快速消解分光光度法測定化學需氧量

2011-01-29 08:28:38郭英

環境科學導刊 2011年2期

郭英

(昆明市官渡區環境保護監測站,云南昆明 650200)

化學需氧量 (COD)是指在一定條件下,經重鉻酸鉀氧化處理,水樣中的溶解性物質和懸浮物所消耗的重鉻酸鉀相對應的氧的質量濃度,1mol重鉻酸鉀 (1/6K2Cr2O7))相當于 1mol氧 (1/2O)。化學需氧量反映了水中受還原性物質污染的程度,水中還原性物質包括有機物、亞硝酸鹽、亞鐵鹽、硫化物等。水被有機物污染是很普遍的,因此化學需氧量也作為有機物相對含量的一個指標,同時也是我國實施總量控制的指標之一。

化學需氧量目前較為常用的測定方法有重鉻酸鹽法、快速消解分光光度法。重鉻酸鹽法測定COD雖然比較經典,但操作步驟較繁瑣,分析時間長,能耗高。采用 HJ/T399-2007《水質化學需氧量的測定快速消解分光光度法》測定 COD操作簡單、測定快速、結果準確,測定值與重鉻酸鹽法相比具有較好的比對性。因試劑用量小,能減少銀鹽、汞鹽、鉻鹽帶來的二次污染問題,比較適合水和廢水中 COD的測定。

1 試驗部分

1.1 方法原理

試樣中加入已知量的重鉻酸鉀溶液,在強硫酸介質中,以硫酸銀作為催化劑,經高溫消解后,用分光光度法測定 COD值。

當試樣中 COD值為 100mg/L～1000mg/L,在600nm±20nm波長處測定重鉻酸鉀被還原產生的三價鉻 (Cr3+)的吸光度,試樣中 COD值與三價鉻 (Cr3+)的吸光度的增加值成正比例關系,將三價鉻 (Cr3+)的吸光度換算成試樣的 COD值。

當試樣中 COD值為 15mg/L～250mg/L,在440nm±20nm波長處測定重鉻酸鉀未被還原的六價鉻(Cr6+)和被還原產生的三價鉻 (Cr3+)的兩種鉻離子的總吸光度。試樣中 COD值與六價鉻 (Cr6+)的吸光度減少值成正比例,與三價鉻 (Cr3+)的吸光度增加值成正比例關系,與總吸光度減少值成正比例,將總吸光度值換算成試樣的 COD值。

1.2 主要試劑及儀器

藥品:重鉻酸鉀,優級純;鄰苯二甲酸氫鉀,優級純;硫酸,優級純;硫酸銀,分析純;硫酸汞,分析純;

試劑:0.500mol/L、0.120mol/L重鉻酸鉀標準溶液;COD值為 5000mg/L、625mg/L的鄰苯二甲酸氫鉀標準溶液;1+9硫酸溶液;10g/L硫酸銀-硫酸溶液;0.24g/ml硫酸汞溶液 (溶于 1+9的硫酸溶液中)。

儀器:消解管,美國哈西 (HACH)公司生產;COD反應器,美國哈西 (HACH)公司生產;COD分光光度計,美國哈西 (HACH)公司生產。

1.3 試驗過程

1.3.1 預裝混合試劑及方法

打開密封消解管的蓋子,在消解管中按表 1的要求加入重鉻酸鉀溶液、硫酸汞溶液及硫酸銀 -硫酸溶液,擰緊蓋子,輕輕搖勻,冷卻至室溫,避光保存。使用前應將混合試劑搖勻 (如配置不含汞的預裝混合試劑,用 1+9硫酸溶液代替硫酸汞溶液即可)。

1.3.2 試樣測定過程

打開 COD反應器 (加熱器),預熱到 165℃±2℃。初步估計水樣的 COD值,選用對應量程的預裝混合試劑,向消解管中加入 2.00ml搖勻水樣(濃度高時,適當稀釋。被稀釋水樣≮10ml,稀釋倍數 <10倍,高濃度水樣可逐次稀釋)。將消解管放入加熱器的加熱孔中在 165±2℃加熱消解15min,待消解管冷卻至 60℃左右時,顛倒搖動消解管幾次,使消解管內溶液均勻。用無毛紙擦凈外壁,靜置,冷卻至室溫。在 COD分光光度計上,用水調零后扣除空白試驗吸光度值或用空白試驗消解管調零后直接讀出吸光度值。高量程的測量波長為 600±20nm,檢出限為 33mg/L;低量程的測量波長為 420±20nm,檢出限為 2.3mg/L(儀器能自動將吸光度代入相應曲線后計算出濃度值)。

表 1 預裝混合試劑及要求

1.3.3 校準曲線的繪制

(1)高量程校準曲線的繪制

用 COD值為 5000 mg/L鄰苯二甲酸氫鉀標準溶液分別稀釋后配制 COD濃度值為 100mg/L、200mg/L、400mg/L、600mg/L、800mg/L、1000mg/L的濃度系列,將標準溶液代替水樣,按試樣測定方法進行測量,得到相應的吸光度值。以標準系列 COD值對應其扣除空白試驗后的吸光度值,繪制校準曲線,校準曲線繪制見表 2。

(2)低量程校準曲線的繪制

用 COD值為 625mg/L鄰苯二甲酸氫鉀標準溶液分別稀釋后配制 COD濃度值為 25mg/L、50mg/L、75mg/L、100mg/L、125mg/L、150mg/L 的濃度系列,將標準溶液代替水樣,按試樣測定方法進行測量,得到相應的吸光度值。以標準系列 COD值對應其扣除空白試驗后的吸光度值,繪制校準曲線,校準曲線繪制見表 2。