常壓微波消解法測(cè)定COD

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簡(jiǎn)介： 采用家用微波爐、利用爐外循環(huán)冷凝回流進(jìn)行了常壓下微波消解測(cè)定環(huán)境水樣中COD的研究，方法簡(jiǎn)便、快速、準(zhǔn)確度高，對(duì)環(huán)境水樣的測(cè)定結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)方法相符。
關(guān)鍵字：常壓微波消解 COD 環(huán)境水樣

1　試驗(yàn)裝置與方法

　　常壓微波消解裝置見圖1。

1.1　試劑配制 
　　重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液：稱取預(yù)先在120℃下烘干2h的基準(zhǔn)重鉻酸鉀12.258g溶于水中轉(zhuǎn)入1L容量瓶，用水定容，則C(1/6K₂Cr₂O₇)=0.2500mol/L；
　　試亞鐵靈指示劑：稱取1.485g鄰菲羅啉、0.695g硫酸亞鐵(FeSO₄·7H₂O)溶于水中，轉(zhuǎn)入100mL容量瓶中,用水定容；
　　硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液(0.1mol/L)：稱取39.5g硫酸亞鐵銨［(NH₄)₂Fe(SO₄)₂·6H₂O］溶于水中,加入20mL濃硫酸,冷卻后轉(zhuǎn)入1 L容量瓶中用水定容,臨用前用重鉻酸鉀溶液標(biāo)定；
　　硫酸—硫酸銀溶液：于500mL濃硫酸中加入7g硫酸銀,放置1～2d后使用；
　　COD標(biāo)準(zhǔn)溶液：基準(zhǔn)鄰苯二甲酸氫鉀在110℃下烘干2h后于干燥器中冷卻,稱取0.2552g再用水溶解并定容于1L容量瓶中,則為300mg/L的COD標(biāo)準(zhǔn)溶液,用時(shí)現(xiàn)配
1.2　 試驗(yàn)方法
　　取10.00mL的COD標(biāo)準(zhǔn)溶液(或環(huán)境水樣)于錐形瓶中，加入5.00mL重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液，再緩緩加入20.0mL硫酸—硫酸銀溶液，輕搖使之混合均勻后置于微波爐內(nèi)，于低檔功率(190W)下加熱4min，冷至室溫后用30mL蒸餾水沖洗冷凝管內(nèi)壁，取出錐形瓶加入3滴試亞鐵靈指示劑，用硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至溶液顏色由藍(lán)綠色變?yōu)榧t褐色即為終點(diǎn)。同時(shí)吸取10.00mL蒸餾水按上述方法做試劑空白。由下式計(jì)算水樣中的COD：

?　　　　COD=(V₀-V₁)×C×8×1 000/V

　　式中 ?V₀——滴定空白時(shí)消耗的硫酸亞鐵銨標(biāo)液的體積，mL
　　　　　 V₁——〖ZK(〗滴定水樣時(shí)消耗的硫酸亞鐵銨標(biāo)液的體積，mL
　　　　 ?V——所取水樣的體積，mL?
　　　　　 C——硫酸亞鐵銨標(biāo)液的濃度，mol/L

2　結(jié)果與討論

2.1　 試驗(yàn)條件
　　采用L₂₅(⁵⁶)正交試驗(yàn)，選擇了硫酸體積、硫酸銀含量、消解時(shí)間、消解功率4個(gè)因素，各因素選出5個(gè)水平進(jìn)行正交試驗(yàn)。?　　　試驗(yàn)結(jié)果表明，對(duì)測(cè)定結(jié)果影響最顯著的因素是硫酸加入量，然后依次為硫酸銀含量、消解功率與消解時(shí)間。在微波功率較大和消解時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，由于溫度高、壓力過大，容易發(fā)生錐形瓶口破裂或瓶塞迸出的現(xiàn)象。故最佳試驗(yàn)條件為硫酸—硫酸銀溶液中硫酸銀質(zhì)量濃度為7g/500mL硫酸、加入量為20mL、消解功率為低檔(190W)、消解時(shí)間為4min。
2.2 消解時(shí)間
　　在其他試驗(yàn)條件不變的情況下測(cè)定COD標(biāo)準(zhǔn)溶液,消解時(shí)間在2～8min范圍內(nèi)的試驗(yàn)結(jié)果均很滿意(見圖2)。在處理較難消解的水樣時(shí)，可以通過適當(dāng)延長(zhǎng)消解時(shí)間來保證消解完全。

2.3　硫酸用量
　　對(duì)COD標(biāo)準(zhǔn)溶液的測(cè)定中，隨著硫酸加入量的增加消解速度變快，當(dāng)硫酸加入量＞20mL時(shí)，試驗(yàn)結(jié)果較為滿意(見圖3)。

2.4 硫酸銀加入量
　　當(dāng)硫酸—硫酸銀溶液中硫酸銀含量＞6g/500mL硫酸時(shí)，對(duì)COD標(biāo)準(zhǔn)溶液的測(cè)定結(jié)果較為滿意(見圖4)。

2.５ 　Cl^-濃度
　　在高酸度、高溫的條件下，Cl^-能被重鉻酸鉀氧化，并且能與硫酸銀反應(yīng)生成沉淀從而影響測(cè)定。試驗(yàn)結(jié)果表明，向樣品溶液中加入0.2g硫酸汞，當(dāng)Cl^-濃度＜1900mg/L時(shí)對(duì)測(cè)定結(jié)果無影響。
2.6　 測(cè)定精密度
　　在本試驗(yàn)條件下，對(duì)300mg/L的COD標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行6次平行測(cè)定結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.54%，表明測(cè)定的精密度良好。
2.7  加標(biāo)回收率
　　取湖水10.00mL加入不同量的COD標(biāo)準(zhǔn)溶液，測(cè)定的加標(biāo)回收率為97%～107%，平均為100.3%(見表1)。

表1 樣品加標(biāo)回收率測(cè)定結(jié)果COD加入量(mg/L)COD測(cè)定結(jié)果(mg/L)回收率(%)30321076059.4999088.398120116.597

3 樣品分析

　　取環(huán)境水樣10.00mL于錐形瓶中，加入0.2g硫酸汞，采用本試驗(yàn)方法對(duì)COD標(biāo)準(zhǔn)溶液和湖水、江水、焦化廠廢水等樣品進(jìn)行了測(cè)定，并與標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行了對(duì)照，測(cè)定結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)方法相符(見表2)。

表2  水樣中COD含量的測(cè)定結(jié)果樣 品本法測(cè)定結(jié)果(mg/L)相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(%)標(biāo)準(zhǔn)方法測(cè)定結(jié)果(mg/L)相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(%)誤差(%) COD標(biāo)準(zhǔn)溶液2990.443000.53-0.3湖水樣1#17.13.916.92.6+1.2湖水樣2#44.02.144.23.4-0.5江水13.53.713.83.2-2.2焦化廢水5693.65784.1-1.6工業(yè)廢酸*94.71.594.31.8+0.4注：測(cè)定次數(shù)為n=5；*稀釋100倍

參考文獻(xiàn)：

　　［1］ 國(guó)家環(huán)保局《水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法》編委會(huì).水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法［M］.北京：中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社,1989.?
　　［2］ 高向陽(yáng)，管隸，胡運(yùn)良，等.微波加熱加快測(cè)定環(huán)境水樣中的CODMn［J］.環(huán)境科 學(xué)，1992，13(1):79-81.

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