测定地表水中高锰酸盐指数的方法综述及发展

方锐缨

（汕头市环境保护监测站，广东 汕头 515000）

高锰酸盐指数，是指在一定条件下，以高锰酸钾为氧化剂，处理水样时所消耗的氧化剂的量。在以往的水质检测中，高锰酸盐指数也被称为化学需氧量的高锰酸钾法，但是这种方法只能使水中有机物部分被氧化，并不适用于工业废水的测定。高锰酸盐指数仅限于作为衡量地表水、饮用水和生活污水受还原性有机（和无机）物质污染程度的综合指标。地表水水质监测一直都是国家水质检测中的重要环节。在工作中，人们要根据实际检测的地表水情况来确定具体的检测方法。高锰酸盐指数的常见测定方法如下。

1　滴定法

滴定法通常分为酸性高锰酸钾法和碱性法两种。

1.1　方法原理

酸性法是在一定体积的水样中，加入已知量高锰酸钾和硫酸溶液，在沸水浴中加消解30 min，高锰酸钾将样品中的部分有机物和可还原的无机物氧化。反应后，剩余的高锰酸钾用过量的草酸钠溶液还原，再用高锰酸钾标准溶液回滴过量的草酸钠，同时让高锰酸钾溶液作为自身的指示剂，通过回滴所消耗的高锰酸钾溶液体积计算出高锰酸盐指数值[1]。

当样品中氯离子浓度高于300 mg/L时，人们可采用碱性法。在碱性加热条件下，用高锰酸钾氧化样品中的部分有机物及无机还原性物质。加硫酸在酸性条件下，将剩余的高锰酸钾用草酸钠溶液还原并加入至过量，再以高锰酸钾溶液滴定至微红色。

1.2　方法应用

滴定法作为高锰酸盐指数测定的经典方法，在环境监测领域应用广泛。环境监测工作者在实践中总结出了很多合理有效的改进意见。例如，周玉香、应新梅分别对不同浓度高锰酸钾溶液、水样酸度、不同加热条件等三个方面进行深入研究，总结出的实际条件控制有效降低了操作过程中的试验误差，使检测结果的准确性大大提高。王玲玲、沈熠、陈斌斌的试验表明，每100 mL的样品，加酸量控制在5 mL，相对偏差最小[3]。陈银花经反复试验后发现了高锰酸盐指数测定中高锰酸钾标准溶液配制误差的原因，通过先对高锰酸钾标准储备液进行标定来确定稀释比，给出准确配制所需高锰酸钾标准溶液的方法[4]。以上改进试验技术，在满足结果质量控制的要求下，简化了试验步骤，消除了人为和干扰物的影响，保证了分析结果的准确性、可靠性和代表性。

2　紫外分光光度法

2.1　方法原理

在酸性条件下，用过量的高锰酸钾溶液氧化水体中还原物质，高锰酸钾特有的紫红色在波长525 nm处有最大吸收峰，采用分光光度法测定剩余的高锰酸钾含量，通过高锰酸盐指数和吸光度的标准曲线，计算结果[5]。

2.2　方法应用

这种方法的使用范围较广，无论是地表水、自来水还是生活污水都可以进行高锰酸盐指数的测定，耗时较短，减轻了分析人员的劳动强度。但是，其精密度和准确度还需要进一步提高。

3　在线自动分析

3.1　方法原理

流动注射法中使用的试剂和酸性高锰酸钾法基本相同，一定体积的水样中加入一定量高锰酸钾和硫酸溶液，在95℃的条件下加热回流反应数分钟后，剩余的高锰酸钾用过量的草酸钠溶液还原，再用高锰酸钾溶液回滴过量的草酸钠，利用回滴的高锰酸钾体积计算出高锰酸盐指数值。其工作原理是将一定体积的样品注射到一个流动的、无空气间隔的试剂溶液连续载流中，通过蠕动泵对不同内径的弹性泵管进行压缩，让试剂和试样按照相应的比例进入管路系统中，让试剂和试样在一定条件下，完成混匀，分离干扰物，在波长520 nm范围内比色，测定吸光度。水中高锰酸钾的含量和吸光度减少值之间存在线性关系，试验人员可利用这种线性关系，通过计算吸光度的减少值，判断水样中消耗的氧化剂含量，这也就是需要得到的高锰酸盐指数数值。

3.2　方法应用

随着科学技术的发展，自动分析测定高锰酸盐指数成为研究的重点工作，国家现有的自动分析仪器很多，以力合科技型号LFKM-D2001的自动分析检测仪为例，其测量范围可以根据实际的情况而改变，一般为0～20 mg/L，测量周期为40 min/次，时间较短，准确度在±10%范围内，分辨率可以达到0.01 mg/L。在实际应用的过程中，方法的精密度可以到达国家标准，方法科学合理，相应的线性关系良好，可以得到标准的指数数值，满足了地表水检测的要求。但是，在进行自动分析试验时，必须对试剂的选择和用量进行严格的控制。在试验过程中，由于试验试剂具有较高的敏感度，因此试验结果可能会受到试验仪器的影响。为了使试验结果的工作曲线和基线保持稳定状态，必须对试验所需的试剂进行优先选择，其选择主要遵循以下原则：一是试验选择的试剂应该保证其居于优级纯以上；二是试验需要用到溶液试剂，对其进行煮沸冷却处理，避免气泡影响试验样品。随着科学技术的发展，未来高锰酸盐指数测定自动化技术还会得到更进一步的发展。

4　快速测定法

4.1　方法原理

快速测定法通过使用预制式试剂和植入标准曲线的方式，无需进行滴定操作。取少量水样加入试剂瓶中，经加热和比色，就可以在仪器上直接读出高锰酸盐指数的检测结果。

4.2　方法应用

应急事故现场的监测，也是环境监测工作中的一项重要内容，需要运用快捷方便的检测技术。与传统检测技术相比，快速检测技术的灵敏度和准确性较低，但是耗时短，适用于紧急状况下的应急监测。

5　结语

实际工作中，根据水样具体情况的不同，人们要采用合理的高锰酸盐指数测定方法。滴定法作为测定高锰酸盐指数的经典方法，准确度高、重现性好、试剂和设备方便获得，但耗时长、分析人员劳动强度大，效率低，难以实现在线远程分析，没法满足应急快速监测的需要。滴定法的以上不足，可以通过灵敏度高、试剂和样品用量少、快捷省时的分光光度法弥补。但在分析复杂水样时，采用分光光度法容易受色度、浊度、悬浮物等因素的干扰。简单快捷的自动分析法，准确度、精密度高，重现性好，检出限低，检测浓度范围大，适合用于检测大批量的样品。在线自动分析法可减轻分析人员的工作强度，但精确度受仪器影响程度高，同时需要注意废液的处理，对仪器进行定期维护。简便的快速测定法灵敏度、准确度较低，适用于现场对环境污染物定性或半定量检测。综上所述，这几种方法可以互补存在，共同发展。

随着经济发展和人们生活水平的不断提高，水资源保护逐渐引起人们的关注，国家不断加强水环境建设，随着河道整治工程的持续开展，水质监测工作任务也逐渐加重，酸性高锰酸钾指数作为评价水质水量的关键标准，必须要得到准确的测定。而不同测定方法的优缺点不同，通过对比分析，人们可以解决测定中存在的问题，保证测定工作的准确性，保证监测工作稳定开展，从而降低成本，提高效率。