微波消解法與回流法測定COD的比較試驗(yàn)

上海農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院 馮靈芝

松江東部污水處理廠 俞芬芬

微波消解法與回流法測定COD的比較試驗(yàn)

上海農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院 馮靈芝

松江東部污水處理廠 俞芬芬

水質(zhì)監(jiān)測過程中，常用化學(xué)需氧量COD（chemical oxygen Demand）衡量水體受污染的程度，該值用于表示被測水體中可被強(qiáng)氧化劑氧化的溶解性物質(zhì)和懸浮物相對應(yīng)的氧的質(zhì)量濃度，是廢水監(jiān)測的一個重要參數(shù)。目前，測定水樣COD通用的國家標(biāo)準(zhǔn)方法是重鉻酸鉀回流法，但是這種方法需回流消化2h才能氧化大部分的有機(jī)物，測定時間長，不利于快速監(jiān)測分析和大批量分析，且試劑用量大，分析成本高。微波消解法可大大縮短COD的測定時間，但在測定準(zhǔn)確度方面還有待進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)證明。

本文，筆者采用微波消解法與國標(biāo)回流法對同一標(biāo)準(zhǔn)樣品和水樣進(jìn)行COD的測定，通過對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的比較分析，分析微波消解法測定COD的準(zhǔn)確性及造成誤差的原因，為COD的準(zhǔn)確、快速測定提供一種途徑。

一、實(shí)驗(yàn)部分

1.主要儀器與試劑。

（1）實(shí)驗(yàn)儀器。實(shí)驗(yàn)儀器有WMX-Ⅲ-A型微波閉式COD、TN、TP消解儀（廣東韶關(guān)科力實(shí)驗(yàn)儀器有限公司生產(chǎn)），氟塑消解罐，250mL標(biāo)準(zhǔn)磨口玻璃回流裝置，50mL酸式滴定管。

（2）實(shí)驗(yàn)試劑。實(shí)驗(yàn)試劑有0.25mol/L重鉻酸鉀（1/6K2Cr2O7）標(biāo)準(zhǔn)溶液、0.937mol/L硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液、H2SO4-Ag2SO4溶液、試亞鐵靈、粉末HgCl2等。

2.實(shí)驗(yàn)方法。

（1）重鉻酸鉀加熱回流滴定測COD的方法參照國家環(huán)境保護(hù)局《水和廢水監(jiān)測分析方法》（第四版）進(jìn)行。

（2）微波消解COD測定法。分別移取待測水樣5mL、重鉻酸鉀溶液5mL于消解罐中，然后緩慢加入5mL的H2SO4-Ag2SO4溶液，搖勻，旋緊密封蓋。將消解罐均勻放入微波消解儀中，按照消解罐數(shù)+2min設(shè)置消解時間，啟動消解儀。消解結(jié)束后取出消解罐，冷卻后將消解液轉(zhuǎn)移至錐形瓶中，用少量水沖洗罐帽和罐體內(nèi)部，將洗液倒入錐形瓶中。錐形瓶中的試樣中各加入2滴試亞鐵靈指示劑，在搖動中用硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，溶液顏色由黃色經(jīng)藍(lán)綠色至紅褐色即為滴定終點(diǎn)，記錄硫酸亞鐵銨溶液的用量。計算公式為

式中，V0為滴定空白所消耗的硫酸亞鐵銨量（mL），V1為滴定水樣所消耗的硫酸亞鐵銨量（mL），C為硫酸亞鐵銨的標(biāo)定濃度（mol/L），V2為取水樣的體積（mL）。

二、結(jié)果分析

1.標(biāo)準(zhǔn)樣品的測定比較。采用微波消解法與加熱回流法對同一標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行COD測定，并做2組平行樣品，測定結(jié)果見表1。該標(biāo)準(zhǔn)樣品由環(huán)境監(jiān)測站提供，其COD標(biāo)準(zhǔn)值為（160±7）mg/L。

表 1 兩種方法對標(biāo)準(zhǔn)樣品的COD測定結(jié)果 mg/L

由表1可知，微波消解法和加熱回流法對標(biāo)準(zhǔn)樣品的測定結(jié)果一致，且都在樣品的誤差范圍內(nèi)。

2.實(shí)際水樣的測定比較。取同一池塘水樣進(jìn)行COD測定，測定結(jié)果如表2所示。經(jīng)配對t檢驗(yàn)，P>0.05，差別無顯著意義，說明兩種COD測定方法的可比性較好。

表 2 兩種方法對實(shí)際水樣的COD測定結(jié)果

由表2可知，微波消解法對實(shí)際污水樣的測定結(jié)果誤差較大，這主要因?yàn)閷?shí)際污水中大多含有活性或惰性有機(jī)顆粒，這些有機(jī)顆粒通常具有較高的COD值，是水體的重要污染物，在測定COD以評價水體污染程度時不應(yīng)過濾去除，但是，它們的存在往往會嚴(yán)重影響COD測定的準(zhǔn)確度和精確度，并且取樣量越少，造成的誤差越大。

為了減少懸浮物取樣不均造成的誤差，提高微波消解法測定COD的準(zhǔn)確度，操作過程中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。一是每次取樣前應(yīng)將水樣充分混合均勻，以減少取樣過程中帶來的誤差。二是選擇合適的取樣儀器。對于懸浮物濃度較高的水樣，盡量選用小量程的量筒，比如5mL或10mL量筒。若采用5mL的移液管或吸量管，可能會由于吸口小，懸浮物吸取量少而造成COD測定結(jié)果偏低。三是微波消解時間通常為消解罐數(shù)+2min。但如果消解水樣較多（≥6個），消解時間相對較長，消解更為完全，會使COD測定結(jié)果偏高。

三、結(jié)論

通過對微波消解法和回流法對同一水樣的COD測定結(jié)果的比較分析，可以總結(jié)歸納如下。

1.微波消解儀法具有分析成本低、消解時間短的優(yōu)點(diǎn)，能夠更方便、快捷地進(jìn)行COD測定，適于批量樣品監(jiān)測。

2.微波消解法和回流法對標(biāo)準(zhǔn)樣品的測定結(jié)果一致，且均在樣品誤差的正常范圍內(nèi)。

3.水樣中懸浮物的存在會影響COD的測定準(zhǔn)確度，可采用10mL和5mL的量筒進(jìn)行量取待測水樣，以減小測量誤差。