姜雪蓮 李茜 丁琳 邸衛(wèi)利（大連博融新材料有限公司，遼寧 大連116450）

近年來，隨著國家對環(huán)境、生態(tài)的重視，對水質(zhì)中化學(xué)需氧量排放要求也越來越嚴(yán)格。個別企業(yè)需要將污水送至有資質(zhì)的污水處理廠進(jìn)行處理方可排放。污水中化學(xué)需氧量越高，支付的處理費(fèi)用越昂貴。為了控制污水中化學(xué)需氧量的指標(biāo)，需要在產(chǎn)生污水時進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，重鉻酸鉀氧化法[1]實(shí)驗過程中使用硫酸汞以及大量濃硫酸，存在安全隱患，而且實(shí)驗單耗較高，檢測時間長達(dá)3-4 小時，而越來越受追捧的在線自動檢測儀因其價格等原因不適用于個別企業(yè)，比如階段性產(chǎn)生污水，檢測量不大等。通過對各種關(guān)于化學(xué)需氧量檢測方法的對比和研究，參考《水質(zhì)高錳酸鹽指數(shù)的測定》[2]，優(yōu)化實(shí)驗條件，開發(fā)一種操作簡單，成本低，并且檢測范圍較寬的檢測方法。

1 實(shí)驗部分

1.1 原理

水樣在酸性溶液中加入已知過量的高錳酸鉀，通過高錳酸鉀將水樣中的某些有機(jī)物及無機(jī)還原性物質(zhì)氧化，再用硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定剩余的高錳酸鉀，進(jìn)而得出水質(zhì)中化學(xué)需氧量的結(jié)果。

1.2 儀器設(shè)備及試劑

（1）加熱板；電位滴定儀（可以沒有）。

（2）硫酸1+1溶液：

在不斷攪拌下，將500ml濃硫酸慢慢加入到500ml水中，趁熱加入數(shù)滴高錳酸鉀溶液（2.2.3），直至溶液出現(xiàn)粉紅色。

（3）高錳酸鉀溶液：25g/L。

（4）高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液，0.03mol/L：

稱取13.0 g高錳酸鉀于5L燒杯中，加水至3L，加熱至沸騰，并保持微沸1h，冷卻到室溫，補(bǔ)水至3L。于暗處放置兩周后，用3#砂芯漏斗(在此高錳酸鉀溶液中緩慢煮沸5min)過濾，用少量濾液潤洗棕色試劑瓶，棄去潤洗液，將高錳酸鉀濾液移至該試劑瓶中置于暗處常溫保存，待標(biāo)定，參考國標(biāo)《化學(xué)試劑標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的制備》[3]進(jìn)行標(biāo)定。

（5）硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液，0.045mol/L:

稱取17.65g 六水合硫酸亞鐵銨［(NH4）2SO4·FeSO4·6H2O］，加入適量硫酸（5+95），攪拌溶解后移入1000mL 容量瓶，以硫酸（5+95）定容至刻線并搖勻，參考國標(biāo)《化學(xué)試劑標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的制備》[3]進(jìn)行標(biāo)定。

（6）不含還原性物質(zhì)的水：將1L 蒸餾水置于燒杯中，加入5ml 硫酸（2.2.2）和少量高錳酸鉀溶液（2.2.3），蒸餾，棄去100ml初餾液，余下餾出液貯于具塞玻璃瓶中。

1.3 實(shí)驗方法

（1）準(zhǔn)確稱取一定量水樣于500ml 錐形燒杯，COD 值小于500mg/L 時取20ml水樣，大于500mg/L 時取10ml水樣或者根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，水樣加入40ml硫酸（2.2.2）。用電位滴定儀的固定加液功能少量多次（每次10ml）加入一定體積的高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液（2.2.4），如果實(shí)驗室沒有電位滴定儀，可以改用移液管，邊加邊搖動，直至高錳酸鉀顏色穩(wěn)定不褪。加不含還原性物質(zhì)的水（2.2.6）至溶液總體積80ml，煮沸10min，若煮沸過程中溶液粉色褪去，應(yīng)再次補(bǔ)加一定量高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液（2.2.4），冷卻，用硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液（2.2.5）滴定，記錄消耗體積。

（2）水樣中化學(xué)需氧量（COD）含量計算按照公式（1）計算，數(shù)值以mg/L表示：

式中：C1—高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液（2.2.4）的濃度，mo1/L；V1—高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液（2.2.4）的體積，mL；

C2—硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液（2.2.5）的濃度，mo1/L；V2—水樣測定消耗的硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液（2.2.5）的體積，mL；V0-水樣的體積，mL；6-轉(zhuǎn)換為COD 的系數(shù)；8000-1/4 氧氣的摩爾質(zhì)量以mg/L為單位的換算值。

1.4 結(jié)果與討論

1.4.1 各實(shí)驗分量優(yōu)化

1.4.1.1 酸用量

硫酸用量少會導(dǎo)致試樣加入高錳酸鉀后變渾濁，用量大則會增加成本，如表1 所示，硫酸（1+1）用量為30ml 時，檢測結(jié)果比COD 結(jié)果低，而40ml 和50ml 時更接近COD 檢測結(jié)果。所以，實(shí)驗選用硫酸（1+1）用量為40ml。

表1 酸用量對比數(shù)據(jù)

1.4.1.2 高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液用量

高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的加入量，直接影響檢測結(jié)果的大小，加入量少反應(yīng)不完全，但加入量過大容易出現(xiàn)渾濁，導(dǎo)致結(jié)果偏大。所以要少量多次加入高錳酸鉀，邊加邊搖動，如果加熱過程中高錳酸鉀褪色或出現(xiàn)嚴(yán)重渾濁，應(yīng)重操作調(diào)整高錳酸鉀加入量。如表2所示。

表2 高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液用量對比數(shù)據(jù)

1.4.1.3 加熱時間

加熱時間在低溫沸騰5-30min沒有明顯區(qū)別，5min可以滿足實(shí)驗需求，但為了保險起見，加熱時間固定為低溫沸騰10min。加熱時間對比如表3所示。

表3 加熱時間對比數(shù)據(jù)

2 結(jié)語

各分量優(yōu)化后，水樣準(zhǔn)確度及精密度實(shí)驗如表4所示，該方法與重鉻酸鉀氧化法[1]檢測結(jié)果沒有顯著差異，回收率91%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差2.1%。該方法可以用來檢測水質(zhì)中化學(xué)需氧量，適合沒有污水處理資質(zhì)，但是需要在污水產(chǎn)生過程中實(shí)時監(jiān)控的企業(yè)，特別適合實(shí)驗室經(jīng)常使用高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液、硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的企業(yè)。

表4 準(zhǔn)確性和精密度對比數(shù)據(jù)