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環(huán)境監(jiān)測的眼睛---COD檢測試劑

2019-01-14

化學(xué)需氧量

化學(xué)需氧量COD(Chemical Oxygen Demand)是以化學(xué)方法測量水樣中需要被氧化的還原性物質(zhì)的量。廢水、廢水處理廠出水和受污染的水中，能被強(qiáng)氧化劑氧化的物質(zhì)(一般為有機(jī)物)的氧當(dāng)量。在河流污染和工業(yè)廢水性質(zhì)的研究以及廢水處理廠的運(yùn)行管理中，它是一個重要的而且能較快測定的有機(jī)物污染參數(shù)，常以符號COD表示。

測定方法:重鉻酸鹽法、高錳酸鉀法、分光光度法、快速消解法、快速消解分光光度法符合國家標(biāo)準(zhǔn)HJ-T399-2007水質(zhì)化學(xué)需氧量的測定。

基本簡介

化學(xué)需氧量表示在強(qiáng)酸性條件下重鉻酸鉀氧化一升污水中有機(jī)物所需的氧量，可大致表示污水中的有機(jī)物量。COD是指標(biāo)水體有機(jī)污染的一項(xiàng)重要指標(biāo),能夠反應(yīng)出水體的污染程度。

所謂化學(xué)需氧量（COD），是在一定的條件下，采用一定的強(qiáng)氧化劑處理水樣時，所消耗的氧化劑量。它是表示水中還原性物質(zhì)多少的一個指標(biāo)。水中的還原性物質(zhì)有各種有機(jī)物、亞硝酸鹽、硫化物、亞鐵鹽等。但主要的是有機(jī)物。因此，化學(xué)需氧量（COD）又往往作為衡量水中有機(jī)物質(zhì)含量多少的指標(biāo)?；瘜W(xué)需氧量越大，說明水體受有機(jī)物的污染越嚴(yán)重。化學(xué)需氧量（COD）的測定，隨著測定水樣化學(xué)需氧量中還原性物質(zhì)以及測定方法的不同，其測定值也有不同。目前應(yīng)用最普遍的是酸性高錳酸鉀氧化法與重鉻酸鉀氧化法。高錳酸鉀（KmnO4）法，氧化率較低，但比較簡便，在測定水樣中有機(jī)物含量的相對比較值時，可以采用。重鉻酸鉀（K2Cr2O7）法，氧化率高，再現(xiàn)性好，適用于測定水樣中有機(jī)物的總量。有機(jī)物對工業(yè)水系統(tǒng)的危害很大。含有大量的有機(jī)物的水在通過除鹽系統(tǒng)時會污染離子交換樹脂，特別容易污染陰離子交換樹脂，使樹脂交換能力降低。有機(jī)物在經(jīng)過預(yù)處理時（混凝、澄清和過濾），約可減少50%，但在除鹽系統(tǒng)中無法除去，故常通過補(bǔ)給水帶入鍋爐，使?fàn)t水pH值降低。有時有機(jī)物還可能帶入蒸汽系統(tǒng)和凝結(jié)水中，使pH降低，造成系統(tǒng)腐蝕。在循環(huán)水系統(tǒng)中有機(jī)物含量高會促進(jìn)微生物繁殖。因此，不管對除鹽、爐水或循環(huán)水系統(tǒng)，COD都是越低越好，但并沒有統(tǒng)一的限制指標(biāo)。在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中COD（KmnO4法）>5mg/L時，水質(zhì)已開始變差。

在飲用水的標(biāo)準(zhǔn)中Ⅰ類和Ⅱ類水化學(xué)需氧量(COD)≤15、Ⅲ類水化學(xué)需氧量(COD)≤20、Ⅳ類水化學(xué)需氧量(COD)≤30、Ⅴ類水化學(xué)需氧量(COD)≤40。COD的數(shù)值越大表明水體的污染情況越嚴(yán)重。

質(zhì)量測定

重鉻酸鹽法

化學(xué)需氧量測定的標(biāo)準(zhǔn)方法以我國標(biāo)準(zhǔn)GB/T11914《水質(zhì)化學(xué)需氧量的測定重鉻酸鹽法》和國際標(biāo)準(zhǔn)ISO6060《水質(zhì)化學(xué)需氧量的測定》為代表，該方法氧化率高，再現(xiàn)性好，準(zhǔn)確可靠，成為國際社會普遍公認(rèn)的經(jīng)典標(biāo)準(zhǔn)方法。

其測定原理為：在硫酸酸性介質(zhì)中，以重鉻酸鉀為氧化劑，硫酸銀為催化劑，硫酸汞為氯離子的掩蔽劑，消解反應(yīng)液硫酸酸度為9mol/L，加熱使消解反應(yīng)液沸騰，148℃±2℃的沸點(diǎn)溫度為消解溫度。以水冷卻回流加熱反應(yīng)反應(yīng)2h，消解液自然冷卻后，以試亞鐵靈為指示劑，以硫酸亞鐵銨溶液滴定剩余的重鉻酸鉀，根據(jù)硫酸亞鐵銨溶液的消耗量計算水樣的COD 值。所用氧化劑為重鉻酸鉀，而具有氧化性能的是六價鉻，故稱為重鉻酸鹽法。

然而這一經(jīng)典標(biāo)準(zhǔn)方法還是存在不足之處：回流裝置占的實(shí)驗(yàn)空間大，水、電消耗較大，試劑用量大，操作不便，難以大批量快速測定。高錳酸鉀法以高錳酸鉀作氧化劑測定COD，所測出來的稱為高錳酸鉀指數(shù)。

分光光度法

以經(jīng)典標(biāo)準(zhǔn)方法為基礎(chǔ)，重鉻酸鉀氧化有機(jī)物物質(zhì)，六價鉻生成三價鉻，通過六價鉻或三價鉻的吸光度值與水樣COD 值建立的關(guān)系，來測定水樣COD 值。采用上述原理，國外最主要代表方法是美國環(huán)保局EPA.Method 0410.4 《自動的手動比色法》、美國材料與試驗(yàn)協(xié)會ASTM：D1252—2000《水的化學(xué)需氧量的測定方法B—密封消解分光光度法》和國際標(biāo)準(zhǔn)ISO15705—2002《水質(zhì)化學(xué)需氧量（COD）的測定小型密封管法》。我國是國家環(huán)?？偩纸y(tǒng)一方法《快速密閉催化消解法（含分光度法）》。

快速消解法

經(jīng)典的標(biāo)準(zhǔn)方法是回流2h 法，人們?yōu)樘岣叻治鏊俣龋岢龈鞣N快速分析方法。主要有兩種方法：一是提高消解反應(yīng)體系中氧化劑濃度，增加硫酸酸度，提高反應(yīng)溫度，增加助催化劑等條件來提高反應(yīng)速度的方法。國內(nèi)方法以GB/T14420—1993《鍋爐用水和冷卻用水分析方法化學(xué)需氧量的測定重鉻酸鉀快速法》及國家環(huán)?？偩滞扑]的統(tǒng)一方法《庫侖法》和《快速密閉催化消解法（含光度法）》為該方法的代表。國外以德國標(biāo)準(zhǔn)方法DIN38049 T.43 《水的化學(xué)需氧量的測定快速法》為代表。

上述方法同經(jīng)典標(biāo)準(zhǔn)方法相比，消解體系硫酸酸度由9.0mg/l 提高到10.2mg/l，反應(yīng)溫度由150℃提高到165℃，消解時間由2h 減少到10min～15min。二是改變傳統(tǒng)的靠導(dǎo)熱輻射加熱消解的方式，而采用微波消解技術(shù)提高消解反應(yīng)速度的方法。由于目前微波爐種類繁多，功率不一，很難試驗(yàn)出統(tǒng)一功率和時間，以求達(dá)到最好的消解效果。微波爐的價格也很高，較難制訂統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)方法。

快速消解分光光度法

化學(xué)需氧量（COD）測定方法無論是回流容量法、快速法還是光度法，都是以是以重鉻酸鉀為氧化劑，硫酸銀為催化劑，硫酸汞為氯離子的掩蔽劑，在硫酸酸性條件測定COD 消解體系為基礎(chǔ)的測定方法。在此基礎(chǔ)，人們?yōu)檫_(dá)到節(jié)省試劑減少能耗、操作簡便、快速、準(zhǔn)確可靠為目的開展了大量研究工作?？焖傧夥止夤舛确ňC合了上述各種方法的優(yōu)點(diǎn)，是指采用密封管作為消解管，取小計量的水樣和試劑于密封管中，放入小型恒溫加熱皿中，恒溫加熱消解，并用分光光度法測定COD 值；密封管規(guī)格為φ16mm 長度100mm～150 mm壁厚度為1.0mm～1.2 mm 的開口為螺旋口，并加有螺旋密封蓋。該密封管具有耐酸，耐高溫，抗壓防爆裂性能。一種密封管可作為消解用，稱為消解管。另一種型密封管即可作為消解用，還可作為比色管用于比色用，稱為消解比色管。小型加熱消解器以鋁塊為加熱體，加熱孔均勻分布?？讖溅?6.1mm，孔深50mm ～100mm，設(shè)定的加熱溫度為消解反應(yīng)溫度。同時，由于密封管適宜的尺寸，消解反應(yīng)液占據(jù)密封管適宜的空間比例。盛有消解反應(yīng)液的密封管一部分插入加熱器加熱孔中，密封管底部恒定165℃溫度加熱；密封管上部高出加熱孔而暴露在空間，在空氣自然冷卻下使管口頂部降到85℃左右；溫度的差異確保了小型密封管中反應(yīng)液在該恒溫下處于微沸騰回流狀態(tài)。緊湊的COD 反應(yīng)器可放置25 只密封管。采用密封管消解反應(yīng)后，消解液轉(zhuǎn)入比色皿可在一般光度計上測定，用密封比色管消解后可直接用密封比色管在COD 專用光度計上測定。在600nm 波長可測定COD 值為100mg/L～1000mg/L 的試樣，在440nm 波長處可測定COD 值為15mg/L～250mg/L 的試樣。該方法具有占用空間小，能耗小，試劑用量小，廢液減到最小程度，能耗小，操作簡便，安全穩(wěn)定，準(zhǔn)確可靠，適宜大批量測定等特點(diǎn)，彌補(bǔ)了經(jīng)典標(biāo)準(zhǔn)方法的不足。

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