微波消解光度法快速测定水中COD

微波消解光度法快速测定水中COD
龚安华;周一中
【摘要】用微波消解光度法快速测定水样中的化学需氧量(COD),讨论了消解时间、氯离子干扰二个消解消解条件,确定最佳的测定条件,并用实际样品进行了验证.研究结果表明:在测定邻苯二甲酸氢钾标准溶液时最大相对标准偏差为2.5％,回收率在100.7％～ 101.0％之间.在测定实际样品时,最大相对标准偏差为3.3％,相对标准
回流法的最大误差为1.5％.该方法与标准回流法测定COD具有较好的一致性,但该方法速度快,是标准回流法的有效替代方法.
【期刊名称】《广州化工》
【年(卷),期】2013(041)009
【总页数】2页(P167-168)
【关键词】COD;微波消解;光度法
【作者】龚安华;周一中
【作者单位】扬州工业职业技术学院化学工程学院,江苏扬州225127;扬州工业职
业技术学院化学工程学院,江苏扬州225127
【正文语种】中文
【中图分类】O657
化学需氧量(COD)是反映水中受还原性物质污染程度的一个重要水质指标，是我国实施排放总量控制的指标之一，广泛运用于水质监测。

目前COD 的测定主要有标
准回流法［1］、库仑法、密闭消解法等方法。

其中标准回流法虽然准精密度和确度高，但由于其加热回流时间长，试剂消耗量大，已逐渐不能适应新形势下环境保护的要求。

近年来，国内外对微波消解测定COD 方法做了大量的研究，其消解时间短、试剂消耗量小，并可以批量测定等特点广受广大科技工作者的青睐。

本研究利用微波消解光度手段，建立了一种快速、准确的可替代标准回流法的COD 测定方法［2－4］。

1 实验部分
1.1 实验仪器与试剂
微波消解仪:培安CEM 微波消解仪MARSX，输出功率1600 W，压力和温度可测;聚四氟乙烯密封消解罐。

紫外分光光度计:T6 紫外分光光度计(普析通用)。

0.2500 mol/L 重铬酸钾标准溶液(1/6K2Cr2O7):称取预先在120 ℃烘干2 h 的优级纯重铬酸钾12.258 g 溶于水中，移入1000 mL 容量瓶，稀释至标线，摇匀。

硫酸－硫酸银溶液:于2500 mL 浓硫酸中加入25 g 硫酸银。

放置1 ～2 天，不时摇动使其溶解。

邻苯二甲酸氢钾标准溶液:称取已在105 ℃烘箱内干燥2 h 邻苯二甲酸氢钾
0.8502 g，溶于水中，定容至1 L，此溶液理论COD 值为1000 mg/L［1］，现用现配。

硫酸汞，分析纯。

1.2 实验方法
准确移取10 mL 待测试样，加入0.2 g 硫酸汞，再加入5 mL 重铬酸钾标准溶液于消解罐中，然后缓慢加入5 mL 硫酸－硫酸银溶液，摇匀，将消解罐密闭后，放入微波消解仪中，消解一定的时间。

消解结束后，待消解液冷却定容于1000 mL 的容量瓶中。

在波长350 nm 处，利用分光光度计测定消解后Cr6+的吸光度，并
做试剂空白。

按以上方法利用消解后邻苯二甲酸氢钾标准溶液做标准吸收曲线，计算待测试样的COD。

2 结果与讨论
2.1 标准吸收曲线的绘制
分别吸取COD 理论值为0、50 mg/L、150 mg/L、300 mg/L、450 mg/L、
600 mg/L 的邻苯二甲酸氢钾标准溶液，按照1.2 实验方法进行消解，在350 nm 处测定其吸光度，其标准吸收曲线见图1。

由图1 可知，其工作曲线具有较好的线性关系，其线性关系为A=－
0.0006COD+0.5385，其线性相关系数为0.9996。

可见，在0 ～600 mg/L 的范围内，吸光度与COD 之间呈现出较好的线性关系，可以通过分光光度法进行COD 的测定。

图1 工作曲线Fig.1 Standard Curve
2.2 消解时间的确定
在消解仪工作过程中在给定功率1600 W 的条件下，单次消解的样品数量越多，
所需的时间越长。

考虑测定的时间和效率，单次消解样品数量定位10 个，采用理论COD 为500 mg/L邻苯二甲酸氢钾标准溶液，按照1.2 的实验方法进行消解测定，消解时间依次为2 min、4 min、6 min、8 min、10 min、12 min、13 min，并根据标准曲线求COD 值。

其值与理论COD值的比取得回收率，结果见图2。

图2 消解时间对回收率时间影响Fig.2 The relationship of microwave digestion time and recovery
从图2 可知在消解时间为10 min 时，水样的COD 值的回收率已达95%，继续
提高消解时间对其回收率已无显著影响，因而在消解过程中采用10 min 的消解时间较为合理。

2.3 Cl－干扰试验
表1 Cl－抗干扰试验结果Table 1 Results of anti－interference of chloride ion 理论CODCl－浓度测定COD 值均值相对误相对标准值
/(mg/L)/(mg/L)/(mg/L)/(mg/L)差/%偏差/%200 198.3 202.4 200.1 200.3 0.2
1.0 200600 198.5 201.7 205.2 201.8 0.9 1.7 1000 205.2 200.3 208.6 204.7
2.4 2.0 200 505.6 495.2 502.5 501.1 0.2 1.0 500600 490.2 50
3.9 497.3 497.1 0.6 1.3 1000 501.2 518.9 506.1 508.7 1.7 1.7
在消解过程中Cl－在酸性条件下能够被重铬酸钾标氧化，另外，Cl－还能与催化剂银离子作用形成AgCl 沉淀，从而降低硫酸－硫酸银的催化活性。

为了讨论Cl －对COD 测定结果的影响，以理论COD 值为200 mg/L、500 mg/L 的标准溶液为研究对象，在溶液中加入定量的Cl－，按照以上方法测定COD 值，结果见表2。

从结果分析在氯离子浓度在低于1000 mg/L 时候，通过加入硫酸汞可以有效的屏蔽氯离子对COD 测定结果的影响。

2.4 精密度和准确度实验
分别取理论COD 为100 mg/L、300 mg/L、500 mg/L 的邻苯二甲酸氢钾标准溶液进行平行测定，考察方法的精密度及准确度，结果见表3。

从表3 可知，本方法的精密度和准确度较好，方法具有可行性。

表2 方法精密度和准确度试验结果Table 2 The result of precision and accuracyCOD 理论值COD 测定值回收率相对误差相对标准
/(mg/L)/(mg/L)/%/%偏差/%100 98.27 102.3 101.8 100.8 0.8 2.2 300 295.1 303.8 310.5 101.0 1.0 2.5 500 496.6 510.4 502.5 100.7 0.7 1.4
2.5 实际样品的测定
分别取不同的实际水样按照本方法和标准回流法进行比较测定，结果见表3。

由测定结果可知，本方法在测定实际水样品时最大相对标准偏差为3.3%，与标准回流法相比最大误差为1.5%，表明该法测定的精密度和准确度符合符合分析测试的要
求，同时与标准回流法的测定结果一致性较好。

但由于本方法试剂消耗量小、消解时间短并可以实现批量测定，在应用上要优于标准回流法。

表3 微波消解与标准回流法测定实际样品COD 比较Table 3 COD determination results comparison of true water sample using two methods 注:相对误差是指本方法与标准回流法之间的误差。

水样样品/测(m定g/值L)微波消/平(解m均g法/值L)相偏对差标/%准标法/(准测m g回定/L流值)相对/%误差机械废水199.2 205.6 202.4 2.2 203.2 －0.4制药废水 505.1 498.3 501.7 1.0 510.5 －1.7生活污水 109.5 114.8 112.2 3.3 110.4 1.5印染废水371.2 382.5 376.9 2.1 378.8 －0.5
3 结论
微波消解光度法测定水样中的COD 具有试剂成本低、测定速度快，同时其精密度和准确度也较高，适用于批量的水样COD 测定，是标准回流方法的一种有效替代方法。

参考文献
［1］国家环保局《水和废水监测分析方法》编委会.水和废水监测分析方法第四版［M］.北京:中国环境科学出版社，2002:210－213.
［2］皱龙生.印染废水中COD 的快速测定［J］.湖南科技学院学报，2005，
26(5):119－122.
［3］郑艳芬，袁斌，吕松，等.微波消解法与标准回流法测定COD 值定量关系的研究［J］.环境科学与技术，2006，29(2):51－53.
［4］刘骏.微波消解测定水质指标的方法研究［D］.武汉:华中科技大学，2005.。