
水質(zhì)化學(xué)需氧量(COD)測試是評估水體中有機(jī)物和還原性無機(jī)物污染程度的重要手段,其核心原理是通過強(qiáng)氧化劑氧化水樣中的還原性物質(zhì),測定消耗的氧化劑量并換算為氧的消耗量(mg/L)。以下是幾種常用測試方法的詳細(xì)說明及注意事項(xiàng):
一、常用測試方法
1. 重鉻酸鹽法(CODcr,國標(biāo)法)
原理:在強(qiáng)酸性條件下,以重鉻酸鉀為氧化劑,硫酸銀為催化劑,硫酸汞為氯離子掩蔽劑,加熱回流2小時(shí)使水樣中的還原性物質(zhì)氧化。冷卻后,以試亞鐵靈為指示劑,用硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定剩余的重鉻酸鉀,根據(jù)消耗量計(jì)算COD值。
適用范圍:地表水、生活污水、工業(yè)廢水等高濃度COD水樣(16~700 mg/L)。
優(yōu)缺點(diǎn):
優(yōu)點(diǎn):氧化率高(95%~100%),結(jié)果準(zhǔn)確,是國標(biāo)推薦方法。
缺點(diǎn):回流裝置占空間大,水、電消耗多,試劑用量大,操作不便,難以大批量快速測定。
2. 高錳酸鉀法(CODMn)
原理:在酸性或堿性條件下,以高錳酸鉀為氧化劑,氧化水樣中的有機(jī)物后,剩余的高錳酸鉀用草酸鈉回滴,根據(jù)消耗量計(jì)算COD值。
適用范圍:低濃度COD水樣(0.5~4.5 mg/L)或較清潔水體(如飲用水)。
優(yōu)缺點(diǎn):
優(yōu)點(diǎn):操作簡單,實(shí)驗(yàn)污染小。
缺點(diǎn):氧化性較低,氧化不徹底,測得值通常比重鉻酸鹽法低3~8倍,耗時(shí)長(需回滴過量草酸鈉)。
3. 快速消解分光光度法
原理:采用密封管消解,取小計(jì)量水樣和試劑于密封管中,恒溫加熱消解后,用分光光度法測定Cr3?的吸光度,間接計(jì)算COD值。
適用范圍:需快速測定且成本可接受的場景。
優(yōu)缺點(diǎn):
優(yōu)點(diǎn):占用空間小,能耗低,試劑用量少,廢液少,操作簡便,安全穩(wěn)定,準(zhǔn)確可靠,適宜大批量測定。
缺點(diǎn):需使用預(yù)制試劑(如COD消解管),成本較高。
4. 其他方法
分光光度法:原理與國標(biāo)法相同,通過測定三價(jià)鉻離子的吸光度間接計(jì)算COD值,無需滴定,操作方便。
流動(dòng)注射法(連續(xù)流動(dòng)分析法):通過改變化學(xué)試劑和水樣進(jìn)入檢測系統(tǒng)的途徑,利用氣泡間隔溶液作為流動(dòng)載體,加熱后通過分光光度計(jì)檢測吸光度,計(jì)算COD值。
恒電位法:在電化學(xué)中利用陽極電流增量控制吸附態(tài)羥基自由基的消耗,通過水質(zhì)含氧濃度與陽極電流的正比例關(guān)系測定COD值。
二、測試步驟(以重鉻酸鹽法為例)
實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備:
配制試劑:重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液(0.2500 mol/L)、硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液(約0.1 mol/L)、硫酸銀-濃硫酸催化劑溶液、硫酸汞掩蔽劑、試亞鐵靈指示劑。
檢查儀器:智能COD回流消解儀、錐形瓶、滴定管、移液管等。
水樣預(yù)處理:
測試氯離子濃度:硝酸銀滴定,根據(jù)結(jié)果確定硫酸汞加入量(氯離子>1000 mg/L時(shí)需稀釋水樣)。
稀釋高濃度水樣:若預(yù)計(jì)COD>700 mg/L,用蒸餾水稀釋。
消解回流:
取處理后的水樣(或稀釋水樣)20.00 mL于錐形瓶中,加入10.00 mL重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液和30 mL催化劑溶液。
連接回流裝置,開啟冷凝系統(tǒng),加熱至微沸(170~180℃),保持120分鐘。
消解結(jié)束后,冷卻至室溫。
滴定測定:
加入3滴試亞鐵靈指示劑,用硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至溶液顏色由黃色→藍(lán)綠色→紅褐色(30秒內(nèi)不褪色),記錄消耗體積。
同時(shí)做空白實(shí)驗(yàn)(用蒸餾水代替水樣),記錄消耗體積。
結(jié)果計(jì)算:
根據(jù)公式計(jì)算COD值,結(jié)果保留三位有效數(shù)字。
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