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摘要：化学需氧量作为水质污染程度的一个重要指标，在废水分析中占有重要的地位。不同的水样有着不同的性质和化学需氧量，针对不同种类的水样来配制有机溶液后，利用快速弥补催化消解法来进行测定其化学需氧量，确定实验的最佳消解时间以及消解时间对实验结果的影响。
关键词：COD；快速密闭消解法；兼氧池；终排
一、引言
工业废水是指在工业生产中的废弃产物，废水废液和污水等都是工业废水。废水是否达到排放标准由废水的污染指数决定，其中最重要的指标是废水中的化学需氧量（CODCr）值，CODCr是指水样在一定条件下用氧化剂处理时其还原性物质消耗该氧化剂的量，以氧的mg/L为单位。CODCr是评价水体有机物相对含量的重要指标，也是水质监测和综合评价水体污染程度的重要指标之一。也可以反映出水体受到废水废液和污水等工业废水的污染程度，水中的还原性物质较多，包含了亚硝酸盐，亚铁盐，有机物和硫化物等。现在大多水源都普遍有着被有机物污染的现象，因此化学需氧量也成为了水源中有机物相对含量的指标之一。水源污染中不仅仅有被氧化的有机物污染，也包括了多环芳烃、PCB和二噁英类等多种不同的水源污染。在我国，CODCr作为实际排放总量控制的重要指标之一，其在保护生态环、监控和治理工业废水等方面起到了重要的作用，也对我国整体环境有着重要意义。而短期内简单便捷又可以降低污染CODCr的测定方法也成为了最为人所需要的，所以，寻找最好的CODCr测定方法也成为了一个目前最被需要的事情。
二、CODCr测定方法的简介
就目前看来，CODCr的测定方法很多，有电化学法、极谱法、分光光度法、原子吸收法和快速弥补催化消解法等多种不同的方法。但在现实运用当中最主要的还是依靠氧化剂的类型来进行分类。在氧化剂的类型中，有两种最为常用的，分别是重络酸钾法和高锰酸钾法。就两种测定方法看来，重络酸钾氧化法可以较为精确的测得水中有机物的总量，对工业废水和生活污水的分析有极大用处。而高锰酸钾法多用在饮用水和地表水质量的测定，其CODCr值并不适合工业污水等的测定，其测定的CODCr值基本在0.5－4.5mg/L之中。
三、实验
3.1实验原理
本方法在经典重铬酸钾-硫酸消解体系中加入催化剂。在加压环境下进行密封法消解，利用硫酸铝钾和钼酸铵大大加快消解的时间，消解后再利用滴定法或者光度法来进行化学需氧量的测定。
3.2方法的适用范围
本方法在使用过程中应针对不同水样的化学需氧量来选择不同浓度的重络酸钾消解液来进行消解，可对于不同种类的水样，污水和废水的化学需氧量进行测定。
如表1：
3.3实验仪器和试剂
实验所采取的试剂均采用符合国家标准的纯试剂，在没有特殊情况和备注说明的情况下不进行试剂的更换和调整，实验用水也应使用同纯度的水或者蒸馏水。
3.4主要仪器
1）快速消解加热炉。
2）消解试管。
3）250ml锥形瓶。
4）50ml棕色滴定管。
3.5主要试剂
1）浓硫酸（分析纯，比重1.84mg/L）。
2）专用氧化剂：将整瓶固体氧化剂（100~1200mg/L）试剂倒入清洁的500ml烧杯，先后加入200ml的蒸馏水和100ml的浓硫酸，混合冷却后放置在一个500ml的容量瓶中，加入蒸馏水并均匀摇晃，使其定容在标线处，然后放置备用
3）专用催化剂：将整瓶固体催化剂试剂溶于500ml浓硫酸中，摇均放置1~2天，使其完全溶解之后取上述溶液100ml再加入400ml浓硫酸，摇均备用。
4）掩蔽剂：准备一个100ml的容量瓶，称取20g硫酸汞放入其中，再加入80ml的蒸馏水和10ml的浓硫酸来溶解硫酸汞，最后用蒸馏水定容在标线处，均匀摇晃后放置备用。
5）重铬酸钾标准溶液[C（1/6K2Cr2O7）=0.1000mol/L]：称取0.4903克已在120℃±2℃的干燥箱中干燥至恒重的工作基准试剂重铬酸钾，溶于水，移入100ml容量瓶中，用水稀释标线摇均。
重铬酸钾标准滴定溶液的浓度[C（1/6K2Cr2O7）]，数值以摩尔每升（mol/L）表示
C（1/6K2Cr2O7）=
式中：m——重铬酸钾的质量的准备数值，单位为克（g）；
V——重铬酸钾溶液的体积的准确数值，单位为毫升（ml）
M——重铬酸钾的摩尔质量的数值，单位为克每摩尔（g/mol）[M（1/6K2Cr2O7）=49.031]
6）硫酸亚铁铵标准溶液[C（NH4）2Fe（SO4）2•6H2O=0.0250mol/L]:称取39.5g硫酸亚铁铵溶液于水中，边搅拌边缓慢加入20ml浓硫酸，冷却后移入1000ml容量瓶中，加水稀释至标线，摇均，此时浓度大约为0.1mol/L。取上述溶液250ml于另一1000ml容量瓶中，加水至标线后摇均。临用前用重铬酸钾标准溶液标定。
标定方法：准确吸取5.00ml重铬酸钾标准溶液于300ml锥形瓶中，加水稀释至100ml左右，缓慢加入30ml浓硫酸，摇匀。冷却后，加入3滴试亚铁灵指示剂，用硫酸亚铁铵溶液滴定，溶液的颜色由黄色经蓝绿色至红褐色即为终点。
C（NH4）2Fe（SO4）2=0.1000×5.00&pide;V
式中：C——硫酸亚铁铵标准溶液浓度（mol/L）；
V——硫酸亚铁铵标准滴定液的用量（ml）。
3.6实验步骤
（一）样品消解
1）在准备好的干净清洁的反应试管中放置均匀混合后的稀释水样和3ml的蒸馏水。
2）向每支反应试管内加入掩蔽剂1ml（样品中不含氯离子不加掩蔽剂，掩蔽剂的量一般是硫酸汞与氯离子的重量比为10：1），如氯离子较高超过5000mg/L，要将样品用蒸馏水稀释至氯离子不超过5000mg/L。
3）向每支方应试管内分别加入氧化剂1ml和催化剂5ml，摇匀后旋紧盖子，以防出现漏气和试液溢出等危险。
4）将反应管依次置于实验仪器的炉孔中，准备完毕后设置温度和仪器定时自动消解，等待消解结束后取出反应管。
5）取出反应管后检测反应管的密封情况，如无异常便在正常放置两分钟后用水冷降低反应管至室温，待测。
（二）样品滴定
1）将上述消解后的溶液倒入锥形瓶中，并加蒸馏水至50ml，滴加3滴试亚铁灵指示剂，利用硫酸亚铁铵标准溶液滴定后，观察溶液颜色，等溶液颜色经黄色变为蓝绿色再至红褐色时停止硫酸亚铁铵标准溶液的滴定，记录其溶液的用量。
2）计算：CODCr（O2，mg/L）=
式中：C——硫酸亚铁铵标准溶液浓度（mol/L）；
V0——滴定空白时硫酸亚铁铵标准溶液用量（ml）；
V1——滴定水样时硫酸亚铁铵标准溶液的用量（ml）；
V——水样体积（ml）；
8——氧（1/2O）摩尔质量（g/mol）。
四、实验数据
4.1硫酸亚铁铵浓度的计算
用重铬酸钾标准溶液标定硫酸亚铁铵溶液。根据公式：
C（NH4）2Fe（SO4）2=0.1000×5.00&pide;V
计算可得，硫酸亚铁铵的浓度：（V：mL；C：mol/L）
表2
4.2兼氧池的CODCr值测定
把兼氧池样稀释10倍，分别移取3ml水样于反应试管中，做三个平行样，依次做好标记1、2、3，加入氧化剂、掩蔽剂和催化剂后，依次插入炉孔内，快速催化密闭消解10min、15min、30min、45min，取出后冷却至室温，然后用硫酸亚铁铵进行滴定；记下刻度数V1、V2、V3。同时做空白记下V0，C是对应的CODCr值mg/L。
表3兼氧池的消解时间变化与CODCr测定值的结果
4.3终排的CODCr值测定结果
分别移取3ml水样于反应试管中，做三个平行样，依次做好标记1、2、3，加入氧化剂、掩蔽剂和催化剂后，依次插入炉孔内，快速催化密闭消解10min、15min、30min、45min，取出后冷却至室温，然后用硫酸亚铁铵进行滴定；记下刻度数V1、V2、V3。同时做空白记下V0，C是对应的CODCr值mg/L。
表4终排的消解时间变化与CODCr测定值的结果
4.4未知水样CODCr值测定结果
分别移取3ml水样于反应试管中，做三个平行样，依次做好标记1、2、3，加入氧化剂、掩蔽剂和催化剂后，依次插入炉孔内，快速密闭消解10min、15min、30min、45min，取出后冷却至室温，然后用硫酸亚铁铵进行滴定；记下刻度数V1、V2、V3。同时做空白记下V0，C是对应的CODCr值mg/L。
表5未知水样的消解时间变化与CODCr测定值的结果
五、实验结论
从表3、4、5的数据结果显示，快速密闭消解法操作简便快捷，一般物质都是在回流15min左右的时候都趋于稳定了。所以，快速密闭消解法测得的结果比较可靠。而从试验看来，回流时间的长短在其中与反应平衡有着密不可分的关系。在回流时间的反应初期还不够稳定，随着时间的推移反应开始逐渐稳定直至完成。而反应时间较长或者较短都会使转化率发生改变，使CODCr的测定值发生变动，进而对结果造成一定的误差。
六、结语
在现下社会的企业发展中环境的问题成为了需要被尽快解决的一大问题，这个问题更是人类一直关注的问题。在如今，工业污水和等多种对环境产生污染的污染物的治理成为企业着重关注的问题。而快速密闭消解法在本文中确定实验的最佳消解时间和实验结果都是在对环境污染消解问题的探讨，以便于人们利用采取有效的措施来治理环境，改善生活环境和人们的生存空间。
参考文献
[1]国家环保局.水和废水检测分析方法编委会.水和废水监测分析方法.第四版[M].北京：中国环境科学出版社，2007：210—213.
[2]崔建平，李黎.一种快速测定废水中化学需氧量的方法.工业水处理，2008，28(8):66-67.
作者简介
梁世秀（1985-），女，本科学历，助理工程师，主要从事化学分析工作。