高錳酸鹽指數測定的影響因素

程肖雪 張馨月

（1.長江口水環境監測中心，中國 上海 200136；2.長江三峽水環境監測中心，湖北 宜昌 443000）

0 前言

高錳酸鹽指數的定義：在酸性或堿性介質中，以高錳酸鉀為氧化劑，氧化水樣中的某些有機物及無機還原性物質，由消耗的高錳酸鉀兩計算水樣相當的氧量，以氧的mg/L 來表示。在規定條件下，水中有機物只有部分被氧化，并不是理論上的需氧量，也不是反映水體中總有機物含量的尺度，因此高錳酸鹽指數常被作為地表水受有機污染物和還原性無機物污染程度的綜合指標，目前主要采取國標GB/T11892-1989 方法來測定。本文討論的酸性法，是指水樣加入硫酸使呈酸性后，加入一定量的高錳酸鉀溶液，并在沸水浴中加熱反應一定時間。剩余的高錳酸鉀，用草酸鈉溶液還原并加入過量，再用高錳酸鉀溶液回滴過量的草酸鈉，通過計算求出高錳酸鹽指數值。其測定結果與溶液的酸度、高錳酸鹽的濃度、樣品處理過程加熱溫度和時間以及滴定時間都密切相關，本文從反應酸度和加熱時間兩方面進行研究。

1 試劑、水樣和分析方法

1.1 試劑

1）高錳酸鉀貯備液（0.10mol/L）：稱取3.2g 高錳酸鉀（中國聯試化工試劑有限公司）溶于1.2L 水中，加熱煮沸，使體積減少到1L，在暗處放置過夜后，傾出清液，貯于棕色瓶暗處保存。

2）高錳酸鉀使用液（0.01mol/L）：吸取高錳酸鉀貯備液100ml 移入1000ml 容量瓶，用水稀釋至標線。暗處保存。

3）草酸鈉標準貯備液（0.1000mol/L）：稱取0.6705g 在105℃烘干1h 并冷卻的草酸鈉（天津市化學試劑研究所）溶于水，移入100ml 容量瓶中，用水稀釋至標線。

4）草酸鈉標準使用液（0.0100mol/L）：吸取10.00ml 草酸鈉標準貯備液移入100ml 容量瓶中，用水稀釋至標線。

5）硫酸（國藥集團化學試劑有限公司，分析純）。

1.2 水樣

根據水環境監測規范（SL219-2013）地表水采樣要求，采集江蘇省南通市姚港斷面水樣。

1.3 分析方法

根據高錳酸鹽指數的測定（GB/T11892-1989），吸取100mL 混勻水樣于250mL 錐形瓶中，加入5mL(1+3)硫酸，混勻，再加入10.00mL 0.01mol/L 的高錳酸鉀溶液，搖勻，立即放入沸水浴中加熱30min（從水浴重新沸騰起計時）。取出錐形瓶，趁熱加入10.00mL 0.0100mol/L 的草酸鈉標準溶液，搖勻，立即用0.01mol/L 高錳酸鉀溶液滴定至顯微紅不褪色，記錄消耗高錳酸鉀溶液的體積。將上述已滴定完畢的溶液加熱至約70℃，準確加入10.00mL0.0100mol/L 的草酸鈉標準溶液，再用0.01mol/L 高錳酸鉀溶液滴定至顯微紅不褪色。記錄高錳酸鉀溶液的消耗量(V)，按照公式計算出高錳酸鹽指數值。

2 不同條件下測定結果及應用分析

2.1 實驗測定結果

2.1.1 國標方法測定水樣高錳酸鹽指數

按照國標方法測定水樣的高錳酸鹽指數值，同時測定高錳酸鹽指數值為2.35±0.15 的標準樣品（批號：130839，水利部水環境監測評價研究中心），測定結果詳見表1。

表1 國標法測定水樣及標準樣品高錳酸鹽指數測定值

實驗結果表明，水樣和標準樣品的高錳酸鹽指數測定值準確度和精密度都達到了實驗室質控標準的要求。

2.1.2 不同反應酸度測定水樣高錳酸鹽指數

參照國標方法，吸取四份水樣于錐形瓶中，分別加入不同濃度硫酸，加熱30min 測定高錳酸鹽指數值，測定結果詳見表2。

表2 相同加熱時間不同反應酸度高錳酸鹽指數測定值

實驗結果表明，相同水浴時間條件下，水樣的高錳酸鹽指數測定值隨著酸度的增大而增大。

2.1.3 不同加熱時間測定水樣高錳酸鹽指數

參照國標方法，吸取四份水樣于錐形瓶中，分別加入不同濃度硫酸，加熱不同時間測定高錳酸鹽指數值，測定結果詳見表3。實驗結果表明，同一反應酸度下，水樣的高錳酸鹽指數測定值隨著水浴加熱時間的延長而增大。同時也進一步印證了水樣的高錳酸鹽指數測定值和反應酸度成正比關系。

表3 不同加熱時間不同反應酸度高錳酸鹽指數測定值

2.2 結果應用

2.2.1 反應條件的確定

根據上述實驗結果，可以通過增大硫酸濃度同時縮短水浴時間的方法來改進國標GB/T11892-1989 的分析方法。根據分析結果，水樣在加入5ml 濃硫酸水浴時間為15min 的分析條件下高錳酸鹽指數測定值（3.06mg/L）和實際值（3.08 mg/L）相差較小，其它值相差較大。初步確定在此條件下測定高錳酸鹽指數值最接近國標方法測定值。

2.2.2 水樣及標準樣品比對試驗

采用改進的方法，對水樣和標準樣品進行測定，測定結果詳見表4。

表4 改進方法測定水樣及標準樣品高錳酸鹽指數測定值

實驗結果表明，采用改進的方法測定水樣的高錳酸鹽指數值和國標法的測定值的相對偏差為0.33%，標準樣品的的相對偏差為0.43%，準確度和精密度都達到了實驗室質控標準的要求。

3 小結

高錳酸鹽指數作為反映水體有機及無機可氧化物質污染程度的常用綜合性指標，其測定方法與發展受到廣泛關注和研究，在國標方法測定高錳酸鹽指數值的基礎上調整反應酸度及加熱時間，具體為：取樣100ml 的情況下，加入5ml 濃硫酸，沸水浴加熱15min，其余步驟同國標分析方法。實驗結果表明該改進方法呈現出了較好的精密度和準確度，滿足實驗室的質控要求，縮短了分析時間提高了效率。

［1］水和廢水分析監測方法(第四版)[M].中國環境科學出版社.

［2］黃曉光.廣東化工，2012(13)[Z].

［3］謝立新.陜西水利，2011(6)[Z].