化學需氧量測定方法在環境監測站的應用研究

山西清帆環境監測股份有限公司 蘇振娟

化學需氧量測定是分析水體受污染程度的重要方法，在環境檢測中有著較高的利用價值，能表征水體還原物質指標，其值越大，證明水體所受污染程度越高。隨著測量設備和技術水平提升，環境監測站需要使用正確的方法開展化學需氧量測定工作。

一、環境監測和化學需氧量測定

（一）環境檢測

環境監測工作是人們針對特定條件使用特定技術手段測定環境中的某種污染物濃度的工作，可以根據監測數據變化和周圍情況變化情況分析環境保護水平和環境變化，分析相關因素對環境保護工作的影響。環境監測會根據監測對象不同，使用不同的測定標準和測定方法，比如對水質的監測工作，會監測水中的污染物，包括對工業廢水、生活污水監測工作，需要進行水質采樣工作，獲得準確的監測結果；工業廢水會監測會測定其中各種化學物質的含量，生活污水中因為含有大量微生物和細菌，就需要測定化學需氧量[1]。

（二）化學需氧量測定

化學需氧量測定工作能測定水中有機物、無機物的含量、性質，能進行定量和定性分析，該項工作也被成為COD測定。如果發現水樣出現化學需氧量過量的情況，可能會影響水中的微生物生存，不利于水環境的生態平衡，為此需要對水體的情況進行深入研究，了解水體中微生物的代謝情況，以便分析水污染問題。測定過程中會使用專門的COD 測量儀，能夠可以對多個測試指標進行分析，構建比較完善的傳輸系統，而且可以根據程序完成自動化的監測工作。

（三）化學需氧量檢測方法優缺點

化學需氧量測定的指標檢測技術操作簡單，測定成本比較低，有比較廣的應用范圍，可以對污染嚴重水體進行測定工作，使用化學需氧量測定方法可以明確分析其所具有的污染程度[2]。但是在工作中，化學需氧量檢技術依然存在不足，例如需要使用氧化劑，但是氧化劑的能力比較有限，而且氧化劑的種類非常多，應用到測定中效果不同，所以在進行水體檢測的工作中，必須根據需求選擇氧化劑，如果氧化劑選擇過程中存在問題，將會影響后續測定工作進行，甚至可能和水中的其他污染物發生反應，不利于數據的準確性。

水體受到污染后，有些污染物、雜質難以降解，這類物質會在測定中消耗氧化劑，導致數據不準確，影響最終的測試結果。比如水體中若含有直鏈脂肪族化合物，相對而言反應效果比較好，相對于一些特殊物質，氧化效果就比較差，將會造成非常嚴重的數值偏差，最終獲得的污染水平和實際情況偏離較大。如果水中是含有氯離子，也會在檢測中和氧化物發生反應，導致測得的需氧量偏高，即便對測量結果不會造成影響，也會導致數據偏差，并在測量結果中顯示為污染源[3]。

二、環境監測中化學需氧量測定方法和標準測定實驗

（一）環境監測中化學需氧量測定方法

化學需氧量測定技術隨著技術變革也在不斷完善，尤其測定裝備更加精良，根據不同的測試原理，可以將測定方法分為分光光度法、動力學法等等。目前主要使用重鉻酸鹽法，該方法以重鉻酸鉀為基礎進行氧化處理，水樣中對重鉻酸鹽的消耗量為化學需氧量。根據HJ828-2017標準，測定時，使用10ml水樣，加入5ml重鉻酸鉀溶液，以銀鹽作為催化劑。經過沸騰回流之后，再使用硫酸亞鐵銨滴定，確定水樣中未被還原的重鉻酸鉀量，消耗的硫酸亞鐵銨換算成耗氧質量濃度。實際測量中，如果水樣中含有芳香烴族化合物將出現難以氧化的情況，導致測量結果不準確，為此需要硫酸銀作用，通過催化作用保證芳香烴族的氧化效果。

進行測定實驗時，使用帶有250ml磨口錐瓶的回流裝置，冷卻可以采用水冷或者風冷，消解中使用電爐等裝置進行加熱，為保證控制的精確性，所使用的天平重量感量需要在0.0001g。采集到的樣品應在100毫升以上，儲存在玻璃瓶中，采集后應盡快進行分析，保存之間不能超過5天。

實驗中的干擾主要為氯化物，為了避免出現干擾的情況，通過加入硫酸汞能夠去除水樣中的氯化物。硫酸汞和水樣中的氯離子在回流之后能生成可溶性的氯汞配合物。一般硫酸汞的加入量為水中氯離子含量的20倍以上，以保證對氯離子的控制效果。

（二）化學檢測中化學需氧量標準測定試驗

（1）標準化實現

化學需氧的測量精度在技術進步的支撐下得到了發展，在儀器的精密度上也滿足了監測站日常工作的要求。為了保證測量精度，需要提升標準化水平。

測量開始前，應該結合污染物選擇催化劑，提升催化工作的效果和速度，縮短測量時間。分析污染物的特性，也可以根據情況使用替代實際提升測定的反應速度，能夠達到控制成本，降低綠色試驗對環境污染的目的。

樣品中還原性物質必須被完全氧化，所以需要加入氧化劑保證結果的精確性，分析樣品中還原性物質的構成，并從常用的氧氣、高錳酸鉀等選擇最合適的氧化劑。

測定過程中會有其他不相關離子影響正常的測定工作，為了消除這類離子的作用，避免影響試驗人員判斷，可以針對不相關離子的種類專門加入掩蔽劑，降低試驗過程中的干擾，提升試驗的準確定。

消解方法的使用能保證測定工作的標準化，目前常用的回流消解方法為加熱法，為了能夠提升消解工作效率，可以使用微波消解。

（2）化學需氧測定具體應用

使用自動等比例集水樣實驗、在線連續自動檢測進行某地排水污染數據的監測，以化學需氧量測定為主要監測方式，結合測定對象和方法作為指標，在操作無誤之后記錄數據，然后展開定性、定量分析[5]。試驗工作應該嚴格根據步驟操作，所有試劑必須經過嚴格保護，不能出現污染問題，要在保質期內；水樣也要在采樣的70天內使用，保存時應該控制溫度在4℃以內，pH值在2以下。有效控制外部因素的影響，保證測量結果的可信度。

在化學需氧量測量中，對于任何一種需要檢測的水體，為了獲得準確的檢測結果都必須使用合適的設備。所以環境監測站的工作過程中，必須針對不同的檢測對象先進性實地取樣，分析當地情況，然后選擇合適的試劑和消解方法，最后根據對象選擇合適的設備和測定方法，完成對測定結果的分析，得到最終的結論。

三、化學需氧量在環境監測站中應用

（一）根據最新要求報告

根據相關規定要求，實驗室必須確認是否能夠正確使用全新的測量方法，如果所使用的測量方法發生變化，需要重新進行確認，而且實驗室應該保證使用最新的有效版本。規定流程為，需要先對之前已經使用過的新方法或者成熟的測定方法，進行實驗室能力、資源證實工作，一旦出現版本變化，應該重新確認，并形成確認記錄；工作中需要根據全新標準下的有效版本更新。

通過及時進行更新，可以有效優化原有的側廊方案。比如在HJ828-2017標準代替GB11914-89標準后，所使用的水樣是原有標準的一半，可以降低由于測量所造成的環境污染，而且硫酸汞也改為溶液，提升測定工作的便捷性；硫酸汞的使用量從原來的0.5g改為根據氯離子含量根據比例加入，可以降低毒性物質的使用量，也提升了精確性，優化效果明顯；為測量工作、方法提供了明確的測定下限和檢測出限，也對計算結果、有效數字的保留情況進行了規定。編寫報告時，需要注意不準確度評價報告，由于取樣存在體積變化，不準確度評估報告也需要按照全新標準編寫，并對比各種不確定度匯總最新結果。

（二）遵守編寫細則

不確定測評結果和測評方法確認表明確之后，應該結合不確定因素加強對實驗人員的控制，保證測定的水平和效果。例如通過使用站內已有的標準物質，分析人員可以結合新舊標準分別進行測定工作，分析相對誤差。雖然多數是工作人員都能滿足技術要求，但是仍然需要針對化學需氧量測定的要求，編寫實施細則。

（三）合理使用催化劑保證反應速率

COD測定中，為了促進有機物氧化，需要合理使用催化劑促進樣品消解，常用催化劑為硫酸銀，有價格昂貴、消解回流時間長的問題。應該從性價比高、性能高的角度選擇催化劑，保證反應速度快并降低環境污染。例如可以使用硫酸鎳或者硫酸鎳-硫酸銀混合物催化，能降低金屬銀的使用量，控制分析費用。

（四）做好質量控制工作

根據HJ828-2017標準，為了確保測量的精確性，必須在正常的測量工作同時，每批樣品也要進行兩次空白實驗，以及10%的平行樣。使用水代替進行空白實驗，測定中要記錄硫酸亞鐵的消耗量；如果獲得的樣品數量低于十個，為了保證精確性，也要取一個平行樣作為對比。同時，每批分析工作中，都必須要有有證的標準樣品，以滿足標準化質量控制需要。

（五）檢測注意事項

檢測實驗會產生廢液，必須集中處理，委托有資質的單位負責，不能隨意排放，避免污染。消解過程中，溶液需要緩慢沸騰，不能爆沸，因為爆沸說明存在局部過熱的情況，將會影響測定精確性，針對爆沸需要檢查防爆珠效果和控制加熱溫度。亞鐵指示劑的使用不會影響測試的臨界點，測定工作中要保證指示劑加入量的一致性，發現溶液顏色從藍綠色變為紅褐色，證明反應達到終點。

四、結束語

在環境監測站的工作中，化學需氧量測定工作對科學性和準確性有著極高的要求，需要采用合理的方法，展現水體還原物質的污染程度，以數據形式反映出來，方便后續的治理工作找到正確方向。實踐工作中，環境監測站還需要不斷學習全新的測量標準，完善報表編制、操作規程，有效測定污染情況。