工業廢水中COD含量的分析方法

安靜(盛虹煉化(連云港)有限公司，江蘇 連云港 222000)

0 引言

隨著社會的發展，工業化對環境污染產生的負面作用不可低估，再加上人們對生活質量的要求越來越高，這對企業生產過程中的環保控制提出了更高要求。企業需要隨時監測生產過程中各環節的污染情況，水質中化學需氧量的監測就是一個重要的項目。

COD 即化學需氧量，其作為一種綜合性指標代表水體中的硫化物、亞硝酸鹽、有機物等還原性物質的含量，在水質檢測中起著極為重要的評定作用[1]。一般水體中，有機污染物含量相對比較高，因此化學需氧量能作為衡量水體有機物含量的主要指標之一，也是中國實施污染物總量控制的重要參考指標。化學需氧量越高，說明水體受還原性物質污染的程度就越嚴重。如果不進行處理，這些有機物可能會毒害水生生物，造成生態系統的破壞。近年來隨著中國工業快速發展，工業廢水排放量大大增加，然而測量COD的傳統方法往往需要大量的人力和時間，因此亟待發展出一種更加快速和簡單的測定工業廢水COD含量的分析方法。

1 分析方法及原理概述

文章所述方法，即借助氣相分子吸收光譜法對A、B兩工廠工業廢水中的COD含量實施定量分析。該方法的原理是將水樣中具有還原性質的物質與過量且定量的高錳酸鉀溶液反應，再用過量且定量的亞硝酸鈉作還原劑還原未反應的過量的高錳酸鉀。剩余亞硝酸鈉在鹽酸乙醇的酸性條件下轉化為二氧化氮，導入氣相分子吸收光譜儀中，于213.9 nm波長處測量其吸光度。在此波長處，振動吸收與其濃度呈正比，據此可以測定出二氧化氮的含量，進而計算出水樣中化學需氧量[2]。

2 實驗分析

2.1 儀器

實驗中用到的主要儀器為GMA3380氣相分子吸收光譜儀。

2.2 試劑

(1)實驗室用三級用水。

(2)氫氧化鈉溶液：250 g/L。

(3)高錳酸鉀溶液：0.010 mol/L。

(4)亞硝酸鈉溶液：0.010 mol/L。

(5)鹽酸乙醇溶液：1+1。

(6)亞硝酸鈉標準溶液：1 000 mg/L。

3 實驗步驟

3.1 繪制標準工作曲線

將1 000 mg/L亞硝酸鈉的標準溶液用三級水稀釋10倍，配制成100 mg/L亞硝酸鈉標準貯備液，搖勻后備用。

將100 mg/L亞硝酸鈉標準貯備液用三級水經過稀釋配制成一系列不同濃度的亞硝酸鈉標準系列溶液，如表1所示。

表1 稀釋系列標準溶液

使用配制好的編號1～8的亞硝酸鈉標準溶液100 mL，加入過量且定量的0.010 mol/L高錳酸鉀溶液在攪拌器上攪拌均勻并加熱至沸騰，反應10 min。再用過量且定量的0.010 mol/L亞硝酸鈉還原劑還原未反應的過量的高錳酸鉀。反應結束后，加入鹽酸乙醇溶液將剩余的亞硝酸鈉轉化為二氧化氮。用氮氣將產生的二氧化氮載入氣相分子吸收光譜的吸光管中，于213.9 nm波長處測量其吸光度。以吸光度為縱坐標，亞硝酸鹽的濃度為橫坐標繪制標準曲線，得到y=115.6x+ 0.001,其R2=0.999 3。

應注意：編號6的標準溶液不參與繪制曲線，而是進行反標曲線，反標結果為25.18 mg/L。故標準工作曲線的相對誤差為0.72%。

3.2 測試水樣

實驗中用到的測試水樣是經由A和B工廠處理排放的廢水。

分別移取A、B工廠待測廢水各100.0 mL，分別測定3個平行樣。首先向6個待測樣品中加入250 g/L氫氧化鈉溶液調節試樣為堿性，加入過量且定量的0.010 mol/L高錳酸鉀溶液在攪拌器上攪拌均勻并加熱至沸騰，反應10 min。結束后，加入過量且定量的0.010 mol/L亞硝酸鈉溶液作還原劑還原未反應的過量的高錳酸鉀。反應結束后，加入鹽酸乙醇溶液將剩余的亞硝酸鈉轉化為二氧化氮。用氮氣將產生的二氧化氮載入氣相分子吸收光譜的吸光管中，于213.9 nm波長處測量其吸光度。通過標準工作曲線，計算出A和B工廠處理排放的廢水中化學需氧量。氣相分子吸收光譜法測定A、B工廠工業廢水COD的結果如表2所示。

表2 氣相分子吸收光譜法測定A、B工廠工業廢水COD的結果

3.3 測試加標回收率

接著我們對A、B兩工廠排放的廢水樣品，進行了加標回收率測試，結果如表3所示。

表3 加標回收率測定結果

由表3可知，方法的加標回收率為97.5%～102%，可以很好的滿足一般水樣的加標回收率在95%～105%之間的要求[3]。

4 評價氣相分子吸收光譜法測定工業廢水中化學需氧量

我們在用氣相分子吸收光譜法測定水樣COD含量的同時，也使用國標方法對水樣的COD進行了測試，兩種分析方法測定結果對比如表4所示。

表4 國標法與氣相分子吸收光譜法測定廢水COD數據對比

由此，我們可知使用氣相分子吸收光譜法測定工業廢水中的COD含量，在精確度方面，可以很好的滿足國家標準，即平行測定結果的絕對差值不大于 0.5 mg/L。該方法的線性相關系數可達0.999 3，定量下限為1.0 mg/L，重復測定的相對標準偏差≤1%，與國標中傳統的高錳酸鉀滴定法相比較相對誤差約為1%，結果有很好的一致性。另外有著耗時短、操作簡單、勞動強度小、準確度高的優點。

5 結語

本研究建立了氣相分子吸收光譜法測定工業廢水中化學需氧量的分析方法。利用這種方法重復測定的相對標準偏差≤1%，加標回收率在97.5%～102%之間，滿足水質檢測要求。該方法與國標中傳統的高錳酸鉀滴定法相比較相對誤差約為1%，分析結果相差不大，有很好的一致性。在操作上有著耗時短、操作簡單、勞動強度小、準確度高的優點，為更加快速和簡單地測定工業廢水的COD含量提供了思路。