地表水中高锰酸盐指数分析的质量控制

汪玲 吴斌

摘要：高锰酸钾作为氧化剂处理水样时消耗的氧化剂量，高锰酸盐指数经常被用作衡量有机（和无机）物质减少造成的水污染程度的综合指标。基于此，本文对地表水中高锰酸盐指数分析的质量控制进行实验探究，具有重要意义。

关键词：地表水;高锰酸盐指数分析

一、地表水现状

地表水是指存在于地表的河流（包括河流、运河和渠道）、湖泊、水库、河口和沿海水域。其中，河流是流水，湖泊和水库是静水，而海洋作为地球上最广泛的水体，由于其特殊性，本文不作讨论。水是生命之源，地表水是饮用水的来源之一，因此重要的地表水需要得到保护。

水污染影响类型：主要是污染物排入地表水，造成水质污染物超标。水文要素的影响类型：主要影响地表水的水文状况，如水温分层、水的自然特性或流速、深度和水位的过度变化。第一种情况很常见。在生产过程中，如水污染物（如有机物、氨氮、总磷等）经浓缩处理达到国家或地方生态环境部门规定的以下标准，可直接通过地表水排放口排放;如果不能处理，只能进入污水处理厂进行处理，然后进入地表水。但是，一些公司没有处理生产废水的能力，也不想花钱建设污水处理厂来解决问题，因此不得不超标排放污水。而且，他们没有按照规定设置私人排污口，私自排放废水，造成地表水污染。因此，出现了诸如富营养化、有机污染、湖泊萎缩、水量减少和沼泽化等环境问题。至于第二种情况，往往是大型水利水电大坝的建设导致水温、径流或水域面积发生重大变化，从而对水体生态环境造成破坏。

二、高锰酸盐指数简介

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。主要用于饮用水、地表水和工业用水的水质检测，不用于工业废水的化学需氧量检测。

（一）测试标准

高锰酸盐指数测定标准涉及的主要检测方法有：酸性高锰酸钾法（滴定法）、碱性高锰酸钾法（滴定法）、酸性高锰酸钾法（分光光度法），本文主要介绍了酸性高锰酸钾法（分光光度法）测定水质指数高锰酸钾指数。可通过酸性高锰酸钾指数测定（分光光度法）GDB-480和GDB-425多参数水质分析仪是在酸性高锰酸钾氧化法-比色法测定高锰酸钾指数试验方法的基础上内置的。直接调用检测方法，不选择波长;直接读取测量结果，无需转换，自动锁定测量值。同时，我们还为您提供高锰酸盐指数校准液和工作试剂盒，一套100个样品可测量，满足多批次实验的要求。[1]

（二）测试过程：

将5mL待测标准溶液或样品置于比色管中，加入1mL混合酸，摇匀。当温度降至室温时，加入0.5ml高锰酸钾溶液，摇匀，盖紧盖子，放入105℃蒸煮器（建议使用小型蒸煮器COD-401-1）中30分钟。取出，摇匀，在水中冷却5分钟。取出并干燥瓶子，并尽快测量。

（三）测量注意事项：

仪器需要打开才能预热。消化也可以在沸水浴中进行30分钟。COD-401-1挖掘机不是标准设备，需要额外的可选设备[2]。如果使用消化装置，应在使用前保持恒定30分钟。严格控制消解温度、时间和混酸、高锰酸钾的用量，否则会影响消解速度，测量结果不准确。混合酸和高锰酸钾必须使用我公司的配套试剂，客户使用自行配置的试剂将导致结果不准确。

三、地表水中高锰酸盐指数的测定——酸性法

（一）使用范围

适用于地表水、饮用水;不适用于工业废水，原则是：向样品中加入已知量的高锰酸钾和硫酸，并在沸水浴中加热30分钟。用高锰酸钾氧化样品中的一些有机和无机还原剂。在反应结束时，添加过量的草酸钠以减少剩余的高锰酸钾，然后使用高锰酸钾标准溶液将过量的草酸钠滴回。计算了样品的高锰酸盐指数。氧化反应：在沸水浴条件下氧化和还原酸性高锰酸钾。5C2O42-（草酸钠）+2MnO4-+16H+→2Mn2++10CO2+8H2O。[3]

（二）注意事项

1.水样保存

收集水样后，将浓硫酸添加到PH1-2中，并尽快进行分析。如果储存超过6小时，冷藏（0-5℃），但不超过2天。

2.实验条件

①消化：沸水浴温度为98℃。高地的低沸点可能会影响消化效率。必须规定实际沸点（在相同条件下，100°C时的反应速率约为95°C时的1.6倍）。沸水浴的水位应高于锥形瓶中的水位。

②反应时间：研究表明，当消化时间从30分钟增加到60分钟时，结果增加4-10%。应严格控制反应时间，以保持样品消解时间的一致性。

③条件电极电位E=Eθ+RT/5F·ln（aMnO4-·aH+8/aMn2+）。高锰酸钾溶液浓度的变化对反应有很大影响。

④反应的酸度受到影响：硫酸溶液是反应系统中使用的浓电解质，离子之间的相互作用，硫酸浓度必须改变，氢离子活性变化不大（离子活性受电解质浓度和离子活性的影响，强电解质溶液浓度增加将导致活性降低）。

⑤空白滴定温度控制：当反应液温度低于80℃时，滴定前应重新加热。

3.CODCr和CODMn的比较

①COD是减少水体中物质污染的指标，主要是水体中的有机污染。

②COD的定量方法主要受氧化剂类型和浓度、消解温度、时间和酸度的影响。CODCr的条件电极电位高达1.55V，CODCr对水的氧化率约为90%。CODMn的条件电极电位高达1.45V，水的氧化率约为50%。CODMn试验仅适用于地表水和饮用水，不适用于COD值高的工业废水。两种COD之间没有明显的线性关系。

四、利用水质智能消解器净化水质

（一）试剂原理

该方法在样品中加入硫酸使其呈酸性后，加入一定量的高锰酸钾溶液，经高温消解后，用分光光度法测定高锰酸钾指数。当样品中的高锰酸盐指数值为0.5-5mg/L时，在525nm波长处测量高锰酸钾还原后剩余的七价锰（Mn7+）的吸光度。样品中高锰酸盐指数的值与七价锰（Mn7+）吸光度的降低值成正比。

（二）使用方法

1.对照溶液：准确地将4.00ml纯水移入试管，加入2.50ml试剂A和0.4mL试剂B，关闭容器，在100℃下溶解30分钟，迅速冷却至室温（冷水浴冷却）。

2.待测水样：准确地将4.00ml水样移入试管，加入2.50ml试剂A和0.4ml试剂B，关闭，在100℃下溶解30分钟，迅速冷却至室温（冷水浴冷却）。

3.将试管外壁擦拭干净，按照仪器说明在525nm波长下测量。

总结：高锰酸盐指数与COD的区别在于COD是在强酸介质和加热条件下，用氧化剂消解氧化水样，测定氧化剂消耗量。其检测常用重铬酸钾和高锰酸钾作为氧化剂，我们通常称之为铬法（COD）和锰法（CODMn）。高锰酸盐指数是指用锰法测得的值。它们的氧化效率不同，COD的氧化效率约为90%，主要用于测定高浓度的COD，检测适用于严重污染的废水。高锰酸盐指数的氧化效率约为50%，主要用于测定低浓度COD。本检测适用于地表水、饮用水、生活污水等清洁水，可应用于环保局、水厂、CDC。这就要求我们在水质检测中要特别注意。

参考文献：

[1]沙海飞，范丽丽.地表水溶解氧与化学需氧量、高锰酸盐指数的相关性研究[J].广州化工，2021，49（10）：105-106+110.

[2]陈丽华.连续流动分析法在测定地表水水质中高锰酸盐指数的应用[J].皮革制作与环保科技，2021，2（03）：70-73.

[3]程正，张琪雨.全自动滴定分析仪测定高氯地表水高錳酸盐指数的方法实验[J].广州化工，2020，48（21）：102-103.