微波消解-硫酸亞鐵銨滴定對化學需氧量的測定

鐘 錦，楊富平

(廣東匯成安全健康環境咨詢有限公司，廣東 廣州 510730)

化學需氧量是水質常規監測項目和評價水環境質量的指標之一，也是節能減排的重要考核指標，目前，常規的COD測定方法是《水質 化學需氧量的測定 重鉻酸鹽法(HJ 828-2017)》，但是該方法不但操作麻煩，而且耗時也長，從加熱消解到滴定完成，至少需要3～4h，需要消耗大量的人力物力，且實驗過程中產生的廢液對環境危害極大。由于環境檢測業務的劇增，為了加快工作進度，許多環境檢測機構采用《水質 化學需氧量的快速測定 快速消解分光光度法(HJ/T 399-2007)》來進行COD的測試，雖然該方法消操作簡單，測定時間快，但是用該方法很難保證數據的準確性。

微波消解通常是指利用微波加熱封閉容器中的消解液(各種酸、部分堿液以及鹽類)和試樣從而在高溫增壓條件下使各種樣品快速溶解的濕法消化。微波消解有密閉容器反應和微波加熱這兩個特點，決定了其完全、快速、低空白的優點。

1 實驗

1.1 儀器設備

MS-3型微波消解COD測定儀：華南環境科學研究所研制，廣州華宙環境科技發展有限公司制造；Teflon密封消解罐。

1.2 試液配置

(1)重鉻酸鉀消解液，0.250N(用于密封消解法)：稱取經過120℃烘干2h的優級純重鉻酸鉀12.259g，溶于約500mL蒸餾水中，邊攪拌邊緩慢加入濃硫酸100mL，冷卻后移入1000mL容量瓶中，加入25g固體硫酸汞，并用蒸餾水稀釋至刻度。

(2)試亞鐵靈指示劑：分別稱取1.485g鄰菲羅啉和0.695g硫酸亞鐵溶于水中，稀釋至100mL，貯于棕色瓶內。

(3)硫酸亞鐵銨標準溶液，約0.05N：稱取21.0g分析純的硫酸亞鐵銨溶于蒸餾水中，邊攪拌邊緩慢加入20mL濃硫酸，冷卻后移入1000mL容量瓶中，并稀釋至刻度。該溶液必須在使用的當天用重鉻酸鉀進行標定。

(4)硫酸銀-硫酸催化劑：于1000mL濃硫酸中加入10g硫酸銀，放置1～2天使之完全溶解。

(5)硫酸汞：結晶或粉末。

(6)鄰苯二甲酸氫鉀標準溶液：稱取鄰苯二甲酸氫鉀0.3401 置于1000mL容量瓶中，并用蒸餾水稀釋至刻度。該溶液的理論COD值為400mg/L。

1.3 試驗方法

(1)吸取10.00mL水樣(或少許，但必須用蒸餾水稀釋至10mL)加入消解罐，分別加入5.00mL重鉻酸鉀消解液和10mL硫酸銀-硫酸汞催化劑，旋緊密封蓋，使消解罐密封良好，搖勻。

(2)將消解罐均勻放入爐腔內。點擊COD密封消解Seal,按上下箭頭選擇相應的樣品數，再按啟動鍵，儀器開始加熱消解樣品，僅需15～30min既可自動地完成整個消解過程。

(3)打開消解罐，將反應液轉移到200mL錐形瓶中，用蒸餾水沖洗消解罐帽2～3次，沖洗液并入錐形瓶中，控制體積約50mL。加入2滴試亞鐵靈指示劑，用硫酸亞鐵銨溶液滴定，溶液的顏色由黃色經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10.00重蒸餾水，按同樣操作步驟做空白試驗，記錄滴定空白時硫酸亞鐵銨標準溶液的用量。

對于COD濃度小于50mg/L的水樣，可改用0.05N重鉻酸鉀標準溶液，滴定時用0.01N硫酸亞鐵銨標準溶液。

2 結果與討論

2.1 實際樣品的測試

先用《水質 化學需氧量的測定 重鉻酸鹽法(HJ 828-2017)》的方法對實際樣品進行測定，然后選取不同行業、濃度的樣品用微波消解-硫酸亞鐵銨滴定法來測定，兩種方法測定結果見表1。

表1 標準回流法和微波消解法測定結果

2.2 標準樣品的測試

稱取0.4251g鄰苯二甲酸氫鉀于重蒸餾水中，轉入1000mL容量瓶中，稀釋至標線，使之成為500mg/L的COD，在分別配置250,125,50,25mg/L的標準COD溶液，用微波消解-硫酸亞鐵銨滴定法來測定，測定結果見表2。

表2 微波消解法測定標準樣品的結果

3 結論

無論是標準樣品的測定，還是用兩種方法對實際樣品進行比對，其測定結果的相對誤差都在10%之內，因此，用微波消解法樣品進行消解，然后用硫酸亞鐵銨進行滴定，其分析方法是完全滿足化學需氧量測定的要求。