□ 宋連君 沈陽食品檢驗所
影響水中有機物綜合指標檢測結果的原因
□ 宋連君 沈陽食品檢驗所
本文主要分析水中有機物綜合指標中耗氧量和生化需氧量檢驗過程中容易出現(xiàn)的問題,并指出操作中的注意事項,從而減少數(shù)據(jù)的偏差,以供參考。
耗氧量;生化需氧量;水中有機物
水中有機物綜合指標,一般包括耗氧量、生化需氧量、石油和總有機碳這四項。
耗氧量也稱化學需氧量(錳法),以CODmn表示,又稱高錳酸鉀指數(shù)。它指以高錳酸鉀為氧化劑,在一定條件下氧化水中還原性物質,將消耗高錳酸鉀的量折算為氧表示(O2,mg/L)。
生化需氧量(BOD)是指在規(guī)定的條件下,微生物分解水中某些可氧化物質(主要是有機物)的生物化學過程中消耗溶解氧的量。
石油是指水中含石油類化合物的含量。
總有機碳是以碳的含量表示水體中有機物總量的綜合指標。
目前,實驗室中進行最多的是水中耗氧量和生化需氧量的檢測,本文分析影響這兩項檢驗準確性的原因。
耗氧量測定的原理是高錳酸鉀在酸性溶液中將還原性物質氧化,過量的高錳酸鉀用草酸還原。根據(jù)高錳酸鉀消耗量表示耗氧量(以O2計),因為此實驗反應過程復雜,所以有很多影響檢驗結果的因素。
1.1 試劑的配置
根據(jù)GB5750.7-2016標準中的要求,草酸鈉和高錳酸鉀標準儲備溶液,均置暗處保存,臨用時稀釋10倍,且高錳酸鉀儲存在棕色瓶內。以上兩種都要現(xiàn)稀釋,因為草酸鈉不穩(wěn)定,易分解,如果不現(xiàn)配現(xiàn)用的話,最后加入草酸鈉時,溶液顏色往往沒有完全退去,導致結果偏低。
1.2 溫度的控制
要嚴格控制檢測過程中的滴定溫度。根據(jù)GB5750.7-2016標準的要求,檢驗過程中的溫度要控制在70~80 ℃,這就要求檢驗員在檢驗過程中要嚴格控制溫度。必要時,可以借助溫度計來檢測溫度,通過多次試驗、總結室溫下從沸水浴中取出多長時間合適。溫度太高,草酸鈉不穩(wěn)定容易分解,造成檢驗結果偏低;溫度低,則會影響反應速度。所以,溫度的控制十分重要。
1.3 滴定過程的控制
耗氧量檢驗,滴定速度要嚴格控制在6~8 mL/min。高錳酸鉀本身就是氧化劑,如果滴定太快,滴進去的高錳酸鉀起不到氧化劑的作用,最終影響氧化還原的反應速度,導致結果出現(xiàn)偏差。同樣,如果滴定速度慢,就達不到實驗要求的溫度,導致檢驗結果出現(xiàn)偏差。
1.4 實驗終點的判定
實驗終點的判斷,很容易出現(xiàn)偏差,因為最終的結果是要求出現(xiàn)不褪的淡粉30 s,即為終點,但實驗過程中很容易滴過量。正確的方式是應該讓水樣滴定終點的顏色和標定時一樣,這樣才能減少誤差,使檢驗數(shù)據(jù)更準確。
1.5 準確控制加熱時間
標準要求檢驗過程,加熱時間為30 min。通過大量實驗證明,時間上比方法上要求的時間少于3 min或是多于3 min,對實驗結果均有影響。所以,要嚴格控制加熱時間。
1.6 水浴的水位高度
水樣瓶在水浴鍋應平穩(wěn)放置,且水浴鍋內水的位置一定要高于水樣瓶內的水樣,這樣才可以保證水樣的每個點都得到充分反應。否則,就容易造成檢測結果偏低。
1.7 水浴鍋溫度的控制
標準要求水浴為沸水浴。經(jīng)過實驗,如果水浴鍋的溫度在90 ℃時,檢驗結果偏低,為了保證水浴鍋的溫度,水浴鍋要加蓋進行實驗,而且不要放太多的瓶子,一般一次小于4個。否則,很難保證水浴鍋的溫度。
2.1 取樣的時限
測定的生化需氧量水樣,應盡快測定,不然數(shù)值就會迅速下降,一般2 h以內為最好。否則,就要馬上儲存在冰箱(0~4 ℃),并在6 h以內檢驗。如果水樣含有強酸或強堿,應先用10%的氫氧化鈉溶液或0.5 mol/L硫酸中和至pH 7左右。如果水樣有余氯,可靜置1~2 h,也可用0.005 mol/L硫代硫酸鈉溶液除去,以免余氯影響微生物活動。
2.2 水樣的稀釋
為了獲得準確的生化需氧量值,水樣稀釋過程中,應避免產生氣泡,防止空氣進入。所以,要用虹吸的方法加入稀釋水及分裝稀釋液,虹吸管的下口要插入容器的底部。混勻時,攪拌棒不能露出液面。裝瓶時,溶解氧瓶內不留有氣泡。溶解氧瓶塞必須是完全磨口,如果是很輕的空心塞,必須要用金屬夾或橡皮筋固定。否則,瓶塞容易上浮,造成實驗失敗。培養(yǎng)5天后,溶解氧瓶內產生氣泡,結果會不準確。氣泡產生的原因主要是稀釋水或水樣通過低溫保存,使用時溫度太低,或水樣含有藻類物質,在未完全避光的情況下培養(yǎng)產生的氣泡。
2.3 特殊水樣的處理
如果水樣中含有大量懸浮物時,影響測結果,必須在測定前用KAl(SO4)2混凝沉淀的方法除去懸浮物。如果水樣有硫化物時,亞硫酸鹽和亞鐵等還原性物質時,會很快消耗溶解氧,所以培養(yǎng)前的稀釋水樣應放置15 min后測定,以消除其影響。當水樣中有0.1 mg/L以上的亞硝酸酸鹽時,可用2 mg亞甲蘭或2 g/L疊氮化鈉處理,當水樣含有1 mg/L以下的亞鐵鹽,可以加入40 g/L氟化鉀溶液進行處理。
2.4 校對標準溶液
試驗中用到的標準溶液為葡萄糖-谷氨酸,此溶液必須現(xiàn)用現(xiàn)配,因為谷氨酸不穩(wěn)定。所以,為了防止標準溶液性質不穩(wěn)定,影響實驗結果,我們要核查,以2%稀釋比測生化需氧量,其結果為200 mg/L±37 mg/L。如果不在此范圍內,則說明實驗有誤,需要重新操作。