陈亮 吴丹 钱彪 姚亚红 管雁
核工业湖州勘测规划设计研究院股份有限公司 浙江 湖州 313000
摘要:本文针对环境水样COD快速监测技术，采用理论结合实践的方法，先分析环境水样COD监测中常用的技术，接着探讨了快速分光光度技术在环境水样COD快速监测中的应用过程，最后提出影响COD监测效率和精度的因素，并提出相应的控制方法。分析结果表明，COD监测环境水样监测的主要内容，但现有的监测方法，在监测效率，准确性等方面存在一定的不足，急需研究出一种快速监测技术，来提升环境水样COD监测的效率，并为水样污染治理和保护提供必要的参考和指导。
关键词:环境水样；COD；快速监测；分光光度技术
引言:COD监测环境水样监测中的常规项目，早期监测方法和技术，工序多，工作量大，耗时长，而且难以实现多份同时监测，难以满足新时代环境水样COD监测的需求。快速分光光度技术是一种比较新颖的环境水样COD监测技术，可通过分光光度计测定吸光度，建立起吸光度和浓度之间的工作曲线，再通过仪器测定，就可以会直接读出COD的数值，省略了很多步骤和流程，不但试剂用量少，成本低，而且监测速度快，精度高，值得在环境水样COD快速监测中推广应用。
1 目前在环境水样COD监测中常用技术
1.1分光光度技术
分光光度技术在环境水样COD监测中应用时具有操作简单、监测速度快、监测结果准确等特点。监测机理为：在酸性条件下，溶液中还原性物质能够和重铬酸钾发生化学反应，形成三价的铬离子，其吸光度和三价铬离子的浓度服从朗伯比尔定律，通过监测三价铬的吸光度，就能得到环境水样COD的数值。
1.2密封消解技术
主要是利用硫酸重铬酸钾消解体现，在硫酸银催化的作用下，利用电磁波来热反应液，在高能量电磁波的作用下，反应液中的分子发生高速摩擦运动，致使反应液的温度不断上升，提升消解罐的内部压力。在高温高压的作用下，就能得到快速消解的目的。消解之后再以亚铁灵作为指示剂，利用硫酸亚铁按照标准融合进行回滴，按照硫酸亚铁的消耗量，就能推算出环境水样COD的数值。此种方法的优点是试剂用量比较少，监测速度快，操作简便，不需要特殊的仪器和设备，便于普及。
1.3电化学技术
是环境水样COD监测中应用的试行技术，其理论依据法拉第定律，主要机理为利用电解形成羟基自由基来直接氧化水中的有机物。水样以重铬酸钾为氧化剂，在10.2mol/L硫酸介质中回流氧化之后，过量的重铬酸钾通过电解形成的亚铁离子，作为库伦滴定剂，进行库伦滴定。按照电解亚铁离子的电量，进行法拉第定律计算，就能将环境水样COD 值直接显示在屏幕上。
2 快速分光光度技术在环境水样COD快速监测中的应用过程
2.1选择试剂
快速分光光度技术在环境水样COD快速监测中应用时，选择试剂是非常重要的一步，需要用的试剂有三种，包括：重铬酸钾25g/L溶液、硫酸银-硫酸溶液、硫酸汞-硫酸溶液。
重铬酸钾25g/L试剂配制方法为：称取25g高锰酸钾，放入烧杯中，然后加入少量的蒸馏水，充分搅拌之后，转移到1000mL的容量瓶中定容到刻度线。
硫酸银-硫酸溶液试剂的配制方法为：通过量筒选择100mL浓硫酸放入烧杯中，然后在称取2g硫酸银倒入到该烧杯中充分搅拌溶解，最后倒入到烧瓶中保存以备使用。
硫酸汞-硫酸溶液试剂的配制为：先用量筒量取90mL的蒸馏水倒入到烧杯中，再用移液管吸取10mL的浓硫酸倒入到此烧杯中，搅拌均匀之后，冷却到室温【1】。然后称取12g硫酸汞倒入到此烧杯中充分溶解，最后再倒入到烧瓶中保存以备使用。
2.2制备环境水样COD标准溶液
为保证环境水样COD监测的准确性和效率，需要制备环境水样COD标准融合，具体方法为：先称取0.213g邻苯二甲酸钾，然后用蒸馏水进行溶解，再转移到1000mL容量瓶中，最后用水稀释到标准线，并充分混合均匀性，就能制得250mg/L的环境水样COD标准溶液。
2.3制作COD标准工作曲线
选择6个比色管，做好标记，分别标记上0、1、2、3、4、5，再分别吸取0mL、1mL、2mL、3mL、4mL、5mL制备好的250mg/L的环境水样COD标准溶液到比色管中，通过蒸馏水将6个比色管中的溶液定容到5mL，具体的操作方法为：1)吸取5mL的原水样到25mL的比色管中;2)加入1mL的硫酸汞-硫酸溶液，摇晃均匀；3）加入2mL的重铬酸钾25g/L溶液，再次摇晃均匀；4）加入10mL的硫酸银-硫酸溶液，摇晃均匀；5）静置30分钟，等溶液冷却之后，再用蒸馏水定容到25mL；6）静置15分钟，等溶液冷却后，进行快速分光光度技术测定，对吸光度进行详细记录，并用Excel来建立文档，电脑模拟计算方程，COD标准曲线如图1所示：
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2.4测定要点
为充分发挥出快速分光光度技术在环境水样COD快速监测中的优势，提升测定效果，在具体应用中需要注意以下几点：
其一是快速分光光度技术在环境水样COD快速监测时，需要将分光光度计的波长设定在600nm左后【2】。
其二是实际监测过程中，参比液必须为蒸馏水，以保证分光光度计在监测环境水样COD时处于归零状态。
其三是需要将比色管中的溶液倒入到比色皿，擦拭干净之后，再放入分光光度计，记录清楚吸光度。
3 影响COD监测效率和精度的因素及控制方法
3.1 最佳消解时间
在环境水样COD快速监测中应用快速分光光度技术时，COD的自控标样为186±9mg/L，如果消解时间为15分钟，则标样测量值为176.30mg/L；如果消解时间提升到30分钟，则标样测量值为185.92mg/L；消解时间为60分钟，则标样测量值为188.20mg/L；消解时间为90分钟，则标样测量值为189.12mg/L。对环境水样而言，在应用快速分光光度技术时，加热回流时间控制在30分钟，就能达到理想的效果【3】。
3.2排除干扰物质
在环境水样中不仅仅含有COD，还含有大量的还原性物质，如Cl-、NO2-、Fe2+、S2-、NH3等，这些物质的存在会影响快速分光光度技术监测环境水样中COD的速度和精度。需要采取一系列有效的方法进行处理。经过国内外相关专家的多年分析研究，得到以下结论：在酸性介质中，重铬酸钾能够将水样中还原性物质的氧化率达到90%~100%，其中对COD快速监测影响最大的还原性物质为Cl-，需要做好控制和消除工作。最简单有效的方法是对水样进行稀释，比如对Cl-含量超过1000mg/L的水样进行稀释，可有效降低Cl-造成的不良影响【4】。但如果环境水样为高氯低COD水样，随着稀释倍数的增加，会影响COD监测的精度。目前常用的消除Cl-干扰的方法为汞盐法、氯气校正法、标准曲线校正法等，其标准曲线校正法的应用最为频繁。
标准曲线校正法消除Cl-干扰的过程为：先配制出不同Cl-浓度的氯化钠标准曲线，并测定COD值，绘制COD-Cl-标准曲线；再选择两份产地、取样方法、取样时间、运输方式、存储方式相同的待监测水样。其中一份对Cl-不进行这样测定COD值，记录为COD总。而另一份则测定Cl-含量【5】；最后在标准曲线之上找到对应的COD值，记录为CODCl-，COD总减去CODCl-的差值就是该样品真是的COD值。和其他消除Cl-的方法相比，标准曲线校正法，绿色环保，而且试剂用量比较小，符合新时代实验室的要求。
结束语
综上所述，本文采用理论结合实践的方法，分析了环境水样COD快速监测技术，分析结果表明，COD监测是水环境监测的重中之重，其监测结果可为水污染治理，提供真实的数据和参考。随着科学技术的发展，很多高新技术被广泛应用到环境水样COD快速监测中来，其中是快速分光光度技术具有操作简单，流程少，可直接测定COD，而且可实现多份试验同时监测，可大幅度提升环境试验COD监测效率，再辅以标准曲线校正法可有效消除氯离子对监测精度造成的影响，值得大范围推广应用。
参考文献
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