陜西智進檢測技術有限公司
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1 、 Cl-對COD測定的干擾 在GB11914-89《水質化學需氧量的測定-重鉻酸鉀法》中,明確指出水樣中Cl-含量過高時需要加入硫酸汞等屏蔽劑加以屏蔽,其影響因素主要表現為兩點: 1.1、Cl-被氧化劑氧化,因而消耗氧化劑導致測定結果偏高,具體反應方程式為: 6Cl-+Cr2O72-+14H+→3Cl2+2Cr3-+7H2O 1.2、反應體系中加銀鹽做催化劑,Cl-與銀反應生成AgCl沉淀使催化劑中毒,影響測定結果。
2、COD測定中消除Cl-干擾的方法及應用 對水樣進行稀釋是簡單有效的方法之一,國標中也提到對Cl-含量超過1000mg/L水樣進行稀釋,但對于高氯低COD的水樣稀釋倍數過高會影響測定精度。目前,消除Cl-的干擾方法大量涌現,主要有汞鹽法、銀鹽沉淀法、標準曲線校正法、氯氣校正法、密閉消解法、低濃度氧化劑法、KI-KMnO4氧化法、鉍吸收劑除氯法等。 2.1汞鹽法 汞鹽法也叫硫酸汞絡合法,是國標中屏蔽Cl-的方法。即用HgSO4作為Cl-掩蔽劑,HgSO4與Cl-的質量比以10:1為宜。此法對于Cl-質量濃度小于200mg/L時效果很顯著,但當Cl-濃度很高時測定結果還是偏高,并且誤差隨著Cl-濃度增加而增大。由于HgSO4本身有劇毒,并且廢液中的汞鹽很難處理,并且會對環境產生二次污染,促使廣大學者對無毒無污染測定方法的研究。 2.2銀鹽法 銀鹽沉淀法即為加入AgNO3生成AgCl沉淀以去除Cl-影響的方法,適用于Cl-質量濃度超過10000mg/L的水樣。該方法通常有兩種形式:一種是在預處理時加入AgNO3,取上清液測定COD值,此法需要AgNO3加入量適當,使Cl-完全沉淀且不能過量。劉玉鳳[1]等人在標準方法的基礎上用硝酸銀中和Cl-,并提高了反應體系的酸度,而且避免了汞鹽的污染,實驗結果令人滿意。另一種采用AgNO3和KCr(SO4)2作為Cl-的掩蔽劑,KCr(SO4)2的作用是抑制消解過程少量Cl-發生氧化反應。 銀鹽沉淀法中使用了貴重的銀鹽,使測定成本提高,因此對銀的回收再利用是很有必要性的。 其另一個缺點為AgCl沉淀時會通過共沉淀和絮凝作用使水樣中有機物除損失一部分,使測定結果偏低。
2.3標準曲線校正法 標準曲線校正法的步驟:先配制不同Cl-濃度的氯化鈉標準曲線并測定COD值,繪制COD-Cl-標準曲線。然后取兩份相同水樣,一份對Cl-不進行掩蔽測定COD值,記為COD總,另一份測定氯離子含量,在標準曲線上查出對應的COD值,記為CODCl-,則COD總與CODCl-差值為該樣品的真實COD值。 標準曲線校正法不使用汞鹽和銀鹽,具有環保性和節約性,是實驗室首選的方法。王俊霞[2]等通過實驗證明利用這種完全氧化的方法,與理論Cl-完全被氧化時消耗的氧相當,Cl-氧化率在99%以上,COD的實測值與實際值具有良好的一致性。但由于各實驗室采用的方法、操作條件的不同,使得Cl-的氧化程度不同,因此不同人繪制的標準曲線不盡相同,使實驗顯得很繁瑣。2.4氯氣校正法 在消解時采用一個回流吸收裝置,將生成的Cl2導出用NaOH溶液吸收,使用Na2S2O3標準溶液滴定,把消耗的Na2S2O3的量換算成消耗氧的量,即為Cl-的校正值。實際廢水COD值為COD表觀值與Cl-的校正值的差值。該方法適用于氯離子含量小于20000mg/L、COD大于30mg/L的高氯廢水的測定。研究結果表明,10個實驗室對COD75.5mg/L~208mg/L,氯離子濃度為3000mg/L~16000mg/的四個統一樣品進行測定,實驗室內相對標準偏差在2.8%~3.6%之間;實驗室間相對標準偏差在3.2%~7.8%之間[3]。但該方法要求實驗時非常仔細,否則會帶來更多誤差。 2.5密封消解法 其基本原理為在密閉的容器中消解測定COD,當水中的Cl-氧化成Cl2并達到氣液平衡時,Cl-便不能再被氧化,使用適當的掩蔽劑,則可以測定樣品的COD值。與標準法比,該方法的結果具有更高的準確度和精密度。王志強[4]等對混配和實際水樣的測定結果表明,用密封消解法分析高氯廢水的COD準確度較高,COD在100mg/L~1000mg/L,氯離子濃度小于10000mg/L時,該方法相對誤差≤4.2%。密封消解耗時短,但該方法具有一定的危險性,因此一定要確保實驗的安全。 2.6KI-KMnO4氧化法 在堿性條件下,用KMnO4氧化廢水中的物質,剩余的KMnO4用KI還原,再用Na2S2O3標準溶液滴定,并將Na2S2O3消耗的量換算成消耗氧的量,從而得到一個COD值。但是應用該法與K2Cr2O7氧化法的測定值不同,二者有一個比值K,因此只需知道這個比值K,即可將用KI-KMnO4氧化法測得的COD值進行換算即可。該方法適用于Cl-含量在幾萬到幾十萬毫克每升的廢水,但是需要測定K值,因此很繁瑣。 2.7鉍吸收劑除氯法 水樣中的Cl-在酸性液體中以HCl氣體的形式釋放出來,用鉍吸收劑吸收除去,然后測定COD值。該方法的準確度和精確度與標準方法相比無顯著差異,但消解方式不同,采用微波消解或烘箱消解。
COD檢測步驟 :
1 對于COD小于50mg/L的水樣,應采用低濃度的重鉻酸鉀標準溶液(4.5.2)氧化,加熱回流以后,采用低濃度的硫酸亞鐵銨標準溶液(4.6.4)回滴。
2 該方法對未經稀釋的水樣其測定上限為700mg/L,超過此限時必須經稀釋后測定。
3 對于污染嚴重的水樣,可選取所需體積1/10的試料和1/10的試劑,放入10×150mm的硬質玻璃管中,搖勻后,用酒精燈加熱至沸數分鐘,觀察溶液是否變成藍綠色。如呈現藍綠色,應再適當少取試料,重復以上試驗,直至溶液不變藍綠色為止。從而確定待測水樣適當的稀釋倍數。
4 取試料(7.2)于錐形瓶中,或取適量試料加水至20.0mL。
5 空白試驗:按相同步驟以20.0mL水代替試料進行空白試驗,其余試劑和試料測定(7.8)相同,記錄下空白滴定時消耗硫酸亞鐵銨標準溶液的毫升數V1。
6 校核試驗:按測定試料(7.8)提供的方法分析20.0mL鄰苯二甲酸氫鉀標準溶液(4.7)的COD值,用以檢驗操作技術及試劑純度。 該溶液的理論COD值為500mg/L,如果校核試驗的結果大于該值的96%,即可認為實驗步驟基本上是適宜的,否則,必須尋找失敗的原因,重復實驗,使之達到要求。
7 去干擾試驗:無機還原性物質如亞硝酸鹽、硫化物及二價鐵鹽將使結果增加,將其需氧量作為水樣COD值的一部分是可以接受的。 該實驗的主要干擾物為氯化物,可加入硫酸汞(4.2)部分地除去,經回流后,氯離子可與硫酸鋇結合成可溶性的氯汞絡合物。 當氯離子的含量超過1000mg/L時,COD的最低允許值為250 mg/L,低于此值結果的準確度就不可先靠。
8 水樣的測定:于試料(7.4)中加入10.0mL重鉻酸鉀標準溶液(4.5.1)和幾滴防爆沸玻璃珠(4.9),搖勻。 將錐形瓶接到回流裝置(6.1)冷凝管下端,接通冷凝水。從冷凝管上端緩慢加入30mL硫酸銀—硫酸試劑(4.4),以防止低沸點有機物的逸出,不斷旋動錐形瓶使之混合均勻。自 溶液開始沸騰起回流兩小時。 冷卻后,用20~30mL水自冷凝管上端沖洗冷凝管后,取下錐形瓶,再用水稀釋至140 mL左右。 溶液冷卻至室溫后,加入3滴1,10—菲繞啉指示劑溶液(4.8),用硫酸亞鐵銨標準滴定溶液(4.6)滴定,溶液的顏色由黃色經藍綠色變為紅褐色即為終點。記下硫酸亞鐵銨標準滴定溶液的消耗毫升數V2。
9 在特殊情況下,需要測定的試料在10.0mL到50.0mL之間,試劑的體積或重量要按表1作相應的調整。 表1 不同取樣量采用的試劑用量 樣品量mL 0.250mol/LK2Cr2O7mL Ag2SO4—H2SO4mL HgSO4G (NH4)2Fe(SO4)2?6H2Omol/L 滴定前體積mL 10.0 5.0 15 0.2 0.05 70 20.0 10.0 30 0.4 0.10 140 30.0 15.0 45 0.6 0.15 210 40.0 20.0 60 0.
計算方法 以mg/L計的水樣化學需氧量,計算公式如下: (V1 – V2)C×8000 COD(mg/L)= ——————————— V0 式中:C — 硫酸亞鐵銨標準滴定溶液(4.6)的濃度,mol/L; V1 — 空白試驗 (7.4) 所消耗的硫酸亞鐵銨標準滴定溶液的體積,mL; V2 — 試料測定(7.8)所消耗的硫酸亞鐵銨標準滴定溶液的體積,mL; V0 — 試料的體積,mL; 8000 — 1/4 O2的摩爾質量以mg/L為單位的換算值。 確定結果一般保留三位有效數字,對COD值小的水樣(7.1),當計算出COD值小于10mg/L時,應表示為“COD
精密度
標準溶液測定的精密度 40個不同的實驗室測定COD值為500 mg/L的鄰苯二甲酸氫鉀(4.7)標準溶液,其標準偏差為20 mg/L,相對標準偏差為4.0%。