快速消解分光光度法和重鉻酸鹽法測定化學需氧量方法對比分析

摘要：隨著城市化、現(xiàn)代化的逐步深入，水資源環(huán)境污染情況日益嚴重。許多環(huán)境監(jiān)測部門、食品業(yè)生產(chǎn)企業(yè)等都需要對水質(zhì)的化學需氧量進行測定，以便對水資源的生態(tài)環(huán)境作出及時的、專業(yè)的、正確的評估方案和決策結(jié)論。本文簡要分析了重鉻酸鹽法和快速消解分光度法對水體的化學需氧量測定的優(yōu)劣。

關鍵詞：水質(zhì)監(jiān)測 化學需氧量 重鉻酸鹽法 快速消解分光光度法 對比分析

中圖分類號：X832 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2012）09（c）-0142-01

化學需氧量（Chemical Oxygen Demand，以下簡稱COD），就是指水質(zhì)中容易被強氧化劑重鉻酸鉀（K2Cr2O7）氧化的還原性物質(zhì)（此處還原性物質(zhì)主要是指有機物）所消耗的重鉻酸鉀（K2Cr2O7）的量。在一定條件下，水體中的所有溶解性物質(zhì)和懸浮物與重鉻酸鉀，在發(fā)生氧化還原反應后，所消耗的重鉻酸鉀換算換算成相對應氧的量，就是化學需氧量（COD），它以氧的質(zhì)量濃度表示，單位為mg/L。現(xiàn)在相關部門對水體的檢測結(jié)論，就通常以COD作為表征，來反應水體中有機物含量的綜合性指標。

早在1989年10月，化學需氧量測定的標準方法就有了國際標準ISO6060《水質(zhì) 化學需氧量的測定》。我國1990年7月頒布的GB/T11914《水質(zhì) 化學需氧量的測定 重鉻酸鹽法》就是在國際標準ISO6060的基礎上制定實施的。這種測定COD的重鉻酸鹽法具有氧化率較高、再現(xiàn)性好、準確可靠等優(yōu)點，現(xiàn)在已經(jīng)成為國際社會普遍公認的經(jīng)典標準方法。其COD的測定原理是：在硫酸酸性溶液介質(zhì)環(huán)境中，以重鉻酸鉀（K2Cr2O7）為氧化劑，催化劑選擇為硫酸銀，硫酸汞為氯離子的掩蔽劑，消解反應液的H2SO4酸度一般設定為9mol/L，均勻加熱后，使消解反應液沸騰，然后控制消解反應溫度在150℃。先以循環(huán)水冷卻回流反應，反應時間設定為2h。待消解反應液自然冷卻后，再以1，10-二氮雜菲為指示劑，以硫酸亞鐵銨溶液滴定剩余的重鉻酸鉀，根據(jù)滴定后硫酸亞鐵銨溶液的消耗量，就可以計算出水樣的COD值。當然，綜合分析試劑濃度、操作的便捷性等因素，再結(jié)合筆者近年來的實驗經(jīng)驗，具體實驗操作如下：一般確定水樣的取樣量約為3.00mL，重鉻酸鉀溶液用量為1.00mL，硫酸汞溶液用量為0.50mL，H2SO4酸化后的Ag2SO4溶液用量為6.00mL，能保證COD的測定都處于較小且可控的誤差范圍內(nèi)。顯然此COD測定法采用的檢測試劑是重鉻酸鉀，而其溶液中的重鉻酸根離子具有強氧化性，又具有很明顯的橙紅色。所以稱為重鉻酸鹽法。

但是，現(xiàn)代分析化學實踐發(fā)現(xiàn)，重鉻酸鹽法測定水體的COD這一經(jīng)典的標準方法還是存在有以下不可避免的缺點：水、電能消耗較大，試劑用量大，回流裝置占的實驗空間大，實驗臺操作不便，難以大批量快速測定，也不能滿足在現(xiàn)場進行水體環(huán)境監(jiān)測的要求。而快速消解分光光度法具有占用空間很小，試劑用量少，廢液能減到最小程度，能耗小，實驗操作簡便，安全穩(wěn)定，準確性高，安全又可靠，適宜水體環(huán)境的大批量檢測定等特點，現(xiàn)在測定COD值的快速消解分光光度法已經(jīng)越來越多地得到實踐應用。快速消解分光光度法目前已經(jīng)是一種成熟的水體化學需氧量檢測方法。有如下實驗操作指南：采用密封管作為消解管，取小計量的水樣和試劑于密封管中，再將其放入小型恒溫加熱皿中，165℃恒溫加熱，等此消解完全進行徹底后，用分光光度計測定COD 值并記錄下來。特別需要注意的是，選擇的密封管要具有耐酸，耐高溫，抗壓防爆裂性能。一般選用兩種密封管，一種密封管可作為此消解反應使用，稱為消解管；另一種型號密封管稱為消解比色管，可作為消解用。當然實驗前還需要準備小型加熱消解器皿，加熱孔均勻分布，以鋁塊為加熱體。要注意消解反應液應該占據(jù)密封管適宜的空間比例。盛有消解反應液的密封管一部分插入加熱器的加熱孔中，密封管底部要保持恒定165℃溫度加熱；因此在空氣自然冷卻下，要使管口頂部溫度降到85℃左右；密封管內(nèi)外溫度的差異確保了小型密封管中反應液在該恒溫下處于微沸騰回流狀態(tài)。若選擇緊湊的COD反應器一般可放置大約20只密封管。消解管選用50mL的磨口具塞玻璃管，消解反應液體積應該控制在15mL左右，這種檢測COD的主要方法是用0.10mL硫酸亞鐵銨溶液滴定分析。最后在分光光度計測量COD過程中，需設置在600nm波長處，選用30mm方型比色皿用分光光度法測定，采用密封管消解反應后，消解液轉(zhuǎn)入比色皿可在一般光度計上測定，用密封比色管消解后可直接用密封比色管在COD專用光度計上測定。在600nm波長可測定COD值為100～1000mg/L的試樣，在440nm波長處可測定COD值為15～250mg/L的試樣。這種方法的可操作性非常好，而且既能在室外現(xiàn)場，還可以對不同水質(zhì)進行多批次COD的相關指數(shù)檢測。

綜上所述，在做水體的COD檢測時，低濃度的用重鉻酸鹽法比較準確，但受限較多，高濃度的水體COD檢測時，快速消解分光光度法對水質(zhì)的COD項目的檢測方法適用場合較廣，較傳統(tǒng)的重鉻酸鹽法更有參考價值，值得人們認真研究及推廣應用。

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