環(huán)境監(jiān)測(cè)中化學(xué)需氧量的測(cè)定方法探究

王佩妮 徐曉峻

摘要：指出了在環(huán)境質(zhì)量檢測(cè)工作中，化學(xué)需氧量的測(cè)定是其重要組成部分。想要了解水體環(huán)境中有機(jī)物質(zhì)含量，測(cè)定化學(xué)需氧量這一指標(biāo)是有效手段，化學(xué)需氧量的測(cè)定方法與測(cè)定結(jié)果息息相關(guān)，因此對(duì)測(cè)定方法要加以重視。從環(huán)境監(jiān)測(cè)及化學(xué)需氧量的基本含義出發(fā)，探究了在環(huán)境監(jiān)測(cè)中化學(xué)需氧量的測(cè)定方法，旨在更好探索其發(fā)展前景及發(fā)展意義。

關(guān)鍵詞：環(huán)境監(jiān)測(cè);化學(xué)需氧量;測(cè)定方法

中圖分類號(hào)：X830

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1674-9944（2018）4-0150-02

1 環(huán)境監(jiān)測(cè)與化學(xué)需氧量的基本含義

人們?cè)谔厥鈼l件下采取各種技術(shù)手段測(cè)定對(duì)人類和環(huán)境有影響的各種物質(zhì)的含量、排放量，以及時(shí)掌握環(huán)境質(zhì)量發(fā)生的變化，衡量環(huán)境水平，為環(huán)境治理工作提供基礎(chǔ)方向的工作，稱之為環(huán)境監(jiān)測(cè)。在環(huán)境監(jiān)測(cè)中，要檢測(cè)的對(duì)象不唯一，針對(duì)不同對(duì)象的特性采取的檢測(cè)方法也是不盡相同的。舉個(gè)例子，進(jìn)行水質(zhì)監(jiān)測(cè)，對(duì)工業(yè)廢水、生活污水、醫(yī)院廢水中的污染物監(jiān)測(cè)的時(shí)候，需要實(shí)地取水樣實(shí)驗(yàn)分析：工業(yè)廢水的主要檢測(cè)方面是水中化學(xué)物質(zhì)含量;而生活污水不同于重工業(yè)廢水，在生活污水中微生物、細(xì)菌含量居多，對(duì)其進(jìn)行水質(zhì)污染物的檢測(cè)，就需要依據(jù)氧化還原的原理對(duì)其進(jìn)行化學(xué)需氧量的測(cè)定;醫(yī)院廢水則要測(cè)定化學(xué)需氧量和鉻離子含量。

化學(xué)需氧量測(cè)定，簡(jiǎn)稱COD測(cè)定，指的是在一定條件下，水體中的還原性物質(zhì)與加入的強(qiáng)氧化劑發(fā)生反應(yīng)，對(duì)還原性物質(zhì)被氧化分解時(shí)所消耗氧化劑的數(shù)量的測(cè)定?；瘜W(xué)需氧量可以將水體中受還原性物質(zhì)污染的程度準(zhǔn)確反映出來，這些物質(zhì)主要包括有機(jī)物、亞硝酸鹽等，但一般水體中無機(jī)還原性物質(zhì)含量相對(duì)較低，水體污染多數(shù)是由于有機(jī)物污染，因此，化學(xué)需氧量可作為衡量有機(jī)物質(zhì)相對(duì)含量的一項(xiàng)可靠指標(biāo)，人們有必要不斷完善COD的測(cè)定方法。在目前的測(cè)定過程中，常用的儀器是化學(xué)需氧量測(cè)量?jī)x，其集合了多種指標(biāo)分析儀的優(yōu)點(diǎn)于一身，并具有完整的采樣、分析、記錄、統(tǒng)計(jì)、數(shù)據(jù)傳輸?shù)南到y(tǒng)，由此實(shí)現(xiàn)線上自動(dòng)化檢測(cè)，保證準(zhǔn)確性，減少人工負(fù)擔(dān)。

2 環(huán)境監(jiān)測(cè)中化學(xué)需氧量的測(cè)定方法與標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定實(shí)驗(yàn)

2.1 環(huán)境監(jiān)測(cè)中化學(xué)需氧量的測(cè)定方法

隨科技日新月異的發(fā)展，化學(xué)需氧量的測(cè)定技術(shù)與設(shè)備也在不斷更新完善：技術(shù)可應(yīng)用到更廣的范圍中，設(shè)備也更為精良。依據(jù)不同的測(cè)試原理，將測(cè)量方法分為高錳酸鉀法和重鉻酸鉀法;不同方法的發(fā)展進(jìn)程不同，又可細(xì)化為分光光度法、動(dòng)力學(xué)法、流動(dòng)注射分析法、原子吸收法、相關(guān)系數(shù)法等。

（1）最簡(jiǎn)單、快捷、綠色的測(cè)定方法就是分光光度法。分光光度法是利用專門的分光光度計(jì)測(cè)定被測(cè)物質(zhì)在特定波長(zhǎng)處或一定波長(zhǎng)范圍內(nèi)的吸光度，繼而可根據(jù)朗伯一比爾定律對(duì)該物質(zhì)進(jìn)行定性和定量分析。一般可用于測(cè)定加入催化劑和還原劑的強(qiáng)酸性溶液中的某種目標(biāo)離子的含量。

（2）動(dòng)力學(xué)法即零級(jí)動(dòng)力學(xué)法，也被稱為連續(xù)監(jiān)測(cè)法。其充分利用反應(yīng)熟讀和相關(guān)數(shù)據(jù)獲得回流后的化學(xué)需氧量的值，在工業(yè)廢水的測(cè)定中應(yīng)用比較廣泛。

（3）流動(dòng)注射分析法是一種化學(xué)發(fā)光法，指在一定條件下，對(duì)化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)繼而標(biāo)定特定系列與水樣，獲取有價(jià)值的數(shù)據(jù)。流動(dòng)注射分析于20世紀(jì)70年代誕生，屬于溶液自動(dòng)在線處理及測(cè)定的現(xiàn)代分析技術(shù)。流動(dòng)注射分析下分支廣泛，包括流動(dòng)注射分光光度法、流動(dòng)注射電化學(xué)分析法、流動(dòng)注射酶分析法等等。

（4）原子吸收法是由待測(cè)元素?zé)糇陨戆l(fā)出的譜線通過樣本產(chǎn)生的原子蒸氣時(shí)，被蒸氣中待測(cè)元素的基態(tài)原子所吸收，通過輻射光強(qiáng)度減弱的程度，求出樣本中待測(cè)元素的含量的方法。靈敏度高、不易受干擾、試樣少是其突出優(yōu)點(diǎn)。

（5）相關(guān)系數(shù)用來衡量?jī)蓚€(gè)隨機(jī)變量之間的線性相關(guān)程度。相關(guān)系數(shù)法利用水中CODc。與CODM。二者之間的關(guān)聯(lián)性，通過建立數(shù)學(xué)模型計(jì)算分析化學(xué)需氧量的數(shù)值?；瘜W(xué)需氧量的自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)在隨時(shí)代不斷進(jìn)步，儀器精密度也能更加滿足人類研究需求，因此，測(cè)定方法也有了進(jìn)一步改良。

2.2 環(huán)境監(jiān)測(cè)中化學(xué)需氧量的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定實(shí)驗(yàn)

2.2.1 化學(xué)需氧量測(cè)定方法標(biāo)準(zhǔn)化的實(shí)現(xiàn)

化學(xué)需氧量的自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)在隨時(shí)代不斷進(jìn)步，儀器精密度也能更加滿足人類研究需求。因此，測(cè)定方法也有了進(jìn)一步改良。需要結(jié)合理論與實(shí)際，研究標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定實(shí)驗(yàn)。在環(huán)境監(jiān)測(cè)中，實(shí)現(xiàn)化學(xué)需氧量測(cè)定方法的標(biāo)準(zhǔn)化可從以下四方面人手：第一，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前，確保選擇科學(xué)、高效的催化劑。催化劑能有效提高反應(yīng)速率，節(jié)約時(shí)間成本。由于測(cè)試對(duì)象不同，要切實(shí)考慮實(shí)驗(yàn)對(duì)象特性由此完成催化劑的選擇。依據(jù)不同需要，還可靈活采用替代試劑來加快反應(yīng)速度，一定程度上減少實(shí)驗(yàn)成本、保證綠色實(shí)驗(yàn)減少對(duì)環(huán)境污染。第二，為了使樣本中的還原性物質(zhì)徹底被氧化，加入氧化劑以保證結(jié)果更精確。常用的氧化劑有氧氣、重鉻酸鉀、高錳酸鉀、硝酸等。第三，為了盡量消除其余不相關(guān)離子的干擾作用，影響實(shí)驗(yàn)人員的判斷，加入掩蔽劑能有效減少干擾，保證實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確性。最后，消解方法的使用也是實(shí)現(xiàn)測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)化的有力輔助。常用的回流消解方法是加熱法，為了使消解效率更高，微波消解法也已應(yīng)用到實(shí)際中來。

2.2.2 化學(xué)需氧量測(cè)定的具體實(shí)例

首先，采用自動(dòng)等比例集水樣實(shí)驗(yàn)法和在線連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)兩種方法獲得某地區(qū)污水排放總量的數(shù)據(jù)。接著，確定化學(xué)需氧量測(cè)定實(shí)驗(yàn)對(duì)象，根據(jù)對(duì)象選取實(shí)驗(yàn)方法與指標(biāo)，無誤操作后記錄數(shù)據(jù)，對(duì)實(shí)驗(yàn)對(duì)象進(jìn)行定性、定量分析。除了實(shí)驗(yàn)過程中要嚴(yán)格按照步驟操作，使用無污染、保質(zhì)期以內(nèi)的試劑外，還需要格外注意的是從采樣到測(cè)定結(jié)束，時(shí)間應(yīng)控制在70 d以內(nèi)，溫度不宜超過4℃，酸堿度應(yīng)小于2。這樣保證外部因素與內(nèi)部測(cè)定步驟都在誤差允許范圍內(nèi)，獲得的測(cè)定結(jié)果才是可信的。測(cè)定數(shù)據(jù)如表1所示。

由表1可以看出，化學(xué)需氧量的測(cè)定應(yīng)用在多種水質(zhì)檢測(cè)中。無論是哪種需要檢測(cè)的水體，要想獲得準(zhǔn)確檢測(cè)結(jié)果都要選擇合適的方法及設(shè)備。在進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測(cè)工作對(duì)于水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí)，對(duì)于不同的監(jiān)測(cè)對(duì)象，都少不了先到實(shí)地取樣，分析了解其具體情況，掌握基本情況后，合理選用催化劑、掩蔽劑、氧化劑及消解方法，再根據(jù)測(cè)定對(duì)象選用相應(yīng)測(cè)定方法與設(shè)備，完成測(cè)定過程獲得結(jié)果，分析數(shù)據(jù)，得到結(jié)論。

3 環(huán)境監(jiān)測(cè)中化學(xué)需氧量測(cè)定方法的發(fā)展前景

化學(xué)需氧量的測(cè)定在分析環(huán)境質(zhì)量工作中有著重要應(yīng)用。在未來發(fā)展中，應(yīng)更著重優(yōu)化化學(xué)需氧量檢測(cè)儀器和使用方法，力求減少反應(yīng)時(shí)間、試劑使用量，降低環(huán)境污染。以紫外一可見光光度法的分析為基礎(chǔ)，探索更多的合理可行的分析方法。樣品消解的方式多用微波消解或高溫加熱的方式，更進(jìn)一步消除不相關(guān)成分的干擾，提升測(cè)定過程的精準(zhǔn)性，為環(huán)境監(jiān)測(cè)提供更為準(zhǔn)確的分析數(shù)據(jù)。

4 結(jié)語

在環(huán)境監(jiān)測(cè)中，依據(jù)化學(xué)需氧量這一指標(biāo)分析水體質(zhì)量，具有很高的科學(xué)性與準(zhǔn)確性。它可以直接將水體受還原性物質(zhì)污染的程度切實(shí)以數(shù)據(jù)形式反映出來，為人們下一步治理提供方向與標(biāo)準(zhǔn)。COD的測(cè)定是環(huán)境安全檢測(cè)的重要方面之一，其測(cè)定的方法與步驟直接與結(jié)果相關(guān)聯(lián)，若是過程出現(xiàn)了較大失誤，相應(yīng)結(jié)果就失去了參考價(jià)值。人們應(yīng)對(duì)化學(xué)需氧量測(cè)定技術(shù)加以重視，不斷優(yōu)化化學(xué)需氧量的測(cè)定方法，對(duì)于治理污染性較強(qiáng)的工業(yè)廢水與混合污水、維護(hù)水體健康有著重要意義。

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