重鉻酸鹽法測定廢（污）水化學需氧量應注意的問題研究

郝麗萍

（汾西礦業集團公司監測公司，山西 介休 032000）

0 引言

在我國的相關規定中，化學需氧量（COD）是總排放的重要控制標準，通過監測水體樣本化學需氧量變化可以判斷水體的污染情況。早在2002 年，我國環境科學出版社的《水和廢水監測分析方法》、《水質化學需氧量的測定重鉻酸鹽法》（HJ828-2017）中就對化學需氧量監測問題做出了詳細的規定，明確提出了重鉻酸鹽法的檢測路徑與質量規范。但是從應用效果來看，重鉻酸鹽法在污水、廢水的化學需氧量檢測中還存在一定的不足，根據相關學者研究發現，重鉻酸鹽法在檢測中存在不確定度，可能造成檢測結果失真，無法真實判斷出水體污染情況[1]。為解決上述問題應做好重鉻酸鹽法的質量管理，這也是本文研究的主要目的。

1 重鉻酸鹽法測定過程中的常見質量問題研究

1.1 水樣采集過程對檢測結果的影響

水樣采集是化學需氧量檢測的重要環節，因此水樣本質量直接關系到重鉻酸鹽法的最終檢測結果。例如部分采樣人員在采集樣本中所提取的水樣本數量不足，造成高好氧顆粒因為空間分布不足而影響水樣的代表性，引發嚴重的隨機誤差問題。同時樣本采集中部分人員使用了聚乙烯瓶，因為此類容器在加工生產中不可避免會大量使用添加劑、增塑劑，上述材料遇水后溶解，導致水樣本檢測結果失真，導致樣本污染；或者部分型號的聚乙烯容器具有吸附水樣中有機物的特性，會導致有機物含量下降，最終導致檢測結果出現變化。

在采集水樣之后，受微生物等因素影響，會導致水體有機物分解，影響耗氧量水平，在對樣本采取重鉻酸鹽法檢測后發現化學需氧量結果異常。

1.2 試劑與材料對檢測結果的影響

在重鉻酸鹽法試劑選擇中，若試劑存在大量還原性物質會大量消耗重鉻酸鉀，造成空白值異常，檢測結果的準確度無法保障。同時試驗用水質量問題不容忽視，例如在重鉻酸鹽法中所使用的去離子水中含有少量的樹脂浸出物，會影響有機物之間的交換，相關試驗經驗發現，受到樹脂浸出物的影響會導致空白樹脂明顯增加，結果失真[2]。

玻璃器皿清潔程度對重鉻酸鹽法檢測結果的影響不容忽視，若實驗中的玻璃器皿被污染，也會造成空白值異常。

1.3 實驗過程對檢測結果的影響

1.3.1 固體大顆粒與懸浮物影響

從技術原理來看，重鉻酸鹽法在檢測水樣本化學需氧量時需要檢測樣本中懸浮物、溶解性物質所消耗的重鉻酸鹽，通過記錄重鉻酸鹽相對氧質量濃度的變化判斷最終結果。但是若水樣中存在固體大顆?；蛘邞腋∥?，會影響重鉻酸鹽的消耗量，導致檢測結果不同。

1.3.2 氯離子影響

樣本中的氯離子會導致重鉻酸鹽法檢測結果失真，從化學角度來看，受到“Ag++Cl-=AgCl”反應過程的影響，隨著樣本中氯離子含量的增加會導致化學需氧量數值增加，相應的計算結果降低。同時氯氣可以與氧化水中的還原離子產生化學反應，影響了測定結果的數據精度。

最后氯離子可以與銀催化劑之間發生化學反應，所生成的氯化銀沉淀后，在重鉻酸鹽法的作用下大量消耗氧化劑，導致結果難以測定。

1.3.3 六價鉻影響

在檢測中存在六價鉻會影響電鍍水的實驗檢測結果，當檢測人員向水中添加還原物質后會導致六價鉻的絕對含量值增加（普遍超過43.4 mg），導致需氧量測定結果為負值。

1.4 其他實驗環節的影響

在重鉻酸鹽法加熱過程中若出現爆沸，則證明溶液局部過熱，溫度不均衡導致檢測結果失真。而造成爆沸的原因包括：加熱過程激烈，樣本升溫快；防爆沸玻璃性能不達標。

在水質滿意的情況下，加熱時間對檢測結果的影響小，但是大部分污水、廢水的成分復雜，加熱時間短可能導致污染物無法充分氧化，影響檢測結果；或者樣本冷卻時間長會導致嚴重的重復性問題，也難以保證檢測結果數據精度。

2 重鉻酸鹽法化學需氧量檢測中的質量措施

2.1 水樣本質量管理

在水樣本處理中，應用水樣徹底清洗樣本容器，使樣本瓶壁所吸附的成分與樣本相同。采樣水量控制也是不容忽視的問題，理想情況下采集水樣體積應不小于100 mL，并且根據質量要求采集3～5 份樣本。

采集水樣本后，樣本保存問題不用忽視，理想狀態是采集樣本后立即開展化學需氧量檢測，但是大部分情況下檢測人員無法開展實時實驗。為避免樣本受外界因素影響，可考慮向水樣中添加硫酸，將pH 值控制在2.0 以下，并將樣本置于1～4 ℃的環境下，這種保存方式可以避免樣本質量下降，但是最長保存時間不應大于5 d。

2.2 試劑與材料質量管理

在試劑質量控制中，盡量采用優級純以及其他高質量標準試劑，并盡量從相同廠家采集相同批次的試劑，有助于保證質量。

在實驗用水質量控制中，以超純水、蒸餾水、重蒸餾水為主，盡量不使用去離子水。

最后實驗器皿的清潔度也會影響重鉻酸鹽法的實驗結果，所以在實驗前應徹底清洗實驗玻璃器皿，并在清洗干凈后避免帶入有機物而影響重鉻酸鹽法檢測結果。因此本文推薦的清洗方法為：使用肥皂水清洗，清洗干凈后用酸性溶液浸泡，最后用流水清洗。

在不用時用濾紙蓋好冷凝管，使用前用蒸餾水沖洗即可。

2.3 實驗過程質量控制

2.3.1 水樣均化處理

在開展實驗前可采用樣品離心等方法清除樣本中的藻類、懸浮物，降低固體大顆粒與懸浮物對實驗結果的影響。一般在水樣均化處理后大部分樣本透明，即可滿足化學需氧量檢測。同時相關學者研究認為，針對廢水、污水中泥沙、煤質占比偏多的情況，可將樣本置于平面靜置30 min，再取上清液檢測；或者采用水浴超聲技術將樣本中的大顆粒打散，成為粉末狀分布均勻的小顆粒，有助于降低上述物質對檢測結果的影響[3]。

同時針對實驗中樣本污染嚴重的情況，可選取實驗中水樣用量所需體積1/10 樣本與1/10 的試劑，將混合在硬質玻璃試管中搖勻，用酒精燈加熱后直至沸騰；沸騰數分鐘后觀察溶液狀態。此時若溶液為藍綠色，則需要繼續提取少量樣本重復上述實驗，直至溶液無顏色變化即可。

2.3.2 妥善處理氯離子

針對氯離子影響實驗結果的問題，目前常見的處理方法包括不加掩蔽劑、減少掩蔽劑使用量和尋求新型掩蔽劑3 種思路，而在國標方法中，向樣本中添加一定量的硫酸汞是清除氯離子的有效方法，其中硫酸汞與氯離子的比重為20∶1，按照氯離子最大允許濃度標準，硫酸汞的最大加入量為2 mL。

2.3.3 空白試驗

空白試驗有助于提升重鉻酸鹽法的結果精度，因此為保證檢測結果精準度，在樣本測試中可選取20 mL蒸餾水開展平行試驗，空白平行試驗的目的是獲得實驗結果的均值，根據均值減少誤差。以上文提出的氯離子處理方法為例，在空白試驗中可取20 mL 蒸餾水，再添加0.4 g 硫酸汞，觀察空白試驗結果。

2.3.4 正確處理六價鉻

目前處理六價鉻的方法為二苯碳酰二肼分光光度法，參照標準為《水質 六價鉻的測定 二苯碳酰二肼分光光度法》（GB 7457—87）。

2.3.5 加熱回流

1）在化學需氧量檢測中所使用的回流冷凝管不建議使用軟質乳膠管，此類材質在實驗中可能出現變形、老化問題，影響冷凝水的正常流動。檢測人員用手觸摸冷卻水時不應有溫度感，若溫度高提示冷凝不充分，造成嚴重的有機物揮發，切實保障重鉻酸鹽法檢測結果。

2）在實驗中可能存在長時間不使用回流裝置的情況，對于長時間放置的裝置，可先用蒸餾水徹底沖洗一次，再向其中添加約50 mL 蒸餾水置于回流錐形瓶中，與回流裝置連接，持續加熱30 min，達到充分清洗冷凝管的目的，消除數據誤差。

3）在加熱回流中應警惕斷電、停水問題，若被迫停水斷電，檢測人員應及時添加試劑并吸取之前樣本，再回流2 h，避免因為樣本問題影響本次檢測結果。

4）回流結束后從量筒中取90 mL 蒸餾水，將水樣體積控制在140 mL。

2.3.6 滴定環節

1）當樣本從回流裝置中取下后，樣本冷卻至室溫，檢測人員確認溫度無異常后即可做二次滴定。

2）每次滴定時將滴定管標定在零點，避免因為刻度誤差等問題造成不一致的差異。

3）滴定時盡量維持錐形瓶平穩，嚴禁錐形瓶內濺水花或者劇烈搖動錐形瓶。

4）每次滴定水樣時應標定濃度，尤其是在高溫條件下可能會因為液體蒸發而影響結果，應注意保障檢測結果的數據精度。

2.4 加熱溫度與加熱時間的要求

根據化學需氧量檢測要求，在實驗中應嚴格落實溫度標準，最大溫度應控制在150 ℃以下，實驗溫度范圍為145～150 ℃。加熱環境應確保裝置均勻受熱，緩慢提升液體溫度，避免因為爆沸影響結果。

在加熱時間控制中，現行規定中明確提出：自溶液開始沸騰起保持微沸回流2 h 可達到污染物充分氧化，因此可以將該時間作為質量控制的關鍵點。

2.5 其他注意事項

為提升化學需氧量檢測結果精準度，檢測人員還應該關注以下幾方面問題：

1）在實驗前注意控制滴定與消解時的酸度值，避免因為酸度值異常而影響檢測結果。

2）每日臨用前標定硫酸亞鐵銨，避免硫酸亞鐵銨濃度異常，尤其是在高溫氣候下應提升標定的次數。

3）滴定時出現褐色，證明液體中六價鉻沒徹底清除。

3 結語

針對重鉻酸鹽法檢測廢水、污水化學需氧量的質量要求，檢驗人員應盡量避免干擾因素對檢測結果的影響，在落實技術規范的基礎上，從水樣樣本管理、實驗過程質量控制、嚴格控制加熱溫度與加熱時間等幾方面入手，保證化學需氧量檢測方法科學有效，可以真實評估樣本濃度水平變化，最終更好地服務于環境管理工作要求，實現重鉻酸鹽法質量控制的工作目標。