地表水中高錳酸鹽指數分析的質量控制

汪玲 吳斌

摘要：高錳酸鉀作為氧化劑處理水樣時消耗的氧化劑量，高錳酸鹽指數經常被用作衡量有機（和無機）物質減少造成的水污染程度的綜合指標。基于此，本文對地表水中高錳酸鹽指數分析的質量控制進行實驗探究，具有重要意義。

關鍵詞：地表水;高錳酸鹽指數分析

一、地表水現狀

地表水是指存在于地表的河流（包括河流、運河和渠道）、湖泊、水庫、河口和沿海水域。其中，河流是流水，湖泊和水庫是靜水，而海洋作為地球上最廣泛的水體，由于其特殊性，本文不作討論。水是生命之源，地表水是飲用水的來源之一，因此重要的地表水需要得到保護。

水污染影響類型：主要是污染物排入地表水，造成水質污染物超標。水文要素的影響類型：主要影響地表水的水文狀況，如水溫分層、水的自然特性或流速、深度和水位的過度變化。第一種情況很常見。在生產過程中，如水污染物（如有機物、氨氮、總磷等）經濃縮處理達到國家或地方生態環境部門規定的以下標準，可直接通過地表水排放口排放;如果不能處理，只能進入污水處理廠進行處理，然后進入地表水。但是，一些公司沒有處理生產廢水的能力，也不想花錢建設污水處理廠來解決問題，因此不得不超標排放污水。而且，他們沒有按照規定設置私人排污口，私自排放廢水，造成地表水污染。因此，出現了諸如富營養化、有機污染、湖泊萎縮、水量減少和沼澤化等環境問題。至于第二種情況，往往是大型水利水電大壩的建設導致水溫、徑流或水域面積發生重大變化，從而對水體生態環境造成破壞。

二、高錳酸鹽指數簡介

高錳酸鹽指數是反映水體中有機和無機可氧化物質污染的常用指標。主要用于飲用水、地表水和工業用水的水質檢測，不用于工業廢水的化學需氧量檢測。

（一）測試標準

高錳酸鹽指數測定標準涉及的主要檢測方法有：酸性高錳酸鉀法（滴定法）、堿性高錳酸鉀法（滴定法）、酸性高錳酸鉀法（分光光度法），本文主要介紹了酸性高錳酸鉀法（分光光度法）測定水質指數高錳酸鉀指數。可通過酸性高錳酸鉀指數測定（分光光度法）GDB-480和GDB-425多參數水質分析儀是在酸性高錳酸鉀氧化法-比色法測定高錳酸鉀指數試驗方法的基礎上內置的。直接調用檢測方法，不選擇波長;直接讀取測量結果，無需轉換，自動鎖定測量值。同時，我們還為您提供高錳酸鹽指數校準液和工作試劑盒，一套100個樣品可測量，滿足多批次實驗的要求。[1]

（二）測試過程：

將5mL待測標準溶液或樣品置于比色管中，加入1mL混合酸，搖勻。當溫度降至室溫時，加入0.5ml高錳酸鉀溶液，搖勻，蓋緊蓋子，放入105℃蒸煮器（建議使用小型蒸煮器COD-401-1）中30分鐘。取出，搖勻，在水中冷卻5分鐘。取出并干燥瓶子，并盡快測量。

（三）測量注意事項：

儀器需要打開才能預熱。消化也可以在沸水浴中進行30分鐘。COD-401-1挖掘機不是標準設備，需要額外的可選設備[2]。如果使用消化裝置，應在使用前保持恒定30分鐘。嚴格控制消解溫度、時間和混酸、高錳酸鉀的用量，否則會影響消解速度，測量結果不準確。混合酸和高錳酸鉀必須使用我公司的配套試劑，客戶使用自行配置的試劑將導致結果不準確。

三、地表水中高錳酸鹽指數的測定——酸性法

（一）使用范圍

適用于地表水、飲用水;不適用于工業廢水，原則是：向樣品中加入已知量的高錳酸鉀和硫酸，并在沸水浴中加熱30分鐘。用高錳酸鉀氧化樣品中的一些有機和無機還原劑。在反應結束時，添加過量的草酸鈉以減少剩余的高錳酸鉀，然后使用高錳酸鉀標準溶液將過量的草酸鈉滴回。計算了樣品的高錳酸鹽指數。氧化反應：在沸水浴條件下氧化和還原酸性高錳酸鉀。5C2O42-（草酸鈉）+2MnO4-+16H+→2Mn2++10CO2+8H2O。[3]

（二）注意事項

1.水樣保存

收集水樣后，將濃硫酸添加到PH1-2中，并盡快進行分析。如果儲存超過6小時，冷藏（0-5℃），但不超過2天。

2.實驗條件

①消化：沸水浴溫度為98℃。高地的低沸點可能會影響消化效率。必須規定實際沸點（在相同條件下，100°C時的反應速率約為95°C時的1.6倍）。沸水浴的水位應高于錐形瓶中的水位。

②反應時間：研究表明，當消化時間從30分鐘增加到60分鐘時，結果增加4-10%。應嚴格控制反應時間，以保持樣品消解時間的一致性。

③條件電極電位E=Eθ+RT/5F·ln（aMnO4-·aH+8/aMn2+）。高錳酸鉀溶液濃度的變化對反應有很大影響。

④反應的酸度受到影響：硫酸溶液是反應系統中使用的濃電解質，離子之間的相互作用，硫酸濃度必須改變，氫離子活性變化不大（離子活性受電解質濃度和離子活性的影響，強電解質溶液濃度增加將導致活性降低）。

⑤空白滴定溫度控制：當反應液溫度低于80℃時，滴定前應重新加熱。

3.CODCr和CODMn的比較

①COD是減少水體中物質污染的指標，主要是水體中的有機污染。

②COD的定量方法主要受氧化劑類型和濃度、消解溫度、時間和酸度的影響。CODCr的條件電極電位高達1.55V，CODCr對水的氧化率約為90%。CODMn的條件電極電位高達1.45V，水的氧化率約為50%。CODMn試驗僅適用于地表水和飲用水，不適用于COD值高的工業廢水。兩種COD之間沒有明顯的線性關系。

四、利用水質智能消解器凈化水質

（一）試劑原理

該方法在樣品中加入硫酸使其呈酸性后，加入一定量的高錳酸鉀溶液，經高溫消解后，用分光光度法測定高錳酸鉀指數。當樣品中的高錳酸鹽指數值為0.5-5mg/L時，在525nm波長處測量高錳酸鉀還原后剩余的七價錳（Mn7+）的吸光度。樣品中高錳酸鹽指數的值與七價錳（Mn7+）吸光度的降低值成正比。

（二）使用方法

1.對照溶液：準確地將4.00ml純水移入試管，加入2.50ml試劑A和0.4mL試劑B，關閉容器，在100℃下溶解30分鐘，迅速冷卻至室溫（冷水浴冷卻）。

2.待測水樣：準確地將4.00ml水樣移入試管，加入2.50ml試劑A和0.4ml試劑B，關閉，在100℃下溶解30分鐘，迅速冷卻至室溫（冷水浴冷卻）。

3.將試管外壁擦拭干凈，按照儀器說明在525nm波長下測量。

總結：高錳酸鹽指數與COD的區別在于COD是在強酸介質和加熱條件下，用氧化劑消解氧化水樣，測定氧化劑消耗量。其檢測常用重鉻酸鉀和高錳酸鉀作為氧化劑，我們通常稱之為鉻法（COD）和錳法（CODMn）。高錳酸鹽指數是指用錳法測得的值。它們的氧化效率不同，COD的氧化效率約為90%，主要用于測定高濃度的COD，檢測適用于嚴重污染的廢水。高錳酸鹽指數的氧化效率約為50%，主要用于測定低濃度COD。本檢測適用于地表水、飲用水、生活污水等清潔水，可應用于環保局、水廠、CDC。這就要求我們在水質檢測中要特別注意。

參考文獻：

[1]沙海飛，范麗麗.地表水溶解氧與化學需氧量、高錳酸鹽指數的相關性研究[J].廣州化工，2021，49（10）：105-106+110.

[2]陳麗華.連續流動分析法在測定地表水水質中高錳酸鹽指數的應用[J].皮革制作與環保科技，2021，2（03）：70-73.

[3]程正，張琪雨.全自動滴定分析儀測定高氯地表水高錳酸鹽指數的方法實驗[J].廣州化工，2020，48（21）：102-103.