连续流动分析法测定水中高锰酸盐指数的研究

张佩 殷世芳 韩枫 张利亚

摘 要：本文采用SEAL公司的AA3连续流动分析仪测定水中高锰酸盐指数，并研究氯离子浓度对高锰酸盐指数测试的影响。结果显示，通过测试条件的优化，相关系数[r]达到0.999 8，线性范围为0.6～9.0 mg/L，方法检出限为0.033 mg/L，加标回收率在96.18%～105.1%。在氯离子浓度小于250 mg/L时对测试结果无显著性影响。该方法具有分析速度快、准确度高、重现性好以及干扰少等特点，适合水中高锰酸盐指数的分析测试。

关键词：连续流动分析仪;高锰酸盐指数;氯离子

中图分类号：X832文献标识码：A文章编号：1003-5168（2020）25-0117-04

Abstract： In this paper， the permanganate index of water was determined by AA3 continuous flow analyzer of seal company， and the influence of chloride ion concentration on permanganate index test was studied. The relative coefficient was 0.999 8， the liner relationship was in range of 0.2 to 9.0 mg/L. The detection limit was 0.033 mg/L. The recovery rate was 96.18%～105.1%. This method for determining Permanganate index was simple， rapid and suitable for automatic analysis. This analyzer is more suitable for quantities samples of water.

Keywords： continuous flow analyzer;permanganate index;chloride ion

高锰酸盐指数（[CODMn]）是饮用水、地表水、水源水和生活污水监测的重要项目，可在一定程度上反映水体受有机污染物和还原性无机污染物的污染程度[1]。高锰酸盐指数的测定是在一定条件下，用高锰酸钾氧化水样中的某些有机物及无机还原性物质，由消耗的高锰酸钾量计算相当的氧量[2]。化学反应式如式（1）所示：

4MnO4-+5C（有机物）+12H2O=4Mn2++5CO2+6H2O            （1）

目前，国内外高锰酸盐指数（[CODMn]）测定可选用的方法较多，包括酸性高锰酸钾滴定法[见《水质 高锰酸盐指数的测定》（GB 11892—89）][2]、可见分光光度法、微波消解测定法、在线光谱法、气相分子吸收光谱法[3]、连续流动分析法等。国内使用最广泛的依然是酸性高锰酸钾滴定法。但是，酸性高锰酸钾滴定法测试过程烦琐、耗时长、能耗高、对环境不够友好等问题突出。

连续流动分析技术（Continuous Flow Analysis Technology，CFA）是在20世纪70年代首次提出的，1981年日本首次应用于高锰酸盐指数的测试[4]。相比传统的监测方法，连续流动分析法不仅可以降低劳动成本，而且可以在一定程度上降低方法误差，具有精度高、重现性好、抗干扰强、分析速度快等优点。但目前，我国对连续流动分析仪在高锰酸盐指数测试方面的研究报道较少，也没有建立相关标准。

本研究旨在建立采用连续流动分析仪测试高锰酸盐指数的分析方法，并探讨氯离子浓度的改变对高锰酸盐指数测试的影响。

1 实验部分

1.1 仪器设备和试剂

1.1.1 仪器设备。AA3连续流动分析仪（德国SEAL）、AL204分析天平（梅特勒）、GenPure Pro超纯水仪（赛默飞世尔）、移液器（瑞宁XLS）、容量瓶（德国BRAND）。

1.1.2 试剂。高锰酸钾标准溶液：GBW（E）081237（上海市计量测试技术研究院），编号190327，标准值[c]（1/5KMnO4）=0.100 5 mg/L，相對扩展不确定度为0.000 2 mg/L（[k]=2）。硫酸（H2SO4）：密度（[ρ20]）为1.84 g/mL。[CODMn]标准溶液：GBW（E）080274（中国计量科学研究院），样品编号为19061，质量浓度为237 mg/L，相对扩展不确定度为3%（[k]=2）。

1.2 实验原理和仪器参数

1.2.1 实验原理。在93 ℃消解温度下，样品与定量的酸性高锰酸钾混合后发生氧化还原反应，使用双通道分光光度计，在波长520 nm处测量酸性高锰酸钾吸光度的变化值[ΔA]，[ΔA]与样品所含氧化性物质的含量相关，可得到样品中[CODMn]的含量。

1.2.2 连续流动分析仪仪器参数。检测器波长：520 nm;进样时间：80 s;进样针清洗时间：100 s;比色池光程：10 mm。

1.2.3 实验步骤。根据分析流程图，正确连接样品、试剂、空气、废液等管路，安装蠕动泵盖板，将试剂管插入相应试剂瓶，依次打开自动进样器、蠕动泵、消解器和检测器电源，待各模块自检完成后，打开分析软件，启动基线，基线稳定后实施分析测试。分析流程见图1。

2 分析结果与讨论

2.1 标准曲线

使用中国计量科学研究院研制的国家标准物质[GBW（E）080274，[CODMn]：237 mg/L]，用煮沸冷却后的新鲜蒸馏水将标准溶液逐级稀释为0.00、0.60、1.50、3.00、4.50、6.00、9.00 mg/L。以空白校正后的信号响应值为纵坐标，高锰酸盐指数浓度为横坐标，绘制标准曲线，标准曲线见图2。