重铬酸钾法测特定化学需氧量几种屏蔽氯离子干扰方法比较
2014-12-01钱玉亭
陈 超,钱玉亭
(江阴市环境监测站,江苏江阴214431)
自 《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)[1]出台,城镇污水的化学需氧量(下文简称COD)排放标准降低为60mg/L。江阴地区很大一部分污水厂的COD值在60mg/L左右,氯离子浓度最高可达到5000mg/L。无论用重铬酸钾法或者高氯法[2]测定,氯离子浓度对水样的COD测定值影响都较大。如何在这种情况下准确测定COD值,成为一大难题。
1 氯离子对COD测定的影响
用COD值为61mg/L的标准物质(编号200163 GSBZ50001-88)加入不等量的NaCl,配制成氯离子浓度如表1的溶液,平行测定2份:1份按照 《水和废水监测分析方法》(第四版)加入0.4g硫酸汞;1份不做任何处理,测定步骤按照第四版进行,结果见表1。
表1 加入硫酸汞及不加硫酸汞的COD值比对 (mg/L)
在不加硫酸汞的情况上,61mg/L水样的COD值随着氯离子浓度的增高增加,增加的数值与氯离子的含量成正比。
第四版中,认为0.4g硫酸汞最高可以络合2000mg/L的氯离子浓度,由上述实验可以看出,在水样环境相对单纯的标准物质中,氯离子浓度在100mg/L以内,COD的测定结果落在不确定度范围内,可以认为水样不受氯离子影响。
2 掩蔽氯离子测COD值
2.1 方法1:降低重铬酸钾浓度
按照 《水和废水监测分析方法》 (第四版),0.02500mol/L的重铬酸钾测定COD值的范围为5~50mg/L,可以采取稀释的方法降低COD值,同时降低氯离子浓度。将61mg/L的水样稀释2倍后进行测定,结果见表2。
表2 0.0250mol/L重铬酸钾测定COD值 (mg/L)
将重铬酸钾浓度降低到1/10后,测定值受氯离子影响较小。但降低重铬酸钾浓度时也同时降低了其氧化能力。在实测过程中发现,在监测污水厂排放水时,COD值严重偏低。本方法不建议用于测定排放水,更适用于水样环境较单纯的地表水等。
2.2 方法2:加入30%硫酸汞溶液
加入硫酸汞固体时,硫酸汞直接沉淀在水样底部,会发生络合不充分的现象,现用高氯法中30%的硫酸汞溶液络合氯离子。在水样中加入2.0ml的HgSO4溶液,32ml AgSO4-H2SO4溶液,其余步骤仍按照重铬酸钾法进行,测定COD值为61mg/L的标准溶液,结果见表3。
表3 加入30%硫酸汞溶液测得的COD值 (mg/L)
30%的硫酸汞溶液络合效果好于直接加入硫酸汞固体,在<500mg/L氯离子浓度下,COD值在不确定度范围内,认为结果不受氯离子影响。
2.3 方法3:绘制COD-氯离子标准曲线
根据 《高氯离子水样中COD的测定》[4]方法介绍,配制氯离子含量为100、300、500、1000、2000 mg/L的溶液,不加硫酸汞,测定其COD值,以其氯离子浓度为横座标,COD值为纵座标,绘制COD-Cl-标准曲线,见图1。
以61mg/L的水样为例。测定时,将试样分成2份:1份测定氯离子含量,并在标准曲线上查出相对应的COD值;另1份在标准方法下不加硫酸汞掩蔽剂测定COD值,减去氯离子相对应的COD值,即为水样的真实COD值。测定结果见表4。
绘制标准曲线的方法测COD值,氯离子浓度在2000mg/L以下,对COD值的影响在可以接受的范围内。但同时在实验中发现,氯离子浓度高于1000mg/L时,消解2h后出现沉淀,疑似氯化汞,怀疑氯离子与硫酸汞产生反应,降低了氯离子产生的COD值,使最终测得值偏高。
表4 氯离子对应的COD值(mg/L)
3 结果与讨论
当化学需氧量在60mg/L左右时,采取加入0.4g硫酸汞最高可络合100mg/L的氯离子,使COD值落在不确定度范围内;加入30%硫酸汞溶液,最高可络合500mg/L的氯离子,使COD值落在不确定度范围内;绘制COD-氯离子标准曲线,可络合的氯离子值达到2000mg/L,但操作较为复杂,不适宜水样多的情况;降低重铬酸钾浓度可忽视氯离子的影响,但氧化能力减弱,不适用于排放水的监测,适合水样环境简单的地表水等。
因此,在实际水样的监测过程中,可根据实际水样情况,选择较为合适的氯离子屏蔽方法,有效地开展COD值的监测工作。参考文献:
[1]GB 18918-2002,城镇污水处理厂污染物排放标准[S].
[2]本书编委会.水和废水监测分析方法 (第四版)[M].北京:中国环境科学出版社,2002.
[3]李芳.高氯离子水样中COD的测定[J].中国氯碱,2011,(10):32-33.