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CODcr催化快速法代替国标法的可行性研究

2016-06-14田丽邵伟东烟台市芝罘区环境保护监测站

科学中国人 2016年14期

田丽,邵伟东烟台市芝罘区环境保护监测站



CODcr催化快速法代替国标法的可行性研究

田丽,邵伟东
烟台市芝罘区环境保护监测站

摘要:国标法是化学需氧量(CODcr)测定的常用容量分析方法;CODcr催化快速法是采用仪器消解后比色测定的方法。本研究从准确度、精密度、回收率等方面进行了试验,验证了快速法在日常监测中替代国标法的可行性。

关键词:化学需氧量;重铬酸钾法;CODcr催化快速法

化学需氧量(COD)是指在强酸并加热条件下,用重铬酸钾作为氧化剂处理水样时所消耗氧化剂的量,以氧的mg·L-1来表示。化学需氧量反映了水中受还原性物质污染的程度,也作为有机物相对含量的指标之一[1],也是我国实施排放总量控制的指标之一。目前世界各国均以重铬酸盐作为测定COD的标准方法[2],此法对样品氧化完全,测定结果准确可靠、重现性好,但也存在回流时间长、测定速度慢以及二次污染等问题。为解决上述问题,近年来国内外学者积极寻求快捷、节省能源、污染小的COD测定方法。rocenkery等[3-6]对快速消解法取得进展后,有关快速法的文献屡见报道。本问在查阅相关资料基础上,对快速法测定CODcr进行了准确度和精密度分析,分析其是否满足当前的环境监测需求。

1.实验方法

1.1CODcr催化快速法方法原理。在610 nm波长处,测定重铬酸钾被还原产生的三价铬(Cr3+)的吸光度,试样中COD值与三价铬(Cr3+)的吸光度的增加值成正比例关系,将三价铬(Cr3+)的吸光度换算成试样的COD值。

1.2仪器设备。CTL-12型化学需氧量速测仪。

1.3实验步骤。仪器正常开机约30分钟加热部分即可稳定在控温状态,依据需要稀释或预处理水样,取均匀的待测水样3 mL于反应管中,每支试管内加入掩蔽剂1-3滴(每滴可掩蔽300 mg· L-1左右),每支试管内加入专用氧化剂1.0 mL,垂直快速加入各反应管内催化剂液5.0 mL。如发现溶液上下液色不均需摇匀,将反应管置入仪器加热炉前6只加热孔中,温度升高到165℃以上时按动消解键,消解指示灯亮,经10分钟恒温消解完毕,将反应管依次自加热孔中取出,置于试管架上进行空气冷却1-2分钟,每支反应管加入纯水3.0 mL盖塞摇匀,操作完成后,冷至室温,进行光度测定,标准曲线标定步骤同上。

2.实验结果

2.1方法准确度与精密度分析

用快速法测定不同浓度的一系列邻苯二甲酸氢钾标准溶液的COD值,每个样品测定6次,以验证快速法分析结果的准确度和精密度,国标(GB11914-89)规定:标准溶液的COD测定结果与理论值之间的误差应小于±4%,所测得的COD数据即为准确,在标准溶液COD值为30 mg·L-1~700 mg·L-1之间时,相对误差均<±4%,加标回收率为98.8%,介于95%~105%,所以快速法测得的COD值在准确度和精确度方面均符合实验室的质量控制的指标要求。

2.2快速法与国标法的显著性研究

选取工业废水样品测定6次,重铬酸钾法按水环境分析方法标准工作手册(GB11914-89)进行分析,快速测定法则可以直接测定,测定结果见表1。

表1 国标法和快速法测定工业废水样品COD值

表2 COD测定值独立样本t检验结果

∂=0.05根据环境监测分析方法标准制定技术导则要求两种方法精密度检查,由表2可知,用F检验工业废水,F=0.237

3.讨论

从实验结果可以看出,分光光度法的COD的快速测定与重铬酸钾法的测定值非常接近。准确度和精密度都符合水质实验室质量控制指标,一个批次可完成25个样品测定,完全适用于对水样进行快速监测,因此用快速法替代国标法是可行的。但快速法也有以下几个方面需要注意:

(1)对不名污染物的水样进行分析的时候,要注意分析污染物的类型,对于含有复杂有机物的水样进行分析时,需与重铬酸钾法对比实验。

(2)用高量程来测定水样时,因为所采用的水样只要3 ml,对水样的均匀性要求较高,一般对于结果要求比较准确情况下,选用合适的量程来测定。

(3)进行样品测量和做空白样,都要用同一批比色皿。当空白样存放在暗处时,空白读数是稳定的,可以用同一批比色皿进行再次测量。

(4)若比色皿中含有悬浮物,会导致不正确的读数。比色皿底的沉淀物务必不能悬浮起来,因此小心谨慎地将比色皿放入光度计比色池中是非常重要的。

参考文献:

[1]国家环境保护总局.水和废水监测分析方法(第四版)(增补版).中国环境科学出版社,2002.

[2]朱洪涛,曾芳.化学需氧量测定方法的研究进展[J].工业安全与环保,2003,29(7): 17-19.

[3] ROCEN KERY M.The fast method of the COD determination [J].Anal Lett,1993.26(9): 2025-2030.

[4]杨晓珊.重铬酸钾法快速检测COD[J].云南环境科学,1998,17(1): 61-63.

[5]李德豪,何海荣,何映英,等.混酸介质微波消解快速测定炼油污水COD[J].环境工程,1999,17(5): 52 - 54.

[6]韦利抗.化学需氧量的快速法研究[J].江汉大学学报,2001,18(6): 21- 24.