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COD速测仪法与重铬酸盐法的对比分析

2020-11-09文华英

写真地理 2020年33期
关键词:化学需氧量

文华英

摘 要: 目前化学需氧量检测方法有很多,采用6B-1800型速测仪法与重铬酸盐法对化学需氧量的测试结果进行对比。化学需氧量(COD)可以反应水体受有机物污染的程度,是水处理过程中工艺调节以及排放标准中重要的考察指标。目前测试方法主要有重铬酸钾法、库仑法、快速密闭催化消解法(含光度法)、氯气校正法(高氯废水)。HJ828—2017《水质化学需氧量的测定:重铬酸盐法》是在1989年标准重铬酸钾法基础上进行修订,虽将取样体积减半,在一定程度上减少了有毒物质消耗和污染,但仍有不足,并且仅消解时间就需要2h,检测效率很低。为遵循环保理念并且提高效率,市面上已有很多参考快速消解分光光度法原理研发的速测仪,现针对实验室已有6B-1800型速测仪,将其与重铬酸盐法进行实验对比,考察该速测仪在COD测定过程中结果的精密度和准确度。

关键词: 化学需氧量;速测仪;重铬酸盐法

【中图分类号】X832     【文献标识码】A     【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.33.039

引言:化学需氧量的测定方法较多,有重铬酸钾法、库伦法、快速密闭催化消解法(含光度法)、节能加热法、氯气校正法(高氯废水)、快速消解-分光光度法和高锰酸盐指数法[2]。水质分析项目复杂,不仅需要分析人员良好的技术水平,还需要在保证分析质量的情况下尽量提高工作效率。本文选取常用的重铬酸盐法和快速消解分光光度法,进行COD含量的测定对比,探讨两种分析方法的优劣性,目的是为了提高COD分析效率和准确度。

1 实验原理和方法

1.1 重铬酸钾法

1.1.1 实验原理。在水样中加入已知量的重铬酸钾氧化水样中的还原物质,过量的重铬酸钾以试亚铁灵作指示剂,用硫酸亚铁铵溶液回滴,根据硫酸亚铁铵的用量算出水样中还原性物质所消耗氧的量。

1.1.2 仪器设备与试剂。双诚SCOD-102标准COD消解器(KY-IE-20190739-42)。试剂均使用符合国家标准的分析纯试剂和蒸馏水,下同。

1.1.3 实验方法。实验步骤按照文献《水质化学需氧量的测定重铬酸盐法》(HJ828-2017)中规定进行操作。取20.00mL水样加入250mL磨口的回流锥形瓶中,准确加入10.00mL重铬酸钾标准溶液及数粒洗净的玻璃珠或沸石,连接磨口回流冷凝管,从冷凝管上口加入30mL硫酸-硫酸银溶液,轻轻摇动锥形瓶使溶液混匀,加热回流2h。回流结束,冷却,加3~5滴试亚铁灵指示液,用硫酸亚铁铵标准溶液滴定,溶液颜色由黄色经蓝绿色变至红褐色即为终点,记录滴定液用量。空白实验用蒸馏水同样操作,记录硫酸亚铁铵标准溶液的用量。根据硫酸亚铁铵的用量计算出COD数值。

1.2 速测仪法

1.2.1 主要实验仪器和试剂。6B-1800型水质多参数速测仪、6B-24型双温区智能消解仪、C1、C2专用试剂。

1.2.2 测定原理。该仪器采用已知量的重铬酸钾溶液,在强酸溶液中,以配套试剂作为氧化剂和催化剂,经165℃高温消解20min后,重铬酸钾被水中的有机物还原成Cr3+,在一定检测波长下测定Cr3+含量并通过比色测定COD值。

2 结果与分析

分别选取具有代表性的低、中和高三种不同浓度的水样,每种浓度同时用分光光度法和重铬酸盐法做六组平行样测试,并进行分析对比。现已知低浓度质控范围为27.8±3mg/L,中浓度的质控范围为78±5mg/L,高浓度的质控范围在174±10mg/L,每种方法做两组空白和质控,以检验实验的准确率,严格按照实验规程操作。

2.1 测试环境水样。分别选择不同浓度及种类的水样进行测定,工业废水及生活废水由于来源和成分复杂,悬浮物浊度会对结果产生一定影响,故速测仪法相较于重铬酸盐法有一定误差,但在可控范围内,能够基本满足多种水质的大批量监测需求。

2.2 标准溶液测定。用2种方法分别进行标准样品的测定,,两种方法结果均在标准样品有效值范围内,并且标准偏差及相对误差均较低,说明这两种测试方法的精密度和准确度都符合环境监测技术要求。

3 化学需氧量检测方法优点缺点分析

化学需氧量指标检测技术操作简单,且成本低,适用范围广泛,特别是针对一些污染较为严重的水体,通过化学需氧量的检测方法能够明确地分析出其污染程度。化学需氧量指标检测技术存在不足,在使用的过程中比较依赖氧化剂,但氧化剂其自身的能力有限,当前氧化剂种类较多,效果不同,在对水体检测过程中,需要根据需求来选择氧化剂。如果在氧化剂的选择过程中出现问题,会导致后续工作开展困难,甚至出现其他化学反应,影响数据准确性。如果水体之中还有一些杂质和污染物很难实现降解,其氧化能力相对较弱,使得获取数据不准确,影响实验结果。另外,氧化剂很可能会对一些特定的物质产生氧化反应,而且效果比较理想,例如,直链脂肪族化合物在运用的过程中就会起到良好的反应效果,但对于一些特殊的物质,其氧化效果不够理想,而且还会造成较大数值的偏差。为此,可能导致水体污染程度与实际有所偏离,水体中含有的氯离子和其他还原性物质过多,这些物质也会与检测时候所使用的氧化物发生化学反应,从而使得需氧量持续上升。这些物质本不是对水有污染,但通过各方面的影响会造成数据的偏差,从而显示为主要污染源。

结语:通过两种检测方法对不同浓度的水样COD检测结果对比可知,两种方法均能满足实验室测试要求,在进行低浓度COD检测时,分光光度法优于重铬酸盐法;进行高浓度COD檢测时,应选择重铬酸盐法。使用分光光度法测定COD时试剂用量少,自动化程度高,具有节约人力,操作简单、快速便捷、危险系数低等优点,在进行批量水样COD检测时推荐优先使用分光光度法。

参考文献

[1] 黄振辉.化学需氧量测定方法的研究与探讨[J].广东化工,2010,37(4):194-196.

[2] 安迪.聚合物驱采油废水化学需氧量的分析[J].黑龙江环境通报,2017,41(1):39-41.

[3] HJ/T399-2007.水质化学需氧量的测定快速消解分光光度法[S].北京:国家环境保护总局,2008.

[4] 周兰影,孟凡胜,于连贵,等.利用分光光度法测定水体中的化学需氧量[J].吉林农业大学学报,2020(1):69-71.

[5] 彭跃,胥学鹏,张丽华,等.氯气校正法测定高氯废水中化学需氧量方法的改进[J].中国环境监测,2005(2):57-58,63.

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