淺析水產(chǎn)養(yǎng)殖中化學(xué)需氧量的測定

○宋瑞強(qiáng)

隨著育苗技術(shù)和養(yǎng)殖技術(shù)的不斷進(jìn)步，我國水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)迅猛發(fā)展，養(yǎng)殖戶往往加大養(yǎng)殖密度，大量使用餌料、藥物等投入品，導(dǎo)致池塘有機(jī)物含量急劇升高，水體不斷惡化。

有機(jī)物是水中藻類與微生物生長和繁殖的物質(zhì)基礎(chǔ)，是維持穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)不可或缺的物質(zhì)條件。適量的有機(jī)物可促進(jìn)藻類生長，使水質(zhì)維持一定肥力；過量的有機(jī)物則會導(dǎo)致水中溶氧降低、CO、H2S、NH3等有毒有害物質(zhì)增加，從而惡化水質(zhì)，嚴(yán)重影響魚蝦的正常生長甚至造成大量死亡，是魚蝦疾病蔓延的主要原因。因此，在水產(chǎn)養(yǎng)殖過程中必須加強(qiáng)對水體有機(jī)物狀況的日常監(jiān)測。

傳統(tǒng)上常采用一些間接性指標(biāo)，如生化需氧量（BOD）、化學(xué)需氧量（COD）、總需氧量（TOD）、總有機(jī)碳（TOC）來反映水體中有機(jī)物的含量和污染狀況。其中，化學(xué)需氧量因?yàn)闄z測方法多、檢測快捷、適用范圍廣而得到普遍應(yīng)用。

目前，現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中有2個國家標(biāo)準(zhǔn)、4個行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和1個地方標(biāo)準(zhǔn)可用于化學(xué)需氧量的測定，其中，GB11914-89、HJ828-2017、HJ/T399-2007適用于氯離子含量低于1000mg/L的化學(xué)需氧量的測定；GB17378.4-2007、HJ/T132-2003、HJ/T70-2001、DB37/T3737-2019適用于氯離子含量高于1000 mg/L的化學(xué)需氧量的測定。

歸結(jié)起來共分為三類，包括重鉻酸鹽滴定法、重鉻酸鹽分光光度法和堿性高錳酸鉀滴定法。此外，國內(nèi)不少專家學(xué)者探索以非色散紅外吸收法測定化學(xué)需氧量。

本文通過對比幾種方法的優(yōu)劣，探求水產(chǎn)養(yǎng)殖中化學(xué)需氧量的測定方法，確保監(jiān)測數(shù)據(jù)及時準(zhǔn)確，為養(yǎng)殖業(yè)者調(diào)節(jié)有機(jī)物預(yù)防病害發(fā)生提供技術(shù)保障。

（1）重鉻酸鹽滴定法

重鉻酸鹽滴定法適用于地表水、地下水、生活污水及工業(yè)廢水中氯離子的測定，其中，氯離子含量低于1000mg/L時需要采取硫酸汞掩蔽等方式，氯離子含量高于1000mg/L時需要采取氯氣校正、稀釋后硫酸汞掩蔽等方式。

以HJ/T828-2017為例，該方法的原理是在水樣中加入已知量的重鉻酸鉀溶液，并在強(qiáng)酸介質(zhì)下，以銀鹽作為催化劑，經(jīng)沸騰回流后，以試亞鐵靈為指示劑，用硫酸亞鐵滴定水樣中未被還原的重鉻酸鉀，由消耗的重鉻酸鉀計算出消耗的氧的質(zhì)量濃度，進(jìn)而測算出COD含量。

此類方法普遍需要回流加熱或等效加熱手段，加熱完畢后冷卻至室溫后進(jìn)行滴定。一般實(shí)驗(yàn)過程需要回流2h，冷卻2h，且受到加熱器制約，單次僅可處理4-6個樣品。此外，在消解過程易出現(xiàn)暴沸現(xiàn)象，導(dǎo)致測定結(jié)果有誤。

（2）重鉻酸鹽分光光度法

重鉻酸鹽分光光度法適用于地表水、地下水、生活污水及工業(yè)廢水中氯離子含量低于1000mg/L的化學(xué)需氧量的測定，對于氯離子，需要采取硫酸汞掩蔽的方式。

以HJ/T399-2007為例，該方法的原理是在試樣中加入已知量的重鉻酸鉀溶液，在強(qiáng)硫酸介質(zhì)中，以硫酸銀作為催化劑，經(jīng)高溫消解后，用分光光度法測定COD值。樣品中的COD含量與六價鉻（Cr6+）的吸光度的減少值成正比，與三價鉻（Cr3+）的吸光度的增加值成正比，與總吸光度值的減少值成正比，將總吸光度值換算成試樣中COD的含量。

此類方法普遍需要高溫高壓消解或等效加熱手段，加熱完畢并冷卻后進(jìn)行比色。一般實(shí)驗(yàn)過程需要加熱0.5h，冷卻2h。由于樣品中COD含量差異較大，需要分別測定兩套工作曲線（440±20 nm和600±20nm），對COD含量不明樣品，極有可能需要同時進(jìn)行兩套試劑的測試，增加了2倍的工作量。且該方法受加熱器影響，極易消解不均勻，導(dǎo)致測定結(jié)果有誤。

（3）堿性高錳酸鉀法

堿性高錳酸鉀法適用于氯離子含量高于1000mg/L的高氯廢水和海水中化學(xué)需氧量的測定。

以GB17378.4-2007為例，該方法的原理是在堿性加熱條件下，用已知量并且是過量的高錳酸鉀氧化海水中的需氧物質(zhì)。然后在硫酸酸性條件下，用碘化鉀還原過量的高錳酸鉀和二氧化錳，所生成的游離碘用硫代硫酸鈉溶液滴定。

此類方法普遍需要沸騰加熱手段，加熱完畢后冷卻至室溫進(jìn)行滴定。該方法簡便快捷，一般30分鐘即可完成。該方法的氧化率與加熱時長和沸騰程度密切相關(guān)，因此該方法的穩(wěn)定性略差，測定結(jié)果的平行性不足。同時，由于高錳酸鉀的氧化能力偏弱，導(dǎo)致該方法的測定結(jié)果與重鉻酸鉀法相比差異較大。

（4）非色散紅外吸收法

該方法適用于地表水、地下水中化學(xué)需氧量的測定。

該方法的原理為試樣經(jīng)酸化曝氣，將其中的無機(jī)碳轉(zhuǎn)化為二氧化碳去除，再將試樣注入高溫燃燒管中，可直接測定碳元素含量，根據(jù)燃燒碳元素所消耗的氧的量計算出化學(xué)需氧量的含量。該方法的缺點(diǎn)是忽略了由于水中亞硝酸鹽、硫化物和亞鐵鹽等還原性物質(zhì)，所以該方法所測的COD往往偏低。優(yōu)點(diǎn)是該方法采用高溫燃燒法，無需考慮氯離子的影響，不用因此添加各種化學(xué)掩蔽劑，不產(chǎn)生新的污染，且實(shí)驗(yàn)過程不會產(chǎn)生溶液飛濺、器皿炸裂等現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)過程更安全；同時，實(shí)驗(yàn)時間短，單個樣品測定時間降至10分鐘以下，節(jié)省大量人力、物力。

結(jié)論：在水產(chǎn)養(yǎng)殖中時間和穩(wěn)定性是著重考慮的因素?；趲追N監(jiān)測方法的比較，在水產(chǎn)養(yǎng)殖中測定化學(xué)需氧量時首選非色散紅外吸收法，其次在海水養(yǎng)殖過程中考慮堿性高錳酸鉀法，在淡水養(yǎng)殖過程中考慮重鉻酸鹽滴定法，最后選擇重鉻酸鹽分光光度法。