值為50mg/L、100mg/L、200mg/L、500mg/L的鄰苯二甲酸氫鉀標準溶液進行測定，重復測定3 次，取其平均值，結(jié)果見表3。

表3 本測定方法的準確度

由表3 可知，本測定方法的準確度達95.9%以上，符合實驗室質(zhì)量控制要求。

2.4 本測定方法的適用性

為了驗證本快速測定方法的適用性，分別取5 個不同類型的廢水樣，用本快速測定方法進行測定，并與標準法進行比較，實驗結(jié)果見表4。

由表4 可知，在水樣受污染程度變化很大的情況下，本法與標準法測定的化學需氧量值基本相同，相對誤差很小。 故用本法代替標準法測定水樣化學需氧量值是可行的。

表4 本法與標準法化學需氧量測定值比較

3 結(jié)束語

綜上所述，上述方法操作簡單，能同時分析多個水樣，可應用于批量水樣的分析測定，同時用硫酸錳代替硫酸銀作催化劑可大大減少分析費用。 同時該方法的精密度和準確度均較好，與標準法測定的化學需氧量值基本吻合，并且本方法的適用范圍廣。因此，本方法可以代替標準法，應用于各種廢水化學需氧量的測定，具有較好的推廣應用前景。

［1］熊嚴軍.水和廢水中化學需氧量的測定研究[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2010（09）.

［2］黨慧雯.硫酸錳代替硫酸銀快速測定化學需氧量[J].環(huán)境監(jiān)測管理與技術(shù)，1998（03）.