來源:中國科技博覽
[摘 要]我國隨著工業(yè)化、城鎮(zhèn)化的迅速發(fā)展和人口的急劇增加等一系列因素,導(dǎo)致我國水污染情況越來越嚴(yán)重,在水質(zhì)檢測中水質(zhì)化學(xué)需氧量(COD)是非常重要的一個(gè)參數(shù),對(duì)于水質(zhì)COD的測定,可以有助于達(dá)到實(shí)時(shí)掌握水體狀況、預(yù)警預(yù)報(bào)、排放達(dá)標(biāo)情況等目的,對(duì)于監(jiān)控水體質(zhì)量和控制污染物排放具有重要意義。本文從COD的概念出發(fā),分析了測定水質(zhì)COD的方法,探討了測定水質(zhì)COD的重要性。
[關(guān)鍵詞]水質(zhì)COD;測定方法;重要性
中圖分類號(hào):X832 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-914X(2017)13-0181-01
引言
水資源是我們必須充分利用以及再利用的稀缺資源,為了再利用,我們必須清楚廢水中可能存在的污染物以及其來源,化學(xué)需氧量(COD)比其他指標(biāo)更能代表有機(jī)物等污染物的特性,隨著科學(xué)和檢測技術(shù)的進(jìn)步,COD 測定方法也變得多種多樣,合理運(yùn)用測定方法,為水環(huán)境保護(hù)、管理及水污染防治提供測定信息。
1 COD的概念
化學(xué)需氧量(COD) 是指在一定條件下,將水樣中的有機(jī)物等還原性物質(zhì)用強(qiáng)氧化劑,氧化時(shí)所消耗氧化劑對(duì)應(yīng)氧的質(zhì)量濃度,它能體現(xiàn)出水體受有機(jī)物污染的程度,同時(shí)對(duì)于生活污水和工業(yè)廢水的研究及污水處理廠的處理效果的一個(gè)重要而相對(duì)容易測定的參數(shù),在水污染測定中對(duì)COD的測定是一項(xiàng)常規(guī)測定工作。
2 測定水質(zhì)COD方法
2.1 烘箱法
用移液管準(zhǔn)確移取5.00ml配置好的氧化液于25ml的比色管中,再吸取2.00mL混合均勻的水樣于其中(根據(jù)待測水樣中C1-的含量,可以加入適量的HgS04掩蔽劑),輕輕搖勻比色管中的溶液,然后塞緊磨口塞(可用細(xì)繩將瓶口扎緊)。將比色管放入己升溫至160℃的烘箱中,恒溫40分鐘取出后等待自然冷卻,用30mL的蒸餾水將比色管中的反應(yīng)液沖洗至250mL的錐形瓶中,加入試亞鐵靈指示劑1滴,用標(biāo)準(zhǔn)硫酸亞鐵鉸溶液滴定,溶液的顏色由黃色經(jīng)藍(lán)綠色變至紅褐色即為終點(diǎn)。記錄溶液消耗的體積。烘箱法的準(zhǔn)確度98.19%-99.42%,相對(duì)誤差-1.82%--0.58%,大量減少了重鉻酸鉀、硫酸汞、硫酸的用量降低了對(duì)環(huán)境的污染和對(duì)工作人員的危害。
2.2 紫外-可見光譜法
紫外一可見光譜法測定水質(zhì)COD經(jīng)歷了從單波長分析法到光譜分析法的演變。由于汞燈的輻射波長在紫外段254nm左右,所以早期研究多采用該波長的吸光度為模型輸入量,分析水質(zhì)COD。這種單波長測量方法以大部分有機(jī)物對(duì)254nm的吸收為測量依據(jù),但應(yīng)用于在線測量時(shí),由于水中懸浮物散射對(duì)254nm吸光度產(chǎn)生干擾,導(dǎo)致測量結(jié)果偏差較大,因此這種方法僅在早期的實(shí)驗(yàn)研究中出現(xiàn)。為了補(bǔ)償水中懸浮物對(duì)254nm吸光度造成的散射影響,通常選用另一近紫外或可見光波長的吸光度作為第二輸入變量,有研究者選用350nm、465nm等波長的吸光度作為適用于不同測試環(huán)境的補(bǔ)償建模,測試結(jié)果表明,以此為基礎(chǔ)的雙波長測量法能較好地去除水中懸浮物帶來的散射干擾,同時(shí)雙波長測量法將紫外一可見光譜法的儀器化變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。從單波長分析法、雙波長補(bǔ)償分析法到多波長建模法,雖然補(bǔ)償了水中懸浮顆粒物帶來的散射干擾,但這些方法從本質(zhì)上依賴于水體中影響水質(zhì)參數(shù)的有機(jī)物對(duì)特定波長光的特征吸收,同一波長組合建??赡苓m用于特定應(yīng)用場景,不具普適性,而紫外一可見全光譜法將很好地解決這些問題。
2.3 全光譜法
全光譜法 COD 在線水質(zhì) 監(jiān)測儀可 在無人干預(yù)的情況下完成自動(dòng)清洗、測試和數(shù)據(jù)處理等操作,光譜儀的形狀為探頭形。在測量單元中,發(fā)射的光束從待分析的水樣中穿過,而在探頭內(nèi)部,第二束光穿過一條參比光路,光譜探頭可記錄220-720nm之間(紫外一可見)或220-390nm之間(紫外)的完整光譜,并將光譜分成256個(gè)波段,從而獲得“光譜指紋圖”。通過指紋光譜中所包含的信息,可同時(shí)得到多個(gè)參數(shù)值,并針對(duì)可能的交叉靈敏度對(duì)這些參數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償。測量結(jié)果與實(shí)驗(yàn)室結(jié)果的關(guān)聯(lián)性達(dá)到了以前使用簡單光學(xué)儀器未曾取得過的質(zhì)量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明,該儀器無需任何化學(xué)試劑,線性范圍寬(0-160mg/L),檢出限低0.36mg/L),測定速度快(30s/樣),精密度好,滿足國內(nèi)在線檢測儀器的各項(xiàng)指標(biāo),可以實(shí)現(xiàn)在線實(shí)時(shí)監(jiān)測。
2.4 生物法
利用生物活性污泥法氧化降解芳香烴族有機(jī)物苯、甲苯以及二甲苯的COD溶液,并利用己有的呼吸運(yùn)動(dòng)計(jì)量法測定降解過程中的各類動(dòng)力學(xué)參數(shù),建立COD值的動(dòng)力學(xué)模型,從而求得各個(gè)時(shí)刻的COD值。反應(yīng)在序批式反應(yīng)器中進(jìn)行,反應(yīng)器首先用基本澄清器廢水潤洗,并利用目標(biāo)芳香烴物質(zhì)進(jìn)行標(biāo)定,之后依次測定苯及二甲苯的動(dòng)力學(xué)參數(shù),但甲苯對(duì)活性污泥沒有可測反應(yīng),故采用甲苯與乙醇按不同比例混合(80%甲苯+20%乙醇最佳)的方法進(jìn)行測定,從而可建立乙醇存在條件下的動(dòng)力學(xué)方程模型。本方法具有方便、快捷,對(duì)芳香烴有機(jī)物準(zhǔn)確測定的優(yōu)點(diǎn),但未考慮pH、溫度、污泥停留時(shí)間等的影響,故還可進(jìn)一步提高測量精度。
2.5 化學(xué)發(fā)光法
基于自動(dòng)的單端口流體系、在線UV催化模塊及量子點(diǎn)納米技術(shù)混合的新穎的測定COD的方法。該方法運(yùn)用蹄化鉻納米晶體在紫外燈的照射下產(chǎn)生強(qiáng)氧化性物質(zhì),來促進(jìn)有機(jī)化合物的催化降解。由于熒光按極易被量子點(diǎn)氧化產(chǎn)生能夠促進(jìn)大量輻射的物質(zhì),并且輻射在有機(jī)物存在時(shí)會(huì)碎滅,所以它被用來作為間接測定COD值的化學(xué)發(fā)光法的媒介。結(jié)果表明,該方法可使相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差小于1.1%,但其測定范圍僅為1-35mg/L,所以可進(jìn)一步提高檢測限。
3 測定水質(zhì)COD的重要性
環(huán)境水中含有的物質(zhì)很多,而很多污染成分量很少,存在樣式多種多樣,廢水的來源主要有:生活污水、城市廢水、工業(yè)污水及農(nóng)業(yè)廢水,污染物可分為漂浮物、固定物質(zhì)、懸浮物、流體及可溶性固體、氣體及微生物等,大量排放的工農(nóng)業(yè)廢水,嚴(yán)重影響了環(huán)境和人們的身體健康。隨著科學(xué)和檢測技術(shù)進(jìn)步,COD 測定方法也變得多種多樣,COD能反映水中受還原性物質(zhì)污染的程度,COD 測定方法,沒有二次污染,周期短,操作、維護(hù)方便成本低,可以實(shí)現(xiàn)在線、原位測量,有利于水污染的治理和水環(huán)境的保護(hù)。
4 結(jié)語
測定水質(zhì)COD方法多種多樣,本文提到的烘箱法、紫外-可見光譜法、全光譜法、生物法、化學(xué)發(fā)光法都有各自的優(yōu)劣勢(shì),因此要合理運(yùn)用,還要不斷加大對(duì)測定方法的研究及應(yīng)用,提出優(yōu)化和改進(jìn)方案,為環(huán)境污染治理提供可靠的數(shù)據(jù)依據(jù)。
參考文獻(xiàn)
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