環(huán)境保護(hù)職稱論文環(huán)境監(jiān)測(cè)化學(xué)需氧量對(duì)比研究

　　摘要： 本文通過分析比對(duì)縣級(jí)環(huán)境監(jiān)測(cè)站常用的重鉻酸鉀法、快速密閉催化消解法、重鉻酸鉀法(快速法)三種分析方法，證明了快速密閉催化消解法和重鉻酸鉀法(快速法)在節(jié)約能源和提高速度上的優(yōu)越性，并且測(cè)定 CODcr結(jié)果準(zhǔn)確，精密度、準(zhǔn)確度良好，與標(biāo)準(zhǔn)方法的結(jié)果一致，適用于大量樣品的分析和應(yīng)急監(jiān)測(cè)。

　　關(guān)鍵詞：化學(xué)需氧量,分析方法,比對(duì)

　　1概述

　　水質(zhì)分析是環(huán)境監(jiān)測(cè)的一項(xiàng)主要任務(wù)，化學(xué)需氧量(CODcr)是地表水、生活污水及工業(yè)廢水監(jiān)測(cè)的主要項(xiàng)目之一，是水質(zhì)監(jiān)測(cè)的一個(gè)重要參數(shù)。化學(xué)需氧量又稱化學(xué)耗氧量(Chemical Oxygen Demand)，簡稱CODcr。化學(xué)需氧量是指水體中易被強(qiáng)氧化劑氧化的還原性物質(zhì)所消耗的氧化劑的量，結(jié)果折算成氧的量(以mg/L計(jì))。化學(xué)需氧量(CODcr)是評(píng)價(jià)水體污染程度的重要綜合指標(biāo)之一，是指示水體被還原性物質(zhì)污染的主要指標(biāo)，在一定程度上表征水體受還原性污染(主要是有機(jī)污染物)的污染狀況。無論是各類工業(yè)廢水，還是生活污水，都必須經(jīng)過處理，使其CODcr值達(dá)到環(huán)境排污標(biāo)準(zhǔn)要求才允許排放。因此，在日益注重環(huán)保的今天，對(duì)CODcr指標(biāo)的測(cè)量就顯得尤為重要[1,2,3]。

　　為此,除了傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)法之外，一系列新方法如電化學(xué)方法、光度法、流動(dòng)注射法及自動(dòng)化在線監(jiān)測(cè)等被廣大學(xué)者和環(huán)保工作者提了出來[4]，并得到了應(yīng)用。但從縣級(jí)層面上來講，無論是從先進(jìn)的儀器等硬件設(shè)施條件，還是從技術(shù)條件層面上來講，這些先進(jìn)的方法都難以得到大范圍的推廣，所以縣級(jí)環(huán)境監(jiān)測(cè)站測(cè)定CODcr仍然大都采用標(biāo)準(zhǔn)法，即重鉻酸鉀硫酸回流法(GB11914-89)，該方法測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確、重現(xiàn)性高，適用于各類型的CODcr值大于30mg/L的水樣，對(duì)未經(jīng)稀釋的水樣檢測(cè)限為700mg/L。但該方法存在分析時(shí)間長、批量測(cè)定難以實(shí)現(xiàn)及二次污染嚴(yán)重等三個(gè)方面的不足，難以適用于區(qū)域水質(zhì)調(diào)查和環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)大批樣品的測(cè)定。

　　在縣級(jí)環(huán)境監(jiān)測(cè)站CODcr測(cè)定的實(shí)際操作中，從消解、測(cè)定等多個(gè)方面對(duì)標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行了改進(jìn)，主要使用的是快速密閉分解法及重鉻酸鉀法(快速法)，本文通過實(shí)際數(shù)據(jù)對(duì)這三種方法進(jìn)行了驗(yàn)證研究，簡述如下。

　　2三種測(cè)定方法綜述

　　2.1測(cè)定原理的比對(duì)

　　重鉻酸鉀法是在強(qiáng)酸性溶液中，用一定量的重鉻酸鉀氧化水樣中的還原性物質(zhì)，過量的重鉻酸鉀以試亞鐵靈作指示劑，用硫酸亞鐵銨溶液回滴。根據(jù)硫酸亞鐵銨的用量算出水樣中還原性物質(zhì)消耗氧的量。

　　快速密閉催化消解法在經(jīng)典重鉻酸鉀-硫酸消解體系中加入助催化劑硫酸鋁鉀與鉬酸銨。同時(shí)密閉消解過程是在加壓下進(jìn)行的，因此大大縮短了消解時(shí)間。消解后測(cè)定化學(xué)需氧量的方法，既可以采用滴定法，亦可采用光度法。

　　重鉻酸鉀法(快速法)是在強(qiáng)酸性溶液中，一定量的重鉻酸鉀氧化水樣中還原性物質(zhì)，過量的重鉻酸鉀以試亞鐵靈作指示劑，用硫酸亞鐵銨溶液回滴。根據(jù)用量算出水樣中還原性物質(zhì)消耗氧的量。

　　2.2測(cè)定方法的對(duì)比

　　2.3三種方法對(duì)比小結(jié)

　　用重鉻酸鉀法回流滴定測(cè)定CODcr是國標(biāo)方法，應(yīng)用最為廣泛。但該方法操作過程冗長，試劑用量大，二次污染較嚴(yán)重;受回流裝置的限制，難以同時(shí)分析大批量樣品，所以在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中不能很好地滿足環(huán)境監(jiān)測(cè)工作的要求。

　　由于市場(chǎng)中的COD快速消解儀大都能同時(shí)插幾十根消解管，所以快速密閉催化消解法比重鉻酸鉀法更省時(shí)、省力，能夠在短時(shí)間內(nèi)分析大量樣品，適用于對(duì)分析時(shí)間有較高要求的情況下，或者要求在較短時(shí)間內(nèi)分析大批量樣品時(shí)，能夠迅速給出監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。

　　重鉻酸鉀法(快速法)大大節(jié)省了水電，由于回流時(shí)間短，也大大提高了工作效率，比較適合水質(zhì)應(yīng)急監(jiān)測(cè)。HCA-100標(biāo)準(zhǔn)COD消解器的出現(xiàn)大大提高了經(jīng)典回流法的實(shí)用性。并以風(fēng)冷取代自來水冷卻方式，不僅節(jié)水，同時(shí)還提高了儀器使用的安全性[5,6]。

　　3.三種測(cè)定方法的結(jié)果對(duì)比

　　3.1空白的對(duì)比

　　移取20mL去離子水，分別用三種測(cè)定方法平行測(cè)定10個(gè)空白，測(cè)得結(jié)果，如表1

　　重鉻酸鉀法(快速法)把重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度提高到0.75mol/L，所以測(cè)定的空白值比快速密閉催化消解法和重鉻酸鉀法高。

　　3.2標(biāo)準(zhǔn)樣品的對(duì)比

　　用基準(zhǔn)試劑鄰苯二甲酸氫鉀分別配制500mg/L、100mg/L的COD標(biāo)準(zhǔn)溶液，分別用三種方法平行測(cè)定不同濃度的COD標(biāo)準(zhǔn)溶液各10個(gè)，用于檢驗(yàn)三種方法的準(zhǔn)確性。同時(shí)計(jì)算他們的標(biāo)準(zhǔn)偏差和變異系數(shù)，檢驗(yàn)三種方法的相關(guān)性和一致性。測(cè)定數(shù)據(jù)，如表2、表3

　　3.3各種類型廢水樣COD值對(duì)比

　　分別對(duì)七種不同類型的廢水樣進(jìn)行COD的對(duì)比分析，分別用快速密閉催化消解法、重鉻酸鉀法(快速法)與重鉻酸鉀法進(jìn)行對(duì)比，分別計(jì)算相對(duì)偏差，進(jìn)一步檢驗(yàn)在實(shí)際分析水樣COD值時(shí)，三種測(cè)定方法的相關(guān)性和一致性。如表4

　　4總結(jié)與建議

　　(1)快速密閉催化消解法和重鉻酸鉀法(快速法)通過運(yùn)用新型的儀器設(shè)備，不同濃度重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液和掩蔽劑的配制，更好的節(jié)省了能源和時(shí)間，減輕了二次污染的程度。

　　(2)對(duì)各種不同種類廢水COD值的測(cè)定結(jié)果與重鉻酸鉀法作比較，相對(duì)偏差都在5%以內(nèi)，證明三種方法具有較好的一致性。

　　(3)由于重鉻酸鉀法(快速法)的消解時(shí)間短一些，有些氯離子高的和結(jié)構(gòu)復(fù)雜的廢水樣的測(cè)定結(jié)果可能會(huì)偏低，建議還是用經(jīng)典回流法測(cè)定。

　　參 考 文 獻(xiàn)：

　　[1] 國家環(huán)境保護(hù)總局. 水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法(第四版 增補(bǔ)版[M]. 北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，2002:210-213.

　　[2] 國家環(huán)境保護(hù)局. GB11914-89 水質(zhì)化學(xué)需氧量的測(cè)定 重鉻酸鹽法[S]. 北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，1989.

　　[3]魏復(fù)盛等，《水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法指南》(中冊(cè))，中國環(huán)境科學(xué)出版社，1997，306-316

　　[4]葛福玲，化學(xué)需氧量測(cè)定方法的改進(jìn)及研究進(jìn)展[J]，四川環(huán)境，2012，31(1)：109-112

　　[5]劉弘等，江蘇省宜興市環(huán)境監(jiān)測(cè)站CODcr作業(yè)指導(dǎo)書[M]，2010

　　[6]哈希公司(HACH)，DR/2500分析操作手冊(cè)[M]，2003