分光光度法測定水中的CODMn值

【摘要】標準的重鉻酸鉀法測定水中的COD值存在著采樣測定的時間長，會形成二次污染且不能實現在線分析的問題。近年來，改進及測定COD的方法研究比較活躍，但都存在著測定時間長、試劑用量大或成本高等弱點。本文提出了用分光光度法快速測定水樣的CODMn值的方法，通過大量的實踐，提出了分光光度法測定水樣的CODMn值的具體方案，比較了傳統的COD值測定方法和分光光度法測定的不同效果，并建議將此法進行推廣。

【關鍵詞】COD 分光光度法 水樣

【中圖分類號】G71 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）07-0214-01

水是人類的生產和生活必不可少的重要物質之一。我國地表水體儲水量總計6388km3，屬貧水國。人口的增長，用水量越來越大，給水體帶來的污染與日俱增，威脅著人們的健康和其它生物的生存的環境。

水體污染是指由于人類活動排放的污染物進入河流、湖泊、海洋或地下水等水體，使水和水體底泥的物理、化學性質或生物群落組成發生變化，從而降低水體使用價值，使水體的物理性質或者化學物質含量超標。化學需氧量（Chemical Oxygen Demand，COD）是評價水體污染程度的重要指標，它是指在一定條件下，水中易被強氧化劑氧化的還原性物質所消耗的氧化劑的量，再將其折算成氧含量，單位mg/L。測量COD的方法主要分為化學法和物理法兩種。對于化學法，我國的標準方法是GB/T11914重鉻酸鉀法，它測量準確，但是消耗的試劑多、成本高、測量時間長且存在二次污染，不能實時地測量水質的變化。高錳酸鉀法中草酸鈉預熱易分解，滴定消耗的時間長且終點不易控制，造成測定結果存在誤差。物理法主要是可見分光光度法、紫外吸收分光光度法和電化學分析法等。本文提出的可見光分光光度法是通過測定水樣消化后剩余高錳酸鉀的量，從而間接計算水樣的CODMn值，此法耗時短、試劑用量少，結果準確且重現性好。

1.分光光度法測量CODMn的原理

水體中的還原性物質被高錳酸鉀在酸性介質中氧化后，水中剩余的高錳酸鉀的量與水體的CODMn值成反比，基于朗伯-比爾定律，通過分光光度計測量剩余高錳酸鉀的吸光度，從而間接計算出水樣的CODMn值。

2.試驗

2.1操作方案

取兩個錐形瓶，一個加入100mL待測水樣，另一個加入不含還原性物質的水樣作為空白，向兩個錐形瓶中分別加入4.5mol/L硫酸溶液5.00mL，0.0020 mol/L高錳酸鉀18.00mL，100℃水浴加熱反應10min，取出用流水冷卻至室溫。將溶液轉移至離心試管中，以5000r/min的轉速離心3min，以除去水樣中不溶雜質。取試管中的上層清液加入比色皿中，以水作參比，在波長525nm處測量空白體系吸光度（A0）和水樣吸光度（A），并計算吸光度之差ΔA（ΔA=A0-A）。

2.2校準曲線與檢出限

按試驗方法測定CODMn標準溶液系列的吸光度（A），同時測量空白水樣的吸光度（A0），計算ΔA。繪制ΔA-CODMn標準曲線，CODMn的質量濃度在0.10～12.0mg/L范圍內呈線性，其線性回歸方程為ΔA=-0.02699+0.06661ρ，相關系數為0.9953，方法的檢出限為0.044mg/L。

2.3樣品分析

由上表知：方法的回收率在96.3%～109%之間，RSD在1.9～3.1之間，本測定法測定結果與滴定法測定結果基本相符。

通過大量的試驗考察，結果表明：⑴該試驗需在4.5 mol/L的硫酸介質中進行。鹽酸因具有還原性，本身會消耗一定量的高錳酸鉀，使測定結果偏大；硝酸具有氧化性，高溫下會與水樣中的還原性物質作用；硫酸屬于強酸，為體系提供酸性環境，使結果準確、穩定。⑵0.0020mol/L高錳酸鉀的用量為18.00mL時，ΔA值可達到最大。⑶高錳酸鉀與水樣中的還原物作用速度較慢，當溫度達到100℃反應10min，反應速率加快，ΔA值可達到最大。

3.其他COD值測定方法

3.1微波消解光度法

微波消解光度法采用硫酸—重鉻酸鉀消解體系，在硫酸銀催化下，采用2450MHz的電磁波（微波）來加熱反應液，采用密封消解方式使消解罐內部壓強迅速提高到203kPa，在高溫高壓下達到快速消解的目的。消解后過量的重鉻酸鉀用硫酸亞鐵銨標準溶液回滴，以試亞鐵靈為指示劑，根據硫酸亞鐵銨的消耗量計算出COD值。微波消解光度法測定數據可靠性高、費用小、消解時間短，且能同時消解多個樣品。

3.2 電化學分析法

基于特殊電極電解產生的羥基自由基具有很強的氧化能力，可同步迅速氧化水中有機物，羥基自由基消耗的同時，工作電極電流的變化與水中有機物含量成正比，通過計算電流變化測量COD值。

3.3 UV法

在波長254 nm 紫外光區來測量污水COD具有很大的準確性。但是，實際我們平時所做的污水樣品中，大多數都較混濁，其中含有大量的懸濁物及一些膠體，這些在測量的過程中會對測定COD的含量有一定的影響，會使測量的結果偏大，所以必須對此時測得的COD量進行修正。同時還應測出此時水的濁度，在波長為546nm處的可見光區，可測出水的濁度。這樣兩次所測量的差值便為水中COD的含量。

4.以上幾種方法的檢測儀進行比較分析，結果如下：

由此可見，分光光度法測定水樣的CODMn值是一種操作簡單、耗時少、準確度高且污染小的測定方法，CODMn值測定儀器成本低、可靠性高，可用于實際水樣的檢測，我們應該大力推廣使用。

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作者簡介：

胡麗娟，高級技師，高級考評員，分析化學中級職稱，廣東省輕工業技師學院輕化食品系教研組長。主要研究方向：分析化學教學與實驗、精化檢驗、食品檢驗、藥劑檢驗、精化工藝、化工精密儀器等。