废水中的化学需氧量测定实验研究

梁瑞思

(广州市二轻系统环境监测站，广东 广州510220)

0 引言

化学需氧量是综合评价水体污染程度的重要指标之一，也是水质监测的一个重要项目， 而且可作为衡量水体有机物相对含量的指标，是水质评价的重要指标。化学需氧量表示水中易被强氧化剂氧化的还原性物质所消耗的氧化剂的量，结果折算成氧的含量。 水中还原性物质包括有机物、亚硝酸盐、亚铁盐、硫化物等，生成化学需氧量的物质会消耗水体中氧气的量，对水体中的生物和微生物有不良影响。 化学需氧量越大，说明水体受有机物的污染越严重。 下面，结合具体实验，就废水中的化学需氧量的测定进行研究。

1 实验部分

1.1 主要试剂与仪器

（1）试剂：重铬酸钾标准溶液(浓度0.2moL/L)；硫酸银－硫酸溶液(10g/L)；硫酸锰－硫酸溶液(10g/L)；试亚铁灵指示剂；硫酸亚铁铵标准溶液(浓度0.1moL/L)；固体硫酸汞；邻苯二甲酸氢钾标准溶液(浓度2.0824mmoL/L，相当于化学需氧量500mg/L)。

（2）仪器：HH－6 型化学需氧量测定仪；10mL 具塞比色管；50mL酸式滴定管。

1.2 实验方法

吸取3.00mL 水样于具塞比色管中，依次加入0.06g 硫酸汞粉末、2.00mL 重铬酸钾消解溶液和5.00mL 硫酸锰－硫酸溶液，摇匀后，放入已预热至165℃的HH－6 型化学需氧量测定仪中，消解8min 后取出比色管，冷却至室温，将消解后的溶液倒入100mL 的锥形瓶中，然后用蒸馏水冲洗比色管数次，洗液也倒入锥形瓶中，加入2 滴试亚铁灵指示剂，用已标定好的硫酸亚铁铵标准溶液滴定至终点(由蓝绿色到红褐色)。 同时做空白试验，空白，其操作与水样相同。

2 结果与讨论

2.1 正交试验设计及其分析

由于对化学需氧量测定结果有影响的因素较多，本实验选取几个主要因素进行分析讨论，分别是消解温度、消解时间和硫酸锰用量。根据正交试验设计的要求， 样品为500mg/L 邻苯二甲酸氢钾标准液，每次做3 个平行样，按试验号进行测定，实验结果见表1。

＊硫酸锰用量是指加入水样中的硫酸－硫酸锰溶液所含硫酸锰的重量。

由直观法分析表1 可以看出：

表1 正交试验直观分析表

（1）极差R 反映各因素对指标的影响大小，故对测定结果有影响的因素由主到次的排序为：A>B>C， 即消解温度>消解时间>硫酸锰用量。

（2）均值K 反映该因素水平对指标的影响，且均值越大越好。 由K3A>K2A>K1A得，因素A 的水平3 比其它两个水平好，即消解温度为165℃；但因素B 的水平1 和水平3 相差不多，从节约能耗上考虑，因素B 为水平1 最好，即消解时间为8min；同理硫酸锰用量为0.05g。 故本测定方法的最佳操作条件为：消解温度165℃，消解时间8min，硫酸锰用量0.05g。

2.2 单因素实验

2.2.1 消解温度的选择

分别吸取3.00mL 邻苯二甲酸氢钾标准溶液(理论化学需氧量值为500mg/L)于具塞比色管中，按章节1.2 中的实验方法进行操作，在不同消解温度下加热8min，测定不同消解温度下的化学需氧量值，重复测定3 次，取其平均值。

由此可知，当消解时间不变时，随消解温度的升高，化学需氧量的测定值逐渐趋向理论值，实验的相对误差也逐渐变小，但当温度升到165℃后，再提高温度，化学需氧量的测定值基本不变。 因此，选定最佳消解温度为165℃。

2.2.2 消解时间的选择

分别吸取3.00mL 邻苯二甲酸氢钾标准溶液(理论化学需氧量值为500mg/L)于具塞比色管中，在165℃温度下消解不同的时间，按章节1。 2 中的实验方法进行操作，测定不同消解时间下的化学需氧量值，重复测定3 次，取其平均值。

由此可知，在消解时间小于8min 范围内，随着消解时间的增加，化学需氧量测定值逐渐趋向理论值，且变化幅度较大，说明消解时间对化学需氧量测定值的影响较大；当消解时间大于8min 时，化学需氧量测定值基本不变，说明消解时间超过8min 时，消解时间对化学需氧量测定值的影响较小。 因此，选定最佳消解时间为8min。

2.2.3 硫酸锰用量的选择

分别吸取3.00mL 邻苯二甲酸氢钾标准溶液(理论化学需氧量值为500mg/L)于具塞比色管中，在165℃温度下消解8min，改变催化剂硫酸锰的加入量，按章节1。 2 中的实验方法进行操作，测定不同硫酸锰加入量下的化学需氧量值，重复测定3 次，取其平均值。

由此可知，在硫酸锰用量为0.01～0.05g 时，化学需氧量测定值变化幅度较大，说明此阶段硫酸锰用量对反应影响较大；当硫酸锰用量为0.05～0.10g 时，化学需氧量测定值基本不变，说明此阶段硫酸锰用量对反应影响较小。 因此，选定硫酸锰最佳用量为0.05g。

2.3 精密度和准确度的确定

2.3.1 精密度试验

根据上述最佳实验条件，按章节1。 2 中的实验方法操作，分别对某制药废水、某生活污水及不同浓度的邻苯二甲酸氢钾标准溶液进行测定，重复测定3 次，测定结果见表2。

表2 本测定方法的精密度

由表2 知，本测定方法的精密度较好，符合实验室质量控制要求。

2.3.2 准确度试验

根据上述得出的最佳实验操作条件，按章节1.2 中的实验方法进行操作， 分别对化学需氧量值为50mg/L、100mg/L、200mg/L、500mg/L的邻苯二甲酸氢钾标准溶液进行测定，重复测定3 次，取其平均值，结果见表3。

表3 本测定方法的准确度

由表3 可知，本测定方法的准确度达95.9%以上，符合实验室质量控制要求。

2.4 本测定方法的适用性

为了验证本快速测定方法的适用性，分别取5 个不同类型的废水样，用本快速测定方法进行测定，并与标准法进行比较，实验结果见表4。

由表4 可知，在水样受污染程度变化很大的情况下，本法与标准法测定的化学需氧量值基本相同，相对误差很小。 故用本法代替标准法测定水样化学需氧量值是可行的。

表4 本法与标准法化学需氧量测定值比较

3 结束语

综上所述，上述方法操作简单，能同时分析多个水样，可应用于批量水样的分析测定，同时用硫酸锰代替硫酸银作催化剂可大大减少分析费用。 同时该方法的精密度和准确度均较好，与标准法测定的化学需氧量值基本吻合，并且本方法的适用范围广。因此，本方法可以代替标准法，应用于各种废水化学需氧量的测定，具有较好的推广应用前景。

［1］熊严军.水和废水中化学需氧量的测定研究[J].现代农业科技，2010（09）.

［2］党慧雯.硫酸锰代替硫酸银快速测定化学需氧量[J].环境监测管理与技术，1998（03）.