COD测定仪法测定不同水样COD消解时间的差异性

  化学需氧量( COD) 反映了水中受还原性物质 污染的程度,同时也是表征水中有机物污染程度的 [1 - 2] 。我*测定 COD 值,基本采用重铬酸盐 指标     [3] ( 又称标准回流法) ,该法测定结果准确、重现 法   [4 - 5] ,但存在回流耗时长、操作烦琐、试剂消耗 性好         [5 - 7] 。 量大、二次污染严重等缺点     为了提高工作效率,现采用 COD 测定仪法 ( Standard method 5220D 方法) 代替标准回流法测 定 COD 值,并对不同消解时间下的消解效果进行 研究,以期在保证消解效果的前提下,缩短消解时 间,提高工作效率,更好地为环境管理和决策服务。           1  实验部分   1. 1 主要仪器及试剂     DR5000 分光光度计; DRB200 COD 反应器。   试剂: 高浓度 COD 消解液( HACH 公司提供) , 实验所用其他试剂均为分析纯或以上。 1. 2 COD 测定仪法操作步骤       取 3 mL HACH 高浓度的 COD 消解液于试管 中,加 2 mL 的水样,旋紧瓶塞后混合均匀。将试管   插入到 DRB200 COD 反应器中,150 ℃ 恒温消解   120 min,冷却后,采用 DR5000 分光光度计,比色波       [5] ,以蒸馏水做参比检测。 长为 620 nm                   2 结果与讨论   2. 1 线性范围       将 0. 850 2 g 邻苯二甲酸氢钾用重蒸水溶解 后,转移** 1     [1] ,得 COD 储   000 mL 容量瓶中定容   备液( 1 000 mg /L) 。准确吸取 COD 储备液 0,5, 10,20,40,60 和 80 mL,分别于 100 mL 容量瓶中, 重蒸水定容,得到 ρ( COD) 为 0,50,100,200,400, 600 和 800 mg /L 的标准使用液系列。  按 1. 2 步骤对 COD 标准使用液系列进行分析,以吸光度值与溶液中 ρ( COD) 为参数绘制标准曲线。结果显示,COD 测定仪法在 0 ~ 800 mg /L 范围内具有良好的线性相关性,r = 0. 999 8,见
 
表 1。
 
2. 2 精密度与准确度
 
对 ρ ( COD ) 为 0,50,100,200,400,600, 800 mg /L的标准溶液分析,平行测定 3 次,计算测定结果的相对标准偏差和相对误差。结果显示,测定 COD 的相对标准偏差为 0. 58% ~ 2. 65% ,相对误差为 - 2. 00% ~ - 0. 17% ,见表 2。满足废水测
[1],
定要求 方法具有较高的准确性和良好的精
 
密性。
 
    表 1 标准曲线测试结果      
                 
样品 1 2 3 4 5 6   7
                 
ρ( COD) 0 50 100 200 400 600   800
/ ( mg·L  1 )  
               
吸光度值 0 0. 018 0. 041 0. 084 0. 165 0. 249 0. 328
标准曲线   y = 0. 000 4x - 0. 000 3 r = 0. 999 8  
                 

    表 2 COD 标准溶液测试结果    
             
标准值 /   测定值 / ( mg·L  1 )   平均值 / 相对标准 相对误
( mg·L  1 ) 1 2   3 ( mg·L  1 ) 偏差 /% 差 /%
50 48 50   49 49 1. 00 - 2. 00
100 99 99   100 99 0. 58 - 1. 00
200 198 199   198 198 0. 58 - 1. 00
400 397 398   399 398 1. 00 - 0. 50
600 597 598   602 599 2. 65 - 0. 17
800 795 798   797 797 1. 53 - 0. 38
               

2. 3  与标准回流法测定结果的比较
选取 4 种不同类型的废水,分别用 COD 测定
仪法和标准回流法进行测定。见表 3。


由表 3 可见,2 种方法对不同种类废水,其测
定结果基本一致,测定结果的相对误差为 - 3. 37%
[1] ,说明 COD 测定
~ 1. 41% ,符合废水测定的要求  

仪法测定的结果可信,用其代替标准回流法是可行的。
2. 4 工业废水的**佳消解时间
 
对不同种类工业废水采用 1. 2 步骤分析,消解时间分别设为 45,60,90 及 120 min,并将消解 45,
 
60 及 90 min 时测得的 COD 值与消解 120 min 时测得的 COD 值( 真值) 进行比较,结果见表 4。

 
  表 4 不同消解时间测定工业废水中的 COD 值比较    
             
样品种类 消解时间 /min   测定值 / ( mg·L  1 ) 平均值 / ( mg·L  1 ) 相对误差 /%
1 2
         
           
制药废水 1 45 105 108 106 - 33. 44
  60 152 152 152 - 5. 00
  90 158 153 156 - 2. 50
  120 160 161 160
制药废水 2 45 44 39 42 - 19. 23
  60 56 56 56 7 . 69
  90 58 54 56 7 . 69
  120 49 55 52
染织废水 1 45 511 501 506 - 10. 28
  60 560 558 559 - 0 . 89
  90 564 578 571 1 . 24
  120 563 565 564
             

 
        续表      
               
样品种类 消解时间 /min     测定值 / ( mg·L  1 ) 平均值 / ( mg·L  1 ) 相对误差 /%
    1 2    
             
             
染织废水 2 45 90 96 93 - 33 . 09
  60 137 135 136 - 2 . 16
  90 133 136 134 - 3 . 60
  120 140 138 139  

  由表 4 可见,工业废水在消解时间≥60 min 时相
对误差为-5. 00%   [1]
  ~7. 69% ,满足废水测定要求  ,故
在确保测定结果精密度和准确度的前提下,从节省时
间的角度考虑,60 min 为工业废水 COD 测定的**佳
 
消解时间。    
2. 5 生活污水的**佳消解时间  
  对生活污水的测定与工业废水测定的方式相
同,测定结果见表 5。
由表 5 可知,生活污水在消解时间≥90 min 时
 
相对误差在 - 2. 94% ~ 0% 之间,其准确度达到废
[1] 。故在确保测定结果精密度和准确
水测定要求  
度的前提下,从节省时间的角度考虑,90 min 为生
活污水的**佳消解时间。

      表 5 不同消解时间测定生活污水中的 COD 值比较  
               
    废水种类 消解时间 /min 测定值 / ( mg·L  1 )   平均值 / ( mg·L  1 ) 相对误差 /%
    1 2  
             
               
    洗涤污水 45 54 50 52 - 23. 53
      60 60 60 60 - 11. 76
      90 68 64 66 - 2. 94
      120 68 67 68
    生活垃圾污水 45 191 195 193 - 11. 47
      60 196 196 196 - 10. 09
      90 218 218 218 0
      120 218 219 218
    农田污水 45 160 162 161 - 13. 44
      60 165 163 164 - 11. 83
      90 181 183 182 - 2. 15
      120 185 186 186
2. 6 地表水的**佳消解时间   对误差在 - 3. 95% ~ 0% 之间,其准确度达到废水
    对地表水的测定与工业废水测定的方式相同, [1] 。故在确保测定结果精密度和准确
      测定的要求  
  测定结果见表 6。   度的前提下,从节省时间的角度考虑,地表水的**
    由表 6 可知,地表水在消解时间≥90 min 时相 佳消解时间为 90 min。

      表 6 不同消解时间测定地表水中的 COD 值比较  
               
    样品种类 消解时间 /min 测定值 / ( mg·L  1 )   平均值 / ( mg·L  1 ) 相对误差 /%
    1 2  
             
               
    西江桥 45 48 51 50 - 34. 21
      60 57 60 58 - 23. 68
      90 71 75 73 - 3. 95
      120 76 76 76
    环城河 45 67 63 65 - 24. 42
      60 75 79 77 - 10. 47
      90 83 85 84 - 2. 32
      120 86 87 86
                 
 

 
        续表      
               
样品种类 消解时间 /min     测定值 / ( mg·L  1 ) 平均值 / ( mg·L  1 ) 相对误差 /%
1 2
         
           
风泽江 45 42 44 43 - 34. 85
  60 51 53 53 - 19. 70
  90 63 66 64 - 3. 03
  120 66 67 66
投醪河 45 162 164 163 - 19. 31
  60 178 176 177 - 12. 38
  90 202 201 202 0  
  120 201 203 202
文理学院 45 156 158 157 - 18 . 65
校内瀑布 60 172 172 172 - 10 . 88
  90 191 192 192 - 0 . 52
  120 193 193 193

3 结语
 
COD 测定仪法具有较好的精密度和准确度,且与标准回流法的测定结果的相对误差较小,具有
 
替代标准回流法的可行性。考虑到工业废水、生活污水、地表水所含有机物组分各异,所需的**佳消解时间不同,本研究通过实验确定工业废水的**佳消解时间为 60 min,生活污水和地表水的**佳消解
 
时间为 90 min。改进后的 COD 测定仪法根据分析水样种类的不同,选择合适的消解时间,缩短了消解用时,使得 COD 测定仪法既保留了标准回流法的优点,简化了操作步骤,同时相对缩短了消解用时。因此,相对于标准回流法,COD 测定仪法更适用于批量较大、水质成分较稳定的监督性监测、应
 
急执法监测等。