微波消解-硫酸亚铁铵滴定对化学需氧量的测定

钟 锦，杨富平

(广东汇成安全健康环境咨询有限公司，广东 广州 510730)

化学需氧量是水质常规监测项目和评价水环境质量的指标之一，也是节能减排的重要考核指标，目前，常规的COD测定方法是《水质 化学需氧量的测定 重铬酸盐法(HJ 828-2017)》，但是该方法不但操作麻烦，而且耗时也长，从加热消解到滴定完成，至少需要3～4h，需要消耗大量的人力物力，且实验过程中产生的废液对环境危害极大。由于环境检测业务的剧增，为了加快工作进度，许多环境检测机构采用《水质 化学需氧量的快速测定 快速消解分光光度法(HJ/T 399-2007)》来进行COD的测试，虽然该方法消操作简单，测定时间快，但是用该方法很难保证数据的准确性。

微波消解通常是指利用微波加热封闭容器中的消解液(各种酸、部分碱液以及盐类)和试样从而在高温增压条件下使各种样品快速溶解的湿法消化。微波消解有密闭容器反应和微波加热这两个特点，决定了其完全、快速、低空白的优点。

1 实验

1.1 仪器设备

MS-3型微波消解COD测定仪：华南环境科学研究所研制，广州华宙环境科技发展有限公司制造；Teflon密封消解罐。

1.2 试液配置

(1)重铬酸钾消解液，0.250N(用于密封消解法)：称取经过120℃烘干2h的优级纯重铬酸钾12.259g，溶于约500mL蒸馏水中，边搅拌边缓慢加入浓硫酸100mL，冷却后移入1000mL容量瓶中，加入25g固体硫酸汞，并用蒸馏水稀释至刻度。

(2)试亚铁灵指示剂：分别称取1.485g邻菲罗啉和0.695g硫酸亚铁溶于水中，稀释至100mL，贮于棕色瓶内。

(3)硫酸亚铁铵标准溶液，约0.05N：称取21.0g分析纯的硫酸亚铁铵溶于蒸馏水中，边搅拌边缓慢加入20mL浓硫酸，冷却后移入1000mL容量瓶中，并稀释至刻度。该溶液必须在使用的当天用重铬酸钾进行标定。

(4)硫酸银-硫酸催化剂：于1000mL浓硫酸中加入10g硫酸银，放置1～2天使之完全溶解。

(5)硫酸汞：结晶或粉末。

(6)邻苯二甲酸氢钾标准溶液：称取邻苯二甲酸氢钾0.3401 置于1000mL容量瓶中，并用蒸馏水稀释至刻度。该溶液的理论COD值为400mg/L。

1.3 试验方法

(1)吸取10.00mL水样(或少许，但必须用蒸馏水稀释至10mL)加入消解罐，分别加入5.00mL重铬酸钾消解液和10mL硫酸银-硫酸汞催化剂，旋紧密封盖，使消解罐密封良好，摇匀。

(2)将消解罐均匀放入炉腔内。点击COD密封消解Seal,按上下箭头选择相应的样品数，再按启动键，仪器开始加热消解样品，仅需15～30min既可自动地完成整个消解过程。

(3)打开消解罐，将反应液转移到200mL锥形瓶中，用蒸馏水冲洗消解罐帽2～3次，冲洗液并入锥形瓶中，控制体积约50mL。加入2滴试亚铁灵指示剂，用硫酸亚铁铵溶液滴定，溶液的颜色由黄色经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10.00重蒸馏水，按同样操作步骤做空白试验，记录滴定空白时硫酸亚铁铵标准溶液的用量。

对于COD浓度小于50mg/L的水样，可改用0.05N重铬酸钾标准溶液，滴定时用0.01N硫酸亚铁铵标准溶液。

2 结果与讨论

2.1 实际样品的测试

先用《水质 化学需氧量的测定 重铬酸盐法(HJ 828-2017)》的方法对实际样品进行测定，然后选取不同行业、浓度的样品用微波消解-硫酸亚铁铵滴定法来测定，两种方法测定结果见表1。

表1 标准回流法和微波消解法测定结果

2.2 标准样品的测试

称取0.4251g邻苯二甲酸氢钾于重蒸馏水中，转入1000mL容量瓶中，稀释至标线，使之成为500mg/L的COD，在分别配置250,125,50,25mg/L的标准COD溶液，用微波消解-硫酸亚铁铵滴定法来测定，测定结果见表2。

表2 微波消解法测定标准样品的结果

3 结论

无论是标准样品的测定，还是用两种方法对实际样品进行比对，其测定结果的相对误差都在10%之内，因此，用微波消解法样品进行消解，然后用硫酸亚铁铵进行滴定，其分析方法是完全满足化学需氧量测定的要求。