化學(xué)需氧量測定法改進(jìn)過程及發(fā)展趨勢研究

唐紅霞

(遼寧省丹東市水文局，遼寧 丹東 118001)

化學(xué)需氧量測定法改進(jìn)過程及發(fā)展趨勢研究

唐紅霞

(遼寧省丹東市水文局，遼寧 丹東 118001)

化學(xué)需氧量(COD)是對(duì)水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測評(píng)價(jià)主要指標(biāo)之一。文章由標(biāo)準(zhǔn)法的改進(jìn)入手，并結(jié)合工作實(shí)踐對(duì)其檢測現(xiàn)狀同進(jìn)展作了分類論述，同時(shí)介紹了COD的測定法向著更加科學(xué)合理化改進(jìn)和發(fā)展的趨勢。

化學(xué)需氧量；環(huán)境監(jiān)測；水質(zhì)監(jiān)測；測定方法；研究進(jìn)展；趨勢

化學(xué)需氧量屬于對(duì)水質(zhì)污染情況做出判斷的關(guān)鍵指標(biāo)。對(duì)其進(jìn)行測定所依據(jù)的方式主要是高錳酸鹽以及重鉻酸鉀氧化的指數(shù)法。第一種方式在對(duì)飲用水與水源水以及地面水測定方面更為適用。第二種方式則對(duì)工業(yè)廢水與生活污水測定更為適用，即錳法主要用來監(jiān)測地表及地下水的，而鉻法主要是用于監(jiān)測污水，因?yàn)楸O(jiān)測值鉻法大于錳法，六價(jià)鉻氧化性大于高錳酸鹽。

1 標(biāo)準(zhǔn)法的改進(jìn)

鉻法需要使用的硫酸銀價(jià)格高，成本貴。所以，要對(duì)其替代物實(shí)施研究，以有效減少分析的費(fèi)用。比如用硫酸錳來替代經(jīng)證實(shí)有可行性，不過其回流所用時(shí)間依然比較長。而Ce(SO4)2同過渡金屬混起來后能有協(xié)同催化的較好作用，若用MnSO4-Ce(SO4)2的復(fù)合催化劑來替代Ag2SO4，則對(duì)廢水的COD測定，既能減少測定的費(fèi)用指出，也能減少溶液的酸度及分析的時(shí)間，同鉻法沒有明顯不同[1]。不過該方法需要耗費(fèi)價(jià)格較貴的硫酸銀及毒性很大的硫酸汞等材料，容易引起較重的二次污染。并且后一種方法加熱消解用時(shí)較長，能耗較大，目前同我國的環(huán)保發(fā)展需要并不相適應(yīng)，所以由各個(gè)方面實(shí)施了改進(jìn)措施。

1.1 消解方法

選取可代替的催化劑等，而目前工作通常適用聲化學(xué)或微波的消解法，包括光催化的氧化法在內(nèi)均為新的技術(shù)。由于重鉻酸鉀的方法適用材料中硫酸銀的費(fèi)用昂貴，因此其分析的成本較高。所以對(duì)可替代硫酸銀的其它催化劑進(jìn)行研究，目的是為了減少分析的費(fèi)用支出，具有實(shí)用性。用硫酸錳替代硫酸銀雖可行可回流用時(shí)仍較多長。使用硫酸鈰同過渡金屬的混合有著練好的協(xié)同催化效果，用硫酸錳硫酸鈰的復(fù)合催化劑替代硫酸銀進(jìn)行廢水的COD測定，既能減少經(jīng)費(fèi)支出，也能減少溶液的酸度與分析用時(shí)，同重鉻酸鉀法并沒有明顯不同[2]。

1.2 微波消解法

這種方法并不需使用硫酸高汞及硫酸銀才可檢測出COD的數(shù)值。氧化鉺為催化試劑的微波消解對(duì)生活污水的COD進(jìn)行檢測。而羅蒙等則用了聚焦微波進(jìn)行加熱，實(shí)現(xiàn)常壓下的快速的COD數(shù)值測得。同標(biāo)準(zhǔn)回流法比較，微波消解用時(shí)減少至大約10 min，而且消解時(shí)不用回流冷卻水，能耗較低，試劑用量大幅減少，每次能完成對(duì)12個(gè)樣品，因此降低了各類材料導(dǎo)致的再污染。

1.3 超聲波消解法

超聲波的消解十分便捷，試驗(yàn)說明超聲波輻射標(biāo)準(zhǔn)的水樣30 min后，低頻、適高聲強(qiáng)對(duì)完全消解水樣有益。

1.4 光催化氧化法

此法可在常溫和常壓中實(shí)施，并且氧化速度快，效率高，也不會(huì)產(chǎn)生再污染，所以其應(yīng)用優(yōu)勢非常明顯。近些年納米材料的使用已經(jīng)引起廣泛重視。

1.5 分光光度法

在強(qiáng)酸溶液里借助重鉻酸鉀的氧化水還復(fù)原才可來實(shí)現(xiàn)COD的檢測，六價(jià)鉻還原成三價(jià)鉻，用分光光度計(jì)來進(jìn)行六價(jià)鉻或三價(jià)鉻的測定，以測出COD數(shù)值。而Inaga等人用硫酸鈰為氧化劑，經(jīng)加熱反應(yīng)測出吸光度并算得COD的數(shù)值。Konno用自制比色計(jì)同計(jì)算機(jī)連接測出COD，目前國內(nèi)外很多COD的快速測定儀都是根據(jù)這一原理制作，使用起來更加便捷迅速，成本較低。

1.6 化學(xué)發(fā)光法

重鉻酸鉀消解廢水之后，最終的還原產(chǎn)物Cr3+的濃度同COD的數(shù)值是成正比的，且處于堿性時(shí)，具有非常強(qiáng)的化學(xué)的發(fā)光原理，也有人建議使用光電的二極管來作為檢測器對(duì)水體的COD進(jìn)行測定的新方法。

1.7 紫外吸收光譜法

該法經(jīng)對(duì)水樣內(nèi)的有機(jī)物紫外吸收光譜的測量直接測出COD。很多有機(jī)物處于紫外光譜區(qū)時(shí)吸收非常強(qiáng)，而基于某種條件COD同有機(jī)物吸光度之間具有相關(guān)性，利用相關(guān)性能直接測出COD。本法并不如COD和TOC法那么明確，可處特定水體時(shí)相關(guān)性非常高，也可真實(shí)反映出有機(jī)物的含量。而按照紫外吸收的原理對(duì)COD進(jìn)行檢測的儀器已經(jīng)在產(chǎn)。通過以上各種不同方法的對(duì)比，能夠明顯看出各類方法的優(yōu)點(diǎn)與不足，如分光光度法的特點(diǎn)是使用起來更加便捷迅速，成本較低。而電化學(xué)分析法檢測限很高，并不適于對(duì)地表水或者輕度污染的水進(jìn)行測定，另外化學(xué)發(fā)光法處于堿性時(shí)，具有非常強(qiáng)的化學(xué)的發(fā)光原理、紫外吸收光譜法不用添加試劑，不存在再污染，使用非常便捷，但是若要使用此法必須有個(gè)必然前提條件即水質(zhì)的組成一定要有相對(duì)穩(wěn)定性[3]。

2 新技術(shù)與發(fā)展趨勢

2.1 自動(dòng)在線分析技術(shù)

流動(dòng)分析可對(duì)水體樣本的COD檢測實(shí)施消解和測定一體化，讓所有過程可在線和自動(dòng)化進(jìn)行。有人提出用硫酸鈰作為氧化劑，使用空氣的整段間隔與連續(xù)流動(dòng)的分析法來檢測COD，而采樣的頻率可至90 次/h，不過需要18 m長的特制閥。

2.2 發(fā)展趨勢

我國環(huán)保局曾經(jīng)開展過對(duì)中國2020年的環(huán)保戰(zhàn)略的對(duì)策研究，要爭取在21世紀(jì)的前20年，減輕COD負(fù)荷的總量到54.6%以下。但是這對(duì)工業(yè)的污水防治也提出更新要求。進(jìn)行水體的有效監(jiān)測的時(shí)候，要控制好水體的污染狀況，而環(huán)境保護(hù)屬于未來一個(gè)嚴(yán)峻的問題。

3 結(jié) 語

對(duì)COD進(jìn)行測定的方式愈來愈簡便快捷，越來越儀器化，而基于儀器性能的日益完善使用其進(jìn)行測定具有明顯優(yōu)勢與可行性。

[1]葛福玲.化學(xué)需氧量測定方法的改進(jìn)及研究進(jìn)展[J].環(huán)境研究與檢測，2011(04)：69-74.

[2]邢竹.水和廢水中化學(xué)需氧量測定方法探討[D].天津：天津大學(xué)，2009.

[3]胡璇，鄭波，賈倩.測定化學(xué)需氧量的新型分光光度法[J].中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)，2014(01)：33-35.

ResearchonImprovementProcessandDevelopmentTrendforCODDeterminationMethod

TANG Hong-xia

(Liaoning Province Dandong City Hydrology Bureau，Dandong 118001，China)

Chemical oxygen demand is one of index for water quality evaluation and monitoring. Starting from the standard method，combing with work experience the paper discusses the existing determination methods and development trend，at same time it is pointed out the determination methods are developing toward to more reasonable and scientific.

chemical oxygen demand；environmental monitoring；water quality monitoring；determination method；research progress；trend

1007-7596(2014)11-0061-02

2014-02-04

唐紅霞(1981-)，女，滿族，遼寧丹東人，工程師，研究方向?yàn)樗Y源管理、水資源開發(fā)利用、水質(zhì)監(jiān)測等。

X832

A