水體中高錳酸鹽指數(shù)測定方法綜述

陳海川

（遂寧市環(huán)境監(jiān)測中心站四川遂寧629000）

水體中高錳酸鹽指數(shù)測定方法綜述

陳海川

（遂寧市環(huán)境監(jiān)測中心站四川遂寧629000）

高錳酸鹽指數(shù)是地面水及地下水環(huán)境監(jiān)測的一項(xiàng)重要指標(biāo)。本文綜述了水體中高錳酸鹽指數(shù)的常用測定方法及其研究進(jìn)展，為水環(huán)境治理提供科學(xué)依據(jù)。

高錳酸鹽指數(shù)；環(huán)境監(jiān)測；測定方法

高錳酸鹽指數(shù)（CODMn）是測定地表水中還原性污染物的主要指標(biāo)，其數(shù)值是以采用高錳酸鉀作為氧化劑，在處理水樣時(shí)消耗的高錳酸鉀的量，同時(shí)也作為生活飲用水和生活污水質(zhì)量的監(jiān)測指標(biāo)，目前國際上大多數(shù)國家水質(zhì)監(jiān)測中，高錳酸鹽指數(shù)均作為規(guī)定監(jiān)測水質(zhì)指標(biāo)。測定高錳酸鹽指數(shù)的方法主要有傳統(tǒng)的滴定法、分光光度法以及遠(yuǎn)程在線監(jiān)測法等，每種方法都有各自的特點(diǎn)，對其展開探討對于提高高錳酸鹽指數(shù)的測試精度和準(zhǔn)度均具有十分重要的意義。

1　滴定法

滴定法的做法通常是在待測水樣中加入一定量的已知濃度高錳酸鉀溶液，且高錳酸鉀過量，將水樣用水浴加熱使高錳酸鉀與還原性物質(zhì)充分反應(yīng)，再用過量的草酸鈉還原過剩的高錳酸鉀，然后用高錳酸鉀溶液回滴過量的草酸鈉，從而計(jì)算出水樣中的高錳酸鹽指數(shù)。

滴定法測定高錳酸鹽指數(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于：（1）高錳酸鉀屬于強(qiáng)氧化劑，對于水樣中的各種還原性物質(zhì)都可以產(chǎn)生作用；（2）高錳酸鉀本身具有特征顏色，因此滴定過程中不需要加入任何顯色劑；（3）滴定法方法原理簡單，便于計(jì)算。同時(shí)，高錳酸鹽指數(shù)數(shù)值的結(jié)果大小與加熱溫度、反應(yīng)時(shí)間以及高錳酸鉀濃度有直接關(guān)系，一般來說滴定法的反應(yīng)時(shí)間較長、實(shí)驗(yàn)操作步驟繁瑣且效率低下，因此許多學(xué)者和機(jī)構(gòu)對傳統(tǒng)滴定法進(jìn)行了改進(jìn)。

江滔等通過改變加熱條件來測定高錳酸鹽指數(shù)時(shí)發(fā)現(xiàn)，高錳酸鹽指數(shù)數(shù)值隨著水浴加熱時(shí)間的延長而增大，并提出最佳的水浴溫度為95℃。

文長英等采用直接加熱法代替?zhèn)鹘y(tǒng)的水浴加熱來測定水體中高錳酸鹽指數(shù)，結(jié)果表明直接加熱法與水浴加熱相比具有速度快、結(jié)果精度和準(zhǔn)確度高等優(yōu)勢，而且可一次測試批量樣品，因此效率更高。

利用微波消解法在測定化學(xué)需氧量時(shí)可極大提高工作效率，作為借鑒，人們開始在高錳酸鹽指數(shù)測定中引進(jìn)微波消解。微波消解法的測試條件包括微波功率、消解時(shí)間以及反應(yīng)酸度等，許美玲等通過對這些條件的控制探索了水樣中高錳酸鹽指數(shù)的最佳測試條件，經(jīng)對比認(rèn)為微波消解比傳統(tǒng)水浴加熱測得的結(jié)果偏差更小，并得出采用微波消解有助于排除氯離子的干擾。

2　分光光度法

分光光度法是利用水樣中的物質(zhì)對光的選擇性吸收特點(diǎn)而進(jìn)行的測定方法，具有測定范圍廣、精度高、準(zhǔn)確度好、簡單快速等特點(diǎn)。目前測定水體中高錳酸鹽指數(shù)常采用的有紫外分光光度法和雙波長分光光度法等。

2.1紫外分光光度法

紫外分光光度法是利用待測物質(zhì)對紫外光的吸收特點(diǎn)的試驗(yàn)方法，目前在化學(xué)和材料科學(xué)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，而由于高錳酸鉀本身具有紫紅色的特征色，使得用紫外分光光度法測定水樣中高錳酸鹽指數(shù)變得可行。在酸性條件下，通過向水樣中加入定量且過量的高錳酸鉀使水樣中的還原性物質(zhì)被充分氧化，然后用紫外——可見光分光光度儀測定過量高錳酸鉀的吸光度，得到高錳酸鹽——吸光度標(biāo)準(zhǔn)曲線，由曲線求得待測樣品的高錳酸鹽指數(shù)。

王玉功等用紫外分光光度法測定水中高錳酸鹽指數(shù)，經(jīng)過國家標(biāo)準(zhǔn)容量法驗(yàn)證表明準(zhǔn)確度較高，經(jīng)過對同一水樣連續(xù)5次測定得出，該方法精密度達(dá)到1.01%～1.20%，檢出限為0.05mg/L，尤其適用于水中氯化物濃度不大于300mg/L的低污染水樣中高錳酸鹽指數(shù)的測定。

饒煥友通過配置出0.001mol/L的標(biāo)準(zhǔn)高錳酸鉀溶液，并將不同體積的標(biāo)準(zhǔn)溶液分別加入到相同的7個(gè)比色管中，用蒸餾水稀釋至相同體積后，以蒸餾水為參照，將不同濃度的高錳酸鉀溶液用紫外可見分光光度計(jì)測定后得到平均相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.26%，評價(jià)相對誤差為0.1%，表明該方法具有較高的精確度。

2.2雙波長分光光度法

當(dāng)前，許多學(xué)者采用雙波長分光光度法測定水體中的高錳酸鹽指數(shù)，取得了可喜的進(jìn)展。

齊愛玖等用過量的高錳酸鉀對水樣中的還原性物質(zhì)進(jìn)行氧化，并用碘化鉀與多余的高錳酸鉀反應(yīng)，通過選擇雙波長來測定溶液的吸光度。文獻(xiàn)中通過繪制吸光度與波長的關(guān)系曲線并根據(jù)朗伯比爾定律選定實(shí)驗(yàn)波長，并通過大量的實(shí)驗(yàn)和充分的研究得出最佳的水浴溫度、加熱時(shí)間等實(shí)驗(yàn)條件，經(jīng)與國際標(biāo)準(zhǔn)法比較發(fā)現(xiàn)，雙波長分光光度法的精密度和準(zhǔn)確度較高。

3　遠(yuǎn)程在線監(jiān)測技術(shù)

對于地面水和地下水等水體環(huán)境來說，用實(shí)驗(yàn)室的方法來實(shí)現(xiàn)水質(zhì)的監(jiān)測效率偏低，且較為被動，測定結(jié)果只能反映取樣時(shí)的水質(zhì)，而由于水體污染具有一定的不穩(wěn)定性以及水體本身的自凈能力，使得實(shí)驗(yàn)室水質(zhì)監(jiān)測方法的可參考價(jià)值受到局限。隨著水質(zhì)自動監(jiān)測站在我國多數(shù)江河流域的建立，使得水質(zhì)遠(yuǎn)程在線實(shí)時(shí)監(jiān)測成為未來的發(fā)展方向。近年來，有關(guān)高錳酸鹽指數(shù)在線監(jiān)測的研究較為熱門，主要集中在實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備的改進(jìn)、實(shí)驗(yàn)條件的優(yōu)化等方面。

當(dāng)前在線監(jiān)測水體高錳酸鹽指數(shù)的儀器主要有德國K301、法國Seres2000以及部分國產(chǎn)品牌等，其中主要以國外品牌應(yīng)用更為廣泛。為使監(jiān)測數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確，就必須充分發(fā)揮現(xiàn)有檢測儀器的優(yōu)勢?？蒲腥藛T經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的高錳酸鹽指數(shù)在線監(jiān)測儀器受實(shí)驗(yàn)條件的影響較大，如果控制不好實(shí)驗(yàn)條件就會導(dǎo)致較大的相對誤差，同時(shí)實(shí)驗(yàn)精度無法與實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)方法相比，因此控制好實(shí)驗(yàn)條件就成為遠(yuǎn)程在線監(jiān)測水體高錳酸鹽指數(shù)的主要研究方向。

潘穎瑜等在使用德國科澤公司K301型高錳酸鹽指數(shù)在線自動監(jiān)測儀時(shí)，通過實(shí)驗(yàn)研究了體系酸度、反應(yīng)時(shí)間和反應(yīng)溫度三個(gè)條件對監(jiān)測結(jié)果的影響，得出結(jié)論：高錳酸鹽指數(shù)測定值與反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度和體系酸度均呈現(xiàn)正相關(guān)的關(guān)系，并通過實(shí)驗(yàn)得出了最佳反應(yīng)時(shí)間、溫度和酸度，其結(jié)果與國家標(biāo)準(zhǔn)方法得出的數(shù)值偏差控制在可接受的范圍內(nèi)。

目前，雖然遠(yuǎn)程在線監(jiān)測是高錳酸鹽指數(shù)測定的發(fā)展趨勢，但由于儀器本身還有許多有待改進(jìn)之處，再加上影響該法的條件因素較多，因此距離成熟應(yīng)用還有不小的距離。

4　結(jié)語

水體中高錳酸鹽指數(shù)對于實(shí)際水質(zhì)監(jiān)測和水污染治理具有十分重要的參考價(jià)值，同時(shí)高錳酸鹽指數(shù)又是一個(gè)條件性的相對指標(biāo)，因此無論采用何種方法都要對實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行優(yōu)化，以不斷提高監(jiān)測精密度和準(zhǔn)確度。

[1]劉紅霞,朱雅蘭,李瓊.水體中高錳酸鹽指數(shù)測定方法的現(xiàn)狀與進(jìn)展[J].黃石理工學(xué)院學(xué)報(bào),2011,27（4）：27-31.

[2]江滔,雷曉玲,牛耘蕪.加熱條件對高錳酸鹽指數(shù)測定的影響[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2010,38(19)：10192-10193+10343.

[3]文長英,陳波平,范紅軍.用直接加熱代替水浴加熱測定高錳酸鹽指數(shù)[J].干旱環(huán)境監(jiān)測,2001,15（3）：187-188.