分光光度法测定化学需氧量及质量控制
2012-12-23建阳市环境监测站熊爱国
建阳市环境监测站 熊爱国
化学需氧量是最常用、最重要的水质有机污染和水质评价指标之一。在COD 测定中，对净水多采用高锰酸钾法，对于废水多采用重铬酸钾法，根据高锰酸钾法和重铬酸钾法研制的COD 快速测定仪，实现了分析检测的高速化、自动化，具有准确可比、耗能低、散热少和操作简便的特点。本文根据工作经验，对COD 快速测定仪分光光度法测定化学需氧量时水中悬浮物的干扰进行了探讨，以期更好地进行实验室质量控制。
1 实验部分
1.1 原理
1.1.1 COD 快速测定仪分光光度法
仪器采用一种特制试剂，它含有一种复合催化剂，既加速反应，又对氯离子具有抗干扰作用。水样与特制试剂在消解器中进行快速氧化还原反应，反应后产生Cr3+，通过分光光度计测定其浓度，从而得出相应COD 值。
1.1.2 重铬酸钾法
在强酸性溶液中，用一定量的重铬酸钾氧化水样中还原性物质，过量的重铬酸钾以试亚铁灵作指示剂，用硫酸亚铁铵溶液回滴。根据硫酸亚铁铵的用量算出水样中还原性物质消耗氧的量。
1.2 仪器
1.2.1 COD 快速测定仪分光光度法
甘肃省兰州市连华环保科技有限公司生产的型号为5B-1 型COD 快速测定仪。
1.2.2 重铬酸钾法
①COD 恒温加热器
②圆柱形回流瓶和空气冷凝管
③50ml 酸式滴定管
1.3 分析试剂
甘肃省兰州市连华环保科技有限公司提供分析废水COD项目的专用D 试剂、E 试剂。
1.4 温度
温度控制在165℃。
1.5 分析步骤
1.5.1 标准溶液样品的制备
取燃煤锅炉除尘废水中的煤灰，放入0.25 mg/L 重铬酸钾溶液中浸泡一天，反复水洗后过滤，烘干箱温度控制在105℃状态下煤灰烘干2 小时，干燥箱平衡。分别称取经烘干、平衡后的煤灰4.0 mg、5.0 mg、6.0mg ，分别量取浓度为4625 mg/L 的COD 标准溶液1.00mL、2.00mL、10mL，分别加入100 mL、250 mL 容量瓶，用蒸馏水定容，分别配制成悬浮物浓度为40 mg/L、50 mg/L、60 mg/L， COD 浓度为46.25mg/L、92.5mg/L、185mg/L 三组标准溶液样品。
1.5.2 标准溶液样品的测定
1.5.2.1 COD 快速测定仪分光光度法测定
① 摇匀标准溶液样品：用移液管取2.5mL 待测溶液样品分别放入反应管中,然后把配制好的D 专用试剂、E 试剂分别加入0.7mL、4.8mL 于反应管中。同理，用空白水样代替标准溶液样品，其它步骤相同。
② 控温：反应管插入加热炉按下加热“10 分钟”键，呼响器呼叫。
③ 冷却：取出反应管，放置于空气冷却管试管孔内，按下“2 分钟”键，向每个反应管加入2.5mL 蒸馏水，摇匀，再放入水冷孔内，按下“2 分钟” 键，呼响器呼叫，取出反应管。
④ 直读吸光值、浓度值：空白反应管中的溶液倒入标号为“1”的比色皿中，标准溶液样品反应管中的溶液分别倒入2～4 号的比色皿中，把4 个比色皿分别依次放入比色槽中，拉动试样拉杆，使空白比色皿对准光路。把“功能开关”调至“c”， 拉动拉杆使得1 号比色皿对准光路，1～2 秒后，A 值自动为0。拉动拉杆使得2 号比色皿对准光路显示稳定后，读取显示器显示的COD 值，单位为mg/L,再拉动拉杆使得3、4 号比色皿依次对准光路，显示稳定后读数。在COD 快速测定仪波长为610nm 状态下进行分光光度法测定。
1.5.2.2 COD 重铬酸钾法测定
① 取20.0mL 混合均匀的标准溶液样品 (或适量水样稀释到20.0mL)置磨口的圆柱形回流瓶中，准确加入10.00mL重铬酸钾标准溶液及数粒洗净的沸石，慢慢加入30mL 硫酸-硫酸银溶液,轻轻摇动圆柱形回流瓶使溶液混匀, 连接磨口回流冷凝管，加热回流2h（自开始沸腾时计时）。
② 冷却后，用90mL 水从上部慢慢冲洗冷凝管壁，取下圆柱形回流瓶。溶液总体积不得少于140mL，否则因酸度太大，滴定终点不明显。
③ 溶液再度冷却后，加3 滴试亚铁灵指示液，用硫酸亚铁铵标准溶液滴定，溶液的颜色由黄色经蓝绿色至红褐色即为终点，记录硫酸亚铁铵标准溶液的用量。
④ 测定水样的同时，以20.0mL 重蒸馏水，按同样操作步骤作空白试验。记录滴定空白时硫酸亚铁铵标准溶液的用量。
2 实验结果
COD 快速测定仪分光光度法与重铬酸钾法测定标准溶液样品的结果见表1。
表 1 分光光度法与重铬酸钾法测定标准溶液
3 实验室分析结果讨论
从标准溶液样品实验室分析结果表可以看出：在COD浓度一定的情况下，悬浮物浓度越大，分光光度法测定COD的相对误差越大。在悬浮物浓度一定的情况下，COD 浓度越大，分光光度法测定COD 的相对误差越小。重铬酸钾法测定COD 的相对误差受悬浮物浓度大小的影响较小。当标准溶液样品COD 浓度＞185mg/L，悬浮物浓度＜40 mg/L 时，分光光度法测定溶液样品COD 浓度的相对误差较小。重铬酸钾法测定COD 的相对误差较小，分光光度法与重铬酸钾法测定值相对偏差较小，分光光度法和重铬酸钾法测定COD都能满足分析要求。当标准溶液样品悬浮物浓度＞40 mg/L时，采用分光光度法测定标准溶液样品COD 浓度时应对溶液样品进行适当的稀释。
4 结论
COD 快速测定仪分光光度法测定化学需氧量受水中悬浮物浓度大小的影响，因此在实验室进行样品的实际分析时， 当溶液样品悬浮物浓度＞40 mg/L 时，采用COD 快速测定仪分光光度法测定溶液样品COD 浓度时应对溶液样品进行适当的稀释，以减小溶液样品悬浮物浓度大小对分析方法的干扰和影响，并提高溶液样品分析的准确性。
