化學需氧量( COD) 反映了水中受還原性物質 污染的程度,同時也是表征水中有機物污染程度的 [1 - 2] 。我*測定 COD 值,基本采用重鉻酸鹽 指標 [3] ( 又稱標準回流法) ,該法測定結果準確、重現 法 [4 - 5] ,但存在回流耗時長、操作煩瑣、試劑消耗 性好 [5 - 7] 。 量大、二次污染嚴重等缺點 為了提高工作效率,現采用 COD 測定儀法 ( Standard method 5220D 方法) 代替標準回流法測 定 COD 值,并對不同消解時間下的消解效果進行 研究,以期在保證消解效果的前提下,縮短消解時 間,提高工作效率,更好地為環境管理和決策服務。 1 實驗部分 1. 1 主要儀器及試劑 DR5000 分光光度計; DRB200 COD 反應器。 試劑: 高濃度 COD 消解液( HACH 公司提供) , 實驗所用其他試劑均為分析純或以上。 1. 2 COD 測定儀法操作步驟 取 3 mL HACH 高濃度的 COD 消解液于試管 中,加 2 mL 的水樣,旋緊瓶塞后混合均勻。將試管 插入到 DRB200 COD 反應器中,150 ℃ 恒溫消解 120 min,冷卻后,采用 DR5000 分光光度計,比色波 [5] ,以蒸餾水做參比檢測。 長為 620 nm 2 結果與討論 2. 1 線性范圍 將 0. 850 2 g 鄰苯二甲酸氫鉀用重蒸水溶解 后,轉移** 1 [1] ,得 COD 儲 000 mL 容量瓶中定容 備液( 1 000 mg /L) 。準確吸取 COD 儲備液 0,5, 10,20,40,60 和 80 mL,分別于 100 mL 容量瓶中, 重蒸水定容,得到 ρ( COD) 為 0,50,100,200,400, 600 和 800 mg /L 的標準使用液系列。 按 1. 2 步驟對 COD 標準使用液系列進行分析,以吸光度值與溶液中 ρ( COD) 為參數繪制標準曲線。結果顯示,COD 測定儀法在 0 ~ 800 mg /L 范圍內具有良好的線性相關性,r = 0. 999 8,見
表 1。
2. 2 精密度與準確度
對 ρ ( COD ) 為 0,50,100,200,400,600, 800 mg /L的標準溶液分析,平行測定 3 次,計算測定結果的相對標準偏差和相對誤差。結果顯示,測定 COD 的相對標準偏差為 0. 58% ~ 2. 65% ,相對誤差為 - 2. 00% ~ - 0. 17% ,見表 2。滿足廢水測
[1],
定要求 方法具有較高的準確性和良好的精
密性。
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表 1 |
標準曲線測試結果 |
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樣品 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
7 |
|
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|
|
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|
ρ( COD) |
0 |
50 |
100 |
200 |
400 |
600 |
|
800 |
/ ( mg·L - 1 ) |
|
|
|
|
|
|
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|
吸光度值 |
0 |
0. 018 0. 041 |
0. 084 0. 165 |
0. 249 |
0. 328 |
標準曲線 |
|
y = 0. 000 4x - 0. 000 3 |
r = 0. 999 |
8 |
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表 2 |
COD 標準溶液測試結果 |
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標準值 / |
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測定值 / ( mg·L - 1 ) |
|
平均值 / |
相對標準 |
相對誤 |
( mg·L - 1 ) |
1 |
2 |
|
3 |
( mg·L - 1 ) |
偏差 /% |
差 /% |
50 |
48 |
50 |
|
49 |
49 |
1. 00 |
- 2. 00 |
100 |
99 |
99 |
|
100 |
99 |
0. 58 |
- 1. 00 |
200 |
198 |
199 |
|
198 |
198 |
0. 58 |
- 1. 00 |
400 |
397 |
398 |
|
399 |
398 |
1. 00 |
- 0. 50 |
600 |
597 |
598 |
|
602 |
599 |
2. 65 |
- 0. 17 |
800 |
795 |
798 |
|
797 |
797 |
1. 53 |
- 0. 38 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2. 3 與標準回流法測定結果的比較 |
選取 4 種不同類型的廢水,分別用 COD 測定 |
儀法和標準回流法進行測定。見表 3。 |
由表 3 可見,2 種方法對不同種類廢水,其測 |
定結果基本一致,測定結果的相對誤差為 - 3. 37% |
[1] |
,說明 COD 測定 |
~ 1. 41% ,符合廢水測定的要求 |
|
儀法測定的結果可信,用其代替標準回流法是可行的。
2. 4 工業廢水的**佳消解時間
對不同種類工業廢水采用 1. 2 步驟分析,消解時間分別設為 45,60,90 及 120 min,并將消解 45,
60 及 90 min 時測得的 COD 值與消解 120 min 時測得的 COD 值( 真值) 進行比較,結果見表 4。
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表 4 |
不同消解時間測定工業廢水中的 COD 值比較 |
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|
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|
樣品種類 |
消解時間 /min |
|
測定值 / ( mg·L - 1 ) |
平均值 / ( mg·L - 1 ) |
相對誤差 /% |
1 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
制藥廢水 1 |
45 |
105 |
108 |
106 |
- 33. 44 |
|
60 |
152 |
152 |
152 |
- 5. 00 |
|
90 |
158 |
153 |
156 |
- 2. 50 |
|
120 |
160 |
161 |
160 |
— |
制藥廢水 2 |
45 |
44 |
39 |
42 |
- 19. 23 |
|
60 |
56 |
56 |
56 |
7 |
. 69 |
|
90 |
58 |
54 |
56 |
7 |
. 69 |
|
120 |
49 |
55 |
52 |
— |
染織廢水 1 |
45 |
511 |
501 |
506 |
- 10. 28 |
|
60 |
560 |
558 |
559 |
- 0 |
. 89 |
|
90 |
564 |
578 |
571 |
1 |
. 24 |
|
120 |
563 |
565 |
564 |
— |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
續表 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
樣品種類 |
消解時間 /min |
|
|
測定值 / ( mg·L - 1 ) |
平均值 / ( mg·L - 1 ) |
相對誤差 /% |
|
|
1 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
染織廢水 2 |
45 |
90 |
96 |
93 |
- 33 |
. 09 |
|
60 |
137 |
135 |
136 |
- 2 |
. 16 |
|
90 |
133 |
136 |
134 |
- 3 |
. 60 |
|
120 |
140 |
138 |
139 |
— |
|
|
由表 4 可見,工業廢水在消解時間≥60 min 時相 |
對誤差為-5. 00% |
|
[1] |
|
~7. 69% ,滿足廢水測定要求 ,故 |
在確保測定結果精密度和準確度的前提下,從節省時 |
間的角度考慮,60 min 為工業廢水 COD 測定的**佳 |
|
消解時間。 |
|
|
2. 5 |
生活污水的**佳消解時間 |
|
|
對生活污水的測定與工業廢水測定的方式相
同,測定結果見表 5。 |
由表 5 可知,生活污水在消解時間≥90 min 時 |
|
相對誤差在 - 2. 94% ~ 0% 之間,其準確度達到廢 |
[1] |
。故在確保測定結果精密度和準確 |
水測定要求 |
|
度的前提下,從節省時間的角度考慮,90 min 為生 |
活污水的**佳消解時間。 |
|
|
|
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表 5 |
不同消解時間測定生活污水中的 COD 值比較 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
廢水種類 |
消解時間 /min |
測定值 / ( mg·L - 1 ) |
|
平均值 / ( mg·L - 1 ) |
相對誤差 /% |
|
|
1 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
洗滌污水 |
45 |
54 |
50 |
52 |
- 23. 53 |
|
|
|
60 |
60 |
60 |
60 |
- 11. 76 |
|
|
|
90 |
68 |
64 |
66 |
- 2. 94 |
|
|
|
120 |
68 |
67 |
68 |
— |
|
|
生活垃圾污水 |
45 |
191 |
195 |
193 |
- 11. 47 |
|
|
|
60 |
196 |
196 |
196 |
- 10. 09 |
|
|
|
90 |
218 |
218 |
218 |
0 |
|
|
|
120 |
218 |
219 |
218 |
— |
|
|
農田污水 |
45 |
160 |
162 |
161 |
- 13. 44 |
|
|
|
60 |
165 |
163 |
164 |
- 11. 83 |
|
|
|
90 |
181 |
183 |
182 |
- 2. 15 |
|
|
|
120 |
185 |
186 |
186 |
— |
2. 6 |
地表水的**佳消解時間 |
|
對誤差在 - 3. 95% ~ 0% 之間,其準確度達到廢水 |
|
|
對地表水的測定與工業廢水測定的方式相同, |
[1] |
。故在確保測定結果精密度和準確 |
|
|
|
測定的要求 |
|
|
測定結果見表 6。 |
|
度的前提下,從節省時間的角度考慮,地表水的** |
|
|
由表 6 可知,地表水在消解時間≥90 min 時相 |
佳消解時間為 90 min。 |
|
|
|
表 6 |
不同消解時間測定地表水中的 COD 值比較 |
|
|
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|
|
|
|
|
|
|
樣品種類 |
消解時間 /min |
測定值 / ( mg·L - 1 ) |
|
平均值 / ( mg·L - 1 ) |
相對誤差 /% |
|
|
1 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
西江橋 |
45 |
48 |
51 |
50 |
- 34. 21 |
|
|
|
60 |
57 |
60 |
58 |
- 23. 68 |
|
|
|
90 |
71 |
75 |
73 |
- 3. 95 |
|
|
|
120 |
76 |
76 |
76 |
— |
|
|
環城河 |
45 |
67 |
63 |
65 |
- 24. 42 |
|
|
|
60 |
75 |
79 |
77 |
- 10. 47 |
|
|
|
90 |
83 |
85 |
84 |
- 2. 32 |
|
|
|
120 |
86 |
87 |
86 |
— |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
續表 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
樣品種類 |
消解時間 /min |
|
|
測定值 / ( mg·L - 1 ) |
平均值 / ( mg·L - 1 ) |
相對誤差 /% |
1 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
風澤江 |
45 |
42 |
44 |
43 |
- 34. 85 |
|
60 |
51 |
53 |
53 |
- 19. 70 |
|
90 |
63 |
66 |
64 |
- 3. 03 |
|
120 |
66 |
67 |
66 |
— |
投醪河 |
45 |
162 |
164 |
163 |
- 19. 31 |
|
60 |
178 |
176 |
177 |
- 12. 38 |
|
90 |
202 |
201 |
202 |
0 |
|
|
120 |
201 |
203 |
202 |
— |
文理學院 |
45 |
156 |
158 |
157 |
- 18 |
. 65 |
校內瀑布 |
60 |
172 |
172 |
172 |
- 10 |
. 88 |
|
90 |
191 |
192 |
192 |
- 0 |
. 52 |
|
120 |
193 |
193 |
193 |
— |
3 結語
COD 測定儀法具有較好的精密度和準確度,且與標準回流法的測定結果的相對誤差較小,具有
替代標準回流法的可行性。考慮到工業廢水、生活污水、地表水所含有機物組分各異,所需的**佳消解時間不同,本研究通過實驗確定工業廢水的**佳消解時間為 60 min,生活污水和地表水的**佳消解
時間為 90 min。改進后的 COD 測定儀法根據分析水樣種類的不同,選擇合適的消解時間,縮短了消解用時,使得 COD 測定儀法既保留了標準回流法的優點,簡化了操作步驟,同時相對縮短了消解用時。因此,相對于標準回流法,COD 測定儀法更適用于批量較大、水質成分較穩定的監督性監測、應
急執法監測等。