分光光度法測定工業(yè)廢水中化學(xué)需氧量COD
作者：宇冠檢測 發(fā)布時間：2016-12-29 閱讀： 來源：北極星
所謂的分光光度法，是通過測定被測物質(zhì)在特定波長處或一定波長范圍內(nèi)光的吸光度或發(fā)光強度，對該物質(zhì)進行定性和定量分析的方法。在工業(yè)廢水化學(xué)需氧量的測定中，分光光度法有著廣泛的應(yīng)用。基于此，本文就分光光度法測定工業(yè)廢水中化學(xué)的需氧量進行了探討，相信對有關(guān)方面的需要能有一定的幫助。1 儀器及試劑
1.1 儀器
UV-2000紫外可見分光光度計，HACH-DRB200消解儀，HACH消解專用反應(yīng)管(Φ20×120mm)，比色皿(2cm)。
1.2 試劑
(1)硫酸汞溶液：將24.0g硫酸汞加入200mL硫酸溶液(2+8)中，攪拌溶解完全，此溶液含硫酸汞為0.12g/mL。
(2)硫酸-硫酸銀溶液：向1000mL濃硫酸中加入15g硫酸銀，放置1～2d使之完全溶解，并混勻，使用前小心搖動。
(3)1.0000mol/L(1/6K2Cr2O7)的重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液：稱取24.5160g在120℃干燥2h的重鉻酸鉀溶于水中，用水稀釋至500mL，搖勻。
(4)用鄰苯二甲酸氫鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液檢查試劑的質(zhì)量和操作技術(shù)時，由于鄰苯二甲酸氫鉀的理論化學(xué)需氧量Cr為1.176所以溶解0.4250g鄰苯二甲酸氫鉀(HOOCC6H4COOK)于蒸餾水中，轉(zhuǎn)入500mL容量瓶，用蒸餾水稀釋至標(biāo)線，使之成為1000mg/L的化學(xué)需氧量Cr標(biāo)準(zhǔn)溶液。用時新配。
(5)預(yù)制試劑：測定化學(xué)需氧量值為30～1000mg/L時，依次加入1.0000mol/L的(1/6K2Cr2O7)重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液1.50mL，1.5g/100mL的硫酸-硫酸銀溶液5.0mL，0.12g/mL的硫酸汞溶液0.50mL于一只干凈的HACH專用化學(xué)需氧量反應(yīng)管(Φ20×120mm)中，旋緊搖勻備用。
2 測定方法
在硫酸介質(zhì)中，以過量重鉻酸鉀為氧化劑，硫酸銀為催化劑，升溫至160℃消解30min的條件下，氧化水樣中的還原性物質(zhì)(主要是有機物)，使Cr2O72-還原為綠色Cr3+，在605nm波長處分光光度法測定生成Cr3+的吸光度值，水樣中化學(xué)需氧量Cr的濃度與Cr3+的吸光度呈正相關(guān)。
2Cr2O72-+3C+16H+=4Cr3++3CO2+8H2O
3 結(jié)果與討論
化學(xué)需氧量(化學(xué)需氧量Cr)作為水體有機物污染的綜合指標(biāo)，是水質(zhì)檢測的一個重要參數(shù)。測定化學(xué)需氧量的影響因素較多，因此化學(xué)需氧量Cr也是條件參數(shù)，必須嚴(yán)格控制試驗條件。針對鉛鋅工業(yè)廢水中有關(guān)組分含量范圍化學(xué)需氧量30～800mg/L、氯離子50～500mg/L，就各影響因素進行了試驗。
3.1 重鉻酸鉀濃度及其用量
K2Cr2O7在反應(yīng)體系中是強氧化劑，為使水樣中還原性物質(zhì)完全氧化，在反應(yīng)中K2Cr2O7必須過量，溶液中重鉻酸鉀剩余量應(yīng)為加入量的1/5～4/5為宜。本方法選用(1/6K2Cr2O7)濃度為1.0000mol/L(1/6K2Cr2O7)標(biāo)準(zhǔn)溶液取用體積為1.50mL。
3.2 硫酸濃度和催化劑的選擇及其用量
硫酸-硫酸銀在反應(yīng)體系中，主要起調(diào)節(jié)酸度和催化劑作用，試驗表明，硫酸-硫酸銀濃度為1.5g/100mL時，校準(zhǔn)曲線呈線性，相關(guān)系數(shù)大于0.9990。本法確定硫酸-硫酸銀濃度為1.5g/100mL，確定硫酸-硫酸銀混合液體積為5.0mL。
3.3 反應(yīng)溫度的確定
以150mg/L、300mg/L、500mg/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液試驗，其它條件不變，只改變消解溫度，恒溫消解30min，Cr3+的吸光度見表1。
表1 不同反應(yīng)溫度的影響
從表1中可以看出，溫度從160～170℃時吸光度值變化幅度不大，故選擇消解溫度為160℃。
3.4 反應(yīng)時間的確定
以150mg/L、300mg/L、500mg/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液試驗，其它條件不變，恒溫160℃，改變恒溫時間，Cr3+的吸光度見表2。
表2 反應(yīng)時間的影響
從表2中可以看出，加熱回流的溫度對試驗結(jié)果是有明顯影響的，溫度太低，反應(yīng)不完全，分析結(jié)果偏低;溫度太高，重鉻酸鉀過度消耗，分析結(jié)果偏高，還易引起突沸情況。恒溫時間30min時吸光度值最大，故選擇恒溫時間為30min。
3.5 共存物干擾及消除
(1)水樣中可能存在的懸浮態(tài)有機物，在試樣與消解液混合放熱升溫過程中能被充分溶解。經(jīng)試驗，另加脫脂棉、碎紙片也能立即溶解。
(2)使用0.1g硫酸汞絡(luò)合氯離子的最高量可達(dá)10mg，如取3.00mL水樣，即最高可絡(luò)合3000mg/L氯離子濃度的水樣;若氯離子的濃度小于200mg/L，加硫酸汞掩蔽的效果很顯著。使保持硫酸汞：氯離子=10：1(質(zhì)量比)，若出現(xiàn)少量氯化汞沉淀，并不影響測定。廢水中氯離子在50～500mg/L范圍，本法加入0.06g硫酸汞。
(3)以酸性重鉻酸鉀為氧化劑，在硫酸銀催化作用下，直鏈脂肪族化合物可有效地被氧化達(dá)到95%以上，而芳烴及吡啶難以被氧化，其氧化率較低，但有色冶煉廢水中含量極低。
(4)在605nm波長處測試時，Mn(Ⅲ)、Mn(Ⅵ)、Mn(Ⅶ)形成紅色物質(zhì)，會引起正偏差。有色冶煉廢水中錳含量都較低。
3.6 波長的選擇
在分光光度法測定化學(xué)需氧量Cr中有用610nm和600nm波長的，經(jīng)試驗，波長在590～620nm范圍，吸光值變化不大，純Cr3+溶液吸光值在595～610nm波長段有最大值。所以選用605nm波長測量吸光值，605nm左右的Cr2O72-吸光值非常小，對Cr3+測定無影響。本法采用過量的Cr2O72-作氧化劑，選擇不同厚度比色皿就可測定不同濃度范圍的化學(xué)需氧量Cr水樣。
3.7 工作曲線的繪制
以鄰苯二甲酸氫鉀為基準(zhǔn)物質(zhì)，配制化學(xué)需氧量濃度分別為50mg/L、100mg/L、250mg/L、500mg/L、1000mg/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液，以去離子水為參比，按以上確定試驗條件和分析步驟，分別測定其吸光值，建立的回歸方程相關(guān)性很好，γ值大于0.9990。只要工作參數(shù)不變，建立的回歸方程可在一周時間內(nèi)用于樣品測定。空白試驗應(yīng)與試樣同時測定。
3.8 水樣的測定
準(zhǔn)確移取3.00mL水樣于HACH專用反應(yīng)管(先盛有預(yù)制試劑)中，旋緊蓋子，振搖混合均勻，放入預(yù)熱至160℃的HACH-DRB200消解儀孔中，蓋上透明塑料罩，消解30min后，打開罩子，空氣中冷至室溫，取出預(yù)制管，同時做空白試驗。以去離子水作參比，用2cm比色皿，在UV-2000分光光度計上于波長605nm處測定吸光值。
3.9 方法的準(zhǔn)確度和精密度
3.9.1 方法的準(zhǔn)確度
分別向廢水A、廢水B樣品中加入不同化學(xué)需氧量標(biāo)準(zhǔn)溶液，按試驗方法測定化學(xué)需氧量量，結(jié)果見表3。
表3 樣品中化學(xué)需氧量的分析結(jié)果及加標(biāo)回收率
從表3中可以看出，方法加標(biāo)回收率在97.40%～102.30%。
3.9.2 方法的精密度
分別移取3個廢水試樣3mL，按試驗方法平行測得7次，結(jié)果見表4。
表4 樣品分析結(jié)果(n=7)
從表4中可以看出，3個樣品測得值的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差小于5%，滿足分光光度法的技術(shù)要求。
3.9.3 試驗方法與國標(biāo)法測定試樣結(jié)果比較
分別對3個廢水試樣，按試驗方法和國家標(biāo)準(zhǔn)方法(GB11914-89)測定，結(jié)果見表5。
表5 試驗方法與國家標(biāo)準(zhǔn)方法測得化學(xué)需氧量值比較 mg/L
從表5可知：本試驗方法與國家標(biāo)準(zhǔn)方法測得樣品的化學(xué)需氧量值基本一致，能確保水樣中還原性物質(zhì)氧化完全。
4 結(jié)論
1.方法經(jīng)濟實用性：本試驗法操作簡易、節(jié)省試劑、能耗少，適用于測定批量廢水樣的化學(xué)需氧量Cr。
2.試驗誤差小：直接測定與化學(xué)需氧量Cr等量的Cr3+，不存在K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液取量誤差。一般廢水樣不需稀釋，既簡化了操作，又減少了取樣誤差和稀釋誤差。
5 結(jié)語
綜上所述，分光光度法較其他的試驗方法，在測定工業(yè)廢水化學(xué)需氧量中有著更為突出的優(yōu)點，因此，在相應(yīng)的試驗中有著廣泛的應(yīng)用。我們需要認(rèn)真學(xué)習(xí)有關(guān)試驗的學(xué)識，以為分光光度法的應(yīng)用普及推廣帶來幫助。
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