連續(xù)流動(dòng)分析法測(cè)定水中高錳酸鹽指數(shù)的研究

張佩 殷世芳 韓楓 張利亞

摘 要：本文采用SEAL公司的AA3連續(xù)流動(dòng)分析儀測(cè)定水中高錳酸鹽指數(shù)，并研究氯離子濃度對(duì)高錳酸鹽指數(shù)測(cè)試的影響。結(jié)果顯示，通過(guò)測(cè)試條件的優(yōu)化，相關(guān)系數(shù)[r]達(dá)到0.999 8，線性范圍為0.6～9.0 mg/L，方法檢出限為0.033 mg/L，加標(biāo)回收率在96.18%～105.1%。在氯離子濃度小于250 mg/L時(shí)對(duì)測(cè)試結(jié)果無(wú)顯著性影響。該方法具有分析速度快、準(zhǔn)確度高、重現(xiàn)性好以及干擾少等特點(diǎn)，適合水中高錳酸鹽指數(shù)的分析測(cè)試。

關(guān)鍵詞：連續(xù)流動(dòng)分析儀;高錳酸鹽指數(shù);氯離子

中圖分類(lèi)號(hào)：X832文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003-5168（2020）25-0117-04

Abstract： In this paper， the permanganate index of water was determined by AA3 continuous flow analyzer of seal company， and the influence of chloride ion concentration on permanganate index test was studied. The relative coefficient was 0.999 8， the liner relationship was in range of 0.2 to 9.0 mg/L. The detection limit was 0.033 mg/L. The recovery rate was 96.18%～105.1%. This method for determining Permanganate index was simple， rapid and suitable for automatic analysis. This analyzer is more suitable for quantities samples of water.

Keywords： continuous flow analyzer;permanganate index;chloride ion

高錳酸鹽指數(shù)（[CODMn]）是飲用水、地表水、水源水和生活污水監(jiān)測(cè)的重要項(xiàng)目，可在一定程度上反映水體受有機(jī)污染物和還原性無(wú)機(jī)污染物的污染程度[1]。高錳酸鹽指數(shù)的測(cè)定是在一定條件下，用高錳酸鉀氧化水樣中的某些有機(jī)物及無(wú)機(jī)還原性物質(zhì)，由消耗的高錳酸鉀量計(jì)算相當(dāng)?shù)难趿縖2]。化學(xué)反應(yīng)式如式（1）所示：

4MnO4-+5C（有機(jī)物）+12H2O=4Mn2++5CO2+6H2O? ? ? ? ? ? （1）

目前，國(guó)內(nèi)外高錳酸鹽指數(shù)（[CODMn]）測(cè)定可選用的方法較多，包括酸性高錳酸鉀滴定法[見(jiàn)《水質(zhì) 高錳酸鹽指數(shù)的測(cè)定》（GB 11892—89）][2]、可見(jiàn)分光光度法、微波消解測(cè)定法、在線光譜法、氣相分子吸收光譜法[3]、連續(xù)流動(dòng)分析法等。國(guó)內(nèi)使用最廣泛的依然是酸性高錳酸鉀滴定法。但是，酸性高錳酸鉀滴定法測(cè)試過(guò)程煩瑣、耗時(shí)長(zhǎng)、能耗高、對(duì)環(huán)境不夠友好等問(wèn)題突出。

連續(xù)流動(dòng)分析技術(shù)（Continuous Flow Analysis Technology，CFA）是在20世紀(jì)70年代首次提出的，1981年日本首次應(yīng)用于高錳酸鹽指數(shù)的測(cè)試[4]。相比傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方法，連續(xù)流動(dòng)分析法不僅可以降低勞動(dòng)成本，而且可以在一定程度上降低方法誤差，具有精度高、重現(xiàn)性好、抗干擾強(qiáng)、分析速度快等優(yōu)點(diǎn)。但目前，我國(guó)對(duì)連續(xù)流動(dòng)分析儀在高錳酸鹽指數(shù)測(cè)試方面的研究報(bào)道較少，也沒(méi)有建立相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

本研究旨在建立采用連續(xù)流動(dòng)分析儀測(cè)試高錳酸鹽指數(shù)的分析方法，并探討氯離子濃度的改變對(duì)高錳酸鹽指數(shù)測(cè)試的影響。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器設(shè)備和試劑

1.1.1 儀器設(shè)備。AA3連續(xù)流動(dòng)分析儀（德國(guó)SEAL）、AL204分析天平（梅特勒）、GenPure Pro超純水儀（賽默飛世爾）、移液器（瑞寧XLS）、容量瓶（德國(guó)BRAND）。

1.1.2 試劑。高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液：GBW（E）081237（上海市計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究院），編號(hào)190327，標(biāo)準(zhǔn)值[c]（1/5KMnO4）=0.100 5 mg/L，相對(duì)擴(kuò)展不確定度為0.000 2 mg/L（[k]=2）。硫酸（H2SO4）：密度（[ρ20]）為1.84 g/mL。[CODMn]標(biāo)準(zhǔn)溶液：GBW（E）080274（中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院），樣品編號(hào)為19061，質(zhì)量濃度為237 mg/L，相對(duì)擴(kuò)展不確定度為3%（[k]=2）。

1.2 實(shí)驗(yàn)原理和儀器參數(shù)

1.2.1 實(shí)驗(yàn)原理。在93 ℃消解溫度下，樣品與定量的酸性高錳酸鉀混合后發(fā)生氧化還原反應(yīng)，使用雙通道分光光度計(jì)，在波長(zhǎng)520 nm處測(cè)量酸性高錳酸鉀吸光度的變化值[ΔA]，[ΔA]與樣品所含氧化性物質(zhì)的含量相關(guān)，可得到樣品中[CODMn]的含量。

1.2.2 連續(xù)流動(dòng)分析儀儀器參數(shù)。檢測(cè)器波長(zhǎng)：520 nm;進(jìn)樣時(shí)間：80 s;進(jìn)樣針清洗時(shí)間：100 s;比色池光程：10 mm。

1.2.3 實(shí)驗(yàn)步驟。根據(jù)分析流程圖，正確連接樣品、試劑、空氣、廢液等管路，安裝蠕動(dòng)泵蓋板，將試劑管插入相應(yīng)試劑瓶，依次打開(kāi)自動(dòng)進(jìn)樣器、蠕動(dòng)泵、消解器和檢測(cè)器電源，待各模塊自檢完成后，打開(kāi)分析軟件，啟動(dòng)基線，基線穩(wěn)定后實(shí)施分析測(cè)試。分析流程見(jiàn)圖1。

2 分析結(jié)果與討論

2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線

使用中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院研制的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)[GBW（E）080274，[CODMn]：237 mg/L]，用煮沸冷卻后的新鮮蒸餾水將標(biāo)準(zhǔn)溶液逐級(jí)稀釋為0.00、0.60、1.50、3.00、4.50、6.00、9.00 mg/L。以空白校正后的信號(hào)響應(yīng)值為縱坐標(biāo)，高錳酸鹽指數(shù)濃度為橫坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，標(biāo)準(zhǔn)曲線見(jiàn)圖2。