化学需氧量测定方法在环境监测站的应用研究

2022-01-01山西清帆环境监测股份有限公司苏振娟

区域治理 2021年31期

山西清帆环境监测股份有限公司苏振娟

化学需氧量测定是分析水体受污染程度的重要方法，在环境检测中有着较高的利用价值，能表征水体还原物质指标，其值越大，证明水体所受污染程度越高。随着测量设备和技术水平提升，环境监测站需要使用正确的方法开展化学需氧量测定工作。

一、环境监测和化学需氧量测定

（一）环境检测

环境监测工作是人们针对特定条件使用特定技术手段测定环境中的某种污染物浓度的工作，可以根据监测数据变化和周围情况变化情况分析环境保护水平和环境变化，分析相关因素对环境保护工作的影响。环境监测会根据监测对象不同，使用不同的测定标准和测定方法，比如对水质的监测工作，会监测水中的污染物，包括对工业废水、生活污水监测工作，需要进行水质采样工作，获得准确的监测结果；工业废水会监测会测定其中各种化学物质的含量，生活污水中因为含有大量微生物和细菌，就需要测定化学需氧量[1]。

（二）化学需氧量测定

化学需氧量测定工作能测定水中有机物、无机物的含量、性质，能进行定量和定性分析，该项工作也被成为COD测定。如果发现水样出现化学需氧量过量的情况，可能会影响水中的微生物生存，不利于水环境的生态平衡，为此需要对水体的情况进行深入研究，了解水体中微生物的代谢情况，以便分析水污染问题。测定过程中会使用专门的COD 测量仪，能够可以对多个测试指标进行分析，构建比较完善的传输系统，而且可以根据程序完成自动化的监测工作。

（三）化学需氧量检测方法优缺点

化学需氧量测定的指标检测技术操作简单，测定成本比较低，有比较广的应用范围，可以对污染严重水体进行测定工作，使用化学需氧量测定方法可以明确分析其所具有的污染程度[2]。但是在工作中，化学需氧量检技术依然存在不足，例如需要使用氧化剂，但是氧化剂的能力比较有限，而且氧化剂的种类非常多，应用到测定中效果不同，所以在进行水体检测的工作中，必须根据需求选择氧化剂，如果氧化剂选择过程中存在问题，将会影响后续测定工作进行，甚至可能和水中的其他污染物发生反应，不利于数据的准确性。

水体受到污染后，有些污染物、杂质难以降解，这类物质会在测定中消耗氧化剂，导致数据不准确，影响最终的测试结果。比如水体中若含有直链脂肪族化合物，相对而言反应效果比较好，相对于一些特殊物质，氧化效果就比较差，将会造成非常严重的数值偏差，最终获得的污染水平和实际情况偏离较大。如果水中是含有氯离子，也会在检测中和氧化物发生反应，导致测得的需氧量偏高，即便对测量结果不会造成影响，也会导致数据偏差，并在测量结果中显示为污染源[3]。

二、环境监测中化学需氧量测定方法和标准测定实验

（一）环境监测中化学需氧量测定方法

化学需氧量测定技术随着技术变革也在不断完善，尤其测定装备更加精良，根据不同的测试原理，可以将测定方法分为分光光度法、动力学法等等。目前主要使用重铬酸盐法，该方法以重铬酸钾为基础进行氧化处理，水样中对重铬酸盐的消耗量为化学需氧量。根据HJ828-2017标准，测定时，使用10ml水样，加入5ml重铬酸钾溶液，以银盐作为催化剂。经过沸腾回流之后，再使用硫酸亚铁铵滴定，确定水样中未被还原的重铬酸钾量，消耗的硫酸亚铁铵换算成耗氧质量浓度。实际测量中，如果水样中含有芳香烃族化合物将出现难以氧化的情况，导致测量结果不准确，为此需要硫酸银作用，通过催化作用保证芳香烃族的氧化效果。

进行测定实验时，使用带有250ml磨口锥瓶的回流装置，冷却可以采用水冷或者风冷，消解中使用电炉等装置进行加热，为保证控制的精确性，所使用的天平重量感量需要在0.0001g。采集到的样品应在100毫升以上，储存在玻璃瓶中，采集后应尽快进行分析，保存之间不能超过5天。

实验中的干扰主要为氯化物，为了避免出现干扰的情况，通过加入硫酸汞能够去除水样中的氯化物。硫酸汞和水样中的氯离子在回流之后能生成可溶性的氯汞配合物。一般硫酸汞的加入量为水中氯离子含量的20倍以上，以保证对氯离子的控制效果。

（二）化学检测中化学需氧量标准测定试验

（1）标准化实现

化学需氧的测量精度在技术进步的支撑下得到了发展，在仪器的精密度上也满足了监测站日常工作的要求。为了保证测量精度，需要提升标准化水平。

测量开始前，应该结合污染物选择催化剂，提升催化工作的效果和速度，缩短测量时间。分析污染物的特性，也可以根据情况使用替代实际提升测定的反应速度，能够达到控制成本，降低绿色试验对环境污染的目的。

样品中还原性物质必须被完全氧化，所以需要加入氧化剂保证结果的精确性，分析样品中还原性物质的构成，并从常用的氧气、高锰酸钾等选择最合适的氧化剂。

测定过程中会有其他不相关离子影响正常的测定工作，为了消除这类离子的作用，避免影响试验人员判断，可以针对不相关离子的种类专门加入掩蔽剂，降低试验过程中的干扰，提升试验的准确定。

消解方法的使用能保证测定工作的标准化，目前常用的回流消解方法为加热法，为了能够提升消解工作效率，可以使用微波消解。

（2）化学需氧测定具体应用

使用自动等比例集水样实验、在线连续自动检测进行某地排水污染数据的监测，以化学需氧量测定为主要监测方式，结合测定对象和方法作为指标，在操作无误之后记录数据，然后展开定性、定量分析[5]。试验工作应该严格根据步骤操作，所有试剂必须经过严格保护，不能出现污染问题，要在保质期内；水样也要在采样的70天内使用，保存时应该控制温度在4℃以内，pH值在2以下。有效控制外部因素的影响，保证测量结果的可信度。

在化学需氧量测量中，对于任何一种需要检测的水体，为了获得准确的检测结果都必须使用合适的设备。所以环境监测站的工作过程中，必须针对不同的检测对象先进性实地取样，分析当地情况，然后选择合适的试剂和消解方法，最后根据对象选择合适的设备和测定方法，完成对测定结果的分析，得到最终的结论。

三、化学需氧量在环境监测站中应用

（一）根据最新要求报告

根据相关规定要求，实验室必须确认是否能够正确使用全新的测量方法，如果所使用的测量方法发生变化，需要重新进行确认，而且实验室应该保证使用最新的有效版本。规定流程为，需要先对之前已经使用过的新方法或者成熟的测定方法，进行实验室能力、资源证实工作，一旦出现版本变化，应该重新确认，并形成确认记录；工作中需要根据全新标准下的有效版本更新。

通过及时进行更新，可以有效优化原有的侧廊方案。比如在HJ828-2017标准代替GB11914-89标准后，所使用的水样是原有标准的一半，可以降低由于测量所造成的环境污染，而且硫酸汞也改为溶液，提升测定工作的便捷性；硫酸汞的使用量从原来的0.5g改为根据氯离子含量根据比例加入，可以降低毒性物质的使用量，也提升了精确性，优化效果明显；为测量工作、方法提供了明确的测定下限和检测出限，也对计算结果、有效数字的保留情况进行了规定。编写报告时，需要注意不准确度评价报告，由于取样存在体积变化，不准确度评估报告也需要按照全新标准编写，并对比各种不确定度汇总最新结果。

（二）遵守编写细则

不确定测评结果和测评方法确认表明确之后，应该结合不确定因素加强对实验人员的控制，保证测定的水平和效果。例如通过使用站内已有的标准物质，分析人员可以结合新旧标准分别进行测定工作，分析相对误差。虽然多数是工作人员都能满足技术要求，但是仍然需要针对化学需氧量测定的要求，编写实施细则。

（三）合理使用催化剂保证反应速率

COD测定中，为了促进有机物氧化，需要合理使用催化剂促进样品消解，常用催化剂为硫酸银，有价格昂贵、消解回流时间长的问题。应该从性价比高、性能高的角度选择催化剂，保证反应速度快并降低环境污染。例如可以使用硫酸镍或者硫酸镍-硫酸银混合物催化，能降低金属银的使用量，控制分析费用。

（四）做好质量控制工作

根据HJ828-2017标准，为了确保测量的精确性，必须在正常的测量工作同时，每批样品也要进行两次空白实验，以及10%的平行样。使用水代替进行空白实验，测定中要记录硫酸亚铁的消耗量；如果获得的样品数量低于十个，为了保证精确性，也要取一个平行样作为对比。同时，每批分析工作中，都必须要有有证的标准样品，以满足标准化质量控制需要。

（五）检测注意事项

检测实验会产生废液，必须集中处理，委托有资质的单位负责，不能随意排放，避免污染。消解过程中，溶液需要缓慢沸腾，不能爆沸，因为爆沸说明存在局部过热的情况，将会影响测定精确性，针对爆沸需要检查防爆珠效果和控制加热温度。亚铁指示剂的使用不会影响测试的临界点，测定工作中要保证指示剂加入量的一致性，发现溶液颜色从蓝绿色变为红褐色，证明反应达到终点。