化學需氧量（COD）在線自動監測儀不確定度評定

劉永杰

摘要：化學需氧量（COD）是指在一定的特殊條件下，在外加強氧化劑的作用下，水中的還原性物質被氧化分解所需要消耗氧化劑的數量，一般是以每升水所需要消耗的氧的毫克數來表示，化學需氧量其實就是反映了水中受還原性物質的污染程度，其能夠有效的反映水質監測的指標。本文依據JJF1059.1-2012測量不確定度評定與表示、JJG1012-2006化學需氧量（COD）在線自動監測儀檢定規程，對化學需氧量（COD）在線自動監測儀的主要參數進行了不確定度的分析和評定，希望給有關人士提供一定的參考價值。

關鍵詞：鄰苯二甲酸氫鉀；化學需氧量（COD）在線自動監測儀；不確定度

0、引言

化學需氧量（COD或CODcr）是指在一定嚴格的條件下，水中的還原性物質在外加強氧化劑的作用下，被氧化分解時所消耗氧化劑的數量，一般以每升水消耗氧的毫克數來表示，是水質監測的基本綜合指標。化學需氧量能夠真實反映水中受還原性物質的污染程度，這些物質包括亞硝酸鹽、有機物、硫化物、亞鐵鹽等，但是對于一般用水以及廢水來說，其中的無機還原性物質的數量其實并不高，但是被有機物污染是常見的，所以COD可以作為有機物相對含量的一項重要指標。當水中的有機物在被分解過程中，會使水中的溶解氧消耗。當水中的溶解氧被完全消耗干凈，此時水中的厭氧菌就會開始工作，這就會使得水體變質、發臭，最終導致環境的惡化。所以，COD的數值就可以表示水體受污染的程度，數值越大，則水體污染越嚴重。COD指標近幾年正在不斷下降，這就表示我們周圍的水環境正在變得越來越干凈、清澈。

COD在線自動監測儀是廢水在線監測系統的一種，COD（化學需氧量）是國家環保總局對污染源實行在線自動監測的一項重要內容。到目前為止，COD自動在線監測系統在全國范圍內的廢水監測領域已經起到了重要的作用性。本文主要依據JJF1059.1-2012測量不確定度評定與表示、JJG 1012-2006化學需氧量（COD）在線自動監測儀檢定規程，對化學需氧量（COD）在線自動監測儀的主要參數進行了不確定度的分析和評定。

1、測量方法

根據JJG 1012-2006化學需氧量（COD）在線自動監測儀檢定規程，環境條件要求溫度為5°C～40°C，濕度要求為不大于90%RH，被測對象為化學需氧量（COD）在線自動監測儀，測量標準為50mg/L，150mg/L，500mg/L的COD溶液標準物質，其稀釋后的不確定度應不大于3%（k=2）。對儀器示值誤差的檢定要求是分別使用50mg/L，150mg/L，500mg/L的COD標準物質進行測量，選用COD標準溶液，按儀器說明書的要求，待儀器穩定運行后，依次導入質量濃度為50mg/L，150mg/L，500mg/L的COD標準溶液分別進行測量。每次溶液連續測量3次，按公式計算出標準溶液測量值的平均值和COD溶液的標準值之差，取示值誤差中最大計算值為儀器的示值誤差。由于JJG 1012-2006化學需氧量（COD）在線自動監測儀檢定規程規定，50mg/L，150mg/L，500mg/L濃度的標準物質可以用基準試劑鄰苯二甲酸氫鉀配制，然后用國家標準物質100mg/L進行驗證的方法來證明其溯源性，因此需進行的不確定度評定變換為對稱重配制溶液過程的不確定度評定。

2、數學模型

稱重配制溶液濃度的數學表示：

示值誤差的數學表示：

將以上二式合并整理得：

式中：ΔC——示值誤差

C——儀器測量相應標準物質的示值平均值

f——鄰苯二甲酸氫鉀的質量濃度轉化為COD質量濃度的系數，為

CS——經稀釋的工作標準物質的濃度（mg/L），

G——稱取鄰苯二甲酸氫鉀的重量（mg），

V0——配制原標準物質的體積（L），

VS0——稀釋所需原標準物質的體積（ml），

VS——稀釋后工作標準物質的定容體積（ml）。

3、不確定度來源分析

用基準試劑鄰苯二甲酸氫鉀配制過程為，鄰苯二甲酸氫鉀：基準試劑級，用前需在105度烘至恒重.用鄰苯二甲酸氫鉀標準溶液配置，由于每克鄰苯二甲酸氫鉀的理論CODcr值為1.176g，所以，溶解0.4251g鄰苯二甲酸氫鉀于重蒸餾水中，轉入1000mL容量瓶，用重蒸餾水稀釋至標線，使之成為500mg/L的CODcr標準溶液.就可以稀釋成100mg/L了。其中涉及到了基準試劑鄰苯二甲酸氫鉀、稱重儀器、容量儀器等等，所以不確定度的主要來源有：示值重復性引入的不確定度，標準溶液的標準不確定度，稱重帶來的標準不確定度，稀釋標準溶液用玻璃量器帶來的標準不確定度等等。上述數學表達式已經涵蓋了各參數，因此測量不確定度的來源可從各參數中獲得。其中基準試劑的純度≥99.9%，其不確定度可不予考慮。

4、不確定度的評定

由式 進行偏導，然后換算為相對標準不確定度，得：

即：

依照上述公式，對各參數進行列表，可得各測量點的標準不確定度如下表：

5、擴展不確定度

50mg/L測量點：Urel=2.2% （k=2）

150mg/L測量點：Urel=1.6% （k=2）

500mg/L測量點：Urel=0.7% （k=2）

6、結束語

本文主要根據JJG 1012-2006化學需氧量（COD）在線自動監測儀檢定規程，通過數學模型，進行不確定度的來源分析，經驗證，本裝置測量不確定度評定合格，且測量結果準確可靠。

參考文獻：

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[3]宋福勝.化學需氧量（COD）在線監測儀示值誤差測量結果不確定度的評定[J].大眾標準化，2014（9）：57-59.