生活饮用水中耗氧量测定注意事项研究

范静丹

（浦城县检验检测所，福建 南平 353000）

饮用水的安全直接影响到人类的生命健康，而对饮用水的污染程度进行测定可以对饮用水的安全带来直接的保障。一般来说，饮用水中存在的污染因素众多，含有各类有机物或无机物，通过使用高锰酸钾滴定法进行水中耗氧量检测，可以有效表明水中的有机物或无机物还原性物质的含量，从而确定饮用水中有机物或无机物的污染情况。

1 水中耗氧量的定义

水中耗氧量又称为化学需氧量，当使用高锰酸钾作为氧化剂对水中的有机物或无机物进行氧化时，将消耗的高锰酸钾量换算为水中有机物或无机物进行氧化所需的氧气量，此时也可以将水中耗氧量称为高锰酸钾指数。一般来说，水中有机物或无机物的含量代表水体本身的受污染程度，因此使用水中耗氧量检测就可以对水体的污染状况进行评价[1]。

2 水中耗氧量的检测方法

在进行水中耗氧量的检测时，一般需要根据水体受污染情况选择不同的氧化剂进行耗氧量的检测。随着所使用氧化剂的不同，实验的手法也有一定差别。一般来说，对较为清洁的天然水，水厂的出厂水或养殖业用水的耗氧量进行分析时使用高锰酸钾作为氧化剂进行检测。

2.1 酸性高锰酸钾法

酸性高锰酸钾检测法是我国在对较为清洁的水体进行检测时最常用的方法，有着检测快捷、成本低廉、二次污染危害较低等优点。在进行水体检测时，需要在受测的水体样本中加入少量的一定浓度的硫酸使水体酸化，并对水体进行加热，从而使高锰酸钾与水中的有机物及无机物发生氧化还原反应，从而通过高锰酸钾的消耗量来计算水体的耗氧量，进而判断水体中有机物及无机物污染程度。但是，由于高锰酸钾的氧化效果相对较低，难以对水中的部分有机物进行氧化，因此仅能用于较为清洁的水体的含氧量的测定[2]。

2.2 碱性高锰酸钾法

与酸性高锰酸钾检测法相似，碱性高锰酸钾法与酸性高锰酸钾法具有几乎相同的优缺点，区别仅在于检测过程中的辅助试剂由硫酸变更为氢氧化钠溶液，高锰酸钾作为强氧化剂，遇到有机物会释放出新生态氧，有杀灭细菌的作用，它的杀菌性极强，临床上被大量应用。但实际应用时需要将其浓度降低，否则过高浓度会导致局部腐烂溃疡。

2.3 重铬酸钾检测法

在对污染比较严重的水体进行检测时，需要使用氧化效果更加强大的重铬酸钾进行水中的耗氧量检测。在进行重铬酸钾检测的过程中，需要使用强酸性试剂进行配合，才能使水中的大部分有机物与无机物被氧化，通过重铬酸钾的消耗量来确定水体的耗氧量，从而进一步确定水体的受污染程度。为了避免影响检测结果，在进行检测之前需要降低水中的氯离子含量至2000毫克每升以下之后再进行检测。此外，还需要使用到硫酸亚铁铵或硫酸汞对误差进行进一步消除。此外，重铬酸钾检测法还有着成本较高、操作复杂的缺点，还有可能在水体中释放汞离子与银离子，从而造成额外的污染。

3 饮用水耗氧量的检测步骤

3.1 实验材料与器具的准备

在进行生活饮用水耗氧量的测试时，一般采用酸性高锰酸钾测试法，因此需要根据酸性高锰酸钾的测试过程所需的器具与材料进行提前的准备。

3.1.1 实验材料的准备

①硫酸溶液（1+3）：将1体积硫酸（ρ20=1.84 g/mL）在水浴冷却下缓缓加到3体积纯水中，煮沸，滴加高锰酸钾溶液至溶液保持微红色；

②0.001 摩尔每升高锰酸钾标准溶液[c（KMnO4）=0.01000mol/L]：将高锰酸钾溶液准确稀释10倍；

3.1.2 实验器具的准备

在进行酸性高锰酸钾测试法的过程中，需要的仪器有：可调温至100摄氏度的电热恒温水浴锅，容量250毫升的锥形瓶、100毫升移液管与酸性溶液专用的棕色酸式滴定管。

3.2 实验的具体步骤

实验材料与实验器具准备完成后，就可以对水体样本进行酸性高锰酸钾滴定法检测耗氧量。首先，用100毫升移液管吸取100毫升水样于250毫升锥形瓶内，加入5毫升的硫酸溶液与10毫升的高锰酸钾标准溶液，并手持锥形瓶摇晃使其混合均匀，之后放入水浴锅中加热并保持沸腾状态30分钟，在30分钟的水浴结束取出，同时加入10毫升的草酸钠标准使用溶液，并且将锥形瓶充分摇晃使瓶内的红色褪尽。之后，将锥形瓶至于白色背景前方，使用棕色酸式滴定管逐渐滴入高锰酸钾溶液，当锥形瓶内液体呈现微红色时，记录高锰酸钾用量见表1。

表1 锥形瓶水浴加热时间对测定结果的影响

4 实验过程中影响测定结果的主要因素

4.1 实验装置方面

4.1.1 滴定管的选择

一般实验用的滴定管分为酸式与碱式两种，对pH值不同的试剂需要使用不同类型的滴定管。如果在做酸性高锰酸钾耗氧量检测的过程中使用碱性滴定管，高锰酸钾会对滴定管的乳胶部分造成腐蚀，同时高锰酸钾遇光会分解，进而使滴定过程中的溶液用量出现偏差。因此，在选择实验器具的过程中，要选择棕色酸式滴定管。

4.1.2 锥形瓶的预先处理

为了避免锥形瓶本身所带来的实验误差，在实验之前需要对锥形瓶进行预处理。进行锥形瓶的预处理时，需要加入50毫升纯水，1毫升硫酸与少量高锰酸钾溶液，将瓶内液体摇匀煮沸并保持沸腾几分钟后，使用滴定管滴加草酸钠溶液至瓶内液体呈现微红色后倒掉即可。

4.1.3 水浴锅的水量设置

在实验过程中，水浴锅的水量也会对实验造成一定影响。水浴锅内的水量过多，会导致锥形瓶的漂浮，而水量过少则会使锥形瓶内液体受热不均匀，从而影响到实验结果的准确性。在实验中对锥形瓶进行水浴加热时，需要保证水浴锅内的水平面略高于锥形瓶内部的液面，才能使锥形瓶内部的液体受到充分加热，保证实验结果的准确性，水浴锅液面与锥形瓶液面的关系对测定结果的影响见表2。

表2 水浴锅液面与锥形瓶液面的关系对测定结果的影响

4.2 实验材料方面

4.2.1 实验用试剂的浓度

在酸性高锰酸钾检测水中耗氧量的实验中，使用试剂分别为1﹕3硫酸溶液，0.01摩尔每升的高锰酸钾溶液与0.01摩尔每升的草酸钠溶液，并且在实验过程中对各种溶液的使用量都有着明确的要求。如果在实验过程中使用的试剂浓度不准确，就必定会对实验结果造成影响。例如，高锰酸钾就容易与空气中的氨、二氧化碳或其他有机物发生反应，从而分解成为二氧化锰，而二氧化锰则会导致高锰酸钾的进一步分解，从而导致高锰酸钾溶液中的高锰酸钾含量降低，最终导致水体耗氧量的实验数据远大于正确数据。因此实验用试剂的浓度一定要准确。

4.2.2 实验用水样的酸性控制

在酸性高锰酸钾耗氧量的实验过程中，酸性环境的平衡会严重影响反应结果。若混入了硫酸的受检水样酸度高过实验要求，则会导致草酸钠的分解，使测试结果偏低；而酸性过低，则会导致高锰酸钾分解成为二氧化锰，从而导致测试结果偏高。因此，在进行酸性高锰酸钾耗氧量的实验时，需要对水样的酸性进行严格控制。

4.3 实验操作方面

4.3.1 滴定时的温度

在进行酸性高锰酸钾耗氧量的实验过程中，主要依靠高锰酸钾与草酸钠发生反应来确定高锰酸钾的消耗量，而高锰酸钾与草酸钠发生反应所需的最佳温度为70到80摄氏度左右，若温度超过90摄氏度，则会导致草酸钠受热分解，从而使测试结果偏低；若温度低于65摄氏度，则会导致高锰酸钾与草酸钠未能充分反应，导致实验结果偏高。

4.3.2 滴定时的速度

在酸性高锰酸钾耗氧量的实验中，使用棕色酸式滴定管进行滴定的速度也会对实验造成影响。在高锰酸钾与草酸钠发生化学反应时，生成的二氧化锰会溶解在水中并产生锰离子，对整个反应过程进行进一步催化。因此，在滴定高锰酸钾时，需要严格控制滴定速度，确保第一滴高锰酸钾溶液滴入锥形瓶后颜色褪尽再进行滴加。整个滴加过程需在1分钟内完成，操作过快或过慢都有可能导致测定的结果偏高。

4.3.3 锥形瓶水浴要加盖

在水浴加热锥形瓶时，需要对锥形瓶进行加盖封口。锥形瓶加盖不仅可以减缓温度的散失与瓶内液体的蒸发，还可以增加瓶内的空气压力，形成回流的效果。若不对锥形瓶进行加盖封口就开始水浴加热，会容易导致实验的检测结果偏低。

4.3.4 水浴锅要加盖

在水浴加热时，需要对水浴锅加盖。这是为了使其在水浴过程中能够保持稳定的沸腾状态，也能够减少样品放入后水浴锅沸腾的时间。如果水浴锅不加盖水浴过程中就容易出现温度不稳定的情况，导致实验的检测结果偏低。

4.3.5 加热计时的确定

在对锥形瓶进行水浴加热的过程中，实验要求保持水浴锅内的水在沸腾状态加热30分钟，但是锥形瓶入水后，因为锥形瓶内外液体的温差，会导致水浴锅中的水温小幅降低，若此时开始计算30分钟则会导致水浴加热的不完全，从而影响实验结果。正确的处理方式是在锥形瓶入锅后，水浴锅中的水重新沸腾时开始计时。

5 结语

综上所述，饮用水水质的健康直接影响到人们的身体健康。因此，确保饮用水的纯净无污染有着极其重要的作用。使用酸性高锰酸钾测试法能够有效测定饮用水的污染程度，对于确保用水安全有着非常重要的意义。因此，在进行酸性高锰酸钾测试法来测定饮用水耗氧量时，一定要严格掌控细节，避免实验误差的出现，才能对水质进行正确的检测。