對化學需氧量（CODMn）檢測影響因素的探討

摘 要：本文通過對化學需氧量（CODMn）原理和檢測過程的分析，總結出在實際水環境監測分析中影響測定結果的幾個關鍵因素，并結合多年的水環境檢測分析經驗，對各種不利影響因素提出了避免其發生的方式方法，確保監測結果準確可靠。

關鍵詞：化學需氧量；檢測分析；檢測質量

化學需氧量（CODMn）是一個條件性的相對指標，其氧化還原反應過程并不是完全定量進行的，隨著氧化還原條件的改變，所檢測分析的結果也不相同，其測定結果與空白用水、試劑純度、加熱時間、水浴溫度、滴定過程等對分析測試結果都有影響，因此必須嚴格控制各個檢測分析環節，才能保證得到可信度高，準確度高的結果。

1 原理及測定過程簡介

1.1 化學需氧量（CODMn）是指在一定條件下，用高錳酸鉀氧化水中某些有機物和無機可氧化污染物質，由消耗的高錳酸鉀計算出相當的化學需氧量。文中所采用的實驗方法為GBl1892-1989《水質高錳酸鹽指數的測定》，原理如下：向未知的待測樣品中準確加入已知濃度的高錳酸鉀標準溶液10.0ml和硫酸溶液，在具有溫控數顯的沸水浴鍋內加熱30分鐘，高錳酸鉀在酸性溶液中將還原性物質（有機物及無機物）氧化，過量的高錳酸鉀用草酸還原，以高錳酸鉀自身為指示劑，根據消耗的高錳酸鉀的量計算相當的化學耗氧量。半反應式如下：

1.2 簡述檢測分析過程：用單標線吸量管準確吸取100 m1待測樣品，放置于250mL的三角燒瓶內，充分搖勻，再向三角燒瓶中加入體積比為1+3的硫酸溶液5.00ml，混勻后，再用單標線A級吸量管準確加入濃度約為0.010mo1/L的高錳酸鉀標準溶液10.0 ml，搖勻后將其放入已經升溫至沸騰的數顯恒溫水浴鍋中，再次沸騰開始計時，加熱30±2分鐘。取出后，用單標線A級吸量向三角燒瓶中準確加入0.010mo1/L的草酸鈉標準液10.0ml，繼續搖勻待溶液由棕色變為無色澄清后，趁熱用高錳酸鉀標準溶液滴定至剛出現粉紅色，并保持半分鐘不退色為止，準確記錄所消耗的高錳酸鉀標準溶液體積。然后再用100 ml純水代替樣品做空白試驗，與上述步驟相同，記錄消耗高錳酸鉀標準溶液的體積，根據公式計算出化學需氧量。

2 根據其反化學應原理和檢測分析過程，結合本人多年對水環境監測分析經驗，總結出對該待測參數結果的主要影響因素淺析如下：

2.1 實驗用水的選擇和試劑的配制是檢測分析成功與否的基礎

2.1.1 本實驗分析用水一定要用不含有機物的蒸餾水， 配制試劑要用新鮮的蒸餾水，最好用重蒸水（制取方法為：可參照標準上的制取方法，但本人在實際操作中，為了提高制水效率，采用是多個2L全玻璃蒸餾器同時制取，加入20mL硫酸和少量高錳酸鉀溶液至出現粉紅色半分鐘不退去，加入防爆玻璃珠后，蒸餾，棄去100mL最初溜液，余下溜出液貯于具玻璃塞的細口瓶中，用于試劑的配制和樣品檢測分析。）也可以用超純水，而不能用去離子水。

2.1.2 氧化劑高錳酸鉀標準溶液濃度的大小對空白試驗及待測分析樣品的結果具有較大影響。在這個氧化還原反應中，我們用的還原劑草酸鈉是經過準確稱量配制出的基準試劑，所以操作過程中要以草酸鈉的濃度0.010mol/L為準。另外，這個化學反應原理是在氧化劑與還原劑濃度相當的基礎上進行的，所以實際操作過程中要注意兩者濃度差異一定不要太大，最好是高錳酸鉀的濃度趨向于草酸鈉的濃度。當出現氧化劑高錳酸鉀的濃度與還原劑草酸鈉的濃度相差較大時，我們可以對氧化劑高錳酸鉀多次試驗進行校正，通過改變量取高錳酸鉀儲備液體積多少的方式，準確調節使其濃度變為0.010mol/L。通過理論分析證明，本化學反應中，如果我們所用的氧化劑高錳酸鉀標準溶液標定后的計算濃度比實際濃度大，就會導致空白試驗和待測樣品滴定分析所用氧化劑高錳酸鉀的體積偏小，這樣也就致使待測樣品測定結果偏小；如果我們所用的氧化劑高錳酸鉀標準溶液標定后的計算濃度比實際濃度小，滴定分析用量就會增大，相應增加了反應時間和反應體系的體積，致使待測樣品溫度下降幅度較快，降低了氧化還原反應的速度，增大了氧化劑的用量，導致待測樣品測定結果偏大。所以在日常檢測分析工作中，我們應把高錳酸鉀標準溶液濃度的校正體積控制在9.80ml～10.10ml區間，試劑空白體積最好控制在0.10ml～0.50ml區間，這樣才對待測樣品的影響較小，測定結果的準確性較好。

2.2 準確把握試驗環節的不利因素是檢測分析成功與否的關鍵

2.2.1 合理安排加熱時間，測量水樣不能一次性放置過多，太多了會影響水浴鍋內的溫度，同時還會導致水浴鍋內水面過高，三角燒瓶傾斜過度，致使加熱不均難以保證水樣瓶內的水樣都進行充分的加熱反應，易造成檢測結果的偏低。一般每隔5至10分鐘放一個水樣，相隔時間最好一致，進行梯度分析，這樣既解決了由于同時放置多個常溫待測樣品導致反應體系溫度變化較大的問題，又給我們留下了充足的滴定分析和添加試劑時間，提高了工作效率。

2.2.2 高錳酸鉀氧化草酸鈉的反應是個吸熱反應，滴定溫度是反應條件的一個重要方面，常溫條件下該反應的速度非常緩慢，隨著溫度升高該化學反應的速度明顯加快，所以在這個反應中對溫度控制的好壞直接影響了化學需氧量大小，理想的反應溫度在65℃-85℃區間。還原劑草酸鈉不穩定，當反應溫度大于85℃時容易分解，因此，我們在滴加草酸鈉時一定不要把試劑沿著三角燒瓶流入，防止草酸鈉還未參與反應前已經局部過熱而分解；溫度過低，則會降低氧化反應的速度。通常室溫下，待測樣品從沸水浴中取下3分鐘以內其溫度能保證在70℃-85℃之間，3分鐘內，我們有充足的時間完成待測樣品的滴定分析。

2.2.3 正確判斷待測樣品滴定終點也是提高檢測質量的重要一環，我們每次滴定分析時盡量都從滴定管的零點開始，這樣能減少滴定分析的系統誤差，提高檢測的準確性。在這個氧化還原反應中，高錳酸鉀具有雙重作用，既是標準溶液，又是自身指示劑，所以，當水樣剛出現淡粉紅色后再多加半滴或一滴即可，此反應終點判斷一定要與空白試驗的滴定終點一致。在實際工作中，我們采用一張白色A4紙放在滴定臺下做背板，有利于我們對滴定終點的判斷，提高檢測分析的質量。

3 結語

本實驗的檢測分析結果受到反應體系空白用水是否合格、化學分析試劑純度高低、加熱時間長短、水浴溫度控制好壞、滴定分析是否規范等諸多因素的影響。因此日常檢測工作中我們要制備符合條件的實驗用水，盡量調節高錳酸鉀濃度和草酸鈉濃度趨于一致，合理安排水浴加熱時間，保證加熱及滴定分析時的水樣溫度在氧化還原反應溫度范圍內，檢測分析所使用的計量器具均應符合檢測要求，只有消除了實驗環節的各個不利影響因素，我們才能獲得準確可靠的監測分析結果，保證檢測數據的質量。

參考文獻

[1]《水質監測分析方法標準實務手冊》中國環境科學出版社

[2]《水和廢水監測分析方法》中國環境科學出版社，2002-12-1版

[3]李青.水環境監測實用手冊[M].中國水利水電出版社，2003-08-01.

作者簡介：崔洪強（1976，10-），男，山東泰安，工程師，主要從事水環境監測、分析評價、廢液處理及應急監測方面的研究工作。