分光光度法測定化學需氧量及質量控制

建陽市環境監測站 熊愛國

化學需氧量是最常用、最重要的水質有機污染和水質評價指標之一。在COD 測定中，對凈水多采用高錳酸鉀法，對于廢水多采用重鉻酸鉀法，根據高錳酸鉀法和重鉻酸鉀法研制的COD 快速測定儀，實現了分析檢測的高速化、自動化，具有準確可比、耗能低、散熱少和操作簡便的特點。本文根據工作經驗，對COD 快速測定儀分光光度法測定化學需氧量時水中懸浮物的干擾進行了探討，以期更好地進行實驗室質量控制。

1 實驗部分

1.1 原理

1.1.1 COD 快速測定儀分光光度法

儀器采用一種特制試劑，它含有一種復合催化劑，既加速反應，又對氯離子具有抗干擾作用。水樣與特制試劑在消解器中進行快速氧化還原反應，反應后產生Cr3+，通過分光光度計測定其濃度，從而得出相應COD 值。

1.1.2 重鉻酸鉀法

在強酸性溶液中，用一定量的重鉻酸鉀氧化水樣中還原性物質，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。根據硫酸亞鐵銨的用量算出水樣中還原性物質消耗氧的量。

1.2 儀器

1.2.1 COD 快速測定儀分光光度法

甘肅省蘭州市連華環保科技有限公司生產的型號為5B-1 型COD 快速測定儀。

1.2.2 重鉻酸鉀法

①COD 恒溫加熱器

②圓柱形回流瓶和空氣冷凝管

③50ml 酸式滴定管

1.3 分析試劑

甘肅省蘭州市連華環保科技有限公司提供分析廢水COD項目的專用D 試劑、E 試劑。

1.4 溫度

溫度控制在165℃。

1.5 分析步驟

1.5.1 標準溶液樣品的制備

取燃煤鍋爐除塵廢水中的煤灰，放入0.25 mg/L 重鉻酸鉀溶液中浸泡一天，反復水洗后過濾，烘干箱溫度控制在105℃狀態下煤灰烘干2 小時，干燥箱平衡。分別稱取經烘干、平衡后的煤灰4.0 mg、5.0 mg、6.0mg ，分別量取濃度為4625 mg/L 的COD 標準溶液1.00mL、2.00mL、10mL，分別加入100 mL、250 mL 容量瓶，用蒸餾水定容，分別配制成懸浮物濃度為40 mg/L、50 mg/L、60 mg/L， COD 濃度為46.25mg/L、92.5mg/L、185mg/L 三組標準溶液樣品。

1.5.2 標準溶液樣品的測定

1.5.2.1 COD 快速測定儀分光光度法測定

① 搖勻標準溶液樣品：用移液管取2.5mL 待測溶液樣品分別放入反應管中,然后把配制好的D 專用試劑、E 試劑分別加入0.7mL、4.8mL 于反應管中。同理，用空白水樣代替標準溶液樣品，其它步驟相同。

② 控溫：反應管插入加熱爐按下加熱“10 分鐘”鍵，呼響器呼叫。

③ 冷卻：取出反應管，放置于空氣冷卻管試管孔內，按下“2 分鐘”鍵，向每個反應管加入2.5mL 蒸餾水，搖勻，再放入水冷孔內，按下“2 分鐘” 鍵，呼響器呼叫，取出反應管。

④ 直讀吸光值、濃度值：空白反應管中的溶液倒入標號為“1”的比色皿中，標準溶液樣品反應管中的溶液分別倒入2～4 號的比色皿中，把4 個比色皿分別依次放入比色槽中，拉動試樣拉桿，使空白比色皿對準光路。把“功能開關”調至“c”， 拉動拉桿使得1 號比色皿對準光路，1～2 秒后，A 值自動為0。拉動拉桿使得2 號比色皿對準光路顯示穩定后，讀取顯示器顯示的COD 值，單位為mg/L,再拉動拉桿使得3、4 號比色皿依次對準光路，顯示穩定后讀數。在COD 快速測定儀波長為610nm 狀態下進行分光光度法測定。

1.5.2.2 COD 重鉻酸鉀法測定

① 取20.0mL 混合均勻的標準溶液樣品 (或適量水樣稀釋到20.0mL)置磨口的圓柱形回流瓶中，準確加入10.00mL重鉻酸鉀標準溶液及數粒洗凈的沸石，慢慢加入30mL 硫酸-硫酸銀溶液,輕輕搖動圓柱形回流瓶使溶液混勻, 連接磨口回流冷凝管，加熱回流2h（自開始沸騰時計時）。

② 冷卻后，用90mL 水從上部慢慢沖洗冷凝管壁，取下圓柱形回流瓶。溶液總體積不得少于140mL，否則因酸度太大，滴定終點不明顯。

③ 溶液再度冷卻后，加3 滴試亞鐵靈指示液，用硫酸亞鐵銨標準溶液滴定，溶液的顏色由黃色經藍綠色至紅褐色即為終點，記錄硫酸亞鐵銨標準溶液的用量。

④ 測定水樣的同時，以20.0mL 重蒸餾水，按同樣操作步驟作空白試驗。記錄滴定空白時硫酸亞鐵銨標準溶液的用量。

2 實驗結果

COD 快速測定儀分光光度法與重鉻酸鉀法測定標準溶液樣品的結果見表1。

表 1 分光光度法與重鉻酸鉀法測定標準溶液

3 實驗室分析結果討論

從標準溶液樣品實驗室分析結果表可以看出：在COD濃度一定的情況下，懸浮物濃度越大，分光光度法測定COD的相對誤差越大。在懸浮物濃度一定的情況下，COD 濃度越大，分光光度法測定COD 的相對誤差越小。重鉻酸鉀法測定COD 的相對誤差受懸浮物濃度大小的影響較小。當標準溶液樣品COD 濃度＞185mg/L，懸浮物濃度＜40 mg/L 時，分光光度法測定溶液樣品COD 濃度的相對誤差較小。重鉻酸鉀法測定COD 的相對誤差較小，分光光度法與重鉻酸鉀法測定值相對偏差較小，分光光度法和重鉻酸鉀法測定COD都能滿足分析要求。當標準溶液樣品懸浮物濃度＞40 mg/L時，采用分光光度法測定標準溶液樣品COD 濃度時應對溶液樣品進行適當的稀釋。

4 結論

COD 快速測定儀分光光度法測定化學需氧量受水中懸浮物濃度大小的影響，因此在實驗室進行樣品的實際分析時， 當溶液樣品懸浮物濃度＞40 mg/L 時，采用COD 快速測定儀分光光度法測定溶液樣品COD 濃度時應對溶液樣品進行適當的稀釋，以減小溶液樣品懸浮物濃度大小對分析方法的干擾和影響，并提高溶液樣品分析的準確性。