探析改变高锰酸盐指数测定的实验条件

摘要：高锰酸盐指数是地表水水质测定必测指标之一，但在实际监测工作中涉及检测样品量多、采用国标测定方法存在耗时长、药品用量多等问题。为提高检测效率，节省样品测定时间和节约药品用量，本文拟通过改变国标法测定条件，探析其对样品检测准确度和精确度的影响，并确定对样品CODMn测定结果影响相对较小的测定实验条件为样品减半取样量、药品试剂减半用量和消解时间为20min。

关键词：高锰酸盐指数;改变;实验条件

中图分类号：X832 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2020）09-0-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.09.064

Exploring and changing the experimental conditions for determination of permanganate index

Chen Shujiao

（Fujian Putian Environmental Monitoring Center Station，Putian Fujian 351100，China）

Abstract：Permanganate index is one of the indispensable indicators for surface water quality measurement.However，the actual monitoring work involves a large number of test samples.The use of the national standard measurement method has the problems of time-consuming and drug consumption.In order to improve the detection efficiency，save the time of sample measurement and save the amount of drugs， this article intends to analyze the influence on the accuracy and precision of the sample detection by changing the measurement conditions of the national standard method，and determine the measurement experiment with relatively little influence on the CODMn measurement result The condition is that the sample volume is halved， the drug reagent is halved， and the digestion time is 20 minutes.

Key words：Permanganate index;Change;Experimental conditions

高锰酸盐指数是表示水体受可氧化的有机污物和无机物污染程度的综合性指标，其结果在一定程度能反映出水环境受污染状况。其定义是：在一定条件下，用高锰酸钾氧化水样的部分有机物及无机还原性物质，由消耗高锰酸钾的量计算相当的氧量[1]。目前主要采用的检测方法是GB11892-89《水质高锰酸盐指数的测定》（以下简称“国标法”），国标法具测定数据稳定、准确优点，但也存在测定耗时长、用药量多的缺点，为此，为提高实验室测定效率，节省测定时间和节约药品用量，本文拟通过改变国标法相关测定条件，探析其对样品测定影响程度，并得出对样品测定结果影响相对较小的测定实验条件。

1 改变高锰酸盐测定条件的实验方法

1.1 国标法实验步骤

（1）汲取100.0ml经充分混匀的样品（分取适量，用水稀释至100ml），置于250ml锥形瓶中，加入5ml1+3硫酸，用滴定管准确加入10.00mL0.01mol/L高锰酸钾溶液，摇匀后将锥形瓶置于沸水浴内30±2min（水浴沸腾开始计时）。

（2）取出后用滴定管准确加入10.00ml草酸钠溶液至溶液变为无色，趁热用0.01mol/L高锰酸钾溶液滴定至粉红色并保持30s不褪色，消耗高錳酸钾溶液体积V1。

（3）空白试验：用100mL高纯水代替水样，按同样实验步骤测定，消耗高锰酸钾溶液体积V0。

（4）回滴：向空白试验滴定后的溶液中准确加入10.00mL草酸钠溶液（将溶液加热至80℃），用0.01mol/L高锰酸钾溶液滴定至粉红色并保持30s不褪色，消耗高锰酸钾溶液体积V2。

IMn=[（10+V1）10/ V2-10]×C×8×1000/100 （1）

式中，V1---样品滴定时消耗高锰酸钾溶液体积，mL;

V2 --标定时消耗高锰酸钾溶液体积，ml;

C--草酸钠标准溶液浓度，0.0100mol/L。

样品经稀释：IMn={[（10+V1）10/V2-10]-[（10+V0）10/V2-10]×f×C ×8×1000/V3 （2）

式中，V0---空白试验时消耗高锰酸钾溶液体积，ml;

V3 --分取水样体积，ml;

f—稀释的水样含水的比值，f=（100- V3）/100[1]。

1.2 改变实验条件的实验步骤

改变测定实验条件（以下简称“改变测定法”）的实验步骤同国标法，实验室拟采取的改变测定条件法与国标法进行比较，改变情况详见表1。

1.3 改变测定条件的实验过程

1.3.1 对不同浓度标样试验

通过实验室对4个不同浓度标样进行测定，并采用不同的消解时间（15min、20min、25min和30min），对每个标样分取4个样，各个样品体积均为50.0mL，共16个样品。

1.3.1.1标样基本情况

本实验所使用的标样基本信息见表2。

1.3.1.2对标样测定结果及分析

每次汲取各标准样50.0mL（即为国标法一半容量）作为测定样品，每个样品分别在15min、20min、25min、30min消解，同时硫酸、高锰酸钾溶液和草酸钠溶液用量各减少一半情况进行了测定，测定结果见表3和图1。

由表3和图1测定结果可知，4个标样在汲取体积及加药量对应减半的情况下，消解时间为15min时，测定值绝对误差均在真值正负不确定度范围之外，各样品测定相对误差均较大，原因是标样消解时间不够，导致测定结果不准确，无法满足标样不确定度要求。而在消解时间为20min、25min和30min情况下，测定值绝对误差均在真值正负不确定度范围之内，各标样测定值相对误差均较小，且相对误差百分值和国标法相对误差百分值相差均不大，说明测定样品消解时间达20min以上是可行。各标样消解时间为20min情况下，采取改变CODMn测定条件的各标样测定值相对误差百分值与对应国标法的测定值相对误差百分值基本相当，也与消解时间30min对应样品测定的值相对误差百分值相当，由此说明，测定样品消解时间20min测定值与标样真值绝对误差和相对误差均能满足对应标样测定的不确定度要求，因此，为了节省实验时间和减少药品用量，实验室测定样品消解时间20min是适宜的，且减半取样量和加药量对测定结果影响不大，测定结果基本上能反映出测定的样品真实情况。

1.3.2 对莆田市木兰溪河流主要断面水质测定

为了验证改变测定条件在实际地表水采样样品测定影响情况，该文通过对莆田市木兰溪流域常规监控断面采样进行水质高锰酸盐指数测定，采取国标法和改变测定条件法分别测定样品平行样，测定结果分析见详表4。

由表4可知，在实际水样测定中，改变测定条件的方法相对于国标法精度（相对偏差）稍差，但实际水样测定结果能满足水质测定实验室质量建议控制值要求，即当CODMn<2.0mg/L时，室内标准偏差≤25%，而当CODMn≥2.0mg/L时，室内标准偏差≤20%[2];7个样品中CODMn测定值小于2.0mg/L，改变法测定值相对偏差为6.3%，而国标法相对偏差为2.9%，小于25%;而样品中CODMn测定值大于2.0mg/L，改变法测定值相对偏差最大值为4.7%，而国标法相对偏差最大值4.0%，均小于20%。测定结果表明，改变测定法可在实际水样测定高锰酸盐指数推荐测定方法。

2 实验结论

通过实验，对水样品高锰酸盐指数测定准确度影响相对较小的改变测定实验条件为样品取样量和加药量均减半，消解时间为20min，采取改变CODMn测定实验条件检测样品高锰酸盐指数的准确度和精密度均能满足实验室质量建议性控制要求，可运用于实际水样高锰酸盐指数测定。改变CODMn测定条件法与国标法相比，起到减少试剂药品用量的50%、缩短实验用时约30%，节约实验成本，有效提高了实验室分析效率，减少实验室废液排放对环境的污染影响。

参考文献

[1]GB11892-89 中华人民共和国国家标准 水质  高锰酸盐指数的测定[S].北京：中国环境科学出版社，1989.

[2]王心芳，齐文启国家环境标准保护总局《水和废水监测分析方法》编委会，等.水和废水监測分析方法（第四版 增补版）[M].北京：中国环境科学出版社，2002.

收稿日期：2020-07-09

作者简介：陈树姣（1972-），女，汉族，本科学历，工程师，研究方向为环境监测工作及其环境监测方面的研究。