COD化學(xué)需氧量解析

  化學(xué)需氧量又稱化學(xué)耗氧量(chemicaloxygendemand)，簡(jiǎn)稱COD。是利用化學(xué)氧化劑(如高錳酸鉀)將水中可氧化物質(zhì)(如有機(jī)物、亞硝酸鹽、亞鐵鹽、硫化物等)氧化分解，然后根據(jù)殘留的氧化劑的量計(jì)算出氧的消耗量。它和生化需氧量(BOD)一樣，是表示水質(zhì)污染度的重要指標(biāo)。COD的單位為ppm或毫克/升，其值越小，說(shuō)明水質(zhì)污染程度越輕?！锼械倪€原性物質(zhì)有各種有機(jī)物、亞硝酸鹽、硫化物、亞鐵鹽等。但主要的是有機(jī)物。因此，化學(xué)需氧量(COD)又往往作為衡量水中有機(jī)物質(zhì)含量多少的指標(biāo)?；瘜W(xué)需氧量越大，說(shuō)明水體受有機(jī)物的污染越嚴(yán)重。 化學(xué)需氧量(COD)的測(cè)定，隨著測(cè)定水樣中還原性物質(zhì)以及測(cè)定方法的不同，COD測(cè)定值也有不同。目前應(yīng)用最普遍的是酸性高錳酸鉀氧化法與重鉻酸鉀氧化法。高錳酸鉀(KMnO4)法，氧化率較低，但比較簡(jiǎn)便，在測(cè)定水樣中有機(jī)物含量的相對(duì)比較值及清潔地表水和地下水水樣時(shí)，可以采用。重鉻酸鉀(K2Cr2O7)法，氧化率高，再現(xiàn)性好，適用于廢水監(jiān)測(cè)中測(cè)定水樣中有機(jī)物的總量。

  有機(jī)物對(duì)工業(yè)水系統(tǒng)的危害很大。含有大量的有機(jī)物的水在通過(guò)除鹽系統(tǒng)時(shí)會(huì)污染離子交換樹(shù)脂，特別容易污染陰離子交換樹(shù)脂，使樹(shù)脂交換能力降低。有機(jī)物在經(jīng)過(guò)預(yù)處理時(shí)(混凝、澄清和過(guò)濾)，約可減少50%，但在除鹽系統(tǒng)中無(wú)法除去，故常通過(guò)補(bǔ)給水帶入鍋爐，使?fàn)t水pH值降低。有時(shí)有機(jī)物還可能帶入蒸汽系統(tǒng)和凝結(jié)水中，使pH降低，造成系統(tǒng)腐蝕。在循環(huán)水系統(tǒng)中有機(jī)物含量高會(huì)促進(jìn)微生物繁殖。因此，不管對(duì)除鹽、爐水或循環(huán)水系統(tǒng)，COD都是越低越好，但并沒(méi)有統(tǒng)一的限制指標(biāo)。在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中COD(KMnO4法)>5mg/L時(shí)，水質(zhì)已開(kāi)始變差。

  一、COD的測(cè)定方法重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)法，也稱為回流法(中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn))

  (一)、原理

  在水樣中加入一定量的重鉻酸鉀和催化劑硫酸銀，在強(qiáng)酸性介質(zhì)中加熱回流一定時(shí)間，部分重鉻酸鉀被水樣中可氧化物質(zhì)還原，用硫酸亞鐵銨滴定剩余的重鉻酸鉀，根據(jù)消耗重鉻酸鉀的量計(jì)算COD的值。

  由于此標(biāo)準(zhǔn)制定于1989年，所以用現(xiàn)在的標(biāo)準(zhǔn)衡量存在很多缺點(diǎn)：1、耗時(shí)太多，每測(cè)定一個(gè)樣需回流2個(gè)小時(shí);2、回流設(shè)備占用的空間大，使批量測(cè)定出現(xiàn)困難;3、分析費(fèi)用較高，特別是硫酸銀;4、測(cè)定過(guò)程中，回流水的浪費(fèi)驚人;5、毒性的汞鹽易造成二次污染;6、試劑用量大，耗材成本高;7、測(cè)試過(guò)程復(fù)雜，不宜于推廣

  (二)、設(shè)備1.250mL全玻璃回流裝置2.加熱裝置(電爐)3.25mL或50mL酸式滴定管，錐形瓶，移液管，容量瓶等。

  (三)、試劑1.重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液(c1/6K2Cr2O7=0.2500mol/L)

  2.試亞鐵靈指示液

  3.硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液[c(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O≈0.1mol/L](使用前標(biāo)定)

  4.硫酸-硫酸銀溶液

  重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)法

  (四)、測(cè)定步驟硫酸亞鐵銨標(biāo)定：準(zhǔn)確吸取10.00mL重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液于500mL錐形瓶中，加水稀釋至110mL左右，緩慢加入30mL濃硫酸，搖勻.冷卻后，加入3滴試亞鐵靈指示液(約0.15mL)，用硫酸亞鐵銨溶液滴定，溶液的顏色由黃色經(jīng)藍(lán)綠色至紅褐色即為終點(diǎn)。

  (五)、測(cè)定取20mL水樣(必要時(shí)酌情少取加水至20或稀釋后再取)，加入10mL的重鉻酸鉀，插上回流裝置，再加入30mL硫酸硫酸銀，加熱回流 2h冷卻后，用90.00mL水沖洗冷凝管壁，取下錐形瓶。溶液再度冷卻后，加3滴試亞鐵靈指示液，用硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，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)溶液的用量。測(cè)定水樣的同時(shí)，取20.00mL重蒸餾水，按同樣操作步驟作空白實(shí)驗(yàn).記錄滴定空白時(shí)硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的用量。

  重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)法(六)、計(jì)算CODCr(O2，mg/L)=[8×1000(V0-V1)·C]/V

  (七)、注意事項(xiàng)1、使用0.4g硫酸汞絡(luò)合氯離子的最高量可達(dá)40mg，如取用20.00mL水樣，即最高可絡(luò)合2000mg/L氯離子濃度的水樣。若氯離子的濃度較低，也可少加硫酸汞，使保持硫酸汞:氯離子=10:1(W/W)。若出現(xiàn)少量氯化汞沉淀，并不影響測(cè)定。2、本方法測(cè)定COD的范圍為50—500mg/L。對(duì)于化學(xué)需氧量小于50mg/L的水樣，應(yīng)改用0.0250mol/L重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液?；氐螘r(shí)用0.01mol/L硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液。對(duì)于COD大于500mg/L的水樣應(yīng)稀釋后再來(lái)測(cè)定。3、水樣加熱回流后，溶液中重鉻酸鉀剩余量應(yīng)為加入量的1/5—4/5為宜。4、用鄰苯二甲酸氫鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液檢查試劑的質(zhì)量和操作技術(shù)時(shí)，由于每克鄰苯二甲酸氫鉀的理論CODCr為1.176g，所以溶解0.4251g鄰苯二甲酸氫鉀(HOOCC6H4COOK)于重蒸餾水中，轉(zhuǎn)入1000mL容量瓶，用重蒸餾水稀釋至標(biāo)線，使之成為500mg/L的CODcr標(biāo)準(zhǔn)溶液。用時(shí)新配。5、CODCr的測(cè)定結(jié)果應(yīng)保留四位有效數(shù)字。6、每次實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)對(duì)硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液進(jìn)行標(biāo)定，室溫較高時(shí)尤其注意其濃度的變化。(也可在滴定后的空白中再加入10.0ml重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液，用硫酸亞鐵銨滴定至終點(diǎn)。)

  7、水樣應(yīng)保證新鮮，盡快測(cè)定。

  二、快速消解分光光度法(一)、原理試樣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，用光度法設(shè)備測(cè)定COD值。由于此方法測(cè)定時(shí)間短、二次污染小、試劑量小費(fèi)用低，所以目前大部分實(shí)驗(yàn)室都采用此種方法，但此方法儀器成本較高，使用成本較低，適合于長(zhǎng)期需要檢測(cè)COD單位使用。

  (二)、設(shè)備國(guó)外的設(shè)備發(fā)展較早，但是價(jià)格很高，而且測(cè)定時(shí)間較長(zhǎng)，試劑價(jià)格一般用戶無(wú)法承擔(dān)，精度不是很高，因?yàn)閲?guó)外儀器的監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)與我國(guó)不同，主要是國(guó)外水處理水平和管理制度與我國(guó)不同;快速消解分光光度法主要是根據(jù)國(guó)產(chǎn)儀器的通行方法，催化快速測(cè)定COD的方法是此方法的制定標(biāo)準(zhǔn)，早在80年代初就已經(jīng)發(fā)明出來(lái)，經(jīng)過(guò)30多年的應(yīng)用，成為環(huán)境保護(hù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)內(nèi)的5B型儀器已經(jīng)在科研、官方監(jiān)測(cè)廣泛應(yīng)用。國(guó)產(chǎn)儀器憑借價(jià)格優(yōu)勢(shì)，售后及時(shí)已得到了廣泛的應(yīng)用。

  (三)、測(cè)定步驟取2.5ml試樣-----加入試劑-----消解10分鐘-----冷卻2分鐘-----倒入比色皿-----設(shè)備顯示屏直接顯示試樣COD濃度。

  (四)、注意事項(xiàng)1、高氯水樣應(yīng)采用高氯試劑。2、廢液10ml左右，但酸性較大，應(yīng)集中回收處理。3、保證比色皿的透光面清潔。