基于CODCr快速消解分光光度法在污水检测中的应用

＊黄煜超

（泉州台商投资区惠南污水处理有限公司 福建 362122）

引言

随着社会经济的发展，人类对于污水排放标准越来越高，对水质和水环境质量要求也不断提高，因此处理废水中所含物质的方法就显得愈发重要。其中最为有效的是快速、简便地检测出污泥中含有哪些有害重金属离子。本文主要对水质检测中污水中的CODCr测定工作进行分析，为污水检测的相关研究提供参考。

1.探究CODMn和CODCr应用重铬酸钾法的测试原理方法

在探究化学需氧量的测试方法中，通过分析CODMn（主要是欧美等大多数国家广泛应用）和CODCr（日本用于清洁水样的测试），共有100多年的历史。从20世纪60年代开始，全球环境污染问题日逐严重，从客观来说可以通过COD检测污水的污染物测试程度，进一步探究了化学需氧量的测试更新步伐。由于环境污染物的种类较多且浓度低，运用常规的检测方法，速度较慢，而且耗费劳动力。在此基础上，通过相关的检测技术及检测仪器及装备的全面提升，促成环境监测领域的综合环境治理能力标准，强化环境监测领域迫在眉睫。基于CODCr是重铬酸钾法的原理方法，在一定量的重铬酸钾法催化剂作用下，在强酸性溶液中测试氧化水样的还原性物质反应，适量的重铬酸钾试亚铁灵为指示剂，并且使用硫酸亚铁铵对其标液回滴，观察溶液的颜色是否有变化（黄色经蓝绿色，至红褐色，即为滴定终点），此时测试硫酸亚铁胺的标准溶液用量。

目前国内的环境监测领域，通过评价水体化学需氧量COD的污染程度。在传统的重铬酸钾法CODCr基础上，通过广泛采用COD的标准测定方法。但由于这种方法的周期分析较长，能耗较高，所使用的银盐、汞盐及铬盐，会对环境造成二次污染。因此近年来，通过快速广泛应用分光光度法，以及加快CODCr测定仪的研制开发，不断提升环境监测污水的有效方法。

一是，推出的重铬酸钾法CODCr公式如下：

在实验过程中，仪器需准备好消解管、消解仪及分光光度计、容量瓶、玻璃棒、滴管、移液管和烧杯等，同时准备好标准重铬酸钾法溶液、邻苯二甲酸氢钾实验药品，同时辅助实验的药品还有蒸馏水、浓硫酸、硫酸（1+9）溶液、去离子水、10g/L硫酸银—硫酸溶液、0.24g/L硫酸汞溶液等。实验要保证的条件，通过选取高量程控制测定上限1000mg/L的COD标准系列的溶液，控制COD的值分别为100mg/L、200mg/L、400mg/L、600mg/L、800mg/L、1000mg/L。根据公式，对其进行高量程COD标准系列溶液的试验，确定重铬酸钾的标准溶液浓度为c（1/6 k2Cr2O7）=0.5mol/L。分析高量程COD的标准，应在600±20nm波长处，通过分析蒸馏水为参比溶液，同时用分光光度计进行测定相应的吸光度值。此时需要高度重视通过使用溶液COD值，对其测定吸光度值，通过减去空白试验测定的吸光度值的差值，绘制标准曲线。

二是实验步骤：通过配置溶液，配置邻苯二甲酸氢钾COD中的标准储备液，COD值为5000mg/L，并且在105℃至100℃下进行干燥至恒重后，通过实验称取2.1274g邻苯二甲酸氢钾溶于250mg/L的水中，转移此溶液放置到500mL容量的瓶中。配置COD标准贮备液，分别取0.00mL、5.00mL、10.00mL、20.00mL、30.00mL、40.00mL、50.00mL的邻苯二甲酸氢钾COD标准贮备液，且用水稀释至标线，摇匀后待用。细化分析CODCr测试的步骤，取20mL原样或稀释水样，加入了HgSO40.4g，经过摇匀后，对其加入0.25mol/L K2Cr2O710mL，沸石数粒后进行混匀，回流装置，观察自冷凝管上口的状态，加入H2SO4-Ag2SO430mL，再次进行摇匀，分析回流加热2h后冷却的状态。再对自冷凝管上口加入80mL水至实验反应瓶中，然后取出锥形瓶，对其加入试亚铁灵3滴，同时用0.1mol/L (NH4)2Fe(SO4)2滴定，观察溶液由蓝绿色变为红棕色显示的终点，得出公式如下：

通过测试分析溶液COD值，对应测定的吸光度值，再通过减去空白的测试测定出来吸光度值的差值，最后进行绘制标准的曲线。

2.快速消解分光光度法的原理及检测机理

快速消解分光光度法是一种很有前途的检测方法。其原理就是在测定物质中有无定量或少量微量元素时，用原子化器将待测样品中所含被测物改变为常数，再利用共振吸收光谱仪、荧光分析和反演技术来确定它们之间存在着什么联系。

快速消解分光光度法是目前国内外应用最为广泛的一种方法，它利用化学试剂，在一定条件下，使溶液中各组分进行分解、凝聚和分离来测定其含量。该仪器使用了比较多的氧化还原剂（一般为活性炭）。由于氧化剂与待测物质直接反应生成原子序数而产生原子荧光光谱；当待测物被加热时形成分子状态结构不同颜色不一致的氧化物分光光度计然后分析其强度，可以得出待测物质的化学成分。快速消解分光光度法是用比较少的氧化还原剂（通常为碳、硅）与氧化剂进行反应生成原子荧光光谱。当溶液被加热时，在一定条件下将氧溶解成氧气后测定样品中元素含量；根据不同底物所含键能和吸收值确定化合物结构及分析方法等，并通过对物质分离来检测其性质变化量。

3.基于CODCr快速消解分光光度法的应用试验

(1)取样试剂

以某工厂污水为例，选择其中不同的排放地点展开综合性分析，分别记为总排放口、厌氧、污水总进口、电脱盐、浓水、污水缓冲罐、催化剂D-201，主要监测目标是该工业污水的CODCr含量。随着城市化水平不断提高，工业废水和生活污水不断增加，污水水体呈现出了复杂的状态，想要进一步明确其中各污染物的含量，还需要对具体的检测方法进行确定。在实际监测过程中采用快速消解分光光度法展开对比分析，分别对污水中的CODCr含量进行检测，利用美国哈希公司DR2800分光光度计和美国哈希公司DRB200消解仪进行试验，该设备的一体化程度较高，结构可靠，误差概率较低，不会影响最终的检测结果。最为关键的是，在实际应用过程中，性能较优、运维费用较低，能够实现在线自动检测。另外，这种设备能够对污染物体进行回收处理，不会对环境造成二次污染，也不会出现管路堵塞或者漏液的情况。

(2)试验方法

用移液管将2.0mL的样品精确地取出，然后倒入COD预制管试管中，旋紧瓶盖，充分搅拌。然后放到预热的溶出槽中，在165℃的加热条件下，溶解样品20min后取出，摇晃，放在试管架上，待温度降到室温，用分光光度计测定吸收率，并作空白试验。

除了和重铬酸钾法进行对比分析之外，还对不同的消解温度、消解时间进行纵向对比，找到最优的参数数据指标，完成标准曲线绘制。采用移液管，从不同浓度梯度的COD标准溶液和2mL超纯水中取出，放入消解管，加入2mL溶解液，加热溶解。在完全溶解后，用空气冷却2min，然后放入水静置2min待其冷却，然后在600nm波长下测定吸光度，然后画出标准曲线[1]。

4.基于CODCr快速消解分光光度法的试验结果

(1)快速消解分光光度法的结果分析

从相对标准偏差来看，快速消解分光光度法的检测精度较高，无论是温度控制还是消解数量和消解时间都具有实际的优势。表1～表3分别为具体的结果数据，从上述数据中能够看出，快速消解分光光度法满足实际检测需求，具有等效性。但从表4～表5数据来看，快速消解分光光度法会受到氯离子的影响，出现一定的误差。因此，还需要结合具体的数据对相应的参数指标进行优化。快速消解分光光度法常用于户外监测、环境检测等污水检测项目中，因此需要打造出多种不同的指标参数方案，提高快速消解分光光度法的适用性[2]。

表1 快速消解分光光度法标准样品对比试验监测测量数据及计算结果

表2 重酪酸钾法的试验监测数据

表3 快速消解分光光度法实际水样对比试验监测测量数据及计算结果

表4 氯离子浓度为500mg·L-1时COD含量

表5 氯离子浓度为2000mg·L-1时COD含量

续表

(2)快速消解分光光度法的检测分析

从目前来看，快速消解分光光度法污水情况检测工作对技术操作要求较高，必须要打造出一套完整的温度检测系统，确保检测精度和误差在允许范围内。从污水检测本身来看，根据不同的污水检测对象，在检测细节上存在一定的问题，还需要定期展开污水检测分析，从而明确污水处理本身的情况，确保污水治理工作质量能得到真正提高。一套完整的快速消解分光光度法在实际应用过程中，可能会出现诸多问题，这就需要加强对污水检测的检出限和精密度展开评定分析。结合具体的数据内容，完成相应的校验工作，确保检测方法的实际应用效果。从实际应用效果来看，快速消解分光光度法在实际应用过程中，可能会受到多方面因素的影响，检出限和精密度都可能会出现波动，根据具体的数据情况对快速消解分光光度法中的参数数据进行调整和优化，避免污水检测结果出现问题。在实际检测过程中发现，基于CODCr快速消解分光光度法的精密度达到了0.512%，检出限数值为8.54mg·L-1，在加标回收试验监测中的数据来看，加标回收率可以达到96.83%～97.46%，满足污水检测要求，而且该方法的标准曲线线性度较高，具有一定的推广价值。水环境中污水中的CODCr物质过多，会产生较大的污染，全面落实污水中的CODCr物质检测对生态环境治理而言具有重要的作用和意义。但是在实际检测过程中，污水中的CODCr物质检测会受到很多因素的影响，必须要对相关参数指标进行控制，否则检测数据不具备参考性，无法为实际工作提供参考。通过本文证明，在利用快速消解分光光度法对污水情况检测工作的过程中，通过科学控制消解时间，保证水样质量，可以有效消除这一误差，提高监测工作的准确性[3]。

(3)快速消解分光光度法的总结分析

CODCr快速消解分光光度法是目前最成熟和应用最多的一种光谱分析方法，其具有较高灵敏度，可用于对被测水样进行快速检测。在实验条件下使用不同型号的稳态光源及相同功率、时间间隔等参数来测定待测量物中总浓度、峰外强度的关系曲线和光谱图上的元素，反映出具体成分含量，并对其进行分析比较得出结果。由于COD曲线的复杂程度较高，在实际应用中，还需对其进行一定处理，才能得到准确结果。

5.结束语

综上所述，基于CODCr快速消解分光光度法在污水检测中应用效果突出，准确性、精密性较高，满足现阶段检测技术规范化要求。从实际应用效果来看，不仅可以节省污水检测分析时间，误差影响因素得到了有效控制，值得大范围推广应用。更为关键的是，基于CODCr快速消解分光光度法本身所需要的样品量相对有限，成本较低，可以实现大批量的含量测定。