崔維維

（蚌埠市固鎮(zhèn)縣生態(tài)環(huán)境分局，安徽 蚌埠 233700）

水質(zhì)檢測(cè)活動(dòng)是保障水體環(huán)境能夠滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而保障人民生命健康的重要活動(dòng)，在實(shí)踐中，水質(zhì)檢測(cè)需要相關(guān)工作人員采用化學(xué)手段對(duì)水體中各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行分別測(cè)定。其中，化學(xué)需氧量（簡(jiǎn)稱COD）是一個(gè)常規(guī)性指標(biāo)，但是在對(duì)該指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定時(shí)，氯離子的濃度會(huì)對(duì)其產(chǎn)生較強(qiáng)的干擾。這種干擾具體體現(xiàn)在：（1）氯離子會(huì)與重鉻酸鉀溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)，出現(xiàn)測(cè)定過(guò)程中重鉻酸鉀溶液被消耗，最終導(dǎo)致數(shù)據(jù)結(jié)果小于真實(shí)結(jié)果。（2）在COD的測(cè)定過(guò)程中，氯離子會(huì)與硫酸銀產(chǎn)生催化劑中毒反應(yīng)，進(jìn)而影響數(shù)據(jù)結(jié)果。

1 研究背景

由于氯離子對(duì)COD指標(biāo)測(cè)定具有較強(qiáng)的影響，因此相關(guān)工作人員在測(cè)定水中COD時(shí)，往往會(huì)根據(jù)水體中氯離子含量的不同選擇不同的測(cè)定方式。當(dāng)水體中氯離子含量為1000 mg/L以上時(shí)，往往采用氯氣校正法進(jìn)行測(cè)定，這種方式的檢出限為30 mg/L。但這種方式存在所需設(shè)備多、操作復(fù)雜的特點(diǎn)，需要消耗的時(shí)間成本、資源成本均相對(duì)較多。而重鉻酸鹽檢測(cè)法的檢出限約為4 mg/L，能夠在更大范圍內(nèi)對(duì)含氯廢水中的COD值進(jìn)行測(cè)定[1]。重鉻酸鹽法的適用區(qū)間與氯氣校正法存在一定的差別，即重鉻酸鹽法按照相關(guān)使用規(guī)范主要適用于氯離子濃度在1000 mg/L以下的水體中。同時(shí)，當(dāng)氯離子濃度相對(duì)較低時(shí)，采取硫酸汞溶液對(duì)其進(jìn)行處理能夠取得較好的掩蔽效果。

綜上所述，本研究對(duì)用重鉻酸鹽法測(cè)定水體中COD含量進(jìn)行了改進(jìn)，采用與測(cè)定樣品含相同濃度氯離子的蒸餾水空白對(duì)照的方式進(jìn)行綜合測(cè)定。

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

在正式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)之前，需要進(jìn)行一系列的實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作。

2.1.1 儀器準(zhǔn)備

本次試驗(yàn)所用的儀器主要包括全玻璃回流裝置、酸式滴定管（50 mL）、錐形瓶（250 mL）。

2.1.2 試劑準(zhǔn)備

本次實(shí)驗(yàn)所用的化學(xué)試劑包括氯化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液（分析純）、重鉻酸鉀溶液（分析純）、硫酸汞溶液、硫酸銀-硫酸試劑（分析純）、硫酸亞鐵銨溶液（分析純）[2]。

2.2 實(shí)驗(yàn)原理

在正式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)之前，需要分析實(shí)驗(yàn)原理。本文實(shí)驗(yàn)原理為：對(duì)水中氯離子濃度進(jìn)行測(cè)定，并用氯化鈉配置與水體中氯離子含量相同的溶液作為對(duì)照，再根據(jù)《水質(zhì)化學(xué)需氧量的測(cè)定重鉻酸鹽法》（HJ828-2017）中的方法和原理，對(duì)消耗的重鉻酸鉀溶液的含量進(jìn)行測(cè)定，進(jìn)而從側(cè)面測(cè)定出水體中的化學(xué)需氧量。

2.3 實(shí)驗(yàn)步驟

本次實(shí)驗(yàn)的具體步驟為：（1）取10 mL標(biāo)準(zhǔn)水樣于錐形瓶中，依次加入硫酸汞、重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液5.00 mL和幾顆防爆沸玻璃珠，搖勻。硫酸汞溶液按質(zhì)量比m（HgSO4）：m（Cl-）≥20：1的比例加入，最大加入量為2 mL。（2）將錐形瓶連接到回流裝置冷凝管下端，從冷凝管上端緩慢加入15 mL硫酸銀-硫酸溶液，自溶液開(kāi)始沸騰起保持微沸回流2 h，靜置，使其冷卻，并加入45 mL的水，從冷凝管上端加入，對(duì)整個(gè)冷凝管進(jìn)行沖洗。（3）當(dāng)溶液冷卻到標(biāo)準(zhǔn)室溫時(shí)，加入3滴試亞鐵靈指示劑。（4）用硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，溶液的顏色由黃色經(jīng)藍(lán)綠色變?yōu)榧t褐色即為終點(diǎn)，記錄硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液消耗的體積V2。（5）空白樣測(cè)定，選用氯化鈉配置相同氯離子濃度的溶液，并采取與上述方法相同的方式進(jìn)行綜合測(cè)定[3]。

2.4 結(jié)果計(jì)算

在完成以上標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)流程之后，就可以通過(guò)一定的計(jì)算方式獲取水體中化學(xué)需氧量（COD）的標(biāo)準(zhǔn)值，其單位為mg/L。具體計(jì)算方式如下：

在上述公式中，COD表示化學(xué)需氧量指標(biāo)的具體數(shù)字，單位為mg/L；c表示硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的濃度，單位為mol/L；v1表示同含量對(duì)照組所消耗的硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的濃度，單位為mL；v2表示樣品測(cè)定所消耗的硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的濃度，單位為mL；v0表示樣品的取樣體積，單位為mL[4]。

3 結(jié)果與討論

3.1 測(cè)定實(shí)驗(yàn)探索

本實(shí)驗(yàn)采取了去離子水，首先配置不同氯離子濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液，進(jìn)一步配置了COD標(biāo)準(zhǔn)溶液。在測(cè)定過(guò)程中，以蒸餾水、氯離子溶液分別為空白，利用上節(jié)中提出的計(jì)算方式測(cè)定COD含量，在實(shí)踐中的具體實(shí)驗(yàn)數(shù)值為：（1）當(dāng)COD值為32 mg/L、氯化物濃度為1.0×mg/L、取樣體積為10 mL時(shí)，純水空白背景下測(cè)定的COD數(shù)值為36.1 mg/L，氯離子空白背景下測(cè)定的COD數(shù)值為30.5 mg/L。（2）當(dāng)COD值為32 mg/L、氯化物濃度為1.2×mg/L、取樣體積為10 mL時(shí)，純水空白背景下測(cè)定的COD數(shù)值為35.7 mg/L，氯離子空白背景下測(cè)定的COD數(shù)值為32.4 mg/L。（3）當(dāng)COD值為32 mg/L、氯化物濃度為1.4×mg/L、取樣體積為10 mL時(shí)，純水空白背景下測(cè)定的COD數(shù)值為36.3 mg/L，氯離子空白背景下測(cè)定的COD數(shù)值為32.5 mg/L[5]。

根據(jù)上述結(jié)果可知，采取純水空白進(jìn)行計(jì)算時(shí)，所測(cè)定的含量與實(shí)際數(shù)值之間的差異相對(duì)較大，而在氯離子空白時(shí)得到的含量測(cè)定結(jié)果與實(shí)際結(jié)果之間的差值極小，因而表明該方法在實(shí)踐中具備較強(qiáng)的應(yīng)用價(jià)值，能夠提供更加精準(zhǔn)的測(cè)量結(jié)果。

3.2 方法檢出限測(cè)定

對(duì)這一方法的檢出限進(jìn)行測(cè)定也是非常必要的，本實(shí)驗(yàn)采用了EPASW-846規(guī)則中的標(biāo)準(zhǔn)檢出限測(cè)定方式對(duì)檢出限進(jìn)行了測(cè)定，具體測(cè)定步驟為：（1）配置氯離子濃度為5000 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液，其中，溶液中的化學(xué)需氧量濃度為10 mg/L，以相同氯離子蒸餾水作為空白，對(duì)其進(jìn)行7次重復(fù)測(cè)定，7次測(cè)定的具體結(jié)果分別為10 mg/L、8 mg/L、10 mg/L、12 mg/L、9 mg/L、11 mg/L、13 mg/L。（2）將這一結(jié)果代入檢出限計(jì)算方程中，可以得出該方法的檢出限為6 mg/L。同時(shí)，根據(jù)上文內(nèi)容可知，重鉻酸鹽法的檢出限為4 mg/L、氯氣校正法的檢出限為30 mg/L，綜合分析可知，在檢出限方面，該方法可以基本滿足檢測(cè)要求[6]。

3.3 方法準(zhǔn)確度的測(cè)定

除了檢出限以外，測(cè)定方法的精準(zhǔn)度也是測(cè)定活動(dòng)中應(yīng)當(dāng)充分注意的重點(diǎn)內(nèi)容，本次實(shí)驗(yàn)分別配置了不同氯化物濃度的高氯標(biāo)準(zhǔn)溶液，具體數(shù)值分別為3000 mg/L、5000 mg/L、8000 mg/L、10000 mg/L、12000 mg/L、14000 mg/L、16000 mg/L、20000 mg/L、22000 mg/L、30000 mg/L，并采取本文所提出的COD測(cè)定方式對(duì)溶液中的COD含量進(jìn)行了測(cè)定，其實(shí)際含量與測(cè)定含量分別為：（1）26.8 mg/L、26.4 mg/L。相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差為4.0%。（2）26.8 mg/L、25.7 mg/L。相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差為2.6%。（3）26.8 mg/L、26.6 mg/L。相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差為2.3%。（4）32.0 mg/L、31.8 mg/L。相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差為2.4%。（5）32.0 mg/L、32.8 mg/L。相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差為0.8%。（6）32.0 mg/L、32.5 mg/L。相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差為1.5%。（7）32.0 mg/L、32.1 mg/L。相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差為1.7%。（8）22.7 mg/L、21.7 mg/L。相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差為0.7%。（9）20.0 mg/L、19.0 mg/L。相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差為1.1%。（10）26.8 mg/L、24.7 mg/L。相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差為1.4%。

通過(guò)上述對(duì)10種不同高氯溶液中COD值進(jìn)行測(cè)定，得到了較為全面的測(cè)定數(shù)值，最終發(fā)現(xiàn)，采取本文所提出的方式進(jìn)行COD測(cè)定，在10種不同含量的高氯溶液中進(jìn)行測(cè)定均具備比較良好的表現(xiàn)，其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)均在4.0%以下，因此可以推斷，該測(cè)定方式在標(biāo)準(zhǔn)度方面能夠滿足大部分高氯溶液中COD測(cè)定的基本要求。

3.4 方法精密度的測(cè)定

對(duì)該方法的精密度進(jìn)行測(cè)定也是非常必要的，在實(shí)踐中的具體測(cè)定方式如下：首先是配置水體樣本，其中，樣本中的COD標(biāo)準(zhǔn)濃度應(yīng)為20 mg/L，其次，選擇三種氯離子濃度分別為8000 mg/L、10000 mg/L、12000 mg/L的水樣分別進(jìn)行10次的重復(fù)測(cè)定，最終測(cè)得的標(biāo)準(zhǔn)偏差均在5%之內(nèi)，相對(duì)誤差在10%以內(nèi)，通過(guò)這一方式可知，本文所提出的基于重鉻酸鹽的分析方式在實(shí)踐中多次測(cè)定能夠具備較強(qiáng)的穩(wěn)定性[7]。

4 結(jié)論

綜上所述，為了響應(yīng)國(guó)家對(duì)于環(huán)境保護(hù)中水質(zhì)資源保護(hù)的基本要求，本文提出了一種基于重鉻酸鹽法改進(jìn)而成的水體中COD含量的測(cè)定方式，并對(duì)其測(cè)定檢出限、準(zhǔn)確度、精密度進(jìn)行了進(jìn)一步測(cè)定，最終發(fā)現(xiàn)，該方式的檢出限為6 mg/L，誤差能夠控制在10%以內(nèi)，重復(fù)測(cè)定之后的標(biāo)準(zhǔn)偏差為5%。根據(jù)這些數(shù)據(jù)可知，采用該方式所得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)基本能夠滿足實(shí)際環(huán)境中對(duì)于水體含量測(cè)定的要求。同時(shí)，該方法操作具有便捷性，只需要技術(shù)人員結(jié)合相同氯離子濃度的蒸餾水進(jìn)行對(duì)照即可，也不需要引進(jìn)大量的先進(jìn)設(shè)備、采用更加先進(jìn)的測(cè)量技術(shù)，經(jīng)濟(jì)成本、時(shí)間成本均相對(duì)較低。因此，該方法具有一定的推廣應(yīng)用前景，同時(shí)具備較強(qiáng)的技術(shù)研究?jī)r(jià)值。