自配化學需氧量消解液在污水監測中的應用

宮宇嬌

摘要：本文選擇HACH公司研制的化學需氧量（簡稱COD）測定儀檢測污水里的COD，便于操作、耗損試劑少，安全性高，在環境監測方面被推廣使用，但HACH企業的專用消解試劑費用很高。為節約測定費用，降低生態污染，結合COD的工作原理與實際情況展開探究，研發出能取代HACH消解液的自配樣品。將該取代試劑經過實際樣本與COD標準樣本的實驗驗證，并與HACH試劑與國標方法檢測結果相對比，結果顯示，采取自配管樣檢測COD，精準度高，滿足國標要求，而且大幅度節約成本。自配管樣于環境監測方面能夠得到推廣應用。

關鍵詞：自配管樣;COD;消解液;污水監測;運用分析

COD主要指在強酸且加熱環境下，以重鉻酸鉀用作氧化劑處置水樣時所耗損氧化劑的數量，以氧的mg/L來代表。COD體現了水里受還原性物質影響的程度，水里還原性物質涉及有機物、亞硝酸鹽、Fe2+、硫化物等。水受到有機物污染是比較常見的，所以COD也用作有機物相對含量的重要指標，但僅能體現能被氧化的有機物影響，無法體現多環芳徑、PCB、二噁英等物質的污染情況。CODcr是國家把控排放總量的重要指標，所以，針對工業排污而言，COD的檢測就顯得非常關鍵。當前，國外公司COD檢測相較于一般回流法而言更為便捷，但是針對工業分析而言，因為分析頻率很大，耗損試劑很多，購入國外公司的藥物十分昂貴，所以以自配消解液取代進口藥物，在節省成本上有顯著作用。

1、實驗方案選擇

當前，市場上銷售的COD試樣主要包括兩類量程，即3-150mg/L樣本與0-1.5g/L的試樣，結合多年的工作經驗，所測定水樣COD的范圍大概在15-300mg/L之內，因為采用量程相近試樣的監測方可精準，因此為了精準的檢測水樣的COD，應當同時購入這兩種量程的試樣，實際檢測中通常導致某種量程的試樣剩余，產生巨大浪費。所以準備配備一種量程的試樣，并覆蓋COD于15-300mg/L的水樣，保證節省藥物。

方案（1）：配備最大值是300mg/L的試樣。

優點：該方法滿足公司水質特征，而且因為含量低，因此節省藥物。

缺點：因為添加的氧化劑K2Cr2O7較少，反應過程溶液內氧化性很低，無法保障將污水內的還原性物質完全反應掉，導致COD較低，不能實施。

結論：否決。

方案（2）：根據國標《水質COD的監測-重鉻酸鹽法》（GB/T11914-1989）等比重縮小配備。

優點：有規定可依，科技門檻低且充滿權威性。

缺點：該國標監測COD，分成兩類加藥辦法，一種為當污水里COD值低于50mg/L時，以0.025mol/L K2Cr2O7來氧化，此外是當COD值處于50-700mg/L時以0.25mol/LK2Cr2O7來氧化，因此需要配備兩種含量的試樣，不利于集中，導致藥物耗費。

結論：否決。

方案（3）：配備0-1.5g/L的試樣，自主繪制規范曲線。

優點：采用自配辦法，僅配備一種規格的試樣，節省藥品，并采用自主原創的作業曲線，滿足公司的實際狀況。

難點：缺乏所加管樣的含量、添加體積、添加順序等基本內容，繪制規范曲線需要配備諸多標準溶液，遵循繪制作業曲線的技術標準，難度很大。

結論：能采用實驗室中有關儀器設施，經檢測獲得所要的基礎信息，方案可行。

2、實驗分析

2.1實驗設備

哈希企業COD消解設備;DR2800分光光度計以及紫外分光光度計。

2.2常用試劑

結合國標《COD檢測重鉻酸鹽法》（GB11914-89）內消解液重點包括Ag2SO4、HgSO4、K2Cr2O7、H2SO4。所以，因此以下步驟明確各組分的濃度。

（1）Ag2SO4的濃度：Ag2SO4在消解液內是用作催化劑，Ag2SO4的濃度在（GB11914-89）中是根據1L濃硫酸內添加10g Ag2SO4的比例來搭配，通過實驗顯示，該種配制比重是完全足夠的。

（2）HgSO4的濃度：COD實驗過程，無機還原性成分如亞硝酸鹽、硫化物與二價鐵鹽均會令結果增加，這些需氧量用作水樣COD值的組成部分時是能夠接受的，所以水樣里的主要影響成分時氯化物。在實驗過程添加HgSO4的作用就是去除Cl-的影響。采用0.4g HgSO4絡合Cl-的最高量能達到40mg，如使用20mL水樣，則最高能絡合2g/L Cl-含量水樣，本實驗內水樣量時2mL，HgSO4的濃度是0.04g就能消除Cl-的影響。

（3）K2Cr2O7的濃度：配備不同含量的K2Cr2O7液體，在紫外-可見光譜中制作標準曲線，如表1所示。

以K2Cr2O7質量為x軸，410nm位置吸光度是y軸，制作標準曲線，即：

在相同條件下，檢測出哈希低含量消解液的吸光度是0.456，基于上式能計量K2Cr2O7的質量是0.09067g。相同的方法，能得高含量消解液內K2Cr2O7的質量是0.9067克。

3、配制辦法

3.1硫酸-硫酸銀

以10g Ag2SO4溶解在1L濃硫酸內，擱置1-2天，使之徹底溶解。

3.2 0-150mg/L COD消解液

精密稱取0.69mg/L K2Cr2O7標準液放于5mL燒杯內，提前在120℃烘干2小時的基準K2Cr2O7 0.09067克，溶解在15mL蒸餾水里，將該溶液慢慢倒進50mL 2.1溶液內搖勻，放在室溫條件下。

3.3 0-1.5g/L的COD消解液

精密量取0.69mg/L K2Cr2O7標準液體放在50mL燒杯內，慢慢添加硫酸-硫酸銀液體150ml，倒進200ml容量瓶內，加入硫酸-硫酸銀到標線，晃勻。

4、結果及討論

4.1精準度和準確度探討

將配制好的試劑和購入的哈試劑相比較實驗，以COD標準樣本與本廠污水處置進出水樣本作為檢測主體，采取國標物質探究展開精準度與精準性實驗，如表2、表3所示。

根據《COD的檢測-重鉻酸鹽法》（國標11914-89）中的要求，40個不一樣的實驗室檢測COD值是500mg/L，相對標準誤差時4%;而工藝廢水檢測的室內相對標準誤差時0.7-3%，由表2、表3得知對標準樣本的檢測，所配備的消解液不管是在精準度與準確性方面都滿足國標要求。配備試劑相對標準誤差比購入試劑相對誤差較大。

4.2價格對比

哈希公司的管樣大約20元/支，同時試劑用完僅能重新購買，采取自配消解試劑，用完后能夠自配，試劑管也可以重復應用，節約了支出。每支成本可以維持在5角。

5、結論

結合上述實驗顯示，采用自配管樣在檢測結果時精準度與準確性都滿足國標要求，和購入的藥物比較在研究時并無明顯差異。從價格方面說，自配藥物和購入的藥物比較也有顯著優勢，這個公司節省成本的要求相符合，所以，采用本實驗獲得的方法配備消解液替代從哈希購入藥物是完全有效的。

參考文獻：

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