高錳酸鹽指數(shù)測(cè)定的影響因素

程肖雪 張馨月

（1.長(zhǎng)江口水環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，中國(guó) 上海 200136；2.長(zhǎng)江三峽水環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，湖北 宜昌 443000）

0 前言

高錳酸鹽指數(shù)的定義：在酸性或堿性介質(zhì)中，以高錳酸鉀為氧化劑，氧化水樣中的某些有機(jī)物及無機(jī)還原性物質(zhì)，由消耗的高錳酸鉀兩計(jì)算水樣相當(dāng)?shù)难趿?，以氧的mg/L 來表示。在規(guī)定條件下，水中有機(jī)物只有部分被氧化，并不是理論上的需氧量，也不是反映水體中總有機(jī)物含量的尺度，因此高錳酸鹽指數(shù)常被作為地表水受有機(jī)污染物和還原性無機(jī)物污染程度的綜合指標(biāo)，目前主要采取國(guó)標(biāo)GB/T11892-1989 方法來測(cè)定。本文討論的酸性法，是指水樣加入硫酸使呈酸性后，加入一定量的高錳酸鉀溶液，并在沸水浴中加熱反應(yīng)一定時(shí)間。剩余的高錳酸鉀，用草酸鈉溶液還原并加入過量，再用高錳酸鉀溶液回滴過量的草酸鈉，通過計(jì)算求出高錳酸鹽指數(shù)值。其測(cè)定結(jié)果與溶液的酸度、高錳酸鹽的濃度、樣品處理過程加熱溫度和時(shí)間以及滴定時(shí)間都密切相關(guān)，本文從反應(yīng)酸度和加熱時(shí)間兩方面進(jìn)行研究。

1 試劑、水樣和分析方法

1.1 試劑

1）高錳酸鉀貯備液（0.10mol/L）：稱取3.2g 高錳酸鉀（中國(guó)聯(lián)試化工試劑有限公司）溶于1.2L 水中，加熱煮沸，使體積減少到1L，在暗處放置過夜后，傾出清液，貯于棕色瓶暗處保存。

2）高錳酸鉀使用液（0.01mol/L）：吸取高錳酸鉀貯備液100ml 移入1000ml 容量瓶，用水稀釋至標(biāo)線。暗處保存。

3）草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)貯備液（0.1000mol/L）：稱取0.6705g 在105℃烘干1h 并冷卻的草酸鈉（天津市化學(xué)試劑研究所）溶于水，移入100ml 容量瓶中，用水稀釋至標(biāo)線。

4）草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)使用液（0.0100mol/L）：吸取10.00ml 草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)貯備液移入100ml 容量瓶中，用水稀釋至標(biāo)線。

5）硫酸（國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司，分析純）。

1.2 水樣

根據(jù)水環(huán)境監(jiān)測(cè)規(guī)范（SL219-2013）地表水采樣要求，采集江蘇省南通市姚港斷面水樣。

1.3 分析方法

根據(jù)高錳酸鹽指數(shù)的測(cè)定（GB/T11892-1989），吸取100mL 混勻水樣于250mL 錐形瓶中，加入5mL(1+3)硫酸，混勻，再加入10.00mL 0.01mol/L 的高錳酸鉀溶液，搖勻，立即放入沸水浴中加熱30min（從水浴重新沸騰起計(jì)時(shí)）。取出錐形瓶，趁熱加入10.00mL 0.0100mol/L 的草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液，搖勻，立即用0.01mol/L 高錳酸鉀溶液滴定至顯微紅不褪色，記錄消耗高錳酸鉀溶液的體積。將上述已滴定完畢的溶液加熱至約70℃，準(zhǔn)確加入10.00mL0.0100mol/L 的草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液，再用0.01mol/L 高錳酸鉀溶液滴定至顯微紅不褪色。記錄高錳酸鉀溶液的消耗量(V)，按照公式計(jì)算出高錳酸鹽指數(shù)值。

2 不同條件下測(cè)定結(jié)果及應(yīng)用分析

2.1 實(shí)驗(yàn)測(cè)定結(jié)果

2.1.1 國(guó)標(biāo)方法測(cè)定水樣高錳酸鹽指數(shù)

按照國(guó)標(biāo)方法測(cè)定水樣的高錳酸鹽指數(shù)值，同時(shí)測(cè)定高錳酸鹽指數(shù)值為2.35±0.15 的標(biāo)準(zhǔn)樣品（批號(hào)：130839，水利部水環(huán)境監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)研究中心），測(cè)定結(jié)果詳見表1。

表1 國(guó)標(biāo)法測(cè)定水樣及標(biāo)準(zhǔn)樣品高錳酸鹽指數(shù)測(cè)定值

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，水樣和標(biāo)準(zhǔn)樣品的高錳酸鹽指數(shù)測(cè)定值準(zhǔn)確度和精密度都達(dá)到了實(shí)驗(yàn)室質(zhì)控標(biāo)準(zhǔn)的要求。

2.1.2 不同反應(yīng)酸度測(cè)定水樣高錳酸鹽指數(shù)

參照國(guó)標(biāo)方法，吸取四份水樣于錐形瓶中，分別加入不同濃度硫酸，加熱30min 測(cè)定高錳酸鹽指數(shù)值，測(cè)定結(jié)果詳見表2。

表2 相同加熱時(shí)間不同反應(yīng)酸度高錳酸鹽指數(shù)測(cè)定值

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，相同水浴時(shí)間條件下，水樣的高錳酸鹽指數(shù)測(cè)定值隨著酸度的增大而增大。

2.1.3 不同加熱時(shí)間測(cè)定水樣高錳酸鹽指數(shù)

參照國(guó)標(biāo)方法，吸取四份水樣于錐形瓶中，分別加入不同濃度硫酸，加熱不同時(shí)間測(cè)定高錳酸鹽指數(shù)值，測(cè)定結(jié)果詳見表3。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，同一反應(yīng)酸度下，水樣的高錳酸鹽指數(shù)測(cè)定值隨著水浴加熱時(shí)間的延長(zhǎng)而增大。同時(shí)也進(jìn)一步印證了水樣的高錳酸鹽指數(shù)測(cè)定值和反應(yīng)酸度成正比關(guān)系。

表3 不同加熱時(shí)間不同反應(yīng)酸度高錳酸鹽指數(shù)測(cè)定值

2.2 結(jié)果應(yīng)用

2.2.1 反應(yīng)條件的確定

根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可以通過增大硫酸濃度同時(shí)縮短水浴時(shí)間的方法來改進(jìn)國(guó)標(biāo)GB/T11892-1989 的分析方法。根據(jù)分析結(jié)果，水樣在加入5ml 濃硫酸水浴時(shí)間為15min 的分析條件下高錳酸鹽指數(shù)測(cè)定值（3.06mg/L）和實(shí)際值（3.08 mg/L）相差較小，其它值相差較大。初步確定在此條件下測(cè)定高錳酸鹽指數(shù)值最接近國(guó)標(biāo)方法測(cè)定值。

2.2.2 水樣及標(biāo)準(zhǔn)樣品比對(duì)試驗(yàn)

采用改進(jìn)的方法，對(duì)水樣和標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行測(cè)定，測(cè)定結(jié)果詳見表4。

表4 改進(jìn)方法測(cè)定水樣及標(biāo)準(zhǔn)樣品高錳酸鹽指數(shù)測(cè)定值

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，采用改進(jìn)的方法測(cè)定水樣的高錳酸鹽指數(shù)值和國(guó)標(biāo)法的測(cè)定值的相對(duì)偏差為0.33%，標(biāo)準(zhǔn)樣品的的相對(duì)偏差為0.43%，準(zhǔn)確度和精密度都達(dá)到了實(shí)驗(yàn)室質(zhì)控標(biāo)準(zhǔn)的要求。

3 小結(jié)

高錳酸鹽指數(shù)作為反映水體有機(jī)及無機(jī)可氧化物質(zhì)污染程度的常用綜合性指標(biāo)，其測(cè)定方法與發(fā)展受到廣泛關(guān)注和研究，在國(guó)標(biāo)方法測(cè)定高錳酸鹽指數(shù)值的基礎(chǔ)上調(diào)整反應(yīng)酸度及加熱時(shí)間，具體為：取樣100ml 的情況下，加入5ml 濃硫酸，沸水浴加熱15min，其余步驟同國(guó)標(biāo)分析方法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該改進(jìn)方法呈現(xiàn)出了較好的精密度和準(zhǔn)確度，滿足實(shí)驗(yàn)室的質(zhì)控要求，縮短了分析時(shí)間提高了效率。

［1］水和廢水分析監(jiān)測(cè)方法(第四版)[M].中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社.

［2］黃曉光.廣東化工，2012(13)[Z].

［3］謝立新.陜西水利，2011(6)[Z].