污水中COD与紫外吸光度A的相关性*1

仲 婧 刘明仁 张昭良

(1.济南大学化学化工学院，山东 济南 250022; 2泰山医学院化学与化学工程学院，山东 泰安 271016)

化学需氧量(chemical oxygen demand，COD)是反映水样中受还原性物质污染程度的量，是评价水体污染程度的重要指标之一[1]。检测COD的方法较多，如重铬酸钾法、紫外分光光度法、酸性高锰酸钾法、电化学法、库仑法及电位滴定法等[2]。其中紫外分光光度法具有相对简便、快速等优点。但该方法的准确性在于确定COD与紫外吸光度 (A)的相关性系数。A值是入射光强与通过溶液或物质后的透射光强比值的对数，客观上与COD存在一定的比例关系。本研究通过探讨污水中COD与A的相关性，确定了COD与A之间的关系式，验证了用紫外分光光度法检测COD是一种十分简便有效的方法。

1 材料与方法

1.1 材料

在同一污水源不同时段，取6批次水样，同时测定COD与A值，进行数据处理。

1.2 A的测定

采用SP-756紫外分光光度计测定水样的紫外吸光度(A)。打开电源开关预热20 min，仪器进入自检状态。自检结束后，波长自动停在546 nm处。按波长键，设置入射波长为195 nm。打开样品室盖，将参比液和被测水样分别放入比色皿中，插入比色皿槽中(比色皿中溶液大约2.5 ml)。盖上样品室盖，将参比溶液推入光路中。按100%T键调整0Abs，再将被测水样拉入光路中。此时，显示被测样品的透射比值。按方式键，读水样的A值[3-4]。

1.3 COD的测定

采用重铬酸钾法测定水样的COD值[5]。

1.3.1 试剂制备

1.3.1.1 无Hg2+消解液(污水中cl-浓度﹤100 mg/L) 称取经过120°C烘干2 h的优级纯重铬酸钾9.806 g，溶于500 ml水中，边搅拌边慢慢加入浓硫酸250 ml。冷却后，移入1000 ml容量瓶中定容摇匀，制得浓度为0.2000 mol/L重铬酸钾溶液作为消解液。

1.3.1.2 硫酸亚铁铵标准溶液 称取(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O约16.6 g溶于水中，边搅拌边缓慢加入浓硫酸20 ml，冷却后移入1000 ml容量瓶中定容摇匀，制得浓度约为0.042 mol/L硫酸亚铁铵标准溶液。使用前，须用重铬酸钾溶液标定。标定方法如下：准确吸取5.00 ml重铬酸钾标准溶液置于150 ml锥形瓶中，加水稀释至约30 ml左右，缓慢加入硫酸5 ml，搅匀。待冷却后，加入2滴约0.1 ml试亚铁灵指示剂，用硫酸亚铁铵滴定，溶液的颜色由黄色经蓝绿色至红褐色即为终点。硫酸亚铁铵标准溶液的浓度由公式C[(NH4)2Fe(SO4)2]=(0.2000×5.00)/V计算得出。式中，C为硫酸亚铁铵标准溶液的浓度(mol/L)，V为硫酸亚铁铵标准溶液的滴定用量(mL)。

1.3.1.3 试亚铁灵指示液 称取C42H8N2·H2O 1.485 g，FeSO4·6H2O 0.695 g溶于水中，稀释至100 ml，贮于棕色瓶内。

1.3.1.4 硫酸-硫酸银溶液 在500 ml浓硫酸中加入5 g硫酸银。放置1～3天，随时摇动以使硫酸银溶解。

1.3.2 实验方法

用直吹式移液管移取水样5.00 ml置于消解罐中，准确加入5.00 ml消解液和5.0 ml催化剂硫酸-硫酸银溶液，摇匀后旋紧密封塞，使消解罐密封良好。将消解罐均匀放入消解炉玻璃盘上，离转盘边沿约2 cm，在圆周上单圈排好。

样品的消解时间取决于盘上放置的消解罐数目。本实验6个样品的消解时间设定为8 min。待消解完成后，过2 min，将消解罐取出冷却。

消解罐冷却后，将反应液转移到150 ml锥形瓶中，用蒸馏水冲洗消解罐帽2～3次，冲洗液并入锥形瓶中，控制体积约30 ml，加入2滴试亚铁灵指示剂，用硫酸亚铁铵标准溶液回滴，溶液颜色由黄色经蓝绿色至红褐色即为终点。记录硫酸亚铁铵标准溶液的用量，根据公式CODcr(O2,mg/L)=[(V0-V1)×C×8×1000]/V2计算出CODcr值。式中，V0：空白实验消耗硫酸亚铁铵体积(ml)，V1：水样消耗硫酸亚铁铵体积(ml)，V2：水样体积(ml)，C：硫酸亚铁铵溶液的浓度(mol/L)，8：氧(1/2 O)摩尔质量(g/ mol)。

2 结 果

2.1 污水的紫外吸光度A测定结果 见表1。

表1 污水的紫外吸光度(A)实验数据

2.2 污水中CODcr的实验测定值 见表2。

表2 污水的CODcr实验数据

2.3 A与COD的关系

水样的COD值与紫外吸光度A之间的关系如表3所示。

表3 A与COD的关系

以表3中195 nm波长下紫外吸光度A对重铬酸钾法所得COD值作图，结果如图1所示。对该曲线进行线性拟合后，得到COD与A的线性关系式为COD(mg/L)= (A-0.00397)/0.03012， 线性相关系数为r=0.9986。

图1 COD与A的线性关系

3 讨 论

实验结果表明，在波长为195 nm的条件下，COD与A呈现较好的线性关系。根据COD与A的关系式，只要用分光光度计测出水样的A值，就能计算出COD。因此，紫外分光光度法测定COD的方法，不仅减少实验费用、简化操作步骤，避免了重铬酸钾方法导致的污染；而且有方便快速，结果可靠，在线自动检测等优点，可以较好地评估水体的质量。紫外分光光度法在水质实际监测中值得推广应用。但该方法的准确性取决于COD与A相关性的相关系数，怎样更好地确定COD与A的相关系数是紫外分光光度法测定COD的关键。

[1] 仲婧.层次分析法在校园水环境质量评价中的应用研究[J].泰山医学院学报,2006,(3):208-210.

[2] 孙熙，刘震. COD测定方法的进展与发展趋势[J].黑龙江水专学报,2006,33(2):114-116.

[3] 吴慧芳，王世和，孔火良，等.紫外分光光度法测定印染污水CODcr[J].印染，2007,2:37-43.

[4] 宋来洲，李健，运如艳，等. 紫外分光法测定污水厂出水中的COD[J].中国给水排水，2002, (12):85-86.

[5] 吴淑岱.水和废水监测分析方法[M].北京：中国环境科学出版社,1998.