化学需氧量(COD)反映水样中耗氧有机污染物 的含量水平,是水体耗氧有机污染物监测工作中的重要监测项目。对于污水,国家环保总局规定采用酸性 重铬酸钾法测定COD,即在强酸并加热的条件下, 用过量重铬酸钾处理水样时所消耗氧化剂的量,以氧 (mg/L)表示。传统COD测定法,水样经回流氧化处理 后,应用硫酸亚铁滴定剩余重铬酸钾(试亚铁灵作指 示剂),操作简单,测定结果重现性较好,但所需样 品量较多(如20mL),试剂用量较多(试剂有毒),分析时间相对较长,能耗较大。而密闭催化消解-分光光度法测定COD,只需要较少的样品量(如2mL),试 剂用量较少,样品消化能耗少,批量处理样品分析速 度较快。由于密闭催化消解-分光光度法自动化程度较高,减少工作量,逐渐受到分析人员的关注。本文 对密闭催化消解-分光光度法和传统回流消解-滴定法测定标准水样和废水COD进行比较。
1 实验部分
1.1 回流消解-滴定法
按国标分析法(GB/T11914-1989)操作:将已知量重铬酸钾溶液加入水样(20mL),在强酸介质中
以银盐作催化剂沸腾回流消解样品,样品放冷后以试亚铁灵为指示剂,用硫酸亚铁铵滴定水样中剩余
的重铬酸钾,由消耗的重铬酸钾量计算COD浓度。
1.2 密闭催化消解-分光光度法
1.2.1仪器与试剂
美国HACH 公司45600-02 型COD 反应器,DR/2010 型光度计" target="_blank" href="http://www.18show.cn/product/st242.html">分光光度计。HACH 公司提供的10 mL消化管,内装3 mL 消化液(含浓硫酸、重铬酸钾、硫酸银、硫酸汞),分低浓度(0~150 mg/L)和高浓度(0~1 500 mg/L)2 种规格。
在水样受热消化过程中,大部分有机物和还原性无机物被氧化,重铬酸被还原,消解后样品溶液中同时存在6 价和3 价铬离子。当待测水样的COD 含量较低时(<150 mg/L范围),消解后样品溶液中剩余6价铬离子的浓度较高,分光光度法通过测定6价铬离子的浓度来计算COD 含量;当待测水样的COD含量较高时,通过测定消解样品中3 价铬离子的浓度来计算COD 含量。DR/2010型分光光度计的分析性能见表1。
1.2.2样品分析
取2.00mL水样加入COD消化管中,拧紧盖子,摇动混合均匀,然后放入已预热至150℃的COD反应器中加热处理2h。关闭反应器,20min后取出样品消化管,摇动混合均匀,放冷至室温后直接在DR/2010分光光度计上进行程序比色,直接读取COD测定值。
2结果与讨论
2.1 分光光度法测定结果的精密度和准确度
应用密闭催化消解-分光光度法测定标准水样和实验室自配标准水样(邻苯二甲酸氢钾)中COD,结果见表2。表2结果表明,低浓度和高浓度的样品COD测定结果的重现性均较好,相对标准偏差<2%,符合水质监测实验室质量控制的精密度要求,标准水样的测定结果也符合准确度要求。
2.2分光光度法与滴定法对比
对国家环保局标准物研究所编号为200137的标准样品(233±8 mg/LCOD)分别用密闭催化消解-分光光度法和传统回流消解-滴定法进行测定,结果比较于表3。
说明2种测定方法之间存在系统误差,密闭催化消解-分光光度法的测定结果稍为偏高。偏高1.7%,
仍符合水质监测实验室的质量控制要求[5],2种测定方法间的系统误差对测定结果影响不大。应用密闭催化消解-分光光度法和传统回流消解-滴定法测定各种类型废水样品的COD(包括餐厅废水、食品废水、化工废水、造纸废水、医疗废水等共31个水样),数据的统计结果列于表4,数据关系散点图见图1。图1结果表明,2种分析方法的COD测定值具有良好的线性关系,回归系数接近于1,R2为0.990。对2组数据进行t检验,计算值t(0.525)远小于查表值t0.05(30)(2.042),说明2组数据整体上没有显著差别。
3小结
应用密闭催化消解-分光光度法测定水样COD,精密度和准确度均较为理想,符合实验室质量控制要求。与传统回流消解- 滴定法相比,分光光度法测定标准水样的COD结果稍为偏高,但对于废水样品,2种方法的COD测定结果呈良好线性相关,整体上没有显著性差异。目前我国环境分析实验室测定COD 多采用传统回流消解-滴定法,该法虽然重现性较好,但需要加热回流处理样品,试剂用量较大,分析时间较长,能耗大。密闭催化消解-分光光度法自动化程度较高,操作简单,分析速度较快,试剂用量少,减少二次污染,值得推广应用。