＊黃煜超

（泉州臺(tái)商投資區(qū)惠南污水處理有限公司 福建 362122）

引言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人類(lèi)對(duì)于污水排放標(biāo)準(zhǔn)越來(lái)越高，對(duì)水質(zhì)和水環(huán)境質(zhì)量要求也不斷提高，因此處理廢水中所含物質(zhì)的方法就顯得愈發(fā)重要。其中最為有效的是快速、簡(jiǎn)便地檢測(cè)出污泥中含有哪些有害重金屬離子。本文主要對(duì)水質(zhì)檢測(cè)中污水中的CODCr測(cè)定工作進(jìn)行分析，為污水檢測(cè)的相關(guān)研究提供參考。

1.探究CODMn和CODCr應(yīng)用重鉻酸鉀法的測(cè)試原理方法

在探究化學(xué)需氧量的測(cè)試方法中，通過(guò)分析CODMn（主要是歐美等大多數(shù)國(guó)家廣泛應(yīng)用）和CODCr（日本用于清潔水樣的測(cè)試），共有100多年的歷史。從20世紀(jì)60年代開(kāi)始，全球環(huán)境污染問(wèn)題日逐嚴(yán)重，從客觀來(lái)說(shuō)可以通過(guò)COD檢測(cè)污水的污染物測(cè)試程度，進(jìn)一步探究了化學(xué)需氧量的測(cè)試更新步伐。由于環(huán)境污染物的種類(lèi)較多且濃度低，運(yùn)用常規(guī)的檢測(cè)方法，速度較慢，而且耗費(fèi)勞動(dòng)力。在此基礎(chǔ)上，通過(guò)相關(guān)的檢測(cè)技術(shù)及檢測(cè)儀器及裝備的全面提升，促成環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的綜合環(huán)境治理能力標(biāo)準(zhǔn)，強(qiáng)化環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域迫在眉睫?；贑ODCr是重鉻酸鉀法的原理方法，在一定量的重鉻酸鉀法催化劑作用下，在強(qiáng)酸性溶液中測(cè)試氧化水樣的還原性物質(zhì)反應(yīng)，適量的重鉻酸鉀試亞鐵靈為指示劑，并且使用硫酸亞鐵銨對(duì)其標(biāo)液回滴，觀察溶液的顏色是否有變化（黃色經(jīng)藍(lán)綠色，至紅褐色，即為滴定終點(diǎn)），此時(shí)測(cè)試硫酸亞鐵胺的標(biāo)準(zhǔn)溶液用量。

目前國(guó)內(nèi)的環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，通過(guò)評(píng)價(jià)水體化學(xué)需氧量COD的污染程度。在傳統(tǒng)的重鉻酸鉀法CODCr基礎(chǔ)上，通過(guò)廣泛采用COD的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定方法。但由于這種方法的周期分析較長(zhǎng)，能耗較高，所使用的銀鹽、汞鹽及鉻鹽，會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染。因此近年來(lái)，通過(guò)快速?gòu)V泛應(yīng)用分光光度法，以及加快CODCr測(cè)定儀的研制開(kāi)發(fā)，不斷提升環(huán)境監(jiān)測(cè)污水的有效方法。

一是，推出的重鉻酸鉀法CODCr公式如下：

在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，儀器需準(zhǔn)備好消解管、消解儀及分光光度計(jì)、容量瓶、玻璃棒、滴管、移液管和燒杯等，同時(shí)準(zhǔn)備好標(biāo)準(zhǔn)重鉻酸鉀法溶液、鄰苯二甲酸氫鉀實(shí)驗(yàn)藥品，同時(shí)輔助實(shí)驗(yàn)的藥品還有蒸餾水、濃硫酸、硫酸（1+9）溶液、去離子水、10g/L硫酸銀—硫酸溶液、0.24g/L硫酸汞溶液等。實(shí)驗(yàn)要保證的條件，通過(guò)選取高量程控制測(cè)定上限1000mg/L的COD標(biāo)準(zhǔn)系列的溶液，控制COD的值分別為100mg/L、200mg/L、400mg/L、600mg/L、800mg/L、1000mg/L。根據(jù)公式，對(duì)其進(jìn)行高量程COD標(biāo)準(zhǔn)系列溶液的試驗(yàn)，確定重鉻酸鉀的標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度為c（1/6 k2Cr2O7）=0.5mol/L。分析高量程COD的標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)在600±20nm波長(zhǎng)處，通過(guò)分析蒸餾水為參比溶液，同時(shí)用分光光度計(jì)進(jìn)行測(cè)定相應(yīng)的吸光度值。此時(shí)需要高度重視通過(guò)使用溶液COD值，對(duì)其測(cè)定吸光度值，通過(guò)減去空白試驗(yàn)測(cè)定的吸光度值的差值，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

二是實(shí)驗(yàn)步驟：通過(guò)配置溶液，配置鄰苯二甲酸氫鉀COD中的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液，COD值為5000mg/L，并且在105℃至100℃下進(jìn)行干燥至恒重后，通過(guò)實(shí)驗(yàn)稱取2.1274g鄰苯二甲酸氫鉀溶于250mg/L的水中，轉(zhuǎn)移此溶液放置到500mL容量的瓶中。配置COD標(biāo)準(zhǔn)貯備液，分別取0.00mL、5.00mL、10.00mL、20.00mL、30.00mL、40.00mL、50.00mL的鄰苯二甲酸氫鉀COD標(biāo)準(zhǔn)貯備液，且用水稀釋至標(biāo)線，搖勻后待用。細(xì)化分析CODCr測(cè)試的步驟，取20mL原樣或稀釋水樣，加入了HgSO40.4g，經(jīng)過(guò)搖勻后，對(duì)其加入0.25mol/L K2Cr2O710mL，沸石數(shù)粒后進(jìn)行混勻，回流裝置，觀察自冷凝管上口的狀態(tài)，加入H2SO4-Ag2SO430mL，再次進(jìn)行搖勻，分析回流加熱2h后冷卻的狀態(tài)。再對(duì)自冷凝管上口加入80mL水至實(shí)驗(yàn)反應(yīng)瓶中，然后取出錐形瓶，對(duì)其加入試亞鐵靈3滴，同時(shí)用0.1mol/L (NH4)2Fe(SO4)2滴定，觀察溶液由藍(lán)綠色變?yōu)榧t棕色顯示的終點(diǎn)，得出公式如下：

通過(guò)測(cè)試分析溶液COD值，對(duì)應(yīng)測(cè)定的吸光度值，再通過(guò)減去空白的測(cè)試測(cè)定出來(lái)吸光度值的差值，最后進(jìn)行繪制標(biāo)準(zhǔn)的曲線。

2.快速消解分光光度法的原理及檢測(cè)機(jī)理

快速消解分光光度法是一種很有前途的檢測(cè)方法。其原理就是在測(cè)定物質(zhì)中有無(wú)定量或少量微量元素時(shí)，用原子化器將待測(cè)樣品中所含被測(cè)物改變?yōu)槌?shù)，再利用共振吸收光譜儀、熒光分析和反演技術(shù)來(lái)確定它們之間存在著什么聯(lián)系。

快速消解分光光度法是目前國(guó)內(nèi)外應(yīng)用最為廣泛的一種方法，它利用化學(xué)試劑，在一定條件下，使溶液中各組分進(jìn)行分解、凝聚和分離來(lái)測(cè)定其含量。該儀器使用了比較多的氧化還原劑（一般為活性炭）。由于氧化劑與待測(cè)物質(zhì)直接反應(yīng)生成原子序數(shù)而產(chǎn)生原子熒光光譜；當(dāng)待測(cè)物被加熱時(shí)形成分子狀態(tài)結(jié)構(gòu)不同顏色不一致的氧化物分光光度計(jì)然后分析其強(qiáng)度，可以得出待測(cè)物質(zhì)的化學(xué)成分?？焖傧夥止夤舛确ㄊ怯帽容^少的氧化還原劑（通常為碳、硅）與氧化劑進(jìn)行反應(yīng)生成原子熒光光譜。當(dāng)溶液被加熱時(shí)，在一定條件下將氧溶解成氧氣后測(cè)定樣品中元素含量；根據(jù)不同底物所含鍵能和吸收值確定化合物結(jié)構(gòu)及分析方法等，并通過(guò)對(duì)物質(zhì)分離來(lái)檢測(cè)其性質(zhì)變化量。

3.基于CODCr快速消解分光光度法的應(yīng)用試驗(yàn)

(1)取樣試劑

以某工廠污水為例，選擇其中不同的排放地點(diǎn)展開(kāi)綜合性分析，分別記為總排放口、厭氧、污水總進(jìn)口、電脫鹽、濃水、污水緩沖罐、催化劑D-201，主要監(jiān)測(cè)目標(biāo)是該工業(yè)污水的CODCr含量。隨著城市化水平不斷提高，工業(yè)廢水和生活污水不斷增加，污水水體呈現(xiàn)出了復(fù)雜的狀態(tài)，想要進(jìn)一步明確其中各污染物的含量，還需要對(duì)具體的檢測(cè)方法進(jìn)行確定。在實(shí)際監(jiān)測(cè)過(guò)程中采用快速消解分光光度法展開(kāi)對(duì)比分析，分別對(duì)污水中的CODCr含量進(jìn)行檢測(cè)，利用美國(guó)哈希公司DR2800分光光度計(jì)和美國(guó)哈希公司DRB200消解儀進(jìn)行試驗(yàn)，該設(shè)備的一體化程度較高，結(jié)構(gòu)可靠，誤差概率較低，不會(huì)影響最終的檢測(cè)結(jié)果。最為關(guān)鍵的是，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，性能較優(yōu)、運(yùn)維費(fèi)用較低，能夠?qū)崿F(xiàn)在線自動(dòng)檢測(cè)。另外，這種設(shè)備能夠?qū)ξ廴疚矬w進(jìn)行回收處理，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染，也不會(huì)出現(xiàn)管路堵塞或者漏液的情況。

(2)試驗(yàn)方法

用移液管將2.0mL的樣品精確地取出，然后倒入COD預(yù)制管試管中，旋緊瓶蓋，充分?jǐn)嚢?。然后放到預(yù)熱的溶出槽中，在165℃的加熱條件下，溶解樣品20min后取出，搖晃，放在試管架上，待溫度降到室溫，用分光光度計(jì)測(cè)定吸收率，并作空白試驗(yàn)。

除了和重鉻酸鉀法進(jìn)行對(duì)比分析之外，還對(duì)不同的消解溫度、消解時(shí)間進(jìn)行縱向?qū)Ρ?，找到最?yōu)的參數(shù)數(shù)據(jù)指標(biāo)，完成標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制。采用移液管，從不同濃度梯度的COD標(biāo)準(zhǔn)溶液和2mL超純水中取出，放入消解管，加入2mL溶解液，加熱溶解。在完全溶解后，用空氣冷卻2min，然后放入水靜置2min待其冷卻，然后在600nm波長(zhǎng)下測(cè)定吸光度，然后畫(huà)出標(biāo)準(zhǔn)曲線[1]。

4.基于CODCr快速消解分光光度法的試驗(yàn)結(jié)果

(1)快速消解分光光度法的結(jié)果分析

從相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差來(lái)看，快速消解分光光度法的檢測(cè)精度較高，無(wú)論是溫度控制還是消解數(shù)量和消解時(shí)間都具有實(shí)際的優(yōu)勢(shì)。表1～表3分別為具體的結(jié)果數(shù)據(jù)，從上述數(shù)據(jù)中能夠看出，快速消解分光光度法滿足實(shí)際檢測(cè)需求，具有等效性。但從表4～表5數(shù)據(jù)來(lái)看，快速消解分光光度法會(huì)受到氯離子的影響，出現(xiàn)一定的誤差。因此，還需要結(jié)合具體的數(shù)據(jù)對(duì)相應(yīng)的參數(shù)指標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化。快速消解分光光度法常用于戶外監(jiān)測(cè)、環(huán)境檢測(cè)等污水檢測(cè)項(xiàng)目中，因此需要打造出多種不同的指標(biāo)參數(shù)方案，提高快速消解分光光度法的適用性[2]。

表1 快速消解分光光度法標(biāo)準(zhǔn)樣品對(duì)比試驗(yàn)監(jiān)測(cè)測(cè)量數(shù)據(jù)及計(jì)算結(jié)果

表2 重酪酸鉀法的試驗(yàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)

表3 快速消解分光光度法實(shí)際水樣對(duì)比試驗(yàn)監(jiān)測(cè)測(cè)量數(shù)據(jù)及計(jì)算結(jié)果

表4 氯離子濃度為500mg·L-1時(shí)COD含量

表5 氯離子濃度為2000mg·L-1時(shí)COD含量

續(xù)表

(2)快速消解分光光度法的檢測(cè)分析

從目前來(lái)看，快速消解分光光度法污水情況檢測(cè)工作對(duì)技術(shù)操作要求較高，必須要打造出一套完整的溫度檢測(cè)系統(tǒng)，確保檢測(cè)精度和誤差在允許范圍內(nèi)。從污水檢測(cè)本身來(lái)看，根據(jù)不同的污水檢測(cè)對(duì)象，在檢測(cè)細(xì)節(jié)上存在一定的問(wèn)題，還需要定期展開(kāi)污水檢測(cè)分析，從而明確污水處理本身的情況，確保污水治理工作質(zhì)量能得到真正提高。一套完整的快速消解分光光度法在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，可能會(huì)出現(xiàn)諸多問(wèn)題，這就需要加強(qiáng)對(duì)污水檢測(cè)的檢出限和精密度展開(kāi)評(píng)定分析。結(jié)合具體的數(shù)據(jù)內(nèi)容，完成相應(yīng)的校驗(yàn)工作，確保檢測(cè)方法的實(shí)際應(yīng)用效果。從實(shí)際應(yīng)用效果來(lái)看，快速消解分光光度法在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，可能會(huì)受到多方面因素的影響，檢出限和精密度都可能會(huì)出現(xiàn)波動(dòng)，根據(jù)具體的數(shù)據(jù)情況對(duì)快速消解分光光度法中的參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化，避免污水檢測(cè)結(jié)果出現(xiàn)問(wèn)題。在實(shí)際檢測(cè)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，基于CODCr快速消解分光光度法的精密度達(dá)到了0.512%，檢出限數(shù)值為8.54mg·L-1，在加標(biāo)回收試驗(yàn)監(jiān)測(cè)中的數(shù)據(jù)來(lái)看，加標(biāo)回收率可以達(dá)到96.83%～97.46%，滿足污水檢測(cè)要求，而且該方法的標(biāo)準(zhǔn)曲線線性度較高，具有一定的推廣價(jià)值。水環(huán)境中污水中的CODCr物質(zhì)過(guò)多，會(huì)產(chǎn)生較大的污染，全面落實(shí)污水中的CODCr物質(zhì)檢測(cè)對(duì)生態(tài)環(huán)境治理而言具有重要的作用和意義。但是在實(shí)際檢測(cè)過(guò)程中，污水中的CODCr物質(zhì)檢測(cè)會(huì)受到很多因素的影響，必須要對(duì)相關(guān)參數(shù)指標(biāo)進(jìn)行控制，否則檢測(cè)數(shù)據(jù)不具備參考性，無(wú)法為實(shí)際工作提供參考。通過(guò)本文證明，在利用快速消解分光光度法對(duì)污水情況檢測(cè)工作的過(guò)程中，通過(guò)科學(xué)控制消解時(shí)間，保證水樣質(zhì)量，可以有效消除這一誤差，提高監(jiān)測(cè)工作的準(zhǔn)確性[3]。

(3)快速消解分光光度法的總結(jié)分析

CODCr快速消解分光光度法是目前最成熟和應(yīng)用最多的一種光譜分析方法，其具有較高靈敏度，可用于對(duì)被測(cè)水樣進(jìn)行快速檢測(cè)。在實(shí)驗(yàn)條件下使用不同型號(hào)的穩(wěn)態(tài)光源及相同功率、時(shí)間間隔等參數(shù)來(lái)測(cè)定待測(cè)量物中總濃度、峰外強(qiáng)度的關(guān)系曲線和光譜圖上的元素，反映出具體成分含量，并對(duì)其進(jìn)行分析比較得出結(jié)果。由于COD曲線的復(fù)雜程度較高，在實(shí)際應(yīng)用中，還需對(duì)其進(jìn)行一定處理，才能得到準(zhǔn)確結(jié)果。

5.結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，基于CODCr快速消解分光光度法在污水檢測(cè)中應(yīng)用效果突出，準(zhǔn)確性、精密性較高，滿足現(xiàn)階段檢測(cè)技術(shù)規(guī)范化要求。從實(shí)際應(yīng)用效果來(lái)看，不僅可以節(jié)省污水檢測(cè)分析時(shí)間，誤差影響因素得到了有效控制，值得大范圍推廣應(yīng)用。更為關(guān)鍵的是，基于CODCr快速消解分光光度法本身所需要的樣品量相對(duì)有限，成本較低，可以實(shí)現(xiàn)大批量的含量測(cè)定。