H2SO4-Ag2H2SO4加入量、加熱時(shí)間對(duì)化學(xué)需氧量測(cè)定的影響分析

張耀

甘肅省酒泉生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心 甘肅酒泉 735000

化學(xué)需氧量是在一定條件下，經(jīng)重鉻酸鉀氧化處理時(shí)，水樣中的溶解性物質(zhì)和懸浮物所消耗的重鉻酸鹽相對(duì)應(yīng)的氧的質(zhì)量濃度，以mg/L表示[1]。水體中的大部分有機(jī)物和無極還原性物質(zhì)（亞鐵鹽、亞硝酸鹽）都可以在特定條件下被重鉻酸鉀所氧化，因此化學(xué)需氧量指數(shù)不僅作為評(píng)價(jià)水質(zhì)好壞程度和污水處理效果的重要指標(biāo)之一，也表示水體中還原性物質(zhì)多少。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，近些年來城市和工業(yè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，大量生活污水和工業(yè)廢水排入地表水水體，化學(xué)需氧量作為水質(zhì)監(jiān)測(cè)指標(biāo)就顯得更為重要。

1 水質(zhì)中化學(xué)需氧量測(cè)定方法的現(xiàn)狀

水質(zhì)中化學(xué)需氧量測(cè)定方法的研究，在國(guó)內(nèi)刊物上發(fā)表很多，現(xiàn)存研究根據(jù)測(cè)定方法可分為氧化還原滴定法、分光光度法、電化學(xué)法、流動(dòng)注射、庫(kù)倫法、原子吸收等[2]。我國(guó)現(xiàn)階段在環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)室化學(xué)需氧量的測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)方法為2017年國(guó)家環(huán)保部發(fā)布新標(biāo)準(zhǔn)HJ828-2017《水質(zhì)化學(xué)需氧量測(cè)定-重鉻酸鹽法》替代了之前的GB11914。新的標(biāo)準(zhǔn)方法的改進(jìn)是將樣品的取樣體積減半，減少了樣品在測(cè)定過程帶來的環(huán)境污染；將掩蔽劑硫酸汞由固體加入改為溶液的形式對(duì)氯化物進(jìn)行掩蔽，簡(jiǎn)化了樣品的分析過程；掩蔽劑硫酸汞的加入量由0.4g改為可根據(jù)樣品中氯離子含量按比例加入，加入前可進(jìn)行氯離子含量的測(cè)定或粗略判定，從而減少了有毒物質(zhì)硫酸汞的使用，該方法具有氧化效果好、準(zhǔn)確度高、精密度高，再性好等優(yōu)點(diǎn)。

在日常環(huán)境監(jiān)測(cè)工程，根據(jù)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)水樣CODcr值分析時(shí)要求在應(yīng)盡快在實(shí)驗(yàn)室分析，由于水樣中存在微生物，會(huì)對(duì)水樣中還原性物質(zhì)有影響，像西北地區(qū)地域遼闊，區(qū)域面積跨度長(zhǎng)，水樣采集后不能立即送達(dá)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行分析，為了提高測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性，就要對(duì)水樣進(jìn)行保存。根據(jù)《水質(zhì)化學(xué)需氧量測(cè)定-重鉻酸鹽法》（HJ828-2017）中規(guī)定，如果不能立即分析時(shí)，應(yīng)加入硫酸（1.84g/ml）至pH＜2，置于4℃下保存，保存時(shí)間不超過5d[1]。現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)對(duì)樣品的保存只是要求pH＜2，本文在對(duì)化學(xué)需氧量測(cè)定過程中嚴(yán)格控制各影響因素的條件下對(duì)體系溶液的酸度因素及一些技術(shù)細(xì)節(jié)進(jìn)行了探討，以了解這些因素對(duì)化學(xué)需氧量測(cè)定結(jié)果的影響。

2 研究?jī)?nèi)容

本實(shí)驗(yàn)測(cè)定化學(xué)需氧量指數(shù)的樣品為：化學(xué)需氧量為40mg/L的鄰苯二甲酸氫鉀標(biāo)準(zhǔn)樣品，研究加熱時(shí)間一定條件下酸度對(duì)化學(xué)需氧量測(cè)定結(jié)果的影響；在加入H2SO4-Ag2H2SO4量一定條件下加熱時(shí)間對(duì)測(cè)定濃度的影響并加以評(píng)價(jià)。

3 實(shí)驗(yàn)

3.1 主要儀器及試劑

《水質(zhì)化學(xué)需氧量測(cè)定-重鉻酸鹽法》（HJ828-2017）中所需儀器和試劑。

3.2 實(shí)驗(yàn)方法

按照HJ828-2017方法操作步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，為了準(zhǔn)確測(cè)定酸度對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響，分別做一下測(cè)定：

以化學(xué)需氧量為40.00mg/L的鄰苯二甲酸氫鉀溶液作為待測(cè)標(biāo)準(zhǔn)樣品，在確保其它條件正常下，改變H2SO4-Ag2H2SO4體積加入量從0ml、5ml、10ml、15ml、20ml至25ml，測(cè)定化學(xué)需氧量值。

以化學(xué)需氧量為40.00mg/L的鄰苯二甲酸氫鉀溶液作為待測(cè)標(biāo)準(zhǔn)樣品，在確保其它條件正常下，改加熱時(shí)間從0min、30min、60min、90min、120min至150min，測(cè)定化學(xué)需氧量值。

4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

4.1 H2SO4-Ag2H2SO4體積加入量對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響

從圖1H2SO4-Ag2H2SO4體積加入量對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響可看出，在特定的反應(yīng)條件下，H2SO4-Ag2H2SO4體積加入量在14-16mL時(shí)，測(cè)定結(jié)果最接近40.00mg/L，相對(duì)誤差最小；H2SO4-Ag2H2SO4體積加入量小于10mL時(shí)，測(cè)定結(jié)果偏低；H2SO4-Ag2H2SO4體積加入量大于18mL會(huì)使測(cè)定結(jié)果偏高。發(fā)生這種情況的根本原因是重鉻酸鉀的氧化能力受H+濃度影響很大，反應(yīng)體系中H+濃度越大，重鉻酸鉀氧化能力越強(qiáng)。因此，在測(cè)定過程中要獲得較為可靠、準(zhǔn)確的化學(xué)需氧量檢測(cè)數(shù)據(jù)，需準(zhǔn)確加酸15mL。

4.2 加熱時(shí)間對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響

從圖2加熱時(shí)間對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響可看出，測(cè)定結(jié)果隨加熱時(shí)間延長(zhǎng)而增加；加熱時(shí)間120min時(shí)的平均測(cè)定結(jié)果為40.1mg/L，相對(duì)誤差最小，最接近40.00mg/L；說明了反應(yīng)時(shí)間的長(zhǎng)短將直接影響反應(yīng)進(jìn)行的程度。加熱時(shí)間過長(zhǎng)有利于氧化反應(yīng)的進(jìn)行，會(huì)使測(cè)定結(jié)果偏高，反之，測(cè)定結(jié)果則偏低，都會(huì)造成檢測(cè)數(shù)據(jù)的不準(zhǔn)確。因此，對(duì)樣品的反應(yīng)時(shí)間計(jì)時(shí)，一定要在溶液開始沸騰后開始計(jì)算，控制為120min。

5 結(jié)語

通過上述實(shí)驗(yàn)分析可得出以下結(jié)論：水樣的加熱時(shí)間、溶液的酸度均會(huì)對(duì)測(cè)定化學(xué)需氧量有影響，為提高化學(xué)需氧量的測(cè)定準(zhǔn)確性，應(yīng)嚴(yán)格控制測(cè)定條件在加熱時(shí)間為120min：H2SO4-Ag2H2SO4體積加入量為15mL。同時(shí)，影響COD測(cè)定結(jié)果的因素還有，樣品的保存空白對(duì)照實(shí)驗(yàn)等[3]。在日常實(shí)驗(yàn)分析過程中需平行測(cè)定已知化學(xué)需氧量的標(biāo)準(zhǔn)樣品，以此判斷反應(yīng)過程中系統(tǒng)測(cè)定條件的控制情況。