氯離子對COD測定的干擾及消除方法綜述

來(lái)源：http://thesierramadre.com/ 作者：余氯檢測儀 時(shí)間：2019-10-14

　　摘要:在長(cháng)期的COD監測實(shí)踐中發(fā)現Cl-很大程度上影響著(zhù)測定的準確性,如何消除Cl-的干擾,提高COD測定的重復性和準確度,同時(shí)減輕二次污染,是廣大環(huán)境監測者非常關(guān)注并且著(zhù)重研究的問(wèn)題。本文綜合分析了Cl-對COD測定的影響原因,并介紹了COD測試中多種消除Cl-干擾的方法原理和應用實(shí)例。

　　關(guān)鍵詞:COD測定 Cl- 干擾 消除方法

　　0 引言

　　COD(Chemical oxygen Demand)是水質(zhì)監測中必不可少的項目,其含義指在一定條件下用強氧化劑處理水樣時(shí)所消耗氧化劑的量,以氧的mg/L來(lái)表示,化學(xué)需氧量反映了水中受還原性物質(zhì)污染的程度。在檢測分析過(guò)程中,水樣中Cl-極易被氧化劑氧化,大量的Cl-使得測定結果偏高,高氯低COD廢水的測定更是現在面臨的一個(gè)難題。在實(shí)際監測中發(fā)現,很多種廢水如化工廢水、味精廢水、海產(chǎn)品加工廢水等Cl-含量都很高,其COD測定需要對Cl-進(jìn)行屏蔽后進(jìn)行測定。廣大環(huán)境監測工作者在Cl-對COD測定干擾方面做了大量工作,下面從Cl-影響方式和現有的Cl-干擾消除方法兩方面進(jìn)行闡述。

　　1 Cl-對COD測定的干擾

　　在GB11914-89《水質(zhì)化學(xué)需氧量的測定-重鉻酸鉀法》中,明確指出水樣中Cl-含量過(guò)高時(shí)需要加入硫酸汞等屏蔽劑加以屏蔽,其影響因素主要表現為兩點(diǎn):

　　1.1 Cl-被氧化劑氧化,因而消耗氧化劑導致測定結果偏高,具體反應方程式為:

　　6Cl-+Cr2O72-+14H+→3Cl2+2Cr3-+7H2O

　　1.2 反應體系中加銀鹽做催化劑,Cl-與銀反應生成AgCl沉淀使催化劑中毒,影響測定結果。

　　2 COD測定中消除Cl-干擾的方法及應用

　　對水樣進(jìn)行稀釋是簡(jiǎn)單有效的方法之一,國標中也提到對Cl-含量超過(guò)1000mg/L水樣進(jìn)行稀釋,但對于高氯低COD的水樣稀釋倍數過(guò)高會(huì )影響測定精度。目前,消除Cl-的干擾方法大量涌現,主要有汞鹽法、銀鹽沉淀法、標準曲線(xiàn)校正法、氯氣校正法、密閉消解法、低濃度氧化劑法、KI-KMnO4氧化法、鉍吸收劑除氯法等。

　　2.1 汞鹽法

　　汞鹽法也叫硫酸汞絡(luò )合法,是國標中屏蔽Cl-的方法。即用HgSO4作為Cl-掩蔽劑,HgSO4與Cl-的質(zhì)量比以10:1為宜。此法對于Cl-質(zhì)量濃度小于200mg/L時(shí)效果很顯著(zhù),但當Cl-濃度很高時(shí)測定結果還是偏高,并且誤差隨著(zhù)Cl-濃度增加而增大。由于HgSO4本身有劇毒,并且廢液中的汞鹽很難處理,并且會(huì )對環(huán)境產(chǎn)生二次污染,促使廣大學(xué)者對無(wú)毒無(wú)污染測定方法的研究。

　　2.2 銀鹽法

　　銀鹽沉淀法即為加入AgNO3生成AgCl沉淀以去除Cl-影響的方法,適用于Cl-質(zhì)量濃度超過(guò)10000mg/L的水樣。該方法通常有兩種形式:一種是在預處理時(shí)加入AgNO3,取上清液測定COD值,此法需要AgNO3加入量適當,使Cl-完全沉淀且不能過(guò)量。劉玉鳳[1]等人在標準方法的基礎上用硝酸銀中和Cl-,并提高了反應體系的酸度,而且避免了汞鹽的污染,實(shí)驗結果令人滿(mǎn)意。另一種采用AgNO3和KCr(SO4)2作為Cl-的掩蔽劑,KCr(SO4)2的作用是抑制消解過(guò)程少量Cl-發(fā)生氧化反應。

　　銀鹽沉淀法中使用了貴重的銀鹽,使測定成本提高,因此對銀的回收再利用是很有必要性的。其另一個(gè)缺點(diǎn)為AgCl沉淀時(shí)會(huì )通過(guò)共沉淀和絮凝作用使水樣中有機物除損失一部分,使測定結果偏低。

　　2.3 標準曲線(xiàn)校正法

　　標準曲線(xiàn)校正法的步驟:先配制不同Cl-濃度的氯化鈉標準曲線(xiàn)并測定COD值,繪制COD-Cl-標準曲線(xiàn)。然后取兩份相同水樣,一份對Cl-不進(jìn)行掩蔽測定COD值,記為COD總,另一份測定氯離子含量,在標準曲線(xiàn)上查出對應的COD值,記為CODCl-,則COD總與CODCl-差值為該樣品的真實(shí)COD值。

　　標準曲線(xiàn)校正法不使用汞鹽和銀鹽,具有環(huán)保性和節約性,是實(shí)驗室首選的方法。王俊霞[2]等通過(guò)實(shí)驗證明利用這種完全氧化的方法,與理論Cl-完全被氧化時(shí)消耗的氧相當,Cl-氧化率在99%以上,COD的實(shí)測值與實(shí)際值具有良好的一致性。但由于各實(shí)驗室采用的方法、操作條件的不同,使得Cl-的氧化程度不同,因此不同人繪制的標準曲線(xiàn)不盡相同,使實(shí)驗顯得很繁瑣。

　　2.4 氯氣校正法

　　在消解時(shí)采用一個(gè)回流吸收裝置,將生成的Cl2導出用NaOH溶液吸收,使用Na2S2O3標準溶液滴定,把消耗的Na2S2O3的量換算成消耗氧的量,即為Cl-的校正值。實(shí)際廢水COD值為COD表觀(guān)值與Cl-的校正值的差值。該方法適用于氯離子含量小于20000mg/L、COD大于30mg/L的高氯廢水的測定。研究結果表明,10個(gè)實(shí)驗室對COD75.5mg/L～208mg/L,氯離子濃度為3000mg/L～16000mg/的四個(gè)統一樣品進(jìn)行測定,實(shí)驗室內相對標準偏差在2.8%～3.6%之間;實(shí)驗室間相對標準偏差在3.2%～7.8%之間[3]。但該方法要求實(shí)驗時(shí)非常仔細,否則會(huì )帶來(lái)更多誤差。

　　2.5 密封消解法

　　其基本原理為在密閉的容器中消解測定COD,當水中的Cl-氧化成Cl2并達到氣液平衡時(shí),Cl-便不能再被氧化,使用適當的掩蔽劑,則可以測定樣品的COD值。與標準法比,該方法的結果具有更高的準確度和精密度。王志強[4]等對混配和實(shí)際水樣的測定結果表明,用密封消解法分析高氯廢水的COD準確度較高,COD在100mg/L～1000mg/L,氯離子濃度小于10000mg/L時(shí),該方法相對誤差≤4.2%。密封消解耗時(shí)短,但該方法具有一定的危險性,因此一定要確保實(shí)驗的安全。

　　2.6 KI-KMnO4氧化法

　　在堿性條件下,用KMnO4氧化廢水中的物質(zhì),剩余的KMnO4用KI還原,再用Na2S2O3標準溶液滴定,并將Na2S2O3消耗的量換算成消耗氧的量,從而得到一個(gè)COD值。但是應用該法與K2Cr2O7氧化法的測定值不同,二者有一個(gè)比值K,因此只需知道這個(gè)比值K,即可將用KI-KMnO4氧化法測得的COD值進(jìn)行換算即可。該方法適用于Cl-含量在幾萬(wàn)到幾十萬(wàn)毫克每升的廢水,但是需要測定K值,因此很繁瑣。

　　2.7 鉍吸收劑除氯法

　　水樣中的Cl-在酸性液體中以HCl氣體的形式釋放出來(lái),用鉍吸收劑吸收除去,然后測定COD值。該方法的準確度和精確度與標準方法相比無(wú)顯著(zhù)差異,但消解方式不同,采用微波消解或烘箱消解。

　　3 結論

　　綜上可知,消除Cl-對COD影響的方法可以分兩類(lèi):藥劑屏蔽及改良法和測定修正法。廣大學(xué)者在方法的改進(jìn)上做了很多工作,都向著(zhù)無(wú)毒無(wú)污染、便捷準確的方向發(fā)展,但上述各種方法在實(shí)際應用時(shí)都有一定的適用范圍和局限性,還有待進(jìn)一步的改進(jìn)和完善,加強各種方法之間的交叉滲透對探索新的消除Cl-干擾的方法具有一定的意義。

　　參考文獻:

　　[1]劉玉風(fēng),曲東芳,王莉.高氯離子廢水CODCr快速測定方法的研究[J].地下水.2008.30(5):129-130.

　　[2]王俊霞,王文才,王俊榮.高氯離子低濃度COD水樣的分析技術(shù)[J].中國環(huán)境監測.2006.22(2):4-6.

　　[3]國家環(huán)?？偩帧端蛷U水監測分析方法》編委會(huì ).水和廢水監測分析方法(第四版增補版)[M].北京:中國環(huán)境科學(xué)出版社.2006:220-223.

　　[4]王志強,閆毓,桑玉全等.密封消解法測定高氯離子含鹽廢水CODCr的探討[J].油田氣環(huán)境保護.2002.12(1):38-40.

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