□ 鄭紅燕 黃驊市食品藥品監(jiān)督管理局
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關(guān)于高錳酸鉀法檢測(cè)生活飲用水耗氧量的幾點(diǎn)問題的思考
□ 鄭紅燕 黃驊市食品藥品監(jiān)督管理局
耗氧量作為生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)水質(zhì)常規(guī)檢測(cè)指標(biāo),綜合反映了水體被水中還原性物質(zhì)(包括有機(jī)物和無機(jī)物)污染的情況。目前,我國生活飲用水中耗氧量的測(cè)定與評(píng)價(jià)按照《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法》(GB/T 5750 -2006)和《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB 5749 - 2006進(jìn)行)。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,耗氧量的檢測(cè)需要酸性高錳酸鉀滴定法,在實(shí)際檢測(cè)工作中遇到了以下幾點(diǎn)問題和疑惑:①錐形瓶的預(yù)處理;②高錳酸鉀溶液濃度的穩(wěn)定性;③校正系數(shù)的意義;④加熱方式對(duì)檢驗(yàn)結(jié)果的影響。本文圍繞這幾點(diǎn)問題作了簡(jiǎn)單的探索與研究。
標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,試驗(yàn)前要對(duì)錐形瓶進(jìn)行預(yù)處理:向250 mL錐形瓶內(nèi)加入1 mL硫酸溶液及少量高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液,煮沸數(shù)分鐘,取下錐形瓶用草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)使用溶液滴定至微紅色,將溶液棄去。
耗氧量的定義:耗氧量是用來表示飲用水和較潔凈的水中所含可被高錳酸鉀(在酸性或堿性條件下)氧化的物質(zhì)(以有機(jī)物為主,也包括無機(jī)還原性物質(zhì))消耗氧的量,以氧(O2,mg/L)表示,它是反映水體中有機(jī)及無機(jī)可氧化物質(zhì)的常用指標(biāo)。
由定義可知耗氧量其實(shí)也是另一種形式的化學(xué)需氧量,即是以化學(xué)方法測(cè)量水樣中需要被氧化的還原性物質(zhì)的量。錐形瓶參與了試驗(yàn)的整個(gè)流程,若錐形瓶本身附著了一些可被氧化的物質(zhì),那么其必使檢測(cè)結(jié)果偏高。故錐形瓶的預(yù)處理就是為了將瓶子洗干凈,將誤差減至最低的一種做法。因此,這一步的工作是必不可少的。如果有固定的一組錐形瓶僅用于做耗氧量的檢測(cè),且最初又嚴(yán)格執(zhí)行了錐形瓶的預(yù)處理,以后的檢測(cè)試驗(yàn)中是可以省略的。
關(guān)于高錳酸鉀溶液的穩(wěn)定性及保存期限,標(biāo)準(zhǔn)中不曾提到,僅提到要將高錳酸鉀溶液的濃度校正到0.100 0 mol/L,后準(zhǔn)確稀釋10倍。
在實(shí)際試驗(yàn)操作中,高錳酸鉀溶液的濃度是關(guān)鍵點(diǎn),其高低直接決定了結(jié)果的大小。而現(xiàn)存的標(biāo)準(zhǔn)中沒有關(guān)于高錳酸鉀溶液的穩(wěn)定性及保存期限的敘述,這就給試驗(yàn)人員造成了一定的困擾?;诖朔N情況,筆者也做了一些測(cè)試。將配置濃度0.100 0 mol/ L的中性高錳酸鉀溶液室溫放置1個(gè)月、3個(gè)月、4個(gè)月、5個(gè)月、6個(gè)月,分別用基準(zhǔn)0.100 0 mol/L草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行標(biāo)定。結(jié)果顯示:放置6個(gè)月的中性高錳酸鉀溶液的濃度沒有明顯的變化。因此,在以后的試驗(yàn)中,高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)使用溶液的配置只需將0.100 0mol/L溶液準(zhǔn)確稀釋10倍即可(一般配置1 L 0.100 0 mol/L高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液最多使用6個(gè)月)。
標(biāo)準(zhǔn)提到向滴定至終點(diǎn)的水樣中,再加入10.00 m L草酸鈉溶液,后用高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)使用溶液滴定至微紅色,即終點(diǎn)。若高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)使用溶液的濃度為準(zhǔn)確的0.010 0 mol/L,則高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)使用溶液的用量也應(yīng)為10.00 mL,否則就要求校正系數(shù)K。
那么校正系數(shù)K的真正意義何在?根據(jù)計(jì)算公式:
其中c為高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)使用溶液的濃度0.010 00 mol/L。
假設(shè)高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)使用溶液的實(shí)際濃度為c′(c′=0.010 20 mol/L),設(shè)定新的計(jì)算公式如下:
經(jīng)過推算可得,ρ′<ρ,即由此可知,在忽略校正系數(shù)K的情況下得出的試驗(yàn)結(jié)果與實(shí)際試驗(yàn)結(jié)果存在一定的差異,故驗(yàn)證校正系數(shù)項(xiàng)不可省略。
經(jīng)查閱大量文獻(xiàn)資料,筆者發(fā)現(xiàn)加熱用具(水浴、電爐、電熱板)、加熱時(shí)間、加熱溫度都對(duì)測(cè)定結(jié)果有一定的影響。本文僅簡(jiǎn)要分析水浴加熱法和電爐直接加熱法對(duì)試驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生的影響。
由于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定水浴法加熱時(shí)間要30 m in,對(duì)于小批量水樣,可以滿足檢測(cè)需要。對(duì)于大批量水樣,則檢測(cè)速度太慢,且影響檢測(cè)質(zhì)量,不能真實(shí)反映水樣原本耗氧量水平。故筆者在長期的試驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn):用電爐直接加熱法既能縮短檢測(cè)時(shí)間,又不會(huì)使試驗(yàn)結(jié)果偏離標(biāo)準(zhǔn)結(jié)果太多,能較真實(shí)地反映水樣原本的耗氧量水平。
表1是筆者對(duì)水浴法加熱和電爐直接加熱法所得耗氧量作的一些數(shù)據(jù)對(duì)比(電爐直接加熱法是用大火(800 W)迅速煮沸后轉(zhuǎn)小火(600 W)繼續(xù)加熱至沸騰10 min)。
表1 水浴加熱法和電爐直接加熱法所得耗氧量對(duì)比(mg/L)
由表1可得:雖然電爐直接加熱法較水浴加熱法還有一定的誤差,但差值很小,不會(huì)影響水樣是否受污染的判定。故電爐直接加熱法可應(yīng)用于實(shí)際檢測(cè)中。