環(huán)境監(jiān)測化學(xué)需氧量測定方法技術(shù)革新研究

滿桂紅

（大慶油田化工有限公司甲醇分公司，黑龍江 大慶 163411）

化學(xué)需氧量分析儀測定,在化學(xué)需氧量5～100mg/L，加入的掩蔽劑在比色過程中，儀器的示值出現(xiàn)不穩(wěn)定性，影響結(jié)果的準(zhǔn)確度。我們將利用現(xiàn)有的化學(xué)需氧量測試儀，改變掩蔽劑的沉積量，增加示值的穩(wěn)定性，進(jìn)行革新改造，滿足相關(guān)系數(shù)分析要求和分析準(zhǔn)確度的前提下，完成化學(xué)需氧量的分析。

1 化學(xué)需氧量分析儀快速消解分光光度法

測定原理：加入一定量重鉻酸鉀作氧化劑，在專用復(fù)合催化劑存在下，于165℃恒溫加熱消解10min，重鉻酸鉀被水中有機(jī)物還原成三價(jià)鉻，在波長610nm處，測定三價(jià)鉻離子含量，再根據(jù)三價(jià)鉻離子的量換算出消耗氧的質(zhì)量濃度。

2 革新前分析方法

2.1 革新前標(biāo)準(zhǔn)曲線測定過程

（1）各取3.0ml標(biāo)準(zhǔn)樣品（0mg/L,20mg/L,50mg/L,100mg/L）置于反應(yīng)管中，加入1ml專用氧化劑，5ml專用催化劑，具塞搖勻；（2）將反應(yīng)管依次插入爐孔內(nèi)，在165℃消解10分鐘；（3）取下反應(yīng)管置于試管架，冷卻至室溫；（4）緩慢倒取試液于比色池中，測吸光度及COD值；（5）繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

2.2 革新前水樣分析測定過程

（1）取3.0ml水樣置于反應(yīng)管中，加入1ml掩蔽劑，1ml專用氧化劑，5ml專用催化劑，具塞搖勻；（2）將反應(yīng)管依次插入爐孔內(nèi)，在165℃消解10分鐘；（3）取下反應(yīng)管置于試管架，冷卻至室溫，靜止后，待沉淀下沉；（4）緩慢倒取上清液于比色池中，測吸光度及COD值；（5）同時(shí)，以3.0ml蒸餾水代替水樣做空白試驗(yàn)。

3 化學(xué)需氧量快速消解分光光度法的分析儀測定方法存在以下方面的不足

（1）加入的掩蔽劑在分析過程中會產(chǎn)生沉淀，形成的顆粒在比色中示值不穩(wěn)定，影響準(zhǔn)確度。

圖1

（2）整體溶液量較少，注入比色池的液體量較大，顆粒物很容易傾入比色池內(nèi)。

圖2

4 方法改進(jìn)方案

革新后減少掩蔽劑量，增加水樣總量，具體操作如下：（1）取3.0ml水樣置于各反應(yīng)管中，分別加入不同體積的掩蔽劑（0.2ml，0.5ml，0.6ml，0.7ml，0.8ml），加入1ml專用氧化劑，5ml專用催化劑，具塞搖勻；（2）將反應(yīng)管依次插入爐孔內(nèi)，在165℃消解10分鐘；（3）取下反應(yīng)管置于試管架，冷卻至室溫 ；（4）分別加入不同體積蒸餾水（1.8ml，1.5ml，1.4ml，1.3ml，1.2ml）搖勻，冷卻至室溫，靜止后，待沉淀下沉；（5）緩慢倒取上清液于比色池中，測吸光度及COD值；（6）同時(shí)，以3.0ml蒸餾水代替水樣做空白試驗(yàn)。

根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)，加入的0.5ml掩蔽劑，1.5ml蒸餾水在分析過程中產(chǎn)生沉淀量適中，形成的顆粒在儀器比色中示值穩(wěn)定。

5 革新后分析方法

5.1 革新后標(biāo)準(zhǔn)曲線測定過程

（1）各取3.0ml標(biāo)準(zhǔn)樣品（0mg/L,20mg/L,50mg/L,100mg/L）置于反應(yīng)管中，加入1ml專用氧化劑，5ml專用催化劑，具塞搖勻；（2）將反應(yīng)管依次插入爐孔內(nèi)，在165℃消解10分鐘；（3）取下反應(yīng)管置于試管架，冷卻至室溫；（4）各反應(yīng)管中分別加入2.0ml蒸餾水，混勻，冷卻至室溫；（5）緩慢倒取試液于比色池中，測吸光度及COD值；（6）繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

5.2 革新后水樣分析測定過程

（1）取3.0ml水樣置于反應(yīng)管中，加入0.5ml掩蔽劑，1ml專用氧化劑，5ml專用催化劑，具塞搖勻；（2）將反應(yīng)管依次插入爐孔內(nèi)，在165℃消解10分鐘；（3）取下反應(yīng)管置于試管架，冷卻至室溫；（4）加入1.5ml蒸餾水，靜止后，待沉淀下沉；（5）緩慢倒取上清液于比色池中，測吸光度及COD值；（6）同時(shí)，以3.0ml蒸餾水代替水樣做空白試驗(yàn)。

6 方法驗(yàn)證

6.1 革新后相關(guān)系數(shù)驗(yàn)證

各取4只比色管，分別移取0mg/L，20mg/L,50mg/L,100mg/L不同濃度的標(biāo)樣，按照6.1革新后標(biāo)準(zhǔn)曲線分析步驟操作，其對應(yīng)的吸光度，革新后0，0.015,0.038,0.076，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線并計(jì)算相關(guān)系數(shù)，相關(guān)系數(shù)0.9995，符合相關(guān)系數(shù)大于0.999的分析要求。

6.2 革新后準(zhǔn)確度驗(yàn)證

以50mg/L標(biāo)樣為樣品，根據(jù)6.2革新后水樣分析步驟操作，測定其濃度C1=50.2mg/l，C2=49.5mg/l，C3=51.8mg/l，C4=51.2mg/l，C5=51.5mg/l，C6=52.0mg/l，根據(jù)測定結(jié)果計(jì)算相對誤差2.1%。

綜上測定結(jié)果，依據(jù)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)（HJ/T399-2007）標(biāo)準(zhǔn)方法中，同一實(shí)驗(yàn)室平行六次測定，化學(xué)需氧量51.9mg/l，相對誤差為2.9%為指導(dǎo)。革新后水樣測定相對誤差2.1%，小于環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)（HJ/T399-2007）標(biāo)準(zhǔn)方法中相對誤差2.9%，符合準(zhǔn)確度要求。

7 應(yīng)用效果

（1）革新前示值穩(wěn)定性差，數(shù)值變化如下圖，同一個(gè)樣品在比色時(shí)，化學(xué)需氧量示值從191.2mg/L波動(dòng)到22.6mg/L，才能達(dá)到穩(wěn)定。

圖3

（2）革新后示值穩(wěn)定性好，無波動(dòng)。

（3）革新后，掩蔽劑形成的沉淀量明顯減少，其顆粒物在比色時(shí)，傾入比色池的機(jī)會也會大大減少，這樣增加了示值穩(wěn)定性。

圖4

（4）革新后，因掩蔽劑量相對較少，其產(chǎn)生顆粒物，沉淀時(shí)間縮短，容積量增大，增加了示值穩(wěn)定性，這些有利因素，使分析速度增快，準(zhǔn)確度提高，分析數(shù)據(jù)也能及時(shí)上報(bào)，為生產(chǎn)提供及時(shí)準(zhǔn)確的一線信息。

8 結(jié)語

（1）革新后化學(xué)需氧量測試儀示值穩(wěn)定，填補(bǔ)了此方法分析的不足。（2）革新后，分析數(shù)據(jù)滿足了化學(xué)需氧量中的快速消解分光光度法的相對誤差不大于2.9%的要求