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摘 要：高锰酸盐指数是高锰酸钾法的简称，其与重铬酸钾法类似均用于测定COD，但是鉴于两种方法之间存在的差别，一般情况下在工业污染的监测过程中会选择重铬酸钾测定法，而锰法多应用于污染较轻的生活污水和地面水的检测。随着我国环保事业的大力发展，锰法在测定过程中存在的不足也逐渐显现出来。因此，本文关于环境监测中高锰酸盐指数测定方法的探讨是十分必要的。
关键词：环境监测；高锰酸盐指数测定方法；回流冷凝装置；研究
引言：生活用水以及地面水的监测不仅关系到我国的环境质量，同时还关乎到人们的身体健康，因此提高锰法测量的准确度是十分必要的。COD是化学需氧量的简称，其可以准确的反映出水体有机物污染的程度。为了提高锰法测量COD的准确率，在水浴加热的过程中增加回流冷凝装置是十分必要的改进措施。由此，本文主要分析这种改进措施的相关问题。
1 高锰酸盐指数测定方法概述
在我国，由于在工业污染监测过程中投入的精力较大，因此对重铬酸钾法的研究力度较大，而与锰法相关的文献则相对较少。传统的锰法在测量过程中缺乏对多种因素的综合考虑，计算结果与真实值存在一定的差距，这使得锰法在测量COD的过程中缺乏一定的信度和效度。因此，加强对锰法的改进力度是十分必要的。
在利用锰法进行COD的测量过程中，不同的有机物环境下对锰法的测量要求是不同的，即在不同有机物环境下，锰法需要按照不同的需求进行测量工艺的改进。下面通过理论和实验两部分对锰法的改进进行研究[1]。
2锰法测定过程中的理论依据分析
在锰法测量过程中涉及到的重要理论知识为两组相平衡体系的物理化学行为，其中涉及到的分点包括拉乌尔定律、完全互溶两组份体系的蒸汽压与组成的关系以及完全互溶两组份体系温度与组成的关系等。其中，拉乌尔定律满足的表达式为PA=PA0XA，式子中的PA表示溶液中溶剂的饱和蒸汽压，XA则表示溶剂在溶液中的摩尔分数，二者是正比关系。
通过一定的数学转化，拉乌尔定律也可以表示为PAO-PA=PA0XB，将表达书描述为语言则可以概括为：溶质在溶液中的摩尔分数与溶剂蒸汽压的降低之间成正比关系。因此，通过上述表达式可以发现，拉乌尔定律的适用范围不仅包括两种物质构成的溶液，同时也适用于多种物质构成的溶液。但是值得注意的是，上述表达书均只有在温度布不变的条件下才能够成立[2]。
完全互溶两组分体系的蒸汽压与组成关系的研究过程中不仅要结合拉乌尔定律，同时还要结合道尔顿分压定律。假设两组份理想溶液分别为可挥发的A和B，所谓的理想溶液是指在温度在一定标准值范围内。XA和XB分别为两组份气相中的溶度，则可以得到的表达式为PA=PXA；PB=PXB，即其为道尔顿表达式，在式中要满足的关系式为P=PA+PB，XA+XB=1[3]。
在上述道尔顿分压定律表达式基础上，结合拉乌尔定律可以得到最终的表达式，其为 ，在这个表达式的基础上，结合不同溶液的
实际情况，可以得到不同的限定条件，最终得到的结论是当PB0>PA0时，其在气相中溶度的关系式也满足大于的关系，该结论不仅适用于理想溶液，同时也适用于非理想溶液情况。
在实际环境监测的过程中分析完全互溶两组份体系中的温度与组成之间的关系也是十分必要的，即在恒压条件下，温度与组成溶度之间的关系与相关的测量内容密切相关。其基本的结论是：恒压条件下，温度与易挥发组分在气相中的溶度表现出相同的变化规律，液相中溶度的变化则呈现相反的变化趋势。上述结论说明易挥发组分的挥发速度会呈现出逐渐加快的速度增大趋势。因此，在实际测量过程中有机物的挥发程度是决定其测量条件的重要依据[4]。
3锰法的实验分析
为了保证锰法测量的有效改进，需要通过改进前后实际水样和对照水样的锰法测定情况进行全面分析。在实验过程中采用的实际水样是某县城的地面水，其测量环境为酸性条件下，有效测试时间为2天。对照水样为乙醛、乙醇和葡萄糖三种有机物的混合水溶液，在测量之前对其进行临时的配置，其中各种有机物的溶度暂定为4mg/L。水浴装置主要包括两部分，分别为烧杯加水装置和球形回流冷凝管。除此之外，还要其它与实验相关的实验设备和器材。
在上述条件下，通过测量可以发现改进前后的锰法测定结果，即在实际水样的测量条件下，在水浴加热30分钟以后，进行了三组测量实验，得到的数据分别为1.14、1.12和1.06，其平均值为1.11，单位为（mg/L）。在水浴冷凝的条件下，相同的实验时间和实验组数得到的数据分别为2.25、2.78和3.16，测量平均值为2.73。其次，直火加热方式下，在加热时间为10分钟和30分钟下分别进行了三组实验，得到的数据分别为1.59、0.95、0.66和1.75，10分钟下的平均值为1.07mg/L[5]。
在测量对照水样时，将水样分别命名为乙醛溶液、乙醇溶液和葡萄糖溶液，加热方式分别选择水浴冷凝、水浴、直火加热和直火冷凝加热，时间也分别为30分钟和10分钟，通过测量结果可以发现，水浴条件下和水浴冷凝条件下的测量结果产生了較大的偏差。
对于乙醛溶液，水浴条件下的测量平均值为1.95mg/L，水浴冷凝条件下的测量平均值为2.40mg/L，乙醇溶液与上述测量指标相对分别为1.82和2.30mg/L，葡萄糖溶液分比为2.61和2.67mg/L，实际水样为1.11和2.73mg/L。这样的实验数据可以表明：改进前后的锰法在测量过程中产生的偏差最大可以达到146%。由此可见，改进以后的锰法可以有效规避现有测量方法存在的不足。
改进的原理主要是与上述相关理论相契合，即依据上述理论内容所得到的结论可以总结其中隐含的原理。对于乙醛、乙醇和葡萄糖溶液而言，其均为易挥发物质的水溶液，当气相与液相建立平衡关系的过程中，必然会遵循气相溶度和液相溶度的关系定律，即液相溶度<气相溶度，这种关系在温度变化过程中会更加明显，即随着温度的上升，气相溶度越来越大，此时挥发速度将显著增强，此时对其进行测量，其结果一定会小于实际值。
改进以后的锰法发现了这种挥发现象，通过增加冷凝装置减少溶液的挥发速度，从而提高锰法测量的准确度。此外，回流冷凝装置的测量优势还表现在对挥发气相的重新凝结，在反应过程中可以被高锰酸钾重新氧化，从而提高测量值与实际值的靠近程度。在水浴冷凝加热条件下，要注意加热时间的界定，即不同加热时间下也会对其测量结果产生不同的影响，具体的影响规律可以通过实验进一步验证。
结论：综上所述，本文主要分为三部分，分别分析了锰法测量COD的基本情况，锰法测量的理论依据以及锰法改进的实验验证。锰法在测定COD的过程中主要是应用于生活用水和地面水，其直接影响到环境的质量和人们的身体健康。因此，加强对锰法的完善力度是十分必要的。在水浴加热过程中加入回流冷凝装置可以有效的改善锰法的测量精度，缩短测量值与真实值之间存在的差距，从而为环境监测提供信度和效度较高的数据支持，在其基础上进一步保障人们健康和环境质量。
参考文献：
[1]陈丽琼，茹婉红，胡勇，余东波，茹菁宇.高锰酸盐指数测定方法的现状及研究动态[J].环境科学导刊，2013，02：125-128.
[2]沃飞.太湖地区典型农田水环境质量现状分析与评价[D].南京农业大学，2007.
[3]马志远.城市化压力下的海岛生态系统健康评价研究[D].国家海洋局第三海洋研究所，2008.
[4]李国权.三峡库区排污口下游污染物降解规律的研究[D].重庆交通大学，2013.
[5]朱群淑.改性滤料在生物慢滤装置中处理水窖水的实验研究[D].兰州交通大学，2014.
关键词：环境监测；高锰酸盐指数测定方法；回流冷凝装置；研究
引言：生活用水以及地面水的监测不仅关系到我国的环境质量，同时还关乎到人们的身体健康，因此提高锰法测量的准确度是十分必要的。COD是化学需氧量的简称，其可以准确的反映出水体有机物污染的程度。为了提高锰法测量COD的准确率，在水浴加热的过程中增加回流冷凝装置是十分必要的改进措施。由此，本文主要分析这种改进措施的相关问题。
1 高锰酸盐指数测定方法概述
在我国，由于在工业污染监测过程中投入的精力较大，因此对重铬酸钾法的研究力度较大，而与锰法相关的文献则相对较少。传统的锰法在测量过程中缺乏对多种因素的综合考虑，计算结果与真实值存在一定的差距，这使得锰法在测量COD的过程中缺乏一定的信度和效度。因此，加强对锰法的改进力度是十分必要的。
在利用锰法进行COD的测量过程中，不同的有机物环境下对锰法的测量要求是不同的，即在不同有机物环境下，锰法需要按照不同的需求进行测量工艺的改进。下面通过理论和实验两部分对锰法的改进进行研究[1]。
2锰法测定过程中的理论依据分析
在锰法测量过程中涉及到的重要理论知识为两组相平衡体系的物理化学行为，其中涉及到的分点包括拉乌尔定律、完全互溶两组份体系的蒸汽压与组成的关系以及完全互溶两组份体系温度与组成的关系等。其中，拉乌尔定律满足的表达式为PA=PA0XA，式子中的PA表示溶液中溶剂的饱和蒸汽压，XA则表示溶剂在溶液中的摩尔分数，二者是正比关系。
通过一定的数学转化，拉乌尔定律也可以表示为PAO-PA=PA0XB，将表达书描述为语言则可以概括为：溶质在溶液中的摩尔分数与溶剂蒸汽压的降低之间成正比关系。因此，通过上述表达式可以发现，拉乌尔定律的适用范围不仅包括两种物质构成的溶液，同时也适用于多种物质构成的溶液。但是值得注意的是，上述表达书均只有在温度布不变的条件下才能够成立[2]。
完全互溶两组分体系的蒸汽压与组成关系的研究过程中不仅要结合拉乌尔定律，同时还要结合道尔顿分压定律。假设两组份理想溶液分别为可挥发的A和B，所谓的理想溶液是指在温度在一定标准值范围内。XA和XB分别为两组份气相中的溶度，则可以得到的表达式为PA=PXA；PB=PXB，即其为道尔顿表达式，在式中要满足的关系式为P=PA+PB，XA+XB=1[3]。
在上述道尔顿分压定律表达式基础上，结合拉乌尔定律可以得到最终的表达式，其为 ，在这个表达式的基础上，结合不同溶液的
实际情况，可以得到不同的限定条件，最终得到的结论是当PB0>PA0时，其在气相中溶度的关系式也满足大于的关系，该结论不仅适用于理想溶液，同时也适用于非理想溶液情况。
在实际环境监测的过程中分析完全互溶两组份体系中的温度与组成之间的关系也是十分必要的，即在恒压条件下，温度与组成溶度之间的关系与相关的测量内容密切相关。其基本的结论是：恒压条件下，温度与易挥发组分在气相中的溶度表现出相同的变化规律，液相中溶度的变化则呈现相反的变化趋势。上述结论说明易挥发组分的挥发速度会呈现出逐渐加快的速度增大趋势。因此，在实际测量过程中有机物的挥发程度是决定其测量条件的重要依据[4]。
3锰法的实验分析
为了保证锰法测量的有效改进，需要通过改进前后实际水样和对照水样的锰法测定情况进行全面分析。在实验过程中采用的实际水样是某县城的地面水，其测量环境为酸性条件下，有效测试时间为2天。对照水样为乙醛、乙醇和葡萄糖三种有机物的混合水溶液，在测量之前对其进行临时的配置，其中各种有机物的溶度暂定为4mg/L。水浴装置主要包括两部分，分别为烧杯加水装置和球形回流冷凝管。除此之外，还要其它与实验相关的实验设备和器材。
在上述条件下，通过测量可以发现改进前后的锰法测定结果，即在实际水样的测量条件下，在水浴加热30分钟以后，进行了三组测量实验，得到的数据分别为1.14、1.12和1.06，其平均值为1.11，单位为（mg/L）。在水浴冷凝的条件下，相同的实验时间和实验组数得到的数据分别为2.25、2.78和3.16，测量平均值为2.73。其次，直火加热方式下，在加热时间为10分钟和30分钟下分别进行了三组实验，得到的数据分别为1.59、0.95、0.66和1.75，10分钟下的平均值为1.07mg/L[5]。
在测量对照水样时，将水样分别命名为乙醛溶液、乙醇溶液和葡萄糖溶液，加热方式分别选择水浴冷凝、水浴、直火加热和直火冷凝加热，时间也分别为30分钟和10分钟，通过测量结果可以发现，水浴条件下和水浴冷凝条件下的测量结果产生了較大的偏差。
对于乙醛溶液，水浴条件下的测量平均值为1.95mg/L，水浴冷凝条件下的测量平均值为2.40mg/L，乙醇溶液与上述测量指标相对分别为1.82和2.30mg/L，葡萄糖溶液分比为2.61和2.67mg/L，实际水样为1.11和2.73mg/L。这样的实验数据可以表明：改进前后的锰法在测量过程中产生的偏差最大可以达到146%。由此可见，改进以后的锰法可以有效规避现有测量方法存在的不足。
改进的原理主要是与上述相关理论相契合，即依据上述理论内容所得到的结论可以总结其中隐含的原理。对于乙醛、乙醇和葡萄糖溶液而言，其均为易挥发物质的水溶液，当气相与液相建立平衡关系的过程中，必然会遵循气相溶度和液相溶度的关系定律，即液相溶度<气相溶度，这种关系在温度变化过程中会更加明显，即随着温度的上升，气相溶度越来越大，此时挥发速度将显著增强，此时对其进行测量，其结果一定会小于实际值。
改进以后的锰法发现了这种挥发现象，通过增加冷凝装置减少溶液的挥发速度，从而提高锰法测量的准确度。此外，回流冷凝装置的测量优势还表现在对挥发气相的重新凝结，在反应过程中可以被高锰酸钾重新氧化，从而提高测量值与实际值的靠近程度。在水浴冷凝加热条件下，要注意加热时间的界定，即不同加热时间下也会对其测量结果产生不同的影响，具体的影响规律可以通过实验进一步验证。
结论：综上所述，本文主要分为三部分，分别分析了锰法测量COD的基本情况，锰法测量的理论依据以及锰法改进的实验验证。锰法在测定COD的过程中主要是应用于生活用水和地面水，其直接影响到环境的质量和人们的身体健康。因此，加强对锰法的完善力度是十分必要的。在水浴加热过程中加入回流冷凝装置可以有效的改善锰法的测量精度，缩短测量值与真实值之间存在的差距，从而为环境监测提供信度和效度较高的数据支持，在其基础上进一步保障人们健康和环境质量。
参考文献：
[1]陈丽琼，茹婉红，胡勇，余东波，茹菁宇.高锰酸盐指数测定方法的现状及研究动态[J].环境科学导刊，2013，02：125-128.
[2]沃飞.太湖地区典型农田水环境质量现状分析与评价[D].南京农业大学，2007.
[3]马志远.城市化压力下的海岛生态系统健康评价研究[D].国家海洋局第三海洋研究所，2008.
[4]李国权.三峡库区排污口下游污染物降解规律的研究[D].重庆交通大学，2013.
[5]朱群淑.改性滤料在生物慢滤装置中处理水窖水的实验研究[D].兰州交通大学，2014.