时间:2023-06-19 16:14:37
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇化学耗氧量的测定,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。

1、高锰酸盐指数是反映水体中有机和无机可氧化物质污染的常用指标,定义为:在一定条件下,用高锰酸钾氧化水样中的某些有机物及无机还原性物质,由消耗的高锰酸钾量计算相当的氧量。
2、高锰酸钾指数不能作为理论需氧量或总有机物含量的指标,因为在规定的条件下,许多有机物只能部分地被氧化,易挥发的有机物不包含在测定值之中。
3、以高锰酸钾溶液为氧化剂测得的化学耗氧量,以前称为锰法化学耗氧量。我国新的环境水质标准中,已把该值改称高锰酸盐指数,而仅将酸性重铬酸钾法测得的值称为化学需氧量。国际标准化组织(ISO)建议高锰酸钾法仅限于测定地表水、饮用水和生活污水,不适用于工业废水。
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【关键词】废水 化学需氧量 回流加热 改进
化学需氧量(C h e m i c a l O x y g e n Demand,COD)是评价水体有机污染程度的综合指标,在我们炼油企业,COD是排放污水水质监测的一个重要参数。它是指在一定条件下,用强氧化剂处理时,水体中易被强氧化剂氧化的还原性物质所消耗的氧化剂的量,一般以氧的质量浓度表示,以mg/ L 记。COD超标会造成水体表面质量下降,不同程度地威胁水体中生物群的生存。因此,及时掌握和控制环境中COD值,对环境水质的污染防治和监测具有极为重要的意义。目前,测定废水中COD的方法很多,但广泛采用的是被认为是标准法的重铬酸钾法(CODCr)。标准法对样品氧化完全,测定结果准确,重现性好。但不足之处是加热回流时间较长(2h),消耗试剂毒性大,容易造成二次污染,为进行逐日的控制分析,需要快速、高效的分析方法,以便尽快反映出水质的污染情况。我参照了有关资料,对COD的测定方法进行了改进,并在回流时间和催化剂加入量方面进行了大量的试验工作。
2 结果与讨论
2.1 加热回流时间试验
试验对不同废水样品在本方法的条件下测定其COD值,观察在回流40min、60min、80min、100min、120min不同时间下的氧化效果,结果见表1。
通过对以上数据分析可得到如下结论:COD值在700mg/L以下时,COD值随回流时间的加长先升高后稳定,在回流80min与回流120min时测定COD值基本是相同的。而当COD值大于700mg/L时需按照国标法的2h回流测定能更准确些。
2.2 催化剂(硫酸-硫酸银)加入量试验
试验过程中考察了不同废水在回流过程中,催化剂(硫酸-硫酸银)的加入量 10mL、15mL、20mL、25mL、30mL时,COD值的变化情况如下表2:
从表2可以看出当C O D测定值大于500mg/L时,水体污染较严重,若催化剂的加入不够会使结果偏低,但是当COD测定值小于500mg/L时,水体污染不是很严重,可以酌情减少催化剂的量,从表中可以看出催化剂的量控制在20ml左右时,就可以准确测定COD值。
2.3 精密度试验
为了考察本方法的精密度,试验用本方法对COD标准值为101mg/L的试样连续测定7次,结果见表3。由表3数据可以看出本方法的精密度RSD为2.73%小于国标法中的4.0%。
2.4 本法与国标法的比较
试验对不同的水样(COD值
3 结论
(1)通过试验可以看出,对于废水样来说回流时间长短、催化剂量多少等对化学需氧量的测定都有影响,当化学需氧量小于500mg/l时,催化剂量为20mL、回流80min,就能较准确地测定化学需氧量。
(2)改进的分析方法既节省试剂又节省时间,而且准确度高,方法简单,适用于污水处理过程中污染较轻水样的化学需氧量( CODcr)控制分析。
(3)不足之处:不能对污染较严重、不知水样来源的样品进行准确分析。
参考文献
关键词:化学耗氧量COD;微波消解法;水环境监测
中图分类号:P258 文献标识码:A
化学耗氧量(COD)是指在一定条件下,采用一定的强氧化剂处理水时所消耗的氧化剂量,折算成氧的量(单位为mg/L)。它是表示水中还原性物质多少的一个指标。除特殊水样外,还原性物质主要是有机物。化学耗氧量(COD)是人们评价水体被污染程度的一项重要的综合性指标,对于河流和工业废水的研究及污水处理厂的效果评价来说,它是一个重要而相对易得的参数,是环境监测中的必测项目。经典的重铬酸钾法存在试剂费用高、二次污染重、空间占地大、耗时长、消耗大量电力和冷却水等缺点,不适应大批量样品的测定,不能适应日益繁重的环境污染监测需要。目前,国内水环境监测部门大多采用GB11914-1989方法测定化学耗氧量COD,此方法需要经过高温加热回流2h后,再进行化学滴定方法进行测定,耗时耗电。而利用“微波密封消解COD,快速测定仪(简称“微波消解法”)进行消解,可以将消解时间缩短至15min以内;同时,强酸试剂耗量小,减少了操作的危险性;微波消解法方法原理及操作接近GB11914-1989方法,易于理解与掌握。
1.适用范围
微波消解法适用于各类型的含COD值大于30mg/L的水样;对未经稀释的水样的测定上限为1280mg/L。微波消解法不适用于含氧化合物大于2000mg/L(稀释后)的含盐水,若氯离子浓度过高时,可视实际情况稀释水样或补加适量硫酸汞,保持[Cl-]:[HgSO4]=2000:0.10的比例,若少量沉淀出现,亦不影响测定。
2.干扰及消除
酸性重铬酸钾氧化性很强,刻氧化大部分有机物,加入硫酸银作催化剂是,直链脂肪族化合物可完全被氧化,而芳香族有机物却不易被氧化,吡啶不被氧化,挥发性直链脂肪族化合物、苯等有机物存在于蒸汽相,不能与氧化剂液体接触,氧化不明显。氯离子能被重铬酸
盐氧化,并且能与硫酸银作用产生沉淀,影响测定结果,故在回流前向水样中加入硫酸汞,使成为络合物以消除干扰。氯离子含量高于1000mg/L的样品应先作定量稀释,使含量降低至1000mg/L以下,再行测定。微波消解法不适用于含氯化合物大于2000mg/L(稀释后)的含盐水,若氯离子浓度过高时,可视实际情况稀释水样或补加适量硫酸汞,保持[Cl-]:[HgSO4]=2000:0.10的比例,若少量沉淀出现,亦不影响测定。
3.原理
在水样中加入已知量的重铬酸钾溶液,并在强酸介质下以银盐作催化剂,经微波消解后,以试亚铁灵为指示剂,用硫酸亚铁铵滴定水样中未被还原的重铬酸钾,由消耗的硫酸亚铁铵的量换算成消耗氧的质量浓度。微波消解过程是用频率为2450MHz(兆赫)的电磁波(称微波)能量来加热反应液,反应液中分子产生高速摩擦运动,使其温度迅速升高,另外还采用密封消解方式,使消解罐内部压力迅速提高到约203Kpa。因此,此方法不仅缩短了消解时间,而且可以抑制氯离子被重铬酸钾氧化成氯气。
4. 试剂
4.1硫酸银(Ag2SO4)分析纯
4.2硫酸汞(HgSO4)分析纯
4.3浓硫酸(H2SO4)98%,ρ=1.84g/L
4.4硫酸银—硫酸试剂
向1L硫酸(4.3)中加入10g Ag2SO4 (4.1),放置1—2d使之溶解,并混匀,使用前小心摇动。
4.5 重铬酸钾标准溶液
(1)浓度为C(1/6K2Cr2O7=0.2000mol/L)的重铬酸钾标准溶液。将9.806g在120℃烘干2h的重铬酸钾(G.R)溶于500ml水中,边搅拌边慢慢加入浓硫酸(98%)250ml,冷却后,移入1000ml容量瓶,释至刻度,摇匀。此溶液适用于含氯离子浓度小于1000mg/L的水样。
(2)浓度为C(1/6K2Cr2O7=0.1000mol/L)的重铬酸钾标准溶液。将(1)中的溶液稀释2倍而成。
(3)浓度为C(1/6 K2Cr2O7=0.2000mol/L)的重铬酸钾标准溶液(含硫酸汞)。将9.806g在
120℃烘干2h的重铬酸钾(基准)溶于600ml水中,再加入硫酸汞25.0g,边搅拌边慢慢加入浓酸250ml,冷却后,移入1000ml的容量瓶中,稀释至刻度,摇匀。此溶液适用于含氯离子浓度大于100mg/L的水样。
4.6硫酸亚铁铵标准溶液
(1)浓度为[(NH4)2Fe(SO4)2.6H2O]=0.0420mol/L的硫酸亚铁铵标准滴定溶液。溶解16.6g[(NH4)2Fe(SO4)2.6H2O]于水中,加入20ml浓硫酸待其冷却后稀释至1000ml,临用前,用重铬酸钾标准溶液标定。标定方法:准确吸取5ml重铬酸钾标准溶液4.5(1)与150ml锥形瓶中,加入稀释至约30ml左右,缓慢加入浓硫酸5ml,混匀,冷却后,加入2滴试亚铁灵指示剂(约0.10ml),用硫酸亚铁铵溶液滴定,溶液的颜色由黄色经蓝绿色至红褐色即为终点。
C[(NH4)2Fe(SO4)2.6H2O]=(0.2000*5)/V
式中C—硫酸亚铁铵标准溶液的浓度,mol/L。
V—硫酸亚铁铵标准容移动滴定用量,ml。
5. 仪器
5.1 消解装置:微波密封消解COD快速测定仪。150ml锥形三角瓶等常用实验室仪器。
5.225ml酸式滴定管。
6. 测试步骤
6.1 用刻度移液管吸取水样5.00ml置于消解罐中,准确加入5.00ml消解液和5.00ml催化剂,摇匀。
6.2 旋紧密封盖,注意使消解罐密封良好,将罐均匀放置入消解炉玻璃盘上,离转盘边沿约2cm圆周上单圈排好,关好炉门。
6.3 样品的消解时间取决于放置的消解罐数目,消解不同数目样品(不得少于3个),可按表1输入消解时间。
6.4滴定法测定COD结果。当定时消解完成时,消解炉发出鸣响。过2min后,将消解罐取出,冷却,打开密封盖,将反应液转移到150ml锥形瓶中,用蒸馏水冲洗消解罐帽2-3次,冲洗液并入锥瓶中,控制体积约30ml,加入2滴试亚铁灵指剂,用硫酸亚铁铵标准溶液回滴,溶液的颜色由色经蓝绿色至红褐色即为终点。记录硫酸亚铁铵准溶液的用量,按下式计算出CODcr值:
CODcr(O2mg/L)=[(v0-v1)*c*8*1000]/v2
式中v0—空白消耗硫酸亚铁铵量,ml;
v1—水样耗硫酸亚铁铵量,ml;
v2—水样体积,ml;
c—硫酸铁铵溶液的浓度,mol/L;
8—氧(1/2O)摩尔质量,g/mol
7. 方法验证与检测下限
7.1微波消解方法精密度、准确度偏性试验
依照《水环境监测规范》(SL219-98)的要求在6d内分别对空白溶液、质控使用的标准溶液、自配谷氨酸标准溶液进行检测,经对检测结果统计算,得出空白相对标准偏差小于0.15%,标准溶相对标准偏差小于4.3%,相对误差小于±0.3%。详见表2。
7.2与GB/T11914-1989对照试验
以地表水、入河排污口水样,进行微波消解法与GB/T11914-1989方法的对照试验,经统计计算结果表明:对于COD大于50mg/L水样,2种方法比线性相关系数r>0.999;对于COD小于50mg/L水样,2种方法相比线性相关系数r>0.99。详见表3
7.3检测下限
以表2中空白相对标准偏差最大的9个反应罐6d测定空白数据进行统计检测下限。
在测试中应用[(NH4)2Fe(SO4)2.6H2O]=0.0420mol/L的硫酸亚铁铵标准滴定溶液,其
标定体积为23.58ml。以v0=23.58v1=白滴定体积,按公式CODcr(O2mg/L)=[(v0-v1)*c*8*1000]/v2进行计算空白中COD含量。详细数据见表4 。
8. 注意事项
8.1此方法中的消解炉为微波炉,应严格按微波炉使用常识进行操作及维护保养。
8.2炉腔内空载时,严禁启动。为安全考虑,空载时建议炉腔内放一杯清水,加负荷前把它取出。
8.3对于COD小于50mg/L的水样,可改用0.1000mol/L重铬酸钾消解液。回滴时用0.021mol/L硫酸亚铁铵标准溶液。结果大于1300mg/L时,水样应适当稀释,适当延长消解时间,或增加重铬酸钾浓度(改用0.4mol/L),回滴时用0.084mol/L硫酸亚铁铵标准溶液。
8.4向消解罐中加入各种溶液时,移液管不能接触消解罐内壁,避免破坏内壁光洁度,造成分析误差。清洗时,亦严禁使用硬质工具,避免破坏内光洁度。
8.5消解结束后的消解罐内仍持续高温、高压,应置冷或用冷水冷却后,才能打开密封盖,避免溶液溅出烫伤人。
8.6该方法要求装置以全功率来消解样品,不可随意改变“消解时间设定表”中设定的消解时间。
参考文献:
[1] 林静 CODcr催化快速测定法与标准方法对比试验[J]工业水处理21 (9) 2001
本公司煤场为露天煤场,从南至北分为四个条形布置,每个煤场有效堆煤长度340m,宽度35m,有效堆存面积共计47600m2,煤场理论总储量为35万吨,可以满足3×650MW机组锅炉设计煤种最大连续蒸发量时26天的耗煤量。201号斗轮堆取料机轨道南侧设置一座干煤棚,长117.5m,宽80m,可储存干煤约6万吨,可以满足3×650MW机组锅炉最大连续蒸发量时4.5天的耗煤量。
2、煤场自燃损失及控制措施
据有估计,我国煤炭贮存过程中,因风损,雨损,自燃损失及管理不善造成的损失,每年达3000万吨以上,直接经济损失几十亿元。所以减少存煤损失,是燃料管理中一个很重要的课题。
2.1煤场自燃损失
煤场自燃损失是煤炭在煤场储存过程中发生热值损失最大的,本文重点介绍煤炭自燃的各个影响因素,并针对各影响因素采取措施,减少煤炭自燃的发生。
2.2燃煤自燃机理
煤的一种自燃属性就是在储存的过程中的氧化放热。煤的自燃过程就是煤表面分子中各种活性结构物与氧发生物理吸附和化学反应,并放出热量。如果该热量不能及时散发,在煤堆中越积越多使煤的温度升高,当温度升高到一定值时就引发了煤的自燃。
2.1.2煤自燃的影响因素
煤自燃与煤的成分有很大关系,其中以煤的水分Mt、挥发份Vdaf、含硫S及颗粒度尤为重要。
1)煤的水分影响
通过试验作出了煤中水分含量与吸氧量的关系图(图a、b、c、d)。图a、b是烟煤的水分含量和吸氧量的关系图,两张图中煤样水分分别为3%~5%和10%~12%,图c是褐煤的水分含量和吸氧量的关系图,图d是无烟煤的水分含量和吸氧量的关系图。
从上图可以看出,不同煤种出现吸氧量的高峰值对应含水量不同,但每个煤样都会有两个吸氧量的高峰点,主要因为在在较低含水量时煤的孔隙表面被水分子占据的面积小,有利于煤吸氧;而当含水量较高时有利于在煤的表面形成自由基2氧2水络合物,吸氧量增加。说明干煤和湿煤都是比较容易自燃的。
2)煤的挥发份影响
采用油浴式煤低温氧化实验系统,利用液体比热大、对流换热系数大以及温度分布更均匀的特点,对制备5种不同挥发份的煤样(各煤样挥发份如下表所示)以不同的速率加热,测得的出口O2,得出各煤样在各温度下的耗氧速率,如图所示:
可以看出,高挥发份与低挥发份煤样之间的耗氧速率差值越大;图 (b)则表明4,5号煤样它们的挥发份相接近,其耗氧速率差距较小且变化趋势相同。根据化学的能量守恒定律建立煤的放热强度的计算公式可以推出,煤的挥发份越低,其放热强度也越小;挥发份降低后,放热强度随温度上升的变化会趋于平缓。
3)煤的硫份影响
绝大部分煤矿所产的煤中都含有硫元素,而煤体中硫元素多以FeS2的形式存在〔1-3〕,对煤的氧化都有一定的促进作用。
随着温度的升高煤样的氧化反应越剧烈。当煤温超过50℃,各煤样的耗氧速率差距开始变大,煤样含硫量的越高,相同温度条件下耗氧速率越大,即氧化反应越剧烈。
4)煤的颗粒度的影响
实验时先将煤样在空气中破碎,并筛分出粒度为0.025~0.09cm(d50≈0.06cm)、0.09~0.3cm(d50≈0.20cm)、0.3~0.5cm(d50≈0.40cm)、0.5~0.7cm(d50≈0.60cm)、0.7~1.0cm(d50≈0.88cm)5种粒度的煤样,然后进行不同粒度煤样的程序升温实验。
根据各种粒度煤样在不同温度时的氧气体积分数,采用线性插值法,可得:煤温分别为50℃、80℃、90℃、和110℃时,不同粒度煤样耗氧速度和同温度下混合煤样实测的耗氧速度之比V0(T)/V0(T)ref与煤样粒度和无量纲参考粒度之比d50/dref的关系为煤的粒度越大,其耗氧速度越小,也就是氧化反应越小,越不容易发生自燃。
2.1.3预防自燃措施
根据以上对于煤场自燃的影响因素的分析,制定相应的预防措施,控制燃煤在堆放过程中发生自燃。1)煤场堆取料主要原则是“分类存放、分区管理”,优先取用高硫低、高挥发份煤。根据季节控制在煤场堆放时间。2)高 硫煤、褐煤、印尼煤等煤种开辟独立堆放区域,以便取配煤时能合理安排;原则上二、三号场尾部为褐煤堆放区域。3)高挥发份、高硫煤种堆放时,控制堆煤高度和宽度,不宜过高过宽。4)严格执行煤场测温制度,每班组负责一个煤场,每天对煤场各煤堆进行测温,发现温升变化较快煤种,优先安排取用。5)煤场排水系统应保持畅通,防止煤场严重积水,引发煤场自燃发生。
3、结束语
通过不断探讨研究,控制燃煤在煤场存储过程中的自燃,不断提高煤场的管理水平,创造更大的经济效益。
参考文献
[1]华润电力火电事业部《燃料管理包》
[2]赵雪,于喜.煤的自燃与露天煤场的安全运行.中国
[3]何启林,王德明.煤水分含量对煤吸氧量与放热量影响的测定.中国矿业大学学报
1、AgSO4:在氨水、硝酸、和浓硫酸不能算作沉淀,因为它易溶于氨水、硝酸、和浓硫酸,在水和乙醇中可以算作沉淀,因为它微溶于水,不溶于乙醇。
2、硫酸银,化学式为AgSO4,溶于硝酸,氨水和浓硫酸,慢慢地溶于125份水和71份沸水,不溶于乙醇。在纯水中为微溶,并且受溶液环境pH的减小而增大,当氢离子浓度足够大时可以有明显的溶解现象。用作分析试剂,测定水中化学耗氧量时用作催化剂。
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【关键词】污水处理;总有机碳;化学需氧量;标准液
0.引言
近年来,面对日益严重的水资源短缺、水环境污染等问题,以及全球对节能降耗、环境保护的日益重视,在线水质分析仪及其应用技术得到了飞速发展。而大多数人对污水处理的很多概念不是很了解,对污水处理在线仪表也仅限于耳闻。下面就污水处理中的一些知识和常用的两种在线水质分析仪作以简单介绍。
1.污水处理知识
1.1污水分类
按来源分类,污水可分为生产污水和生活污水。生产污水包括工业污水、农业污水、医疗污水等,生活污水就是人们在日常生活中产生的各类废水,是各类有机物和无机物的混合物。
1.2污水处理方法
污水处理的方法基本可以分为物理法、化学法和生物法等。
1.3污水处理指标
国家对水质的分析和检测制定有许多标准,其指标可分为物理、化学、生物三大类。
1.4污水处理中的仪表
污水处理中的仪表主要有:
浊度计、污泥界面仪、电导率仪、溶解氧测定仪、余氯/总氯测定仪、PH计、COD分析仪、TOC分析仪、NH3-N分析仪、水中油分析仪等。
2.TOC分析仪
2.1什么是TOC
TOC:
中文名称:总有机碳
英文名称:total organic carbon
它是以碳含量表示水体中有机物质总量的综合指标。TOC的测定一般采用燃烧法,此法能将水样中有机物全部氧化,可以很直接地用来表示有机物的总量。因而它被作为评价水体中有机物污染程度的一项重要参考指标。
2.2 TOC的测定原理
总有机碳(TOC),由专门的仪器――总有机碳分析仪(以下简称TOC分析仪)来测定。TOC分析仪,是将水溶液中的总有机碳氧化为二氧化碳,并且测定其含量。利用二氧化碳与总有机碳之间碳含量的对应关系,从而对水溶液中总有机碳进行定量测定。
仪器按工作原理不同,可分为燃烧氧化―非分散红外吸收法、电导法、气相色谱法等。其中燃烧氧化―非分散红外吸收法只需一次性转化,流程简单、重现性好、灵敏度高,因此这种TOC分析仪广为国内外所采用。
2.3 TOC的测定方法
2.3.1电导率法
使用紫外灯将水中有机物转化为二氧化碳,二氧化碳溶解在水中形成碳酸根离子。有机物转化前后都测量电导率,通过电导率的差值可算出增加的碳酸根含量,就可以算出水中的TOC了。
2.3.2燃烧氧化―非分散红外吸收法
按测定TOC值的不同原理又可分为差减法和直接法两种。
(1)差减法测定TOC值的方法原理。
TOC=TC(总碳)-TIC(总无机碳)。
水样分别被注入高温燃烧管(900℃)和低温反应管(150℃)中。经高温燃烧管的水样受高温催化氧化,使有机化合物和无机碳酸盐均转化成为二氧化碳。经反应管的水样受酸化而使无机碳酸盐分解成为二氧化碳,其所生成的二氧化碳依次导入非分散红外检测器,从而分别测得水中的总碳(TC)和无机碳(TIC)。总碳与无机碳之差值,即为总有机碳(TOC)。
(2)直接法测定TOC值的方法原理
将水样酸化后曝气,使各种碳酸盐分解生成二氧化碳而驱除后,再注入高温燃烧管中,可直接测定总有机碳。但由于在曝气过程中会造成水样中挥发性有机物的损失而产生测定误差,因此其测定结果只是不可吹出的有机碳值。
2.4 TOC仪器的组成
TOC分析仪主要由以下几个部分构成:进样口、无机碳反应器、有机碳氧化反应器(或是总碳氧化反应器)、气液分离器、非分光红外CO2分析器、数据处理部分。
2.5试剂准备
(1)磷酸/稀盐酸(酸化)。
(2)蒸馏水(清洗)。
2.5.1标准试剂准备
(1)邻苯二甲酸氢钾(KHC8H4O4):基准试剂。
(2)无水碳酸钠:基准试剂。
(3)碳酸氢钠:基准试剂。
(4)无二氧化碳蒸馏水。
2.5.2 TOC标定液
标准贮备液的制备。
(1)有机碳标准贮备液:称取干燥后的适量邻苯二甲酸氢钾(KHC
8H4O4),用水稀释,一般贮备液的浓度为400mg/L有机碳。
(2)无机碳标准贮备液:称取干燥后适量比例的碳酸钠和碳酸氢钠,用水稀释,一般贮备液的浓度为400mg/L无机碳。
2.6水样中TOC的分析步骤
2.6.1校准曲线的绘制
由标准溶液逐级稀释成不同浓度的有机碳、无机碳标准系列溶液,分别注入燃烧管和反应管,测量记录仪上的吸收峰高,与对应的浓度作图,绘制校准曲线。
2.6.2水样测定
取适量水样注入TOC仪器进行测定,所得峰高从标准曲线上可读出相应的浓度,或由仪器自动计算出结果。
2.6.3计算
(1)差减法:总有机碳(mg/L)=总碳-无机碳。
(2)直接法:总有机碳(mg/L)=总碳。
2.7 TOC分析仪的应用
目前,卫生防疫和水质监测部门越来越重视水中有机物的污染情况。TOC的检测必不可少,各种类型的TOC分析仪在这些部门也得到了比较广泛的应用。
3.COD分析仪
3.1 COD概念
化学需氧量又称化学耗氧量(chemical oxygen demand),简称COD。是利用化学氧化剂(如高锰酸钾)将水中可氧化物质(如有机物、亚硝酸盐、亚铁盐、硫化物等)氧化分解,然后根据残留的氧化剂的量计算出氧的消耗量。它和生化需氧量(BOD)一样,是表示水质污染度的重要指标。COD的单位为ppm或毫克/升,其值越小,说明水质污染程度越轻。
3.2 COD测定方法
水中的还原性物质有各种有机物、亚硝酸盐、硫化物、亚铁盐等。但主要的是有机物。因此,化学需氧量(COD)又往往作为衡量水中有机物质含量多少的指标。如果化学需氧量越大,说明水体受有机物的污染越严重。化学需氧量(COD)的测定,随着测定水样中还原性物质以及测定方法的不同,其测定值也有不同(所以通常水中还原性的无机物也会影响测量结果,常见的比如亚硝酸盐、硫化物、二价铁离子等)。
目前应用最普遍的是酸性高锰酸钾氧化法与重铬酸钾氧化法。高锰酸钾(KMnO4)法,氧化率较低,但比较简便,在测定水样中有机物含量的相对比较值及清洁地表水和地下水水样时,可以采用。重铬酸钾(K2Cr2O7)法,氧化率高,再现性好,适用于废水监测中测定水样中有机物的总量。
3.3 COD分析仪工作步骤
水样、重铬酸钾、硫酸银溶液和浓硫酸的混合液(催化剂使直链芳香烃化合物氧化更充分)在消解池中被加热到175℃, 在此期间铬离子作为氧化剂从Ⅵ价被还原成III价而改变了颜色,颜色的改变度与样品中有机化合物的含量成对应关系,仪器通过比色换算直接将样品的COD显示出来。主要干扰物为氯化物,加入硫酸汞形成络合物去除。
3.4分析仪的日常维护
(1)更换药剂。
(2)清洗、更换管路。
(3)定期标定。
(4)定期检查、处理故障。
4.结论
随着人们环保意识的逐渐提高,国家环保部门对各类水质指标的逐渐重视,水处理仪表将在今后的生产生活中发挥越来越重要的作用。
论文摘要我国水库资源非常丰富,水库网箱养殖发展迅速,但普遍存在发展无序、管理滞后、水质恶化等问题。研究了网箱养殖与水库水质变化的相互关系,并提出保持水库水域生态良性平衡的几点建议。
我国现有各种类型水库8900余座,总水面超过200万公顷,占淡水总水面的11.5%,其中可养鱼的水面估计超过180万公顷,占全国淡水可养水面的32%。水库是农业灌溉、人畜饮水、渔业养殖的主要区域,网箱养殖是一项高投入、高产出、适合大水面的渔业方式,具有投资少、产量高、见效快的特点,水库网箱养殖能够最经济和最大程度地利用现有水库资源。但是随着养殖规模和养殖强度的扩大,网箱养殖对水库生态环境的影响凸现,养殖残饵、排泄物、渔药、死鱼、生活废物等严重破坏水库生态系统,2006年初至2007年底,我们对广西的水库网箱养殖进行了实地调研,初步探讨了水库网箱养殖与水质变化的相互关系。
1网箱养鱼对水库水环境的影响
水库水域是一个完整的生态系统,网箱养鱼后将会打破原来的系统平衡,对投饵式养殖而言,系统在增加鱼群体总量的同时,还大量投入饵料;对非投饵式养殖而言,系统增加了滤食性鱼群体总量,消耗掉大量的浮游生物量。因此,网箱养鱼对水库水环境的影响因水库自身的条件不同而有所不同,既有积极有利的作用又有消极抑制的作用。我们对广西龙滩水库网箱养鱼调研表明,至2008年初库区内共有网箱约3万箱,其中95%以上是放养滤食性鱼类,利用水库丰富的浮游生物进行养殖(俗称为生态养殖),放养吃食性鱼类仅600箱左右,年产鱼量约2万吨。2008年3月在水库上游2000m和3000m处曾对水样进行抽检,结果COD浓度为10mg/L、总P浓度为0.11mg/L、总N浓度为2.1mg/L、石油类为0.02L/L、高锰酸盐为2.4mg/L,除因船舶航行有局部水域受石油类污染外,尚不存在其他严重污染问题,基本达到国家规定的地表3类水质标准。但受库区移民就业压力和眼前利益的驱动,库区的网箱养殖将迅猛发展,3~4年内库区的浮游生物就会出现供不应求的局面,到那时养殖模式势必转为人工投料养殖。据刘潇波[1]研究认为,每投喂1t饲料就有100~150kg散失于水中。按现有网箱规模,每年将有2000t的残饵进入库区水体,龙滩水库水质将受到严重污染。孟红明等[2]曾对我国主要水库的富营养化现状调查,认为水库水质总体状况堪忧,被评价的135座水库中贫营养型水库38座、中营养型水库40座、富营养型水库57座,分别占调查水库总库容的17.6%、45.4%、37.0%,如不采取相应的措施,水体富营养化将日趋严重。
2网箱养殖对水库水体溶氧量(DO)的影响
溶解在水中的氧称为溶解氧(DO),DO以分子状态存在于水中,DO量是水库水质重要指标之一。水库水体DO含量受到2种作用的影响:一种是使DO下降的耗氧作用,包括好氧有机物降解、生物呼吸;另一种是使DO增加的复氧作用,主要有空气中氧的溶解、水生植物的光合作用等,在藻类丰富的水体中,光合作用放氧也可能使水中的氧达到过饱和状态,好氧和复氧作用使水中DO含量呈现出时空变化。在水库中进行网箱养殖,部分散失在水体中的饵料和鱼类排泄物增加,若其耗氧速度超过氧的补给速度,则水中DO量将不断减少。另外,网箱养殖的鱼类呼吸要消耗大量的DO。因此,网箱区水体中的DO通常低于无网箱区。当水体受到有机物污染时,水中DO量甚至可接近于零,这时有机物在缺氧条件下分解就出现腐败发酵现象,使水质严重恶化,可造成鱼类浮头、死亡。水库水体中DO的数0,除了跟水体中的生物数量和有机物数量有关外,还与水温和水层有关,底层水中一般DO较少,深层水中甚至完全无氧,水体中的溶解氧随水深的增加而减少是一个普遍现象,网箱养殖可使这一现象加剧。水质良好的水体DO量应维持在5~10mg/L,2006年10月26日11时我们对南宁横县西津水库的米埠坑上、中、下游水体进行抽测,其DO分别为7.04mg/L、4.16mg/L和3.84mg/L,显然米埠坑中游和下游断面的DO已低于安全界限4.9mg/L,这是由于人类的网箱养殖活动造成的。
3网箱养殖对水库水体生化需氧量(BOD)的影响
水体中微生物分解有机物的过程消耗水中DO的量,称生化需氧量(BOD),BOD是表示水体被有机物污染程度的一个重要指标。一般有机物在微生物作用下,其降解过程可分为2个阶段,第1阶段是有机物转化为二氧化碳、氨和水,第2阶段是氨进一步在亚硝化细菌和硝化细菌的作用下,转化为亚硝酸盐和硝酸盐,即硝化过程。BOD一般指的是第1阶段生化反应的耗氧量。在水产养殖中通常采用20℃条件下经5d培养后测得的BOD作为水中有机物的耗氧量。水库网箱养殖产生残饵和排泄物等有机物通常都可以被微生物所分解,但分解需要消耗氧,如果水中的溶解氧不足以供给微生物需要,部分有机物氧化不完全,容易产生H2S、NH3等有毒气体,危害养殖鱼类的健康,严重时会引起养殖鱼类的大量死亡,所以在DO较高的水库有机物分解的较好,鱼类的发病率较低。一般认为BOD小于1mg/L,表示水体清洁;大于3~4mg/L,表示受到有机物污染。据刘顺科等[3]对水磨滩水库网箱养殖的水质研究表明,网箱养殖区的生化耗氧量高于对照区,网箱养殖使水库水体的生化耗氧量明显增加。
4网箱养殖对水库水体化学需氧量(COD)的影响
水体中能被氧化的物质在规定条件下进行化学氧化过程中所消耗氧化剂的量,称为化学需氧量(COD)。水中各种有机物进行化学氧化反应的难易程度是不同的,因此,化学需氧量只表示在规定条件下水中可被氧化物质的需氧量的总和。COD与BOD比较,COD的测定不受水质条件限制,测定的时间短,COD不能区分可被生物氧化和难以被生物氧化的有机物,不能表示出微生物所能氧化的有机物量,而且化学氧化剂不仅不能氧化全部有机物,反而会把某些还原性的无机物也氧化了。所以采用BOD作为有机物污染程度的指标较为合适,在水质条件限制不能做BOD测定时,可用COD代替。网箱养殖对水库水体COD的影响与BOD相类似,其使水库水体的化学耗氧量增加。
5网箱养殖对水库水体pH值的影响
pH值亦称氢离子浓度指数,是溶液中氢离子活度的一种标度,也就是通常意义上溶液酸碱程度的衡量标准。pH值是水库水质的一个重要指标,它对网箱养殖鱼类的生长有着直接或者间接的影响。对网箱养殖而言,pH值7.5~8.0的微碱性条件是较为理想的酸碱度。通常由于水库的水体较大,为天然的缓冲系统,因而其pH值变化幅度较其他参数小。水库的pH值变化主要与工业污染、酸雨(广西近年降水酸度pH值平均为4.9左右)、水生生物的活动、水温、空气中CO2分压的变化和底质中有机碎屑的腐解有关,正常的网箱养殖对pH值的影响不大,但在养殖活动中大量使用药物(如生石灰、漂白粉、盐酸等)、大量死鱼或富营养化发生水华等情况下,养殖区的pH值会升高或降低。2006年10月26日11时我们对南宁横县西津水库的米埠坑上、中、下游水体进行抽检,三断面pH值无明显差异。
6网箱养殖对水库水体总氮(TN)、总磷(TP)的影响
水体中的氮主要以3种形式存在:可溶性无机氮、有机氮化合物及溶解的分子态氮,TN通常包括无机氮和有机氮。有机氮主要存在于各种有机细屑和鱼类的排泄物中;无机氮指溶在水中的各种无机化合物中的氮,主要是三态氮:硝态氮、亚硝态氮和铵态氮。水体中的磷几乎都以各种磷酸盐的形式存在,在各项水质指标中,氮和磷是水体富营养化最主要的诱因。水库富营养化程度与水体TN、TP浓度密切相关,随着其浓度的升高,水体的富营养化程度也在不断加剧,TN在0.5~1.5mg/L之间为富营养型,TP超过0.01mg/L时,就可能引起富营养化发生,在网箱养殖水域,散失的饵料和养殖对象的排泄物是投饵网箱养殖水体中磷的主要来源,高密度的投饵网箱养殖造成水体中磷浓度的增加。我所于2006年对西津水库网箱养殖对水质的影响研究表明,养殖区的无机磷和TP分别是非养殖区的1.25倍和1.67倍[4],网箱区水层中总TP随水深的增加而增加,是P沉积的结果,这在有跃温层的水体中表现得尤为明显。2007年区环保部门对施行网箱养殖的龙滩水库、岩滩水库、大王滩水库和青狮潭水库水质的检测结果是:水库水体为Ⅳ类水质,但是TN和TP超标、富营养化趋势明显。网箱养殖产生的废物增加了水体营养物的总浓度,降低了水体的透明度,导致水体一定程度的富营养化。在龙滩水库的不投饵网箱养殖,主养品种以鲢、鳙鱼为主,对网箱区及上下游的水质监测结果表明,不投饵网箱养殖能改善水体透明度,降低BOD、COD含量,对降低TP也有一定的作用。
7讨论与分析
2006年,全国水资源综合规划调查评价,我国主要水库中约1/4的水库水质状况劣于III类标准;6.4%为劣V类,污染严重,水体功能基本丧失。其中中南、华东地区水库水质状况较好,西北、西南和华北地区次之,东北地区最差。水质超标项目主要为高锰酸盐指数、化学需氧量、五日生化需氧量、氨氮、挥发酚等,说明我国水库水体污染主要为耗氧有机污染。我国水库水质状况恶化有多种原因,其中生活用水、工业用水等点源污染未能得到有效控制,降雨径流造成的面源污染日益严重,由水产养殖造成的内源污染正逐步显现,形成了点源、面源和内源污染共存、污染物类型多样的复杂态势。水库网箱养殖是内源污染的主要形式,其对水库水质的影响主要是由于投饵、排泄等原因造成水体中TP、TN增加,DO量减少,COD、BOD升高,而对水体的pH值、水温等影响不大。
8建议
(1)积极开展水库水环境演变机理及水环境修复技术的研究。根据水库不同的水质类型,建立相应的负载力模型,限制养殖规模,合理布局网箱养殖区域。
(2)定期对水质进行监测,避免长时间养殖带来富营养化和污染,保证水库水环境处于良性生态平衡状态。目前,我国水库中真正监测水质状况的不多,只有一些大水库有监测,但数据是不公开的,要遏制水库水质的恶化,必须加强水库水质的监测、监管和信息制度。
(3)推行健康养殖。选择合理的养殖品种,吃食性鱼类和滤食性鱼类搭配合理;选择优质的饲料,注重饵料的投放量和投喂方法,减少残饵对水体污染,提高饵料利用率;提高疾病预防意识,严禁使用违禁渔药。
(4)加强对养殖户的环保教育,提高环保意识,让大家都认识到水资源并非“用之不尽,取之不竭”,如果违反自然规律,无节制地索取水资源,最后必将得到自然界的报复,自觉树立“人人有责,从我做起”的观念。
9参考文献
[1]刘潇波,高殿森.浅析淡水网箱养鱼对水环境的影响及对策[J].重庆工业高等专科学校学报,2004,19(6):50-51.
[2]孟红明,张振克.我国主要水库富营养化现状评价[J].河南师范大学学报(自然科学版),2007,35(2):133-136.
[关键词]生化需氧量 影响因素
中图分类号:TP393.08 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)01-0255-01
一、概述
生化需氧量又称生化耗氧量,是“生物化学需氧量”的简称,英文(biochemical oxygen demand)缩写BOD,是表示在一定期间内,微生物分解一定体积水中的某些可被氧化物质,特别是有机物质所消耗的溶解氧的数量,常用mg/L表示。它是反映水中有机污染物含量的一个综合指标,其值越高,说明水中有机污染物质越多,污染也就越严重。
微生物对有机物的分解与温度有直接的关系,一般最适宜温度在15-30℃,实际测量中通常选取20℃作为培养测定温度。通常污水中有机物质分解分两个阶段进行,第一阶段为碳氧化阶段,是有机物转化为CO2、H2O、NH3的过程;第二阶段为硝化阶段,是NH3进一步在硝化细菌和亚硝化细菌的作用下转化为硝酸盐和亚硝酸盐的过程。各种有机物达到完全氧化分解的时间,总共约需一百天。但是,这在实际试验中很难做到,为此规定五天的耗氧量为代表,称其为五日生化需氧量,简称BOD5,这对生活污水来说,它相当于完全氧化分解耗氧量的70%左右。
二、BOD测定方法简介
BOD的实验室常用测定方法是稀释与接种法,该方法的检出限为0.5mg/L,方法的测定下限为2 mg/L,非稀释法和非稀释接种法的测定上限为6 mg/L,稀释与稀释接种法的测定上限为6000mg/L。若样品中的有机物含量较多,BOD5的质量浓度大于6 mg/L,需要稀释后再培养,以降低其浓度并保证氧气消耗量不超过水中的溶解氧量。同时,为了保证水样在培养过程中微生物的生长,稀释水通常要在空气中曝气,使稀释水中溶解氧接近饱和,然后在稀释水中加入适量的无机盐和缓冲物质(通常加入磷酸盐缓冲溶液、硫酸镁溶液、氯化钙溶液、氯化铁溶液等),以保证微生物营养需要;对于经过二级生化处理的出水,往往含有大量的硝化微生物,需要在稀释水中加入硝化抑制剂;对于不含或少量含有微生物的工业废水,其中包括酸、碱、高温废水或经过氯化处理的废水在BOD测定时应进行接种,以引入能分解废水中有机物的微生物,当废水中存在难被一般生活污水中微生物以正常速度降解的有机物或含有剧毒物质时,应将驯化后的微生物引入水样中进行接种。
1 水质五日生化需氧量(BOD5)测定实验分析
1)实验方法及实验结果分析:借助于容积为50 ml的移液管装置针对50 ml计量的水样样本进行吸取作业,并将其放置于1000 ml剂量容量瓶仪器当中。在此基础之上需要借助于吸虹法针对水样样品进行吸取作业(吸取作业应当将稀释水水样确定在该容量瓶刻度之上)。与此同时,需要针对水样样品进行充分搅拌处理,进而同样选取吸虹法分两次进行培养瓶吸取作业。两瓶配样瓶当中选取一瓶放置于培养瓶反应环境当中(培养时间控制在5d范围之内)。针对培养瓶前后容器内的氧浓度指标参数进行分次测定作业。通过对以上差值的分析可以获取每单位(1000 mL)水体中氧气质量的消耗予以测定,与之相对应的数值即为水质五日反应状态下生化需氧量(BOD5)数值。从这一角度上来说,有关水质五日生化需氧量(BOD5)测定的关键在于实现对溶解氧指标的测定作业。
对于我国而言,现阶段有关溶解氧的测定方式以碘量法为主。即针对100ml剂量状态下水中溶解氧已固定水样,选取硫代硫酸钠进行滴定处理,针对此过程中硫代硫酸钠的滴定剂量进行用量分析,进而借助于对重酪酸钾试剂的应用测定样品浓度。按照以上方式可以总结有关水质五日生化需氧量(BOD5)数值的测定方式如下:BOD5={(培养状态前水样溶解氧含量-培养状态后水样溶解氧含量)×[(水样体积参数-水样稀释状态下总体积参数)/水样体积参数]×水样溶解氧差值参数}×水样体积/水样稀释状态下总体积参数。以上计算过程中对于水样溶解氧含量取值单位为mg/L,水样体积参数以及水样稀释状态下总体积参数取值单位ml。
2)实验过程中的溶液制备分析:有关水质五日生化需氧量(BOD5)溶液制备过程中所涉及到的溶液试剂包括重酪酸钾标准溶液以及硫代硫酸钠溶液这两个方面。前者溶液浓度确定为0.025 mmol/L单位,后者溶液浓度按照0.2 g碳酸钠试剂结合3.2 g硫代硫酸钠试剂煮沸冷却并稀释1000 ml水分所获取。
3)实验过程中有关硫代硫酸钠溶液的标定用量状态下的溶液浓度计算应当按照如下方式进行:硫代硫酸钠溶液标定用量浓度参数=重酪酸钾标准溶液溶度参数(单位:mol/L)×[重酪酸钾标准溶液体积参数(单位:ml)/滴定过程中所耗费的硫代硫酸钠体积参数(单位ml)]
三、BOD测定过程需要注意的问题
由于BOD的生化反应过程十分复杂,并经过五天的培养,所以影响该过程的因素很多,大体归纳为以下几个方面。
(一)样品储存条件及储存时间对BOD测定的影响
按照HJ/T 91的相关规定,采集的样品应充满并密封于棕色玻璃瓶中,样品量不小于1 000ml,在0~4℃的暗处运输和保存,并于24h内尽快分析。储存条件和时间不达标准,均会对测定结果产生影响。
(二)温度对BOD测定的影响
温度直接影响微生物的生长繁殖,进而影响到BOD的测定结果,另外,温度的变化还会影响到水中溶解氧量的变化。
(三)曝气对BOD测定的影响
稀释水用曝气装置至少曝气1h,使稀释水中的溶解氧达到8mg/L以上。在曝气的过程中防止污染,特别是防止带入有机物、金属、氧化物或还原物。如有污染,空气应过滤清洗。稀释水中氧的质量浓度不能过饱和,使用前需开口放置1h,且应在24h内使用。
(四)稀释水来源对BOD测定的影响
实验用水为符合GB/T 6682规定的3级蒸馏水,且水中铜离子的质量浓度不大于0.01mg/L,不含有氯或氯胺等物质。BOD5稀释水的水源选择甚为重要,离子交换水易受到树脂床的污染,不易采用。而蒸馏水作为BOD稀释水源,其空白值可达到规定要求。
(五)稀释倍数对BOD测定的影响
如样品中的有机物含量较少,BOD5的质量浓度不大于6 mg/L,且样品中有足够的微生物,用非稀释法测定。若样品中的有机物含量较少,BOD5的质量浓度不大于6 mg/L,但样品中无足够的微生物,如酸性废水、碱性废水、高温废水、冷冻保存的废水或经过氯化处理等的废水,采用非稀释接种法测定。若试样中的有机物含量较多,BOD5的质量浓度大于6mg/L,且样品中有足够的微生物,采用稀释法测定;若试样中的有机物含量较多,BOD5的质量浓度大于6mg/L,但试样中无足够的微生物,采用稀释接种法测定。
(六)pH对BOD测定的影响
pH影响微生物的生长,BOD测定方法中规定,若样品或稀释后样品pH值不在6~8范围内,应用盐酸溶液或氢氧化钠溶液调节其pH值至6~8。
(七)余氯和结合氯的去除
若样品中含有少量余氯,一般在采样后放置1~2 h,游离氯即可消失。对在短时间内不能消失的余氯,可加入适量亚硫酸钠溶液去除样品中存在的余氯和结合氯,加入的亚硫酸钠溶液量的确定:取已中和好的水样,加入乙酸溶液、碘化钾溶液混匀,暗处静置5 min。用亚硫酸钠溶液滴定析出的碘至淡黄色,加入淀粉溶液呈蓝色。再继续滴定至蓝色刚刚褪去,即为终点,记录所用亚硫酸钠溶液体积,由亚硫酸钠溶液消耗的体积,计算出水样中应加亚硫酸钠溶液的体积。
四、小结
稀释法和稀释接种法的对比测定结果重现性标准偏差为11mg/L,再现性标准偏差为3.7~22 mg/L。非稀释法实验室间的重现性标准偏差为0.10~0.22 mg/L,再现性标准偏差为0.26~0.85 mg/L。
BOD作为水质检测的一项重要指标,其反映的可降解的有机物污染程度是其他测量参数无法替代的。为了达到成功测量的目的,必须依靠国标减少实验的盲目性,高度重视实验过程中的关键因素,提高实验的准确性,将误差控制在规定的范围内。
参考文献
关键词:化学需氧量;环境监测;综述
化学需氧量(COD)是评价水体污染的重要指标之一。COD测定的主要方法有高锰酸盐指数法(GB11892 - 89)和重铬酸钾氧化法(GTB11914 -89) 。高锰酸盐指数法适用于饮用水、水源水和地面水的测定。重铬酸钾氧化法(CODCr )适用于工业废水、生活污水的测定,但此法要消耗昂贵的硫酸银和毒性大的硫酸汞,造成严重的二次污染,且加热消解时间长、耗能大,缺点十分明显,已不适应我国环境保护发展的需求。为此,人们从不同方面进行了改进。
1 标准法的改进
1.1 消解方法的改进
为缩短传统的回流消解时间,早期进行的工作包括密封消解法、快速开管消解法、替代催化剂的选择等;近期的工作主要包括采用微波消解法、声化学消解法、光催化氧化法等新技术。
1.1.1替代催化剂的研究 重铬酸钾法所用的催化剂Ag2 SO4 价格昂贵,分析成本高。因此,毕业论文研究Ag2 SO4 的替代物,以求降低分析费用有一定的实用性。如以MnSO4 代替Ag2 SO4 是可行的,但回流时间仍较长。Ce ( SO4 ) 2 与过渡金属混合显示出很好的协同催化效应,如以MnSO4 - Ce ( SO4 ) 2复合催化剂代替Ag2 SO4[ 1 ] ,测定废水COD,不但可降低测定费用,还可降低溶液酸度和缩短分析时间,与重铬酸钾法无显著差异。
1.1.2微波消解法 如微波消解无汞盐光度法测定COD;微波消解光度法快速测定COD;无需使用HgSO4 和Ag2 SO4 测定COD 的微波消解法;氧化铒作催化剂微波消解测定生活污水COD 等。Ramon[ 2 ]等采用聚焦微波加热常压下快速消解测定COD。
与标准回流法相比,微波消解时间从2h缩短到约10min,且消解时无需回流冷却用水,耗电少,试剂用量大大降低,一次可完成12 个样品的消解,减轻了银盐、汞盐、铬盐造成的二次污染[ 3 ] 。专著[ 4 ]对此作了较全面的总结。
1.1.3声化学消解法 尽管微波消解时间短,但消解完后要等消解罐冷却至室温仍需一定时间。而超声波消解方便,设备简单,且不受污染物种类及浓度的限制,近年来已有一些应用研究[ 5 ] 。钟爱国[ 6 ]使用自制的声化学反应器对不同水样进行了声化学消解试验,提高了分析效率,减少了化学试剂用量, COD 测定范围150mg ·L - 1 ~ 2000mg·L - 1 ,标准偏差≤615% ,加标回收率96% ~120%。超声波消解时,超声波辐射频率和声强是两个重要的影响因素。试验表明,超声波辐射标准水样30min 时, 低频( 20kHz) 、适当高的声强(80W·cm- 2 )有利于水样的完全消化。
1.1.4光催化氧化法 紫外光氧化快速、高效,在常温常压下进行,不产生二次污染,因此对水和废水分析的优势特别突出。近几年来,半导体纳米材料作为催化剂消除水中有机污染物的方法已引起了人们的广泛关注。当用能量等于或大于半导体禁带宽度(312eV)的光照射半导体时,可使半导体表面吸附的羟基或水氧化生成强氧化能力的羟基自由基( ·OH) ,从而使水中的有机污染物氧化分解。艾仕云等[ 7 ]提出纳米ZnO 和KMnO4协同氧化体系,并据此建立了测定COD 的方法,所得结果的可靠性和重现性与标准法相当。他们还使用K2 Cr2O7 氧化剂、纳米TiO2 光催化剂测定COD[ 8 ] 。通过光催化还原K2 Cr2O7 生成的Cr3 +浓度变化,可以获得样品的COD值。但反应仍需恒温搅拌,反应液需离心过滤。操作烦琐,且不能在线快速分析。
1.2 测定方法的改进
1. 2. 1分光光度法 分光光度法测定COD是在强酸性溶液中过量重铬酸钾氧化水中还原性物质, Cr6 +还原为Cr3 + ,英语论文利用分光光度计测定Cr6 +或Cr3 +来实现COD 值测定。Inaga 等以Ce ( SO4 ) 2作氧化剂,加热反应后测定吸光度,计算出COD值。Konno使用自制的比色计与PC机相联测定COD,所得结果与标准法基本一致。光度法测得COD值快速、准确、成本低等。目前,国内外不少COD快速测定仪均是基于光度法原理。如美国HACH公司制造的COD测定仪是美国国家环保局认可的COD测量方法。
1. 2. 2电化学分析法
(1)库仑法 库仑法是我国测定COD的推荐方法,该法利用电解产业的亚铁离子作库仑滴定剂进行库仑滴定, 根据消耗的电量求得剩余K2 Cr2O7 量,从而计算出COD。广州怡文科技有限公司和中国环境监测总站研制的EST22001COD在线自动监测仪,采用库仑滴定原理,测量范围5mg/L~1000mg/L;测量时间30min~60min,测量误差≤±5% FS;重复误差≤±3%FS,与手动分析具有很好的相关性。
(2)电解法 此法既不外加氧化剂,也不加热消解水样,而是利用电化学原理直接测量水中有机物的含量,是COD测定方法的突破。方法原理基于特殊电极电解产生的羟基自由基( ·OH)具有很强的氧化能力,可同步迅速氧化水中有机物,较难氧化的物质(如烟酸、吡啶等)也均能被·OH氧化。羟基自由基被消耗的同时,工作电极上电流将产生变化。当工作电极电位恒定时,电流的变化与水中有机物的含量成正比关系,通过计算电流变化便可测量出COD 值。作者在这方面作了一些探索工作,取得了初步的结果[ 9, 10 ] 。由于水样不需消解,极大缩短了分析流程,还克服了传统方法中“二次污染”的问题。目前,这类仪器代表产品是德国LAR公司的Elox100A型COD在线自动监测仪h[ 11 ] 。仪器测量范围从1mg/L~10000mg/L,最大可到100000mg/L,测量周期2min~6min。此仪器在欧美各国已得到较广泛的应用,在我国也获得国家质量监督检疫总局计量器具型式批准证书。
(3)其他电化学分析法 Dugin[ 12 ]提出以Ce( SO4 ) 2 为氧化剂,利用pH电极和氧化还原电极直接测定电势从而测定COD 值的方法。Belius2tiu[ 13 ]以两种不同的玻璃电极组成电池,通过直接测定电池电动势, 对水样中COD值进行测定。赵亚乾[ 14 ]以一定比例的反应溶液回流10min后,冷却稀释,用示波器指示终点进行示波电位滴定测定COD。
Westbroek等[ 15 ]提出Pt - Pt/PbO2 旋转环形圆盘电极多脉冲电流分析法,通过电化学方法产生强氧化剂,硕士论文有机污染物在圆盘电极表面直接氧化或与产生的氧化物质反应而间接被转化。伏安计时电流法和多脉冲计时电流法测COD,可在几秒中获得结果,而且可以在线监测。形成的强氧化媒介可使工作电极表面保持清洁。但方法检测限较高,不适合地表水或轻度污染水的测定。但德忠等[ 16 ]提出混合酸消解和单扫描极谱法快速测COD 的方法。该法基于用单扫描极谱法测定混合酸(H3 PO4 - H2 SO4 )消解体系中过量的Cr6 + ,从而间接测定COD。混合酸消解回流时间只需15min。Venkata等[ 17 ]使用示差脉冲阳极溶出伏安法(DPASV)进行电化学配位滴定确定有机金属络合物的络合能力,从而测定COD。
1.2.3化学发光法 根据重铬酸钾消解废水后其最终还原产物Cr3 +浓度与COD值成正比关系,以及在碱性条件下, Luminol - H2O2 - Cr3 +体系产生很强的化学发光的原理,文献[ 18, 19 ]提出一种用光电二极管做检测器测定水体化学需氧量的新方法。
1.2.4紫外吸收光谱法 紫外吸收光谱法是通过测量水样中有机物的紫外吸收光谱(一般用254nm波长) ,直接测定COD。已有工作表明,不少有机物在紫外光谱区有很强的吸收,在一定的条件下有机物的吸光度与COD 有相关性,利用这种相关性可直接测定COD。这种方法不像COD、总有机碳( TOC)方法那样明确,但在特定水体中有极高的相关性,也能真实反映有机物含量。基于紫外吸收原理测定COD 的仪器已有生产。这类方法均不需添加任何试剂、无二次污染、快速简单,但前提条件是水质组成必须相对稳定。此方法在日本已是标准方法,但在欧美各国尚未推广应用,在我国尚需开展相关的研究。
2 自动在线分析技术
流动分析( FA)用于水样COD的测定可将样品消解和测定实现一体化,留学生论文使整个过程实现在线化、自动化。Korinaga[ 20 ]提出以Ce ( SO4 ) 2 为氧化剂,采用空气整段间隔连续流动分析法对环境水样中的COD进行测定,采样频率达90次/h,但需特制的阀,且管长达18m。陈晓青等[ 21 ]提出测定COD的流动注射停流法,系统以微机控制蠕动泵的启停,并记录分光光度计检测到的信号。由于停流技术的引入,解决了慢反应中样品的过度分散问题。
Cuesta等[ 22 ]提出COD的微波消解火焰原子吸收光谱- 流动注射分析法。用微波加热消解样品,未被样品中有机物质还原的Cr6 +保留在阴离子交换树脂上, Cr6 +经洗脱后用火焰原子吸收光谱法测定。这种方法在检测中没有基体效应的影响。
尽管流动注射分析的优势突出,但仍免不了传统加热方式。为了提高在线消解效率,不得不加长反应管或采用停留技术,这又导致分析周期延长或低的采样频率。医学论文微波在线消解效果虽好,但去除产生的气泡使流路结构复杂化。但德忠等[ 23 ]将流动注射和紫外光氧化技术引入高锰酸盐指数的测定中,建立了紫外光催化氧化分光光度法测定高锰酸盐指数的流动分析体系,并对多种标准物质(葡萄糖、邻苯二甲酸氢钾、草酸钠等)进行了研究,反应仅需约115min,回收率8310%~11110%,检测限为016mg/L。用此方法成功测定了COD质控标准(QCSPEX - PEM - WP)和英格兰普利茅斯Tamar河水样品。
Yoon - Chang[ 24 ]将光催化剂二氧化钛铺助紫外光消解与流动分析技术联用测定化学耗氧量,获得了好的相关性。李保新等[ 25 ]把化学发光系统和流动分析法结合测定高锰酸盐指数,有机物在室温条件下发生化学氧化反应, KMnO4 还原为Mn2 +并吸附在强酸性阳离子交换树脂微型柱上,同时过量的MnO-
4 通过微型柱废弃。吸附在微型
柱上的Mn2 + 被洗脱出来使用H2O2 发光体系检测。若换用职称论文重铬酸钟氧化剂,在酸性条件下,重铬酸钾还原生成的Cr ( Ⅲ)催化Luminol - H2O2 体系产生强的化学发光可测定COD。该方法已用于地表水样COD的测定。
基于流动技术,综合电化学技术、现代传感技术、自动测量技术、自动控制技术、计算机应用技术、现代光机电技术研制的COD 在线监测仪,一般包括进样系统、反应系统、检测系统、控制系统四部分。进样系统由输液泵、定量管、电磁阀、管路、接口等组成,完成对水样的采集、输送、试剂混合、废液排除及反应室清洗等功能;反应系统主要有加热单元或(和)反应室,完成水样的消解和的反应;检测系统包括单片机(或工控机) 、时序控制和数据处理软件、键盘和显示屏等,完成在线全过程的控制、数据采集与处理、显示、储存及打印输 参考文献
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关键词:城市废水、COD、 BOD5。
中图分类号: X703 文献标识码: A 文章编号:
前言 化学需氧量(COD)和生化需氧量(BOD5) 是目前水质监测应用中最广泛的间接表示水体中有机物的污染指标。COD是在酸性条件下用强氧化剂,将水中有机物氧化为简单稳定的无机物所消耗的氧量,其测定耗时短,不受废水水质的限制,测定设备简单。BOD5表示水中有机物在有氧条件下,被微生物分解代谢所消耗掉的溶氧量,它间接地表示了水中可生化有机物的量。尽管BOD5作为评价有机物污染和生物处理已作为常规监测,但是它测定所需时间长需要5d,不能及时迅速地反映被微生物氧化分解的有机物量。生物测定条件又要求严格,且易受到水中毒性物、Ph值、营养条件以及菌种的干扰,因此不易操作分析。近年来,诸多环境学工作者在快速测定BOD方面做了许多工作。一方面用固定化微生物传感器测定BOD5 ,另一方面试图寻求废水中BOD 5与COD之间的相互关系以期能根据测得的COD值和其相关方程预报出BOD 5的值。对单一稳定水质, 可生化耗氧物质占总耗氧物质的比例是基本恒定的, BOD5与COD 值呈直线关系。 因此可以根据最小二乘法对监测的绝大多数单一水样建立线性回归方程, 根据COD值快速估算出BOD5值, 并以此值作为中间值确定合适的稀释比,测定BOD5值提高工作效率。
1、仪器与分析方法:
BOD5: 使用250 ml带有水封、磨口玻璃塞培养瓶和温度控制在(20℃±2 ℃) 的培养箱,采样标准方法(HJ 505-2009稀释与接种法)
COD: 采样带有24号标准磨口250ml锥形瓶的全玻璃回流和恒温加热装置,采样标准方法(GB/T11914―1989重铬酸钾法)
2、数据处理:
BOD5的浓度计算:BOD5(mg/L) =[(1-2)-( 3- 4)f1] / f2
―五日生化需氧量质量浓度,mg/L;
1―接种稀释水样在培养前的溶解氧质量浓度,mg/L;
2―接种稀释水样在培养后的溶解氧质量浓度,mg/L;
3―空白样在培养前的溶解氧质量浓度,mg/L;
4―空白样在培养后的溶解氧质量浓度,mg/L;
f1―接种稀释水样或稀释水在培养液中所占的比例;
f2―原样品在培养液中所占的比例。
COD的浓度计算:CODcr(O2,mg/L)=( V0-V1)×C×8×1000/V2
c――硫酸亚铁铵标准溶液的浓度(mol/L)
V0――滴定空白时硫酸亚铁铵标准溶液的用量(ml)
V1――滴定水样时硫酸亚铁铵标准溶液的用量(ml)
V2――水样体积(ml)8――氧(1/2O)摩尔质量(g/mol)
3、回归方程的建立及相关性的分析
3.1 数据统计COD和BOD5值,y=a+bx,x为COD的浓度mg/L;y为BOD的浓度mg/L。本文在测定废水的条件下,通过对城市污水厂3年(2010~2013)不同时间段及不同月份的COD和BOD5(500多组监测数据)统计筛选得出七组回归方程分别为:
2010年3月的回归方程为: BOD5 = 0.9401 COD -34.085r=0.9985;
2010年7月的回归方程为: BOD5 = 0.7374 COD -34.619r=0.9984;
2011年5月的回归方程为: BOD5 = 0.664 COD -19.655r=0.9974;
2011年11月的回归方程为:BOD5 = 0.4897 COD -5.5963r=0.9976;
2012年2月的回归方程为: BOD5 = 0.313 COD +2.5316 r=0.9973;
2012年9月的回归方程为: BOD5 = 0.3301 COD +1.6335 r=0.9972
2013年1月的回归方程为: BOD5 = 0.6634 COD-10.321r=0.9983
3.2现分别采取八个污水处理厂处理前综合性废水进行了COD 与BOD5的测定。测定值如下:表1:2012年4月城市污水厂水样COD与BOD5实测值
(A、B、C、D、E、F、G、H)分别代表城市污水厂厂名。根据表1污水厂水样作COD与BOD5线性相关图 (图一)
注:横坐标y为BOD5(mg/l)的实测值;纵坐标x为COD(mg/l)的实测值。
根据表1所得数据进行回归,得出COD和BOD5的相关方程(1)y=1.1397x+10.232
斜率a=1.1397,截距b= 10.232,线性相关系数r=0.9993。
(图二)
根据表1得出COD和BOD5的相关方程(2)y=0.8735x-7.9277 r=0.9993 注:方程 y----为BOD5值;x--为COD值;斜率a=0.8735,截距b= =-7.9277线性相关系数r=0.9993,以上COD和BOD5相关方程线性相关系数都在99%以上,说明相关方程是可行的。
3.3根据方程( 2) 计算BOD5 的计算值与实测值的相对误差。
结果见表2:
4 结论
从以上污水厂COD和BOD5相关方程中BOD5计算值与实测值的相对误差结果来看,用回归方程(2)反算BOD5 值与实测值比较结果, 两者相对误差在- 6.3~+6.8%之间,而且中间值得变化有的还很小接近测量值。说明本文用城市污水厂的废水作COD和BOD5相关方程是可行的。但从污水厂废水中的实测数据求得回归方程, 统计方程式是具有显著的专一性和相对性, 它只适用于取得原始实测数据的废水和与之同类的废水测定时的参考,废水性质不同, 回归方程的斜率和常数项会有差别, 应分别求得。城市污水厂废水COD 与BOD5的回归方程的建立, 使得监测分析工作大为简便。可根据其相关性, 确定其稀释倍数。用COD值估算出BOD5值。同时对城市废水的处理工作有着重要的参考作用。
参考文献:
1、 俞宁, 焦飞.印染废水BOD 与COD 线性关系. 中国环境监测, 1997, ( 5) : 58
【关键词】BOD5;测定;注意问题
水样中生化需氧量是利用水中某些可氧化物质特别是有机物在一定条件下消耗的氧,用来表示水体中有机物含量的一个比较重要的指标。有机物被微生物分解的速度和程度同温度和时间有关,最适宜的温度为15~30℃,理论上来讲,完成有机物的生物氧化需要的时间无限长,但是对于实际应用来说,可以认为反应在20天内能够完成,称为BOD20,但依据实际经验我们发现,通过5天培养后测得的BOD约占总的70~80%,已经能够代表水中有机物的耗氧量。为了使BOD值有可比性,所以采用在20℃条件下,培养五天后再测定溶解氧消耗量为标准方法,称五日生化需氧量,用BOD5表示。BOD反映水体中能被微生物分解的有机物总量,用每升水中消耗溶解氧的毫克数来表示。BOD小于1mg/L表示水体清洁;大于3-4mg/L,则表示水体已经受到有机物的污染。
一、水样采集和前处理阶段注意问题
1、测定BOD5的水样,采集前应先将玻璃器皿彻底洗干净。应先用洗涤剂浸泡清洗,然后用稀盐酸浸泡,最后依次用自来水、蒸馏水洗净。采集时确保水样充满并密封于瓶中,应在1-4℃下进行保存,在6h内进行分析。如果需要远距离转送,贮存时间不应超过24h。
2、对一些地面水及大多数工业废水,含较多的有机物,所以需要稀释后再培养测定,用来降低其浓度和保证有充足的溶解氧。稀释的程度应使培养中消耗的溶解氧大于2mg/L,剩余的溶解氧在1mg/L以上。为了保证水样稀释后还有足够的溶解氧,稀释水通常需通入空气进行曝气(或者通入氧气),使稀释水中溶解氧接近于饱和。稀释水中还需加入一定量的无机营养盐和缓冲物质(如磷酸盐、钙、镁和铁盐等),而保证微生物生长的需要。对于不含或者含少量微生物的工业废水,其中还包括酸性废水、碱性废水、高温废水和经过氯化处理的废水,在测定时需进行接种,才能引入能分解废水中有机物的微生物。当废水中存在难于被一般生活污水中的微生物正常降解的有机物或含有剧毒物质时,应先将微生物训化后引入水样中进行接种。
二、水样的测定阶段应注意问题
1、不稀释的水样的测定
⑴将水样混匀后转移入两个溶解氧瓶中(注意转移中不要出现气泡),溢出少许后加塞。瓶内不能留气泡。
⑵其中一瓶马上测定溶解氧,另一瓶口水封后放入培养箱内,在20±1℃下培养。
⑶5天后,取出测定溶解氧。
⑷计算:BOD5/(mg/L)=C1-C2
C1―水样在培养前溶解氧浓度 C2―水样在培养后溶解氧浓度
2.稀释水样的测定:
由表2-1中选择适当的R值,按式(2)计算BOD5的期望值:ρ=R・Y
式中:ρ―五日生化需氧量的浓度期望值,mg/L;
Y―总有机碳(TOC)、高锰酸钾指数(IMn)或化学需氧量(CODCr)的值,mg/L。
由估算出的BOD5的期望值,按表2-2确定样品的稀释倍数。
⑴按照选定的稀释比例,在1000ml量筒里引入部分稀释水;
⑵加入需要量的混匀后水样,再引入稀释水(或者接种稀释水)到1000ml;
⑶用带胶板的玻璃棒搅匀。搅拌时胶板不能露出水面,以防产生气泡;
⑷将水样装入两个溶解氧瓶里,测定当天的溶解氧和培养5天后的溶解氧;
⑸稀释水同样培养用来作空白实验,测定5天前后的溶解氧;
⑹计算:BOD5(mg/L)=[(C1-C2)-(B1-B2)f1]/f2
C1―水样在培养前溶解氧浓度(mg/L)C2―水样在培养后溶解氧浓度(mg/L)
B1―稀释水在培养前溶解氧(mg/L) B2―稀释水在培养后溶解氧(mg/L)
f1―稀释水在培养液中占比例 f2―水样在培养液中占比例
3、注意事项:
(1)水样pH值应在6.5~7.5范围以内,如果超出可用盐酸或氢氧化钠调节。
(2)水样在保存和操作过程中不能出现气泡。
(3)水样稀释倍数超过100时,要先在容量瓶中用稀释水稀释,再进行稀释培养。
(4)在培养过程中应注意及时添加封口水。
三、滴定过程中碘量法的注意问题
1、叠氮化钠修正
(1)水样中若含有亚硝酸盐,会干扰测定,应加入叠氮化钠使水中的亚硝酸盐分解从而消除干扰。其加入方法是预先将叠氮化钠加入碱性碘化钾溶液里。
(2)当水样中含Fe3+达100~200mg/L时,应加入1毫升40%氟化钾溶液用来消除干扰。
(3)如果水样中含氧化性物质(比如游离氯),应预先加入硫代硫酸钠去除。
2、终点的判断
因碘具有挥发性,所以碘量瓶要严密,瓶口应用水封,反应时间应严格要求,必须在规定的时间完成而且避免光直射。碘量法是经典的方法,应注意淀粉的加入不能过早,否则会吸附碘离子。滴定的过程不能太慢,碘离子容易被空气中的氧气所氧化。一方面是为了杜绝形成深度包合物,造成碘不容易释放。另一方面,淀粉可能水解出葡萄糖而影响结果。这里主要应注意的是滴定终点是否准确的问题,颜色深,含碘多,这时加淀粉容易形成络合物,其离解较慢,就会发生颜色已经澄清,但并没有反应彻底,会造成终点误判。
四、结论
以上我们总结了测定水中BOD5时各阶段应注意的事项,在分析样品时,实验员应熟记这些注意事项,从而保证数据的准确性。
参考文献:
[1]水质五日生化需氧量(BOD5)的测定稀释与接种法 HJ 505-2009
关键词:样品分析;实验检测
一、 实验室基本概述
标准溶液和实际废水样品的试验尤为重要,因为它会直接影响到人民的生命财产安全。所以,在对标准溶液和实际废水样品的试验程中,相关工作人员必须严格要呈现开展各项工作,确保实验数据准确性,并逐步建立与完善实验过程。
二、样品分析步骤
1.1方法原理
利用Ag+与Cl-反应生成AgCl的原理,根据废水中氯离子的含量加入等当量的硝酸银固体,充分搅拌使其完全反应,取其上清液,再用重铬酸钾法测COD,即在强酸性溶液中,用一定量的重铬酸钾氧化水样中还原性物质,过量的重铬酸钾以试亚铁灵作指示剂,用硫酸亚铁铵溶液回滴。根据硫酸亚铁铵的用量计算出水样中还原性物质消耗氧的量。
1.2适用范围
适用于氯离子含量高于1000mg/L(稀释后)的废水的监测。对于未经稀释的水样用0.2500mol/L浓度的重铬酸钾溶液可测定50~700mg/L的COD值,用0.0250mol/L浓度的重铬酸钾溶液可测定5~50mg/L的COD值。
2 仪器试剂
2.1仪器
1)回流装置:带有24号标准磨口的250mL锥形瓶的全玻璃回流装置。
2)加热装置。
3)25mL或50mL酸式棕色滴定管。
2.2试剂
本标准所用试剂除另有说明外,均应使用符合国家标准的分析纯试剂,试验用水均为蒸馏水或同等纯度的水。
1)硝酸银(AgNO3),分析纯。
2)硫酸银(Ag2SO4),分析纯。
3)硫酸(H2SO4),密度1.84g/mL。
4)硫酸银-硫酸试剂:1L硫酸中加入10g硫酸银,放置1~2天使之溶解,并混匀。使用前小心摇动。
5)试亚铁灵指示剂:称取1.458g 1,10―菲罗啉,0.695g硫酸亚铁溶于水中,稀释至100ml,贮于棕色瓶中。
6)重铬酸钾标准溶液
6.1)浓度为C(1/6K2Cr2O7)=0.2500mol/L的重铬酸钾标准溶液:将12.258g在105℃干燥2h后的重铬酸钾溶于水中,稀释至1000mL。
6.2)浓度为C(1/6K2Cr2O7)=0.0250mol/L的重铬酸钾标准溶液:将浓度为0.2500mol/L的溶液稀释10倍而成。
7)硫酸亚铁铵标准溶液
7.1)浓度为C[(NH4)2Fe(SO4)2・6H2O]≈0.10mol/L的硫酸亚铁铵标准溶液:溶解39g硫酸亚铁铵((NH4)2Fe(SO4)2・6H2O)于水中,加入20ml浓硫酸,待其溶液冷却后稀释至1000mL。
硫酸亚铁铵标准溶液每日临用前,必须用重铬酸钾标准溶液准确标定此溶液的浓度。
取10.00mL重铬酸钾标准溶液(6.1)于锥形瓶中,用水稀释至约110mL,加30mL硫酸,混匀,冷却后,加3滴(约0.15mL)试亚铁灵指示剂,用硫酸亚铁铵标准溶液(7.1)滴定溶液的颜色由黄色经蓝绿色变为红褐色,即为终点。记录下硫酸亚铁铵的消耗量(mL),记为V。
7.2)浓度为C[(NH4)2Fe(SO4)2・6H2O]≈0.01mol/L的硫酸亚铁铵标准溶液:将0.1mol/L的硫酸亚铁按标准溶液稀释10倍。用重铬酸钾标准溶液(6.2)标定,其滴定步骤及浓度计算与(7.1)类同。
8)邻苯二甲酸氢钾-氯化钠标准溶液
称取105℃时干燥2h的邻苯二甲酸氢钾(HOOCC6H4COOK,基准试剂)0.2551g和在500~600℃下灼烧40~50min的氯化钠(NaCl,基准试剂)8.2426g溶于水,并稀释至1000mL,混匀, 该溶液的理论COD值为300mg/L,Cl-含量为5000mg/L。
9)防爆沸玻璃珠。
3 操作步骤
3.1 采样
水样要采集于玻璃瓶中,应尽快分析。如不能立即分析,应加入硫酸至PH
3.2 试料的准备
依据中华人民共和国国家标准GB11896-89《水质-氯化物的测定-硝酸银滴定法》准确测出水样中Cl-的含量记为C2(mg/L)。将试样充分摇匀,准确量取一定量的水样记下取样体积V1(mL),加入等当量于105℃烘半小时的硝酸银充分搅拌一分钟,后取上清液20.00mL(V3)作为试料。
3.3 分析步骤
1)取准备好的试料20.00ml于锥形瓶中,加10.00mL重铬酸钾标准溶液和几颗防爆沸玻璃珠,摇匀后接到回流装置冷凝管下端,接通冷凝水或打开风冷仪器装置。从冷凝管上端缓慢加入30mL硫酸银―硫酸溶液,以防止低沸点有机物逸出,不断旋动锥形瓶使之混合均匀。自溶液开始沸腾起回流两小时。
2)冷却后,用90mL水自冷凝管上端冲洗冷凝管,取下锥形瓶,再用水稀释至140mL左右。溶液冷却至室温后,加入3滴试亚铁灵指示剂,用硫酸亚铁铵标准溶液滴定,溶液颜色由黄色变为红褐色即为终点。记录硫酸亚铁按标准溶液消耗的毫升数(mL),记为V2。
3)空白试验:按步骤(1)以20.00mL水代替试料进行空白试验,其余试剂和试料测定相同,记录下空白滴定时消耗硫酸亚铁铵标准溶液的毫升数V0。
4)校核试验:按测定试料提供的方法分析20.00mL邻苯二甲酸氢钾-氯化钠标准溶液(2.2-(8))的COD值,用以检验操作技术及试剂纯度。
该溶液的理论COD值为300mg/L,如果校核试验的结果大于该值的96%,即可认为实验步骤基本上是适宜的,否则,必须寻找失败的原因,重复实验,使之达到要求。
4 计算
计算水样化学耗氧量,公式如下:
COD (O2, mg/l) = C*(V0-V2)*8*1000
V3
式中:C――硫酸亚铁按标准溶液的浓度,mol/L;
V0――空白试验所消耗的硫酸亚铁铵标准溶液的体积,mL;
V2――试料测定所消耗的硫酸亚铁按标准溶液的体积,mL;
V3 ――试料的体积,mL;
8000―1/4O2的摩尔质量,以mg/L为单位的换算值。
5 试验结果
5.1 准确度试验
对2.2-(8)标准溶液分别用硝酸银沉淀-重铬酸钾法、重铬酸钾法和氯气校正法三种方法进行试验,该溶液的理论COD值为300mg/L,Cl-含量为5000mg/L。
说明:在用硝酸银法测定时,取标准溶液200mL,加入4.7851g105℃烘半小时的硝酸银,再取20mL上清液进行测定。
5.2 实际水样检测
对样品1、样品2两种废水水样分别用硝酸银沉淀-重铬酸钾法、重铬酸钾法和氯气校正法三种方法进行试验。样品1,样品2氯离子浓度:7900mg/L,样品废水为有机硅生产废水,其主要成分有: 二甲基二氯硅烷、11甲基环四硅氧烷(高环)、甲基二氯硅烷、甲基三氯硅烷、三甲基氯硅烷、六甲基环三硅氧烷、11甲基环五硅氧烷、氯化钠、甲醇等。
说明:在用硝酸银法测定时,取标准溶液200mL,加入7.5604g105℃烘半小时的硝酸银,再取20mL上清液进行测定。