工业废水中COD含量的分析方法

安静(盛虹炼化(连云港)有限公司，江苏 连云港 222000)

0 引言

随着社会的发展，工业化对环境污染产生的负面作用不可低估，再加上人们对生活质量的要求越来越高，这对企业生产过程中的环保控制提出了更高要求。企业需要随时监测生产过程中各环节的污染情况，水质中化学需氧量的监测就是一个重要的项目。

COD 即化学需氧量，其作为一种综合性指标代表水体中的硫化物、亚硝酸盐、有机物等还原性物质的含量，在水质检测中起着极为重要的评定作用[1]。一般水体中，有机污染物含量相对比较高，因此化学需氧量能作为衡量水体有机物含量的主要指标之一，也是中国实施污染物总量控制的重要参考指标。化学需氧量越高，说明水体受还原性物质污染的程度就越严重。如果不进行处理，这些有机物可能会毒害水生生物，造成生态系统的破坏。近年来随着中国工业快速发展，工业废水排放量大大增加，然而测量COD的传统方法往往需要大量的人力和时间，因此亟待发展出一种更加快速和简单的测定工业废水COD含量的分析方法。

1 分析方法及原理概述

文章所述方法，即借助气相分子吸收光谱法对A、B两工厂工业废水中的COD含量实施定量分析。该方法的原理是将水样中具有还原性质的物质与过量且定量的高锰酸钾溶液反应，再用过量且定量的亚硝酸钠作还原剂还原未反应的过量的高锰酸钾。剩余亚硝酸钠在盐酸乙醇的酸性条件下转化为二氧化氮，导入气相分子吸收光谱仪中，于213.9 nm波长处测量其吸光度。在此波长处，振动吸收与其浓度呈正比，据此可以测定出二氧化氮的含量，进而计算出水样中化学需氧量[2]。

2 实验分析

2.1 仪器

实验中用到的主要仪器为GMA3380气相分子吸收光谱仪。

2.2 试剂

(1)实验室用三级用水。

(2)氢氧化钠溶液：250 g/L。

(3)高锰酸钾溶液：0.010 mol/L。

(4)亚硝酸钠溶液：0.010 mol/L。

(5)盐酸乙醇溶液：1+1。

(6)亚硝酸钠标准溶液：1 000 mg/L。

3 实验步骤

3.1 绘制标准工作曲线

将1 000 mg/L亚硝酸钠的标准溶液用三级水稀释10倍，配制成100 mg/L亚硝酸钠标准贮备液，摇匀后备用。

将100 mg/L亚硝酸钠标准贮备液用三级水经过稀释配制成一系列不同浓度的亚硝酸钠标准系列溶液，如表1所示。

表1 稀释系列标准溶液

使用配制好的编号1～8的亚硝酸钠标准溶液100 mL，加入过量且定量的0.010 mol/L高锰酸钾溶液在搅拌器上搅拌均匀并加热至沸腾，反应10 min。再用过量且定量的0.010 mol/L亚硝酸钠还原剂还原未反应的过量的高锰酸钾。反应结束后，加入盐酸乙醇溶液将剩余的亚硝酸钠转化为二氧化氮。用氮气将产生的二氧化氮载入气相分子吸收光谱的吸光管中，于213.9 nm波长处测量其吸光度。以吸光度为纵坐标，亚硝酸盐的浓度为横坐标绘制标准曲线，得到y=115.6x+ 0.001,其R2=0.999 3。

应注意：编号6的标准溶液不参与绘制曲线，而是进行反标曲线，反标结果为25.18 mg/L。故标准工作曲线的相对误差为0.72%。

3.2 测试水样

实验中用到的测试水样是经由A和B工厂处理排放的废水。

分别移取A、B工厂待测废水各100.0 mL，分别测定3个平行样。首先向6个待测样品中加入250 g/L氢氧化钠溶液调节试样为碱性，加入过量且定量的0.010 mol/L高锰酸钾溶液在搅拌器上搅拌均匀并加热至沸腾，反应10 min。结束后，加入过量且定量的0.010 mol/L亚硝酸钠溶液作还原剂还原未反应的过量的高锰酸钾。反应结束后，加入盐酸乙醇溶液将剩余的亚硝酸钠转化为二氧化氮。用氮气将产生的二氧化氮载入气相分子吸收光谱的吸光管中，于213.9 nm波长处测量其吸光度。通过标准工作曲线，计算出A和B工厂处理排放的废水中化学需氧量。气相分子吸收光谱法测定A、B工厂工业废水COD的结果如表2所示。

表2 气相分子吸收光谱法测定A、B工厂工业废水COD的结果

3.3 测试加标回收率

接着我们对A、B两工厂排放的废水样品，进行了加标回收率测试，结果如表3所示。

表3 加标回收率测定结果

由表3可知，方法的加标回收率为97.5%～102%，可以很好的满足一般水样的加标回收率在95%～105%之间的要求[3]。

4 评价气相分子吸收光谱法测定工业废水中化学需氧量

我们在用气相分子吸收光谱法测定水样COD含量的同时，也使用国标方法对水样的COD进行了测试，两种分析方法测定结果对比如表4所示。

表4 国标法与气相分子吸收光谱法测定废水COD数据对比

由此，我们可知使用气相分子吸收光谱法测定工业废水中的COD含量，在精确度方面，可以很好的满足国家标准，即平行测定结果的绝对差值不大于 0.5 mg/L。该方法的线性相关系数可达0.999 3，定量下限为1.0 mg/L，重复测定的相对标准偏差≤1%，与国标中传统的高锰酸钾滴定法相比较相对误差约为1%，结果有很好的一致性。另外有着耗时短、操作简单、劳动强度小、准确度高的优点。

5 结语

本研究建立了气相分子吸收光谱法测定工业废水中化学需氧量的分析方法。利用这种方法重复测定的相对标准偏差≤1%，加标回收率在97.5%～102%之间，满足水质检测要求。该方法与国标中传统的高锰酸钾滴定法相比较相对误差约为1%，分析结果相差不大，有很好的一致性。在操作上有着耗时短、操作简单、劳动强度小、准确度高的优点，为更加快速和简单地测定工业废水的COD含量提供了思路。