容量法与分光光度法测定水中的化学需氧量方法比对

杨凤娥

(大理州环境监测站，云南 大理 671000)

1 概述

化学需氧量是指在强酸并加热条件下，用重铬酸钾作为氧化剂处理水样时所消耗氧化剂的量，以氧的mg/L 来表示。化学需氧量反映了水中受还原性物质污染的程度，是我国实施排放总量控制的重要指标之一。水样的化学需氧量是一个条件性指标，由于加入氧化剂的种类及浓度、反应溶液酸度、反应温度和时间、催化剂有无而获得不同的结果。笔者在工作中主要采用容量法与分光光度法测定水中的化学需氧量。本文使用不同浓度的标准样品和环境样品在规定的条件下进行两种方法比对，通过测定结果说明两种方法之间有无显著性差异。

2 方法原理和测定条件

2.1 方法原理

容量法原理。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算出水样中还原性物质消耗氧的量。

分光光度法原理。在强酸性溶液中和加热消解条件下，用一定量的重鉻酸钾氧化水样中还原性物质，重铬酸钾被水样中的有机物还原为三价铬，在一定浓度范围内，水样中COD 浓度与重铬酸钾溶液的颜色呈负相关。通过测定消解后的水样在350nm(0～40.0 mg/L)、420nm(0～150 mg/L)、620nm(0～1500 mg/L)波长处的吸光度，计算出水样中还原性物质消耗氧的量。

2.2 测定条件

氧化剂及浓度。容量法氧化剂为重铬酸钾溶液，使用浓度为:0.2500mol/L、0.0250mol/L;分光光度法氧化剂为重铬酸钾溶液，使用HACH 公司0～40.0mg/L 低量程试剂。

反应溶液中酸的种类及浓度。容量法反应溶液中所使用的酸为优级纯硫酸，浓度为95.0%～98.0%;分光光度法反应溶液中所使用的酸为硫酸，使用HACH 公司0～40.0mg/L 低量程试剂。

催化剂。容量法和分光光度法均使用1%的硫酸银作为试验的催化剂。

反应温度与反应时间。容量法试验自开始沸腾时计时加热回流2h;分光光度法于消解器中150℃消解2h。

样品来源及均匀性。本次实验选取了3 个不同浓度的标准样品和环境样品进行测定;样品测试前均手工上下震荡摇动了20 次，尽量使样品均匀化，取得具有代表性的样品。

测定主要仪器。容量法主要仪器为:回流装置、加热装置、酸式滴定管;分光光度法主要仪器为:HACH COD 消解器、HACH DR5000 分光光度计。

3 实验步骤

3.1 容量法实验步骤

准确吸取20.00ml 混合均匀的水样置250ml 磨口的回流锥形瓶中，准确加入10.00ml 重铬酸钾标准溶液及数粒洗净的玻璃珠，连接磨口回流冷凝管，从冷凝管上口慢慢地加入30ml 硫酸—硫酸银溶液，轻轻摇动锥形瓶使溶液混匀，加热回流2h;冷却后，用90ml 水从上部慢慢冲洗冷凝管，取下锥形瓶;溶液再度冷却后，加3 滴试亚铁灵指示液，用硫酸亚铁铵标准溶液滴定，溶液的颜色由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。

3.2 分光光度法实验步骤

准确吸取2.00 ml 混合均匀水样于重铬酸钾消解液反应管中，盖上试管帽，于消解器中150℃消解2h，冷却至室温，于分光光度计上选择相应程序测定样品浓度。

4 实验结果及分析

4.1 实验结果

本次实验选择3 个环境标准样品和2 个环境样品分别采用容量法与分光光度法对样品进行检测，其检测结果见表1、表2。

表1 两种方法检测1#2#3#环境标准样品的实验结果(mg/L)

表2 两种方法检测1#2#环境样品的实验结果(mg/L)

4.2 实验结果分析

两种方法实验结果的精密度和准确度见表3、表4。

(1)精密度分析

从表3、表4 的统计结果看，容量法检测样品的精密度为0.74%～4.35%，分光光度法检测样品的精密度为0.66%～3.51%，两种方法检测样品的精密度较好，均满足水质监测实验室质量控制指标精密度的要求。

(2)准确度分析

从表3、表4 的统计结果看，容量法检测样品的准确度为0.12%～1.18%，分光光度法检测样品的准确度为0.06%～3.40%，两种方法检测样品的准确度较高，均满足水质监测实验室质量控制指标准确度的要求。

表3 环境标准样品检测结果的精密度和准确度

表4 环境样品检测结果的精密度和准确度

5 实验结果比较

(1)从表3、表4 的统计结果看，两种方法检测结果的平均值与标准值之间呈现较小的误差;经t 检验法检验，给定显著性水平α 为0.05 时，两种方法检测结果的平均值与标准值均无显著性差异。

(2)经t 检验法检验，给定显著性水平α 为0.05 时，两种方法检测结果的平均值之间无显著性差异。

6 结论

本次实验使用容量法与分光光度法分别对不同浓度的标准样品和环境样品进行测定，通过对实验结果分析、比较，得出两种方法在规定的测定条件下测定水中化学需氧量均具有准确度高、精密度好的特点，两种方法的检测结果无显著性差异。

［1］四川省环境科学学会.环境监测常用数据统计方法［M］.成都:四川科学技术出版社，1988.

［2］漆德明，肖明耀，吴芯芯.理化分析数据处理手册［M］.北京:中国计量出版社，1990.

［3］中国环境监测总站.环境水质监测质量保证手册(第二版)［M］.北京:化学工业出版社，2009.

［4］本书编委会.水和废水监测分析方法(第四版)［M］.北京:中国环境科学出版社，2002.