UV254与COD、TOC相关分析及氯离子对测定UV254的影响

赵英杰　杨唐　李璞

摘要[目的]研究UV254与COD、TOC相关性及氯离子对测定UV254的影响。[方法]通过对不同浓度的邻苯二甲酸氢钾标准溶液和青岛市某污水处理厂二级出水UV254、TOC、COD进行测定分析其相关性，并分别在溶液中加入一定量的氯化钠，分析氯离子对UV254测定的影响。[结果]在试验条件下，不同浓度的邻苯二甲酸氢钾标准溶液和青岛市某污水处理厂二级出水中UV254与TOC、COD具有很好的相关性，可以作为评价水中的有机物指标；在邻苯二甲酸氢钾标准溶液中不同含量氯离子对UV254与COD、TOC相关性分析影响很小，基本可以忽略；氯离子的存在使污水厂二级出水COD/UV254、TOC/UV254值减小。[结论]用UV254替代COD、TOC评价溶液中有机物含量时，必须与具体水质相结合，才能准确表达有机物含量。

关键词UV254；相关性；氯离子；有机物

中图分类号S181.3文献标识码A文章编号0517-6611（2015）07-253-03

Correlation Analysis of UV254 and TOC/COD and the Influence of Chloride Ions on the Determination of UV254

ZHAO Ying-jie，YANG Tang， LI Pu

（School of Environmental and Municipal Engineering， Qingdao Technological University， Qingdao， Shandong 266033）

Abstract[Objective] The research aims to study correlation between UV254 and TOC/COD and the influence of chloride ions on the determination of UV254. [Method] UV254， TOC and COD of different concentrations of potassium hydrogen phthalate standard solutions and secondary effluent of a sewage treatment plant of Qingdao are analyzed for the correlation. In addition， the influence of chloride ion on measurement of UV254 is analyzed by adding a certain amount of sodium chloride in solution respectively. [Result] Under the experimental conditions， the correlation between UV254 and TOC， COD in different concentrations of potassium hydrogen phthalate standard solution and secondary effluent of a sewage treatment plant of Qingdao is clear. The result can be used as evaluation index of the organic matter in water. In the potassium hydrogen phthalate standard solution， different contents of chloride ions have less impact for UV254 and TOC， COD correlation analysis， and even the impact can be ignored. The values of COD/UV254 and TOC/UV254 are reduced because of the presence of chloride ions. [Conclusion] When UV254 is used to evaluate the organic content of solution instead of COD and TOC， it must be combined with the specific water quality. Only after that can the organic content be accurately expressed.

Key wordsUV254； Correlation； Chloride ion； Organic matter

紫外吸光度（UV254）作为评价和衡量水中有机物的控制参数具有重要意义。日本和欧洲许多国家已将其作为有机物检测的重要水质指标[1]，国内也有在水处理研究中将其作为有机物控制指标[2-3]，目前对有机物的测定分析中，通常将TOC、COD作为有机物常用的控制指标，但由于TOC测定设备昂贵，应用成本高，COD测定时间长、易受还原性无机物影响且对不同有机物氧化程度不一等问题[4]，从长远上看，UV254的测定更具优势和应用前景。

UV254主要表征溶液中芳香性和具有双键结构的物质含量[5]，疏水性的物质易被吸附，而芳香性和具有双键结构的物质是构成疏水性物质的主要组分[6]。O3、Cl-、ClO-、SO2-4等离子的存在[7]都不同程度地影响紫外吸光度的测定，而关于Cl-对其影响的研究非常少。该研究就UV254与COD、TOC相关性分析及氯离子对测定UV254的影响进行考察。

1试验材料及方法

1.1试验材料

1.1.1试验用水。

在该研究中采用邻苯二甲酸氢钾标准溶液和青岛市某污水处理厂二级出水作为试验用水。该污水处理二级出水虽组分比较复杂，但水质比较稳定，其中20 mg/L

1.1.2试验仪器。

仪器采用日本岛津公司生产的TOC-L型总有机碳分析仪、优普URP系列双反型超纯水机、日本日立公司生产的U-3010型紫外可见分光光度计、全玻璃COD回流装置。

1.2试验方法

（1）UV254的测定。采用U-3010紫外可见分光光度计，以1 cm比色皿超纯水做空白，同时测定溶液在波长254和365 nm处的吸光度，利用其差值消除悬浮物对吸光度值测定的影响[3]。

（2）COD和TOC的测定。COD采用重铬酸钾法测定，TOC通过总有机碳分析仪进行测定。

（3）采用无二氧化碳蒸馏水配制100 mg/L（以C计）的邻苯二甲酸标准溶液，分别稀释不同的倍数配制TOC分别为2.000、3.125、4.000、6.250、8.000、12.500、20.000、25.000、40.000、50.000 mg/L的溶液，同时测定紫外吸光度值；在某一浓度下的邻苯二甲酸氢钾溶液中分别加入不同质量的氯化钠固体，使已知的某一TOC浓度下的邻苯二甲酸氢钾溶液中氯离子含量分别为0、5、25、50、75、100、200、400、600、800、1 200、1 600、2 000 mg/L，同时测定紫外吸光度值。

（4）采用不同时间点某一定点青岛市某污水处理厂二级出水，测定UV254、COD、TOC；在已知的某一TOC和COD浓度下的二级出水中分别加入不同质量的氯化钠固体，使任一浓度下的二级出水中一系列氯离子含量分别为0、5、25、50、75、100、200、400、600、800、1 200、1 600、2 000 mg/L，同时测定紫外吸光度值。

2试验结果及分析

2.1邻苯二甲酸氢钾标准溶液中相关性分析及氯离子对测定UV254的影响

分别测定（以C计）一定TOC（或COD）浓度梯度邻苯二甲酸氢钾标准溶液的UV254；重新配制上述TOC浓度邻苯二甲酸氢钾标准溶液，分别在某一TOC浓度下加入一定质量的分析纯氯化钠固体，配制某一TOC浓度下一系列氯离子含量分别为0、5、25、50、75、100、200、400、600、800、1 200、1 600、2 000 mg/L的混合溶液，测定UV254。

对于溶液中存在不同浓度的氯离子的某一浓度的TOC（或COD）邻苯二甲酸氢钾标准溶液时的UV254测定结果如图1所示，横坐标为氯离子的含量，得到某一浓度的TOC（或COD）邻苯二甲酸氢钾标准溶液在氯离子含量不同条件下的紫外光度值一系列变化的曲线。

图1不同氯离子含量条件下测定不同TOC浓度的溶液的UV254值

可见，在TOC含量为2～50 mg/L区间内，氯离子含量低于2 000 mg/L时，存在不同含量氯离子的条件下某一TOC浓度下测定的UV254值变化曲线较平稳，接近于直线，即氯离子的存在对UV254的测定影响不显著。TOC含量越高，测定的UV254值越大。当溶液中氯离子含量为零时，对UV254和TOC、COD进行相关性分析，结果如图2所示。邻苯二甲酸氢钾标准溶液的COD/UV254、TOC/UV254的值分别为152.07、60.83，呈正相关，相关系数均接近于1，相关性显著。

2.2二级出水中相关性分析及氯离子对测定UV254的影响

2.2.1二级出水中UV254与COD、TOC相关性分析。

试验用二级出水20 mg/L

取水，测定该二级出水一系列UV254、COD、TOC的值，并进行

相关性分析，结果如图3所示。由图3可知，该研究中采用

图2不含氯离子的邻苯二甲酸氢钾溶液中UV254和TOC、COD相关性分析

的污水厂二级出水UV254与COD、TOC具有一定的相关性，具有良好的线性关系， COD/（UV254-UV365）、TOC/（UV254-UV365）的值分别为256.83、94.46，高于人工配制的邻苯二甲酸氢钾标准溶液的COD/UV254、TOC/UV254的值（分别为152.07、60.83）；二级出水拟合直线的R2分别0.979 5、0.878 0，低于邻苯二甲酸氢钾标准溶液拟合直线的R2（0.999 9），相关性均较好。因此在确定二级出水有机污染程度时，UV254具有很好的参考价值。

图3二级出水UV254与COD、TOC的相关性

2.2.2二级出水中UV254与COD、TOC相关性精密度及准确度分析。

为验证关于二级出水UV254与COD、TOC相关性分析的精密性，取二级出水同一取水点，在不同时间段多次取水测定COD和TOC。选取在区间范围内的水样，根据线性方程TOC=94.455（UV254-UV365）+0.087 3（7

为验证关于二级出水UV254与COD、TOC相关分析的准

表1TOC测定精密度试验结果

实测水样TOCmg/L通过UV254折算TOC结果∥mg/L12345均值mg/LSDmg/LCV%

11.410.9311.3011.5412.0011.7411.480.413.57

13.5612.1413.7314.4413.2814.2513.730.685.06

17.3216.8817.7418.4315.9516.4517.121.005.83

确性，取二级出水同一取水点，在不同时间段多次取水测定其COD和TOC。选取某些水样加入一定量的邻苯二甲酸氢钾标固体，控制加标后总的COD、TOC值在区间范围内，测定紫外吸光度值进行折算COD、TOC，计算其加标回收率结果如表2所示。上述结果表明，该研究中得到的关于二级出水UV254相关性方程测定计算COD、TOC值方法在相关性直线对应的区间范围内，精密度好、准确度高，能够满足测试的要求。

表2COD测定准确度试验结果

实测水样COD∥mg/L加标量mg/L加标测定值mg/L通过UV254折算COD总值∥mg/L回收率%

21.112039.9837.5894.0

28.621543.9442.8697.5

35.501045.3242.3393.4

2.2.3二级出水中氯离子对测定UV245的影响。

为了考察氯离子的存在对实际二级出水UV254与COD、TOC的相关性分析的影响，在已知TOC、COD浓度的水样中，加入不同质量的氯化钠固体后分别测定UV254值，计算COD/（UV254-UV365）、TOC/（UV254-UV365）值，结果如图4所示。由图4可知，二级出水中额外加入的氯离子的存在对COD/（UV254-UV365）、TOC/（UV254-UV365）值有影响，影响UV254、COD、TOC的相关性分析；加入氯化钠使COD/（UV254-UV365）、TOC/（UV254-UV365）的比值点位于未添加氯离子的比值直线下，即明显小于未加入氯化钠时的比值。另一方面，氯离子的存在对实际二级出水UV254与COD、TOC的相关

图4二级出水加标氯离子浓度对COD/（UV254-UV365）、TOC/（UV254-UV365）值的影响

性分析的影响不同于人工配置的邻苯二甲酸氢钾标准溶液，原因在于二级出水除加入的氯离子外，水样本身存在一定含量的氯离子，并且二级出水水样中组分复杂，存在不同含量的其他物质对UV254、COD、TOC的测定有影响。

3结论

对于人工配制的邻苯二甲酸氢钾标准溶液，UV254与COD、TOC具有很好的相关性，并且在该研究中设计的氯化钠浓度（以Cl计）在0～2 000 mg/L区间内，对UV254的测定和相关性分析影响很小，基本可以忽略；对于某污水处理厂二级出水，UV254与COD、TOC具有良好的相关性，通过UV254相关性方程测定COD、TOC方法的精密度好、准确度高，能够满足测定的要求。外加入一定质量的氯化钠时，对UV254的测定和相关性分析有显著影响，COD/（UV254-UV365）、TOC/（UV254-UV365）的比值明显小于未加入氯化钠时的比值。另外，在该研究采用的试验用水二级出水中COD/紫外吸光度值、TOC/紫外吸光度值比值均高于人工配制的邻苯二甲酸氢钾标准溶液，但相关性系数明显低于人工配制的邻苯二甲酸氢钾标准溶液。

参考文献

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