容量法與分光光度法測定水中的化學需氧量方法比對

楊鳳娥

(大理州環境監測站，云南 大理 671000)

1 概述

化學需氧量是指在強酸并加熱條件下，用重鉻酸鉀作為氧化劑處理水樣時所消耗氧化劑的量，以氧的mg/L 來表示。化學需氧量反映了水中受還原性物質污染的程度，是我國實施排放總量控制的重要指標之一。水樣的化學需氧量是一個條件性指標，由于加入氧化劑的種類及濃度、反應溶液酸度、反應溫度和時間、催化劑有無而獲得不同的結果。筆者在工作中主要采用容量法與分光光度法測定水中的化學需氧量。本文使用不同濃度的標準樣品和環境樣品在規定的條件下進行兩種方法比對，通過測定結果說明兩種方法之間有無顯著性差異。

2 方法原理和測定條件

2.1 方法原理

容量法原理。在強酸性溶液中，用一定量的重鉻酸鉀氧化水樣中還原性物質，過量的重鉻酸鉀以試亞鐵靈作指示劑，用硫酸亞鐵銨溶液回滴。根據硫酸亞鐵銨的用量算出水樣中還原性物質消耗氧的量。

分光光度法原理。在強酸性溶液中和加熱消解條件下，用一定量的重鉻酸鉀氧化水樣中還原性物質，重鉻酸鉀被水樣中的有機物還原為三價鉻，在一定濃度范圍內，水樣中COD 濃度與重鉻酸鉀溶液的顏色呈負相關。通過測定消解后的水樣在350nm(0～40.0 mg/L)、420nm(0～150 mg/L)、620nm(0～1500 mg/L)波長處的吸光度，計算出水樣中還原性物質消耗氧的量。

2.2 測定條件

氧化劑及濃度。容量法氧化劑為重鉻酸鉀溶液，使用濃度為:0.2500mol/L、0.0250mol/L;分光光度法氧化劑為重鉻酸鉀溶液，使用HACH 公司0～40.0mg/L 低量程試劑。

反應溶液中酸的種類及濃度。容量法反應溶液中所使用的酸為優級純硫酸，濃度為95.0%～98.0%;分光光度法反應溶液中所使用的酸為硫酸，使用HACH 公司0～40.0mg/L 低量程試劑。

催化劑。容量法和分光光度法均使用1%的硫酸銀作為試驗的催化劑。

反應溫度與反應時間。容量法試驗自開始沸騰時計時加熱回流2h;分光光度法于消解器中150℃消解2h。

樣品來源及均勻性。本次實驗選取了3 個不同濃度的標準樣品和環境樣品進行測定;樣品測試前均手工上下震蕩搖動了20 次，盡量使樣品均勻化，取得具有代表性的樣品。

測定主要儀器。容量法主要儀器為:回流裝置、加熱裝置、酸式滴定管;分光光度法主要儀器為:HACH COD 消解器、HACH DR5000 分光光度計。

3 實驗步驟

3.1 容量法實驗步驟

準確吸取20.00ml 混合均勻的水樣置250ml 磨口的回流錐形瓶中，準確加入10.00ml 重鉻酸鉀標準溶液及數粒洗凈的玻璃珠，連接磨口回流冷凝管，從冷凝管上口慢慢地加入30ml 硫酸—硫酸銀溶液，輕輕搖動錐形瓶使溶液混勻，加熱回流2h;冷卻后，用90ml 水從上部慢慢沖洗冷凝管，取下錐形瓶;溶液再度冷卻后，加3 滴試亞鐵靈指示液，用硫酸亞鐵銨標準溶液滴定，溶液的顏色由藍綠色至紅褐色即為終點，記錄硫酸亞鐵銨標準溶液的用量。

3.2 分光光度法實驗步驟

準確吸取2.00 ml 混合均勻水樣于重鉻酸鉀消解液反應管中，蓋上試管帽，于消解器中150℃消解2h，冷卻至室溫，于分光光度計上選擇相應程序測定樣品濃度。

4 實驗結果及分析

4.1 實驗結果

本次實驗選擇3 個環境標準樣品和2 個環境樣品分別采用容量法與分光光度法對樣品進行檢測，其檢測結果見表1、表2。

表1 兩種方法檢測1#2#3#環境標準樣品的實驗結果(mg/L)

表2 兩種方法檢測1#2#環境樣品的實驗結果(mg/L)

4.2 實驗結果分析

兩種方法實驗結果的精密度和準確度見表3、表4。

(1)精密度分析

從表3、表4 的統計結果看，容量法檢測樣品的精密度為0.74%～4.35%，分光光度法檢測樣品的精密度為0.66%～3.51%，兩種方法檢測樣品的精密度較好，均滿足水質監測實驗室質量控制指標精密度的要求。

(2)準確度分析

從表3、表4 的統計結果看，容量法檢測樣品的準確度為0.12%～1.18%，分光光度法檢測樣品的準確度為0.06%～3.40%，兩種方法檢測樣品的準確度較高，均滿足水質監測實驗室質量控制指標準確度的要求。

表3 環境標準樣品檢測結果的精密度和準確度

表4 環境樣品檢測結果的精密度和準確度

5 實驗結果比較

(1)從表3、表4 的統計結果看，兩種方法檢測結果的平均值與標準值之間呈現較小的誤差;經t 檢驗法檢驗，給定顯著性水平α 為0.05 時，兩種方法檢測結果的平均值與標準值均無顯著性差異。

(2)經t 檢驗法檢驗，給定顯著性水平α 為0.05 時，兩種方法檢測結果的平均值之間無顯著性差異。

6 結論

本次實驗使用容量法與分光光度法分別對不同濃度的標準樣品和環境樣品進行測定，通過對實驗結果分析、比較，得出兩種方法在規定的測定條件下測定水中化學需氧量均具有準確度高、精密度好的特點，兩種方法的檢測結果無顯著性差異。

［1］四川省環境科學學會.環境監測常用數據統計方法［M］.成都:四川科學技術出版社，1988.

［2］漆德明，肖明耀，吳芯芯.理化分析數據處理手冊［M］.北京:中國計量出版社，1990.

［3］中國環境監測總站.環境水質監測質量保證手冊(第二版)［M］.北京:化學工業出版社，2009.

［4］本書編委會.水和廢水監測分析方法(第四版)［M］.北京:中國環境科學出版社，2002.