酸度、加熱時間對高錳酸鹽指數測定的影響研究

周晶 王珂

摘要：本文根據葡萄糖配制高錳酸鹽指數為4.00mg/L的標準溶液，從反應酸度和加熱時間兩個方面，對高錳酸鹽指數測定方法進行了研究。結果表明：在酸度一定條件下，高錳酸鹽指數測定值與加熱時間成正比;在加熱時間一定條件下，高錳酸鹽指數測定值與酸度成正比。

關鍵詞：葡萄糖;高錳酸鹽指數;酸度;加熱時間

中圖分類號：X83 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2019）11-00-02

Abstract： According to glucose， a standard solution with a permanganate index of 4.00 mg/L was prepared. The determination method of permanganate index was studied from the aspects of reaction acidity and heating time. The results show that under certain conditions of acidity， the measured value of permanganate index is proportional to the heating time; under certain conditions of heating time， the measured value of permanganate index is proportional to acidity.

Key words： Glucose; Permanganate index; Acidity; Heating time

隨著經濟的發展和大規模工業的發展，大量生活污水和工業廢水排入水體，人類的生存環境和健康受到有機污染物的威脅。化學需氧量（COD）通常可作為衡量水體中有機物的相對含量。

高錳酸鹽指數可綜合反映水體中還原性物質污染程度，是主要污染指標之一，在德國、日本等國家的水質監測項目中，高錳酸鹽指數均是必須監測的水質指標。我國頒布的《地表水環境質量標準》中也將高錳酸鹽指數提升為常規監測項目。目前常采用國標（GB/T11892–1989）中滴定法測定高錳酸鹽指數[1]。

1 水體中有機污染物測定方法的現狀與進展

水體中有機污染物COD測定方法的報告，在國內外刊物上多有報道，主要研究現存方法的影響因素、方法的改進、快速測定、分析儀器自動化及與其他綜合性指標的相關關系等，其中以日本報道的CODMn法的改進，儀器自動化方面的為多。水體中有機污染物化學需氧量（COD）的化學測定方法根據氧化劑的不同可分為重鉻酸鉀法和高錳酸鉀法，兩種方法在國外國家廣為采用，這兩種方法從建立至今已有100多年的歷史，20世紀60年代開始，環境污染問題日益嚴重，促進了水污染工作的開展，化學需氧量的研究工作也逐漸深入[2，3]。以高錳酸鉀為氧化劑測定化學需氧量的稱為高錳酸鉀法。按溶液介質又分為酸性高錳酸鉀法（CODMn）和堿性高錳酸鉀法（CODOH）。由于高錳酸鉀的氧化率較低，僅70%左右，故一般適用于較清潔的地表水、飲用水及生活污水的測定。因此，高錳酸鹽指數可作為分析評價飲用水、水源水、地表水以及水資源質量的重要因子，常被作為地表水、地下水體受有機污染物和還原性無機物污染程度的綜合指標，它是一個相對的條件性指標。為了提高測定結果的準確性，在測定過程中要嚴格控制各影響因素的條件，本文對高錳酸鹽指數測定過程中的水浴加熱時間、體系溶液的酸度等因素及一些技術細節進行了探討，以了解這些因素對高錳酸鹽指數測定結果的影響[4]。

2 研究內容

本實驗測定高錳酸鹽指數的樣品為：高錳酸鹽指數為4.00mg/L的葡萄糖標準溶液，研究酸度一定條件下加熱時間對高錳酸鹽指數測定結果的影響、加熱時間一定條件下酸度對高錳酸鹽指數測定結果的影響;采集實際水樣測定其高錳酸鹽指數的濃度并加以評價。

2.1 實驗方法

采用GB/T11892-1989方法操作步驟進行實驗，為了準確測定加熱時間、酸度對測定結果的影響，分別做一下測定：

以高錳酸鹽指數為4.0mg/L的葡萄糖溶液作為樣品，在確保其他條件正常下，加熱時間從20min延長至40min，測定高錳酸鹽指數值;

以CODMn為4.0mg/L的葡萄糖溶液，在加熱時間30min，其他各條件相同的情況下，改變1：3H2SO4的加入量，測定高錳酸鹽指數值。

2.2 結果計算

高錳酸鉀指數（O2，mg/L）=式中：V1—滴定樣品時消耗高錳酸鉀溶液體積，mL;M—0.0100mol/L草酸鈉標準溶液;8—1/2O。

3 結果與分析

3.1 加熱時間對高錳酸鹽指數測定結果的影響

從圖1加熱時間對測定結果的影響可看出，測定結果隨加熱時間延長而增加;加熱時間30min時的平均測定結果為3.98mg/L，相對誤差最小，最接近4.0mg/L;說明反應時間將直接影響反應進行的程度。酸性高錳酸鉀氧化法測定高錳酸鹽指數，并不能測得水樣中所有可以被氧化的還原性物質的總量，測的只是規定時間內高錳酸鉀所氧化水樣中的還原性物質的量，反應時間將直接影響最終測定的結果。因此，對樣品進行加熱時，一定要在水浴鍋完全沸騰后將樣品放入，反應時間應從樣品放入水浴鍋沸騰后開始計算，并嚴格控制為30min。加熱時間過長有利于氧化反應的進行，會使測定結果偏高，反之，測定結果則偏低，與張武[5]分析結果一致。

3.2 酸度對高錳酸鹽指數測定結果的影響

測定結果表明，加酸量為5～6mL時，測定結果最接近4.00mg/L，相對誤差最小;加酸量為1mL時，相對誤差最大;加酸量為10mL時，相對誤差較小。在特定的反應條件下，加酸量小于5mL時，測定結果偏低;加酸量大于6mL會使測定結果偏高。這是因為酸度越強，高錳酸鉀氧化能力增強，樣品中原來不能被氧化的還原性物質在較強酸度條件下被氧化，導致測定結果偏高。發生這種情況的根本原因是高錳酸鉀的氧化能力受H+濃度限制，H+濃度大，高錳酸鉀氧化能力強[6]。因此，要正確測定高錳酸鹽指數，需準確加酸5mL。

4 結論

通過上述實驗可得出以下結論：水樣的加熱時間、溶液的酸度均會對測定高錳酸鹽指數有影響，為提高高錳酸鹽指數的測定準確性，應嚴格控制測定條件在加熱時間為30min，1：3H2SO4體積加入量為5mL。同時，在實驗中需平行測定已知高錳酸鹽指數的標準樣品，以此判斷反應過程中系統測定條件的控制情況。

參考文獻

[1]劉紅霞，朱亞蘭，李瓊.水體中高錳酸鹽指數測定方法的現狀與進展[J].黃石理工學院學報，2011，27（4）：27-31.

[2]尹洧.化學需氧量（COD）的分析方法及在線式COD監測儀[C].環境監測儀器與現代控制技術在環境治理工程中的應用研討會.2004.

[3]柯細勇，康旭，趙志偉，等.水質指標COD的優缺點及其測量方法發展[J].環境科學與技術，2011（s1）：255-258.

[4]張瑋，高錳酸鹽指數測定的影響因素淺析[J].環保論壇，2009（25）：339-340.

[5]張武.影響酸性高錳酸鹽指數測定的幾個關鍵因素[J].低碳世界，2018（1）：18-19.

[6]霍麗麗，孫志國.高錳酸鹽指數測定的主要影響因素分析[J].遼寧師專學報（自然科學版），2010，12（2）：100-101.

收稿日期：2019-06-20

作者簡介：周晶（1986-），女，滿族，本科，工程師，研究方向為環境監測。