探析改變高錳酸鹽指數測定的實驗條件

摘要：高錳酸鹽指數是地表水水質測定必測指標之一，但在實際監測工作中涉及檢測樣品量多、采用國標測定方法存在耗時長、藥品用量多等問題。為提高檢測效率，節省樣品測定時間和節約藥品用量，本文擬通過改變國標法測定條件，探析其對樣品檢測準確度和精確度的影響，并確定對樣品CODMn測定結果影響相對較小的測定實驗條件為樣品減半取樣量、藥品試劑減半用量和消解時間為20min。

關鍵詞：高錳酸鹽指數;改變;實驗條件

中圖分類號：X832 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2020）09-0-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.09.064

Exploring and changing the experimental conditions for determination of permanganate index

Chen Shujiao

（Fujian Putian Environmental Monitoring Center Station，Putian Fujian 351100，China）

Abstract：Permanganate index is one of the indispensable indicators for surface water quality measurement.However，the actual monitoring work involves a large number of test samples.The use of the national standard measurement method has the problems of time-consuming and drug consumption.In order to improve the detection efficiency，save the time of sample measurement and save the amount of drugs， this article intends to analyze the influence on the accuracy and precision of the sample detection by changing the measurement conditions of the national standard method，and determine the measurement experiment with relatively little influence on the CODMn measurement result The condition is that the sample volume is halved， the drug reagent is halved， and the digestion time is 20 minutes.

Key words：Permanganate index;Change;Experimental conditions

高錳酸鹽指數是表示水體受可氧化的有機污物和無機物污染程度的綜合性指標，其結果在一定程度能反映出水環境受污染狀況。其定義是：在一定條件下，用高錳酸鉀氧化水樣的部分有機物及無機還原性物質，由消耗高錳酸鉀的量計算相當的氧量[1]。目前主要采用的檢測方法是GB11892-89《水質高錳酸鹽指數的測定》（以下簡稱“國標法”），國標法具測定數據穩定、準確優點，但也存在測定耗時長、用藥量多的缺點，為此，為提高實驗室測定效率，節省測定時間和節約藥品用量，本文擬通過改變國標法相關測定條件，探析其對樣品測定影響程度，并得出對樣品測定結果影響相對較小的測定實驗條件。

1 改變高錳酸鹽測定條件的實驗方法

1.1 國標法實驗步驟

（1）汲取100.0ml經充分混勻的樣品（分取適量，用水稀釋至100ml），置于250ml錐形瓶中，加入5ml1+3硫酸，用滴定管準確加入10.00mL0.01mol/L高錳酸鉀溶液，搖勻后將錐形瓶置于沸水浴內30±2min（水浴沸騰開始計時）。

（2）取出后用滴定管準確加入10.00ml草酸鈉溶液至溶液變為無色，趁熱用0.01mol/L高錳酸鉀溶液滴定至粉紅色并保持30s不褪色，消耗高錳酸鉀溶液體積V1。

（3）空白試驗：用100mL高純水代替水樣，按同樣實驗步驟測定，消耗高錳酸鉀溶液體積V0。

（4）回滴：向空白試驗滴定后的溶液中準確加入10.00mL草酸鈉溶液（將溶液加熱至80℃），用0.01mol/L高錳酸鉀溶液滴定至粉紅色并保持30s不褪色，消耗高錳酸鉀溶液體積V2。

IMn=[（10+V1）10/ V2-10]×C×8×1000/100 （1）

式中，V1---樣品滴定時消耗高錳酸鉀溶液體積，mL;

V2 --標定時消耗高錳酸鉀溶液體積，ml;

C--草酸鈉標準溶液濃度，0.0100mol/L。

樣品經稀釋：IMn={[（10+V1）10/V2-10]-[（10+V0）10/V2-10]×f×C ×8×1000/V3 （2）

式中，V0---空白試驗時消耗高錳酸鉀溶液體積，ml;

V3 --分取水樣體積，ml;

f—稀釋的水樣含水的比值，f=（100- V3）/100[1]。

1.2 改變實驗條件的實驗步驟

改變測定實驗條件（以下簡稱“改變測定法”）的實驗步驟同國標法，實驗室擬采取的改變測定條件法與國標法進行比較，改變情況詳見表1。

1.3 改變測定條件的實驗過程

1.3.1 對不同濃度標樣試驗

通過實驗室對4個不同濃度標樣進行測定，并采用不同的消解時間（15min、20min、25min和30min），對每個標樣分取4個樣，各個樣品體積均為50.0mL，共16個樣品。

1.3.1.1標樣基本情況

本實驗所使用的標樣基本信息見表2。

1.3.1.2對標樣測定結果及分析

每次汲取各標準樣50.0mL（即為國標法一半容量）作為測定樣品，每個樣品分別在15min、20min、25min、30min消解，同時硫酸、高錳酸鉀溶液和草酸鈉溶液用量各減少一半情況進行了測定，測定結果見表3和圖1。

由表3和圖1測定結果可知，4個標樣在汲取體積及加藥量對應減半的情況下，消解時間為15min時，測定值絕對誤差均在真值正負不確定度范圍之外，各樣品測定相對誤差均較大，原因是標樣消解時間不夠，導致測定結果不準確，無法滿足標樣不確定度要求。而在消解時間為20min、25min和30min情況下，測定值絕對誤差均在真值正負不確定度范圍之內，各標樣測定值相對誤差均較小，且相對誤差百分值和國標法相對誤差百分值相差均不大，說明測定樣品消解時間達20min以上是可行。各標樣消解時間為20min情況下，采取改變CODMn測定條件的各標樣測定值相對誤差百分值與對應國標法的測定值相對誤差百分值基本相當，也與消解時間30min對應樣品測定的值相對誤差百分值相當，由此說明，測定樣品消解時間20min測定值與標樣真值絕對誤差和相對誤差均能滿足對應標樣測定的不確定度要求，因此，為了節省實驗時間和減少藥品用量，實驗室測定樣品消解時間20min是適宜的，且減半取樣量和加藥量對測定結果影響不大，測定結果基本上能反映出測定的樣品真實情況。

1.3.2 對莆田市木蘭溪河流主要斷面水質測定

為了驗證改變測定條件在實際地表水采樣樣品測定影響情況，該文通過對莆田市木蘭溪流域常規監控斷面采樣進行水質高錳酸鹽指數測定，采取國標法和改變測定條件法分別測定樣品平行樣，測定結果分析見詳表4。

由表4可知，在實際水樣測定中，改變測定條件的方法相對于國標法精度（相對偏差）稍差，但實際水樣測定結果能滿足水質測定實驗室質量建議控制值要求，即當CODMn<2.0mg/L時，室內標準偏差≤25%，而當CODMn≥2.0mg/L時，室內標準偏差≤20%[2];7個樣品中CODMn測定值小于2.0mg/L，改變法測定值相對偏差為6.3%，而國標法相對偏差為2.9%，小于25%;而樣品中CODMn測定值大于2.0mg/L，改變法測定值相對偏差最大值為4.7%，而國標法相對偏差最大值4.0%，均小于20%。測定結果表明，改變測定法可在實際水樣測定高錳酸鹽指數推薦測定方法。

2 實驗結論

通過實驗，對水樣品高錳酸鹽指數測定準確度影響相對較小的改變測定實驗條件為樣品取樣量和加藥量均減半，消解時間為20min，采取改變CODMn測定實驗條件檢測樣品高錳酸鹽指數的準確度和精密度均能滿足實驗室質量建議性控制要求，可運用于實際水樣高錳酸鹽指數測定。改變CODMn測定條件法與國標法相比，起到減少試劑藥品用量的50%、縮短實驗用時約30%，節約實驗成本，有效提高了實驗室分析效率，減少實驗室廢液排放對環境的污染影響。

參考文獻

[1]GB11892-89 中華人民共和國國家標準 水質 ?高錳酸鹽指數的測定[S].北京：中國環境科學出版社，1989.

[2]王心芳，齊文啟國家環境標準保護總局《水和廢水監測分析方法》編委會，等.水和廢水監測分析方法（第四版 增補版）[M].北京：中國環境科學出版社，2002.

收稿日期：2020-07-09

作者簡介：陳樹姣（1972-），女，漢族，本科學歷，工程師，研究方向為環境監測工作及其環境監測方面的研究。