冀東油田水質高錳酸鹽指數氧化率的實驗探討

呂艷秋 王陳瓏 冉照寬 屈曉芳 陳學坤 鄭子墨 劉 媛

(1.中國石油天然氣股份有限公司冀東油田開發(fā)技術公司；2.中國石油集團安全環(huán)保技術研究院有限公司)

0 引 言

作為地表水、地下水和生活污水監(jiān)測的一項主要指標，高錳酸鹽指數(CODMn)在一定程度上可以反映水中還原性物質污染的程度，是GB 3838—2002《地表水環(huán)境質量標準》中的必測項目[1]。彭英等[2]研究指出“作為高錳酸鹽指數測定質量控制的標準溶液，通常使用葡萄糖進行配制”。齊文啟等[3]所著的《水和廢水監(jiān)測分析方法指南》中提到葡萄糖的氧化率為59%。HJ/T 100—2003《高錳酸鹽指數水質自動分析儀技術要求》[4]中提到葡萄糖氧化率為56%。高錳酸鹽指數是一個相對的條件性指標，其結果與高錳酸鉀的濃度、溶液酸度、加熱溫度、加熱時間、加熱條件有關。本文從優(yōu)化三角瓶的覆蓋方式、取樣量兩個方面開展葡萄糖氧化率影響因素的研究，控制高錳酸鹽對葡萄糖的氧化率，提高測定準確度。

1 實驗方法

參照GB 11892—1989《水質 高錳酸鹽指數的測定》[5]，在樣品中加入已知量的高錳酸鉀和硫酸，沸水浴中加熱30 min，高錳酸鉀將樣品中的某些有機物和無機可氧化物質氧化，反應后加入過量的草酸鈉還原剩余的高錳酸鉀，再用高錳酸鉀標準溶液回滴過量還原物質。最后計算得到樣品的高錳酸鹽指數。

2 標準物質的選擇

為了探討不同條件對氧化率的影響，選擇不同濃度的標準物質進行實驗對比。標準物質濃度及不確定度數據見表1。

表1 標準物質濃度、不確定度數據 mg/L

3 結果與討論

3.1 覆蓋條件對測定結果的影響

3.1.1 無覆蓋條件下實驗

對濃度分別為1.60，2.98，4.06，7.76 mg/L的4種標準溶液，選擇無覆蓋的方式，沸水浴時間設定為30 min進行測定。草酸鈉標準溶液濃度為0.010 00 mol/L，標定時消耗高錳酸鉀體積為9.98 mL，實驗結果見表2。

表2 無覆蓋條件、沸水浴30 min的實驗結果

從表2數據可以看出，相對標準偏差為0.20%～1.93%，均低于GB 11892—1989標準中“濃度4.00 mg/L的樣品實驗室內相對標準偏差4.2%的參考值”。絕對誤差均為負值可以看出，所有測定結果均低于參考值，說明在氧化過程中無覆蓋時樣品的氧化率較低。而且7.76 mg/L標準物質出現一次測定值為7.12 mg/L，誤差的絕對值為0.64 mg/L，大于不確定度0.62 mg/L，則判定測定結果不合格。4個樣品中有1個樣品的檢測結果超出不確定度范圍，則判定測定結果為不合格[6]。

3.1.2 培養(yǎng)皿覆蓋條件下實驗

對濃度分別為1.60，2.98，4.06，7.76 mg/L的4種標準溶液，選擇使用培養(yǎng)皿進行覆蓋，沸水浴時間設定為30 min進行測定。草酸鈉標準溶液濃度為0.010 00 mol/L，標定時消耗高錳酸鉀體積為9.98 mL，測定結果見表3。

表3 培養(yǎng)皿覆蓋、沸水浴30 min的實驗結果

表3中實驗結果的相對標準偏差為0.60%～1.15%，均低于GB 11892—1989標準中的要求。絕對誤差數據一正三負，表明培養(yǎng)皿覆蓋、沸水浴30 min的氧化條件進一步提高了精密度和氧化率。

3.1.3 錫箔紙覆蓋條件下實驗

選擇錫箔紙覆蓋、降低氧化時間為28 min，對濃度分別為1.60，2.98，4.06，7.76 mg/L的4種標準溶液進行對比實驗，測定結果見表4。

表4 錫箔紙覆蓋、沸水浴28 min的實驗結果

表4中不同濃度樣品測定結果的相對標準偏差為0.25%～0.38%，均滿足要求。4個樣品測定結果的絕對誤差為0.02～0.04 mg/L，遠低于證書給定的不確定度，說明錫箔紙覆蓋、沸水浴28 min的氧化方式，實驗結果具有更好的重現性，均合格且準確度高。

3.2 取樣量對測定結果的影響

按照GB 11892—1989備注中關于“樣品量以加熱氧化后殘留的高錳酸鉀為其加入量的1/2～1/3為宜”的提示，使用25.00 mL的滴定管進行滴定時，高錳酸鉀的滴定體積為5.00～6.67 mL為宜，對于1.60，2.98 mg/L取樣體積為最大100.0 mL，滴定體積小于4.00 mL，精密度和準確度均符合要求；4.06 mg/L取樣100.0 mL，7.76 mg/L選擇取樣體積為50.00 mL，滴定體積在5.00～6.67 mL，精密度、準確度均符合要求；滴定體積接近5.00 mL樣品對應的取樣體積精密度和準確度均滿足要求。

選擇濃度分別為1.42，2.10，2.67，2.79，3.87，6.49，11.7 mg/L的7種標準溶液，按照滴定體積小于且接近5.00 mL的取樣體積進行測定，實驗結果見表5。

表5 取樣體積摸索實驗結果

表5中相對標準偏差在0.00～0.89%，精密度可靠，均在不確定度范圍內，選擇滴定體積小于且接近5.00 mL的取樣體積進行測定。

4 結 論

選擇錫箔紙覆蓋、沸水浴28 min的氧化條件能夠提高測定結果的精密度和準確度。

實驗室選擇滴定體積小于且接近5.00 mL的取樣體積進行測定，縮短滴定時間，同時節(jié)約高錳酸鉀等藥劑的用量，使實驗室測定減量化。