水體中高錳酸鹽指數測定方法綜述

陳海川

（遂寧市環境監測中心站四川遂寧629000）

水體中高錳酸鹽指數測定方法綜述

陳海川

（遂寧市環境監測中心站四川遂寧629000）

高錳酸鹽指數是地面水及地下水環境監測的一項重要指標。本文綜述了水體中高錳酸鹽指數的常用測定方法及其研究進展，為水環境治理提供科學依據。

高錳酸鹽指數；環境監測；測定方法

高錳酸鹽指數（CODMn）是測定地表水中還原性污染物的主要指標，其數值是以采用高錳酸鉀作為氧化劑，在處理水樣時消耗的高錳酸鉀的量，同時也作為生活飲用水和生活污水質量的監測指標，目前國際上大多數國家水質監測中，高錳酸鹽指數均作為規定監測水質指標。測定高錳酸鹽指數的方法主要有傳統的滴定法、分光光度法以及遠程在線監測法等，每種方法都有各自的特點，對其展開探討對于提高高錳酸鹽指數的測試精度和準度均具有十分重要的意義。

1　滴定法

滴定法的做法通常是在待測水樣中加入一定量的已知濃度高錳酸鉀溶液，且高錳酸鉀過量，將水樣用水浴加熱使高錳酸鉀與還原性物質充分反應，再用過量的草酸鈉還原過剩的高錳酸鉀，然后用高錳酸鉀溶液回滴過量的草酸鈉，從而計算出水樣中的高錳酸鹽指數。

滴定法測定高錳酸鹽指數的優點在于：（1）高錳酸鉀屬于強氧化劑，對于水樣中的各種還原性物質都可以產生作用；（2）高錳酸鉀本身具有特征顏色，因此滴定過程中不需要加入任何顯色劑；（3）滴定法方法原理簡單，便于計算。同時，高錳酸鹽指數數值的結果大小與加熱溫度、反應時間以及高錳酸鉀濃度有直接關系，一般來說滴定法的反應時間較長、實驗操作步驟繁瑣且效率低下，因此許多學者和機構對傳統滴定法進行了改進。

江滔等通過改變加熱條件來測定高錳酸鹽指數時發現，高錳酸鹽指數數值隨著水浴加熱時間的延長而增大，并提出最佳的水浴溫度為95℃。

文長英等采用直接加熱法代替傳統的水浴加熱來測定水體中高錳酸鹽指數，結果表明直接加熱法與水浴加熱相比具有速度快、結果精度和準確度高等優勢，而且可一次測試批量樣品，因此效率更高。

利用微波消解法在測定化學需氧量時可極大提高工作效率，作為借鑒，人們開始在高錳酸鹽指數測定中引進微波消解。微波消解法的測試條件包括微波功率、消解時間以及反應酸度等，許美玲等通過對這些條件的控制探索了水樣中高錳酸鹽指數的最佳測試條件，經對比認為微波消解比傳統水浴加熱測得的結果偏差更小，并得出采用微波消解有助于排除氯離子的干擾。

2　分光光度法

分光光度法是利用水樣中的物質對光的選擇性吸收特點而進行的測定方法，具有測定范圍廣、精度高、準確度好、簡單快速等特點。目前測定水體中高錳酸鹽指數常采用的有紫外分光光度法和雙波長分光光度法等。

2.1紫外分光光度法

紫外分光光度法是利用待測物質對紫外光的吸收特點的試驗方法，目前在化學和材料科學領域得到了廣泛的應用，而由于高錳酸鉀本身具有紫紅色的特征色，使得用紫外分光光度法測定水樣中高錳酸鹽指數變得可行。在酸性條件下，通過向水樣中加入定量且過量的高錳酸鉀使水樣中的還原性物質被充分氧化，然后用紫外——可見光分光光度儀測定過量高錳酸鉀的吸光度，得到高錳酸鹽——吸光度標準曲線，由曲線求得待測樣品的高錳酸鹽指數。

王玉功等用紫外分光光度法測定水中高錳酸鹽指數，經過國家標準容量法驗證表明準確度較高，經過對同一水樣連續5次測定得出，該方法精密度達到1.01%～1.20%，檢出限為0.05mg/L，尤其適用于水中氯化物濃度不大于300mg/L的低污染水樣中高錳酸鹽指數的測定。

饒煥友通過配置出0.001mol/L的標準高錳酸鉀溶液，并將不同體積的標準溶液分別加入到相同的7個比色管中，用蒸餾水稀釋至相同體積后，以蒸餾水為參照，將不同濃度的高錳酸鉀溶液用紫外可見分光光度計測定后得到平均相對標準偏差為0.26%，評價相對誤差為0.1%，表明該方法具有較高的精確度。

2.2雙波長分光光度法

當前，許多學者采用雙波長分光光度法測定水體中的高錳酸鹽指數，取得了可喜的進展。

齊愛玖等用過量的高錳酸鉀對水樣中的還原性物質進行氧化，并用碘化鉀與多余的高錳酸鉀反應，通過選擇雙波長來測定溶液的吸光度。文獻中通過繪制吸光度與波長的關系曲線并根據朗伯比爾定律選定實驗波長，并通過大量的實驗和充分的研究得出最佳的水浴溫度、加熱時間等實驗條件，經與國際標準法比較發現，雙波長分光光度法的精密度和準確度較高。

3　遠程在線監測技術

對于地面水和地下水等水體環境來說，用實驗室的方法來實現水質的監測效率偏低，且較為被動，測定結果只能反映取樣時的水質，而由于水體污染具有一定的不穩定性以及水體本身的自凈能力，使得實驗室水質監測方法的可參考價值受到局限。隨著水質自動監測站在我國多數江河流域的建立，使得水質遠程在線實時監測成為未來的發展方向。近年來，有關高錳酸鹽指數在線監測的研究較為熱門，主要集中在實驗儀器設備的改進、實驗條件的優化等方面。

當前在線監測水體高錳酸鹽指數的儀器主要有德國K301、法國Seres2000以及部分國產品牌等，其中主要以國外品牌應用更為廣泛。為使監測數據更準確，就必須充分發揮現有檢測儀器的優勢。科研人員經過研究發現，現有的高錳酸鹽指數在線監測儀器受實驗條件的影響較大，如果控制不好實驗條件就會導致較大的相對誤差，同時實驗精度無法與實驗室標準方法相比，因此控制好實驗條件就成為遠程在線監測水體高錳酸鹽指數的主要研究方向。

潘穎瑜等在使用德國科澤公司K301型高錳酸鹽指數在線自動監測儀時，通過實驗研究了體系酸度、反應時間和反應溫度三個條件對監測結果的影響，得出結論：高錳酸鹽指數測定值與反應時間、反應溫度和體系酸度均呈現正相關的關系，并通過實驗得出了最佳反應時間、溫度和酸度，其結果與國家標準方法得出的數值偏差控制在可接受的范圍內。

目前，雖然遠程在線監測是高錳酸鹽指數測定的發展趨勢，但由于儀器本身還有許多有待改進之處，再加上影響該法的條件因素較多，因此距離成熟應用還有不小的距離。

4　結語

水體中高錳酸鹽指數對于實際水質監測和水污染治理具有十分重要的參考價值，同時高錳酸鹽指數又是一個條件性的相對指標，因此無論采用何種方法都要對實驗條件進行優化，以不斷提高監測精密度和準確度。

[1]劉紅霞,朱雅蘭,李瓊.水體中高錳酸鹽指數測定方法的現狀與進展[J].黃石理工學院學報,2011,27（4）：27-31.

[2]江滔,雷曉玲,牛耘蕪.加熱條件對高錳酸鹽指數測定的影響[J].安徽農業科學,2010,38(19)：10192-10193+10343.

[3]文長英,陳波平,范紅軍.用直接加熱代替水浴加熱測定高錳酸鹽指數[J].干旱環境監測,2001,15（3）：187-188.