水中化學(xué)需氧量檢測影響因素探討

張清春

(昭通市環(huán)境監(jiān)測站，云南 昭通 657000)

1 引言

化學(xué)需氧量是對水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行衡量的重要指標(biāo)之一。水中有大量還原性物質(zhì)存在，例如二價(jià)鐵離子、氯離子等，此類物質(zhì)會(huì)對化學(xué)需氧量測定結(jié)果的準(zhǔn)確性構(gòu)成影響。同時(shí)，水樣取樣、保存、運(yùn)輸及實(shí)驗(yàn)中涉及使用的實(shí)驗(yàn)用水、試劑質(zhì)量、回流時(shí)間及人員操作等，同樣會(huì)影響實(shí)驗(yàn)的最終結(jié)果。所以，實(shí)驗(yàn)室檢測人員應(yīng)當(dāng)細(xì)致分析能對檢測結(jié)果構(gòu)成影響的因素，并探索將其消除的方法，為結(jié)果提供準(zhǔn)確性保障。鑒于此，簡要分析影響水中化學(xué)需氧量檢測的因素。

2 測定化學(xué)需氧量原理及操作

化學(xué)需氧量是以重鉻酸鉀作為氧化劑，在強(qiáng)酸與加熱條件下對待測水樣消耗氧化劑的量進(jìn)行測定[1]。該方法具有較高的準(zhǔn)確度和較好的重現(xiàn)性，此處能將還原物質(zhì)對水體的污染程度很好的反映出來，屬于綜合性指標(biāo)。

就水樣測定的操作過程而言，具體為：在磨口回流錐形瓶中加入20.00 mL均勻混合后的待測水樣，再次加入10.00 mL重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)液及沸石鏈接磨口回流冷凝管，于上口處將30 mL硫酸-硫酸銀溶液緩慢加入并混勻，加熱回流2 h；冷卻后，從冷凝管上端用水沖洗至140 mL左右，并將錐形瓶取下；溶液冷卻至室溫后，滴加試亞鐵靈指示劑3滴，并用硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，溶液顏色由黃色經(jīng)藍(lán)綠色轉(zhuǎn)變?yōu)榧t褐色后，保持30 s不變，即完成滴定；記錄硫酸亞鐵銨的用量。

3 影響因素分析

3.1 不同實(shí)驗(yàn)用水的影響

實(shí)驗(yàn)表明，化學(xué)需氧量的測定中，采用去離子水時(shí)，由于其內(nèi)有無法被交換的樹脂溢出物、微量有機(jī)物，以致于實(shí)驗(yàn)空白值比空白值更高[2]。筆者采用磨口回流錐形瓶、磨口回流冷凝管等儀器進(jìn)行試驗(yàn)后，歸納了不同實(shí)驗(yàn)用水對COD空白值的具體影響，見下表1。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，在測定化學(xué)需氧量時(shí)，切忌選用去離子水。要想將空白值降低，建議使用超純水或高純水。

表1 不同實(shí)驗(yàn)用水對COD空白值的影響

3.2 硫酸-硫酸銀加入量的影響

在研究硫酸-硫酸銀加入量對COD測定結(jié)果的影響時(shí)，筆者采用煉油污水樣品作為對象，結(jié)合磨口回流錐形瓶、磨口回流冷凝管展開試驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得知，加入不同量的硫酸-硫酸銀，測定結(jié)果也會(huì)發(fā)生一定變化，總體呈現(xiàn)出加入量增加、結(jié)果逐漸下降的趨勢[3]。所以，具體操作中需對條件嚴(yán)格進(jìn)行控制，以30 mL的硫酸-硫酸銀加入量為標(biāo)準(zhǔn)，避免測定結(jié)果發(fā)生變化。

3.3 實(shí)驗(yàn)人員操作的影響

實(shí)驗(yàn)過程中，工作人員操作的每個(gè)環(huán)節(jié)都必須做到細(xì)心細(xì)致，準(zhǔn)確配制溶液，使用的試劑要統(tǒng)一規(guī)范，以免有系統(tǒng)誤差產(chǎn)生。清洗儀器時(shí)，為避免有機(jī)物影響化學(xué)需氧量檢測結(jié)果，切忌使用肥皂水；水樣回流消化分解中，為了將有機(jī)無揮發(fā)而對化學(xué)需氧量檢測結(jié)果構(gòu)成影響的情況消除，工作人員需做到充分冷凝。實(shí)驗(yàn)人員若是用手摸冷卻水時(shí)有溫感存在，那么測定結(jié)果也會(huì)偏低。在滴定的過程中，實(shí)驗(yàn)人員若是激烈搖動(dòng)錐形瓶，瓶內(nèi)試液濺出水花，檢測結(jié)果也會(huì)受到影響。

3.4 水中還原物質(zhì)的影響

3.4.1 氯離子

在坩堝內(nèi)放置氯化鈉，500～600 ℃持續(xù)40 min～50 min加熱，冷卻后稱取3.2969 g溶于100 mL容量瓶內(nèi)，加水稀釋至標(biāo)線。該溶液中，每毫升含有的氯離子有20 mg。用制備的氯化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液分別進(jìn)行濃度為500、1000、1500、2000、2500、10000、20000 mg/L的溶液，用鉻法依據(jù)水樣CDO測定的程序?qū)⒏鳚舛戎祵?yīng)的氯離子進(jìn)行測定，得到了水樣中氯離子濃度越高其產(chǎn)生的COD值也越高的結(jié)果，同時(shí)不同濃度下的氯離子產(chǎn)生的COD值也會(huì)有差異[4]。為將氯離子消除，筆者添加了硫酸汞。這是因?yàn)槁入x子加熱回流后與硫酸汞會(huì)合成可溶性氯汞絡(luò)合物。

3.4.2 硫離子和二價(jià)鐵離子

待測水樣中若是有硫離子和二價(jià)鐵離子存在，那么就會(huì)影響測量，以致于化學(xué)需氧量測量值上升。理想環(huán)境中，假設(shè)氧化量固定不變，先測量水樣中兩種離子最初濃度，隨后在最終測量結(jié)果的基礎(chǔ)上將兩種離子產(chǎn)生的耗氧量減去，便能得到具有實(shí)際意義的化學(xué)需氧量。但是，此類方法具體操作器件缺乏可行性，因此通常選擇在待測樣品中提前通入足夠的空氣，促使兩種離子被氧化并形成沉淀，最后采取過濾將其消除。

3.4.3 取樣方法與體積

要想保證檢測結(jié)果的準(zhǔn)確與可靠，待測水樣必須具備代表性。取樣過程中，切忌有懸浮物或顆粒物混入，避免測量結(jié)果增大的情況產(chǎn)生。所以，取樣時(shí)需將水樣充分搖勻并快速取樣，以免懸浮物下沉而導(dǎo)致檢測結(jié)果受到影響。取樣中，移液管吸口位置應(yīng)當(dāng)是樣品瓶中間位置[5]。樣品若是不均勻的，可均化預(yù)處理水樣，或取若干個(gè)平行樣品展開分析，并采取統(tǒng)計(jì)方法處理數(shù)據(jù)。水樣中若是存在大顆粒物質(zhì)，需對移液管進(jìn)行改造，將其口徑增大，或用刻度移液管，以便保障所取樣品具有更高的代表性。

3.5 加熱回流時(shí)間的影響

筆者采用于“3.2”節(jié)相同的試驗(yàn)條件，測定了不同廢水樣品的化學(xué)需氧量，并分別保持30、60、90、120 min的加熱回流時(shí)間，得到了如表2所示的測定結(jié)果。

表2 不同加熱回流時(shí)間COD測定結(jié)果 mg/L

根據(jù)表2數(shù)據(jù)得知，化纖排放口樣品即便處于不同的回流時(shí)間，得到的測定結(jié)果彼此間不存在較大差異，說明其內(nèi)含有的污染物易氧化，具有相對簡單的水質(zhì)；而污水總排口、煉油污水總進(jìn)口處的樣品，處于不同回流時(shí)間下，得到的測定結(jié)果彼此間有較大差異，其結(jié)果呈現(xiàn)出加熱回流時(shí)間增加而增大的趨勢，隨后逐漸穩(wěn)定，說明有個(gè)別物質(zhì)難氧化，具有相對復(fù)雜的水質(zhì)[6]。所以，在測定污水樣品時(shí)，加熱回流時(shí)間需要控制在120 min，情況緊急時(shí)可適當(dāng)縮短水質(zhì)相對簡單的污水樣品的回流時(shí)間。

4 結(jié)語

影響化學(xué)需氧量檢測結(jié)果的因素有很多，例如實(shí)驗(yàn)用水、還原物質(zhì)、實(shí)驗(yàn)人員的操作、加熱回流時(shí)間等，故而在具體操作過程中，所準(zhǔn)備的實(shí)驗(yàn)用水必須保障合理性，合理安排加熱回流時(shí)間，確保加熱、滴定分析中的水樣溫度不超出氧化還原反應(yīng)溫度范圍。同時(shí)，檢測分析中使用的計(jì)量器具必須與檢測要求相符合。通過對實(shí)驗(yàn)各環(huán)節(jié)中能夠影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的因素展開細(xì)致分析并探索減少誤差的策略，以便保障數(shù)據(jù)的可靠性與科學(xué)性。