河流水功能区化学需氧量不达标原因及降低方法分析

张英红，李祥蕾，李 艳

（山东省烟台生态环境监测中心，山东 烟台 264000）

随着社会经济发展的脚步越来越快，我国工业化程度也越来越高，这虽然在一定程度上为国民经济带来了巨大的推动力，但是与此同时大量工业废料、化学残留物以及有害金属物都被排入河流水源，不仅造成了严重的河流水体污染而且还对生态环境造成了巨大破坏。河流水源不仅是饮水、用水、农业灌溉、发电的源头与动力，同时水体质量的高低还直接影响了当地人群的身体健康，所以检测河流水质，分析造成化学需氧量不达标的主要因素以及有效践行解决措施是当下的重点工作。首先必需明确合理、科学的水质检测方式与原理，从用水因素、人群社会活动、自然界因素影响、水质中还原物质的影响等多角度来多方位分析不达标的原因，进而针对性地践行解决措施，将河流水功能区中的化学需氧量降到最低，保障河流水的水质安全。

1 河流水化学需氧量测定原理及应用

化学需氧量（COD）是一种表征有机污染物含量的重要指标，目前在国际上已经取得了广泛认可与应用。如今在全球化环保倡导下，国家对环保问题也越来越重视，作为生态环境质量重要指标之一的COD也越来越受到重视。河流功能区的化学需氧量不达标的因素非常多，造成的原因也千变万化，做好COD检测工作保障水源的基本质量与安全是当下非常重要的工作[1]。目前推行的COD国家标准方法测试时间长、操作和维护较复杂，也很容易引起二次污染与环境破坏，所以造成COD偏高的源头分析也成为了关键。

目前河流水质检测方式主要是从化学原理着手，将化学需氧量指标作为判断水体污染与水质安全的主要依据，在待测河流水样本进行一定处理后，根据氧化剂的消耗总量来计算出化学需氧量。而当下主流的氧化剂采用的是重铬酸钾，这是一种强氧化剂，在测定过程中可以起到很好的检测作用，作为综合性的污染判断指标化学需氧量是可以非常高效、高质量的反映出待测水体是否存在严重污染。现在，虽然有了很多强氧化剂作为检测水体质量的新方法，但掌握主流的重铬酸钾测试法仍然非常重要，在检测过程中要进一步操作精确化，防止因为人工操作的失误而造成测量误差，争取做到零失误。

检测化学需氧量高的河流水废水时可以先取其中的1/10水样或者试剂加于15 mm×150 mm硬质玻璃试管中，并且要充分摇匀，加热一定时间后仔细观察溶液是否变成绿色，如果溶液呈现为绿色状态，此时再适当减少废水取样量直至溶液不再变为绿色为止，从而确定分析废水样时应取用的体积。整个实验操作的稀释过程中务必要控制所取废水样不得少于5 mL，若待测水样中的化学需氧量很高，则应该提前对废水样进行多次稀释，这样才能保障实验的精准性。对于化学需氧量小于50 mg/L的废水样，应改用0.0250 mol/L重铬酸钾标准溶液，回滴时用0.01 mol/L硫酸亚铁铵，标准滴定溶液水样加热回流后，溶液中重络酸钾剩余量应为加入量的1/5或者1/4为宜。

2 河流水功能区化学需氧量不达标原因分析

2.1 河流区域人群的生活因素与自然环境影响

河流区域人群密度往往较高，复杂的人群生活加上自然因素的不稳定性造成了水域的化学需氧量较高，影响水体质量。比如，水域附近的工厂排放物与人群的生活废料排放容易造成河流悬浮物堆积、化学有害元素难以降解、重金属污染等，这些危害虽然表面上与COD偏高无关联但是化学反应与长期的物质积累难免会出现变化[2]。而COD超标的主要原因是有供氧环境发生变化与自身因素两大类，从供氧环境变化来看河流功能区中微生物、水藻、各种菌种等极大程度上影响了水中的含氧量，人类的不良行为容易造成菌种降解COD效率下降，并且工厂与各种加工企业排放的电镀废水、化学废料以及重金属会造成河流水环境较大的变化。

根据目前的调查与统计可以发现，许多的加工企业与工厂在正常运作时难以避免会产生大量COD，这些COD最终会随着工业废水排入河流水域。外界大量的COD引入会破坏本来的河流生态系统，这不仅会造成严重的水质污染，而且从长远角度来看会出现恶性循环的情形。

例如：众多食品加工厂会有大量的残留加工物与工业生产废水，这些废料之中会存在大量还原性物质（硫离子与氯离子），加上电镀废水中含有大量酸性物质，这会直接造成河流水中COD严重超标。往往由外界造成的COD堆积超标是最难处理的，这是因为人类活动的管束是难以做到绝对化，并且自然环境的不确定性也是一大因素。比如雨水中酸碱度、雷电促进的化学反应、暴风携带有害元素；等等，这些自然因素也是人类无法控制的，但这相比于人群活动对河流COD超标造成的影响还是较小的。所以想要控制好河流水中的COD含量，首要还是应从源头做好，必须做好根本的防护措施，故而倡导绿色环保理念，宣传水质保护工作是首要任务与工作，同时还要加以科学技术处理河流的COD超标问题[3]。

2.2 河流水管理机构处理工艺缺陷

河流水的管理机构是解决水质污染问题的重要方，他们在这个过程中的管理工作直接决定着河流水COD能否检测达标，所以在水质抽样检测中出现COD偏高很大程度上与管理机构处理工艺有着重要关联。根据统计，国内很多的河流水机构在处理工艺中常常采用三大方式；化学处理法、生物处理法、物理处理法。化学处理法是最广泛的应用方式，是利用化学反应来去除废水中的溶解物质或胶体物质用来实现降解COD。从经济角度来讲最常见的就是直接在污水中投加COD降解剂，通过强氧化的作用，分解水中的COD，达到降低COD的效果。目前这种方式存在的很大局限性就是氧化、还原反应的效率与效果难以得到有效保障，而气候、环境变化也是影响重要因素。在化学处理工艺上，百分之九十的河流水管理机构无法做到高效的COD处理，面对工业废水与污水处理长常常难以做到完全去除。目前虽然COD降解剂种类比较多，但基于功能性不同导致其价格差距也非常大，想要大范围的对河流水进行COD降低处理需要一定的经济作为支撑。

3 降低河流水COD的方式分析

3.1 做好源头切断工作，防止COD偏高

COD偏高已经成为了水污染最大的问题，如果不及时进行降解不仅会危害到人们的日常生活与健康，从长远来看，COD长期不达标会对整个河流功能区都有严重影响。目前尽管世界科学技术不断发展，有许多的污水处理手段，比如化学试剂、生物膜处理法、电化学法以及微生物去除法等，但科学技术始终存在局限性，真正降低COD还需从源头抓起，加强人们日常生活的行为进行规范和控制好生活污水的质检工作。生活污染水与工业污染水都是COD不达标的主要因素，这些根源处的切断工作必须得以有效落实。

3.2 电化学法降低COD

电化学法中的内电解法可以高效去除COD。其原理是采用不同电极电位的两种金属或金属和非金属为电极，直接将具有导电性的污水作为电解质，这样就可以形成无数微小的原电池，不仅可以促进化学反应的速度，还能降低操作过程的繁琐性。在电场作用下使污染水中大分子有机物断链后分解，从而实现难氧化物质的还原，加上电解作用还能加强对悬浮液中固体物的吸附作用，从而可以有效净化污染水。在中国污水处理中心的具体实验中，酸性蓝合成污水处理中利用循环伏安法和电位电解法通过掺硼金刚石电极进行电化学处理的过程中，当水流速度在300 dm3/h，电流密度为20 mA/cm2时通过12 h的电解时间，COD去除率可以高达97%。根据这一实验我们可以将其作为降低COD的一大重要参考，COD化学降低法中电解法虽然存在很多的条件约束与环境要求，但其降解效率是非常乐观的。而在实际河流水处理方案中是不可能首选化学电解法，毕竟成本高、条件较复杂、技术要求较高，想要同时满足是具有一定难度的。但是我们可以将其作为研究方向，比如在河流水处理中控制水温与流速，采用常用电极与常规条件探究出最佳COD降解方式。当然能够有效降低污染水源的方式不仅仅局限于文中探讨的方式，只要前提是基于降解COD的原理来实现就可以。但是综合实际操作难度、成本、降低COD的效率等因素来看既想要有较好的降低COD效果，又想要实现对河流水功能区正常运行的影响较小，COD降解试剂是目前最有效的方式之一。需要注意的是：在COD降解试剂投入的过程中一定要做好河流水功能区的保护工作，因为多数的降解试剂虽然能够有效降低COD，但也会对水质造成一定的影响。

4 结论

随着全球化水资源治理工作的不断发展，加上科学技术的不断提升与进步，污水检测与降低COD工作受到了越来越高的重视。河流水功能区应用在我们的日常生活中至关重要，不仅与人群的生活作息息息相关，还影响着国内各地区发展，所以做好河流水水样检测与净化工作的重要性不言而喻。电化学法、物理吸附法、生物膜处理法、化学试剂降解等都是有效的解决方式。