桂林市自來水公司
李麗萍 化學(xué)需氧量(Chemical Oxygen Demand)簡稱COD，是指水中易被強(qiáng)氧化劑氧化的還原性物質(zhì)，在一定條件下被氧化所消耗的氧化劑量并以相當(dāng)?shù)难酰肙2mg/L表示。它是反應(yīng)水體受污染的一個重要指標(biāo)之一，特別是有機(jī)物的污染。目前世界上比較通用的COD測定方法是標(biāo)準(zhǔn)回流法，但受回流設(shè)備的限制，標(biāo)準(zhǔn)回流法一次僅能分析幾個水樣，且費(fèi)時，給分析者帶來很大困難。筆者用微波爐在密封容器內(nèi)消解水樣，用重鉻酸鉀法對標(biāo)準(zhǔn)樣品和環(huán)境水中COD進(jìn)行了測定，十幾分鐘即可消解十幾個水樣，分析結(jié)果令人滿意。 一 實(shí)驗(yàn)部分 (一)儀器與主要試劑
1.儀器
日本產(chǎn)松下牌NN-5755S型微波爐
聚四氟乙烯生料帶(以下簡稱生料，上海塑料研究所)
2.試劑
(1)鄰苯二甲酸氫鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液：稱取0.0425lg于105℃烘至恒重的鄰苯二甲酸氫鉀，用水溶解后移至1000ml容量瓶，稀釋至標(biāo)線并混勻，此溶液相當(dāng)于50mg/LO2的COD。
(2)0.025mol/L(1/6K2CrO7)重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)液：將1.2258g于110℃干燥2h并冷至室溫的 重鉻酸鉀溶于水中，移入1000ml容量瓶，稀釋至標(biāo)線，混勻。
(3)0.01mol/L［(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O］硫酸亞鐵銨滴定液：溶解3.9g硫酸亞 鐵銨于水中，加入20ml濃硫酸，待其冷卻后稀釋至于1000ml，其濃度約為0.01mol/L，臨用前按文獻(xiàn)［1］方法標(biāo)定。
(4)硫酸—硫酸銀試劑：向1L濃硫酸中加入10g硫酸根，放置1～2天使之溶解，并混勻，使用 前小心搖動。
(5)試亞鐵靈指示劑：溶解0.35g七水合硫酸亞鐵(FeSO4·7H2O)于水中，加入0.75gl ，10—菲繞啉，攪動至溶解，加水稀釋至50ml。
(二)分析步驟
用移液管取10.00ml均勻水樣(或標(biāo)準(zhǔn)樣)于100ml錐形瓶中，加入C(1/6K2CrO7)=0.025mol/L的重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)液5.00ml，再緩緩加入15.00ml硫酸—硫酸銀催化劑，混勻后，用生料帶密封瓶口，用橡皮筋束緊，置于微波爐的轉(zhuǎn)盤上，關(guān)閉爐門，用高檔功率加熱，待水樣微沸(即生料帶薄膜鼓起)時記錄時間，維持微沸3.5min端出轉(zhuǎn)盤，冷至室溫后，去掉生料帶，用蒸餾水沖下生料帶內(nèi)壁附著試液于錐形瓶內(nèi)，加入30ml蒸餾水，3滴試亞 鐵靈指示劑，用硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)液回滴，溶液的顏色由黃色經(jīng)藍(lán)綠色至紅褐色即為終點(diǎn)，記錄硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)液的用量，計算出COD值。
(三)計算式
CODCr(mg/L)=［(V0-V1)×C×8×1000］/V2 式中：V0——空白消耗硫酸亞鐵銨量(ml)
V1——水樣消耗硫酸亞鐵銨量(ml)
V2——水樣體積
C——硫酸亞鐵銨溶液的濃度(mol/L)
8——氧(1/2)摩爾質(zhì)量(g/ml) 二 結(jié)果與討論 (一)微波功率及加熱時間的選擇
微波法進(jìn)行消解是用頻率為2450MHz的電磁波能量來加熱反應(yīng)液，在高頻微波能的作用下，反應(yīng)液分子會產(chǎn)生高速摩擦運(yùn)動，使其溫度迅速升高；另外還采用密封方式消解，使密閉容器內(nèi)壓力高于一個大氣壓，因此縮短了消解時間。然而，加熱時所用的微波不同，從開始加熱至氧化完全所需時間也不同。若功率太低，則需反應(yīng)時間較長，消解也不完全；若用高檔功率、消解時間太長，會使得錐形瓶內(nèi)壓力過大，試液濺出，實(shí)驗(yàn)失敗。筆者用自配的50mgL COD標(biāo)液試驗(yàn)，當(dāng)消解液體積為30ml左右的試驗(yàn)結(jié)果如表1、2所示。 表1 不同時間消解的試驗(yàn)結(jié)果(n=5)(高檔功率)| 時間(min) | 1 | 2 | 3 | 4 | | 測得結(jié)果(mg/L) | 32.8 | 45.3 | 50.3 | 49.5 | 表2 不同功率消解的試驗(yàn)結(jié)果(時間3.5min)| 功率 | 中檔 | 中高檔 | 高檔 | | 測得結(jié)果(mg/L) | 40.3 | 44.2 | 50.5 | 綜合表1、2后可看出，用高檔功率加熱，2min差不多消解完全，本實(shí)驗(yàn)用高檔功率消解3.5min結(jié)果較為理想。
(二)消解溫度和壓力
試液消解完畢后立即插入溫度計測量，溫度多在115～120℃之間，由此可知密閉容器內(nèi)的壓力略高于一個大氣壓。
(三)回收率
用相當(dāng)于50mg/L的鄰苯二甲酸氫鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液分別對10.00ml樣品進(jìn)行加標(biāo)試驗(yàn)，回收率如表3所示。 表3 回收率試驗(yàn)結(jié)果| 編號 | 樣品(ml) | CODcr本底(mg/L) | 加標(biāo)體積(ml) | 加標(biāo)量(μg) | 測得值(mg/L) | 回收量(μg) | 回收率(%) | | 1 | 文昌橋頭漓江水 | 9.86 | 1.00 | 50.00 | 13.7 | 52.1 | 104.2 | | 2 | 寧遠(yuǎn)河水 | 17.3 | 1.20 | 60.0 | 20.7 | 58.8 | 98.1 | | 3 | 象山公園排污口水 | 17.1 | 2.00 | 100.0 | 22.1 | 94.2 | 94 .2 | (四)測定結(jié)果
對自配CODcr標(biāo)樣、寧遠(yuǎn)河水、象山公園排污口水分別用本法和標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行比較測定，結(jié)果如表4所示。 表4 樣品CODcr測寫結(jié)果(mg/L)| 樣品及采樣日期 | 測定方法 | 單次測定值 | 平均值 | 標(biāo)準(zhǔn)偏差 | 相對偏差(%) | 相對誤差(%) | 25mg/L自配
CODcr標(biāo)樣 | 微波法 | 25.6 23.8 24.3
23.4 27.2 24.8 | 24.9 | 1.39 | 5.6 | 0.4 | | 常規(guī)法 | 24.3 24.3 23.9
23.4 24.7 | 24.2 | 0.36 | 1.5 | 3 .3 | | 50mg/L自配CODcr標(biāo)樣 | 微波法 | 49.0 49.6 51.2
51.8 52.0 51.2 | 50.8 | 1.20 | 2.4 | 1.6 | | 常規(guī)法 | 47.1 50.3 49.8
47.8 | 48.8 | 1.5 | 3.2 | 2.4 | 寧遠(yuǎn)河水2000年5月
23日采樣 | 微波法 | 16.8 17.7 17.7
17.5 17.3 | 17.4 | 0.38 | 2.2 | 1.7 | | 常規(guī)法 | 17.5 16.7 16.8
17.5 17.0 | 17.1 | 0.38 | 2.2 | | 漓江水(文昌橋段)2000年5月24日采樣 | 微波法 | 11.0 11.5 12.2
11.6 11.7 | 11.6 | 0.43 | 3.7 | 0.9 | | 常規(guī)法 | 11.6 11.3 11.3
12.5 12.1 | 11.7 | 0.62 | 5.3 | 三 注意事項(xiàng) 1.微波爐內(nèi)能量分布是不均勻的，轉(zhuǎn)盤中心處放置的樣品先沸騰。為了克服這種熱點(diǎn)效應(yīng)，保證所有樣品受熱均勻，轉(zhuǎn)盤中心處不放樣品。
2.由于漓江水比較干凈，本法適用于CODcr≤50mg/L水樣，如果試液中的CODcr高于50mg/L，需用重蒸水稀釋后測定。
3.微波爐內(nèi)可一次同時放置13個樣品，當(dāng)樣品數(shù)少于5個時，轉(zhuǎn)盤中央應(yīng)放置150～200ml水，以分散消耗微波能，每次都要做空白。
4.當(dāng)所測定的COD值出現(xiàn)系統(tǒng)偏低時，可將其消解時間適當(dāng)延長30秒～1分鐘，但不可隨意增加，應(yīng)控制好加熱時間和注意試液良好的密閉性。
5.如所測水樣Cl-≥100mg/l，在消解液中加入適量硫酸汞可消除氯離子的干擾。
6.試驗(yàn)所用容器均用鉻酸洗液處理過后，依次用自來水、蒸餾水、亞沸水沖洗干凈。所用試劑均為分析純。 參考文獻(xiàn)
［1］GB11914—89水質(zhì)化學(xué)需氧量的測定重鉻酸鹽法
［2］《分析化學(xué)中的數(shù)理統(tǒng)計方法》，科學(xué)出版社
［3］《生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)方法注解》，重慶大學(xué)出版社
［4］高向陽，環(huán)境科學(xué)1992，13(1) 79～83 | 
