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摘 要：化学需氧量（COD）测定实验是水环境检测分析和研究工作中十分重要的内容。为了提高该项目测定结果的准确性和可靠性，本文对基础测定实验方法重铬酸钾法进行了优化，以降低实验测定过程中可能造成的污染风险，提高检测结果的准确性，提升检测效率。供相关人士参考。
关键词：化学需氧量;实验方法;实验优化
1引言
水环境中的化学需氧量检测（COD检测）是水环境监测、分析和研究工作中的一个重要指标。它是以水体环境中含有的还原性物质所消耗的氧化物的量来进行判定的，测量单位为mg/L，从一定程度上COD指标可以对所测的水体环境中受到还原性污染程度进行定性和定量的评价[1]。在常见的水环境工作中，COD检测项目必不可少。如今我国的水资源管理法规日益完善，水污染物排放指标日趋严格，对于COD测定实验也有了更高的要求。为此，本文对这一测定实验进行了研究，以推动COD测定工作的准确性和可靠性。
2水中化学需氧量（COD）测定主要方法分析
当前，我国大多数企业和机构对于水环境COD测定采用的主要方法方法还是重铬酸钾法[2]。该方法主要参考依据为HJ828—2017版的COD测定法，具有较好的准确性，同时能够保障结果具有良好的重现性，可以使用与大多数的水环境，在在水环境中COD值为30mg/L～700mg/L范围内均有较好的应用体现。随着技术进步，尤其是在当下生态环保可持续发展的理念下，重铬酸钾测定法也暴露出其应用的弊端，即在分析测定的过程中需要使用有毒试剂，容易引发水样品的二次污染，这就与当前我国环保可持续的发展理念相违背。为此，在水样品COD测定实验中，往往会避免使用有毒试剂，尽可能采用无毒试剂进行测定，其中最为常见的方法是利用酸性高锰酸钾来进行水样COD测定。酸性高锰酸钾测定法操作简便，而且不使用有毒试剂，避免了二次污染的问题。但是上述方法的不足之处在于高锰酸钾的氧化性能稍逊与重铬酸钾，因此在COD测定结果上往往会出现精确度降低的现象，这种结果仍旧不能满足水样品COD测定工作的实际需求。为了保障测定结果的准确度，较好的方法是采用重铬酸钾法，并对其进行方案优化，以减少有毒试剂，避免二次污染。重铬酸钾COD测定法参考HJ828—2017版的相关内容，即在强酸性环境下，重铬酸钾溶液进行升温回流，然后以重铬酸钾为氧化剂，借助硫酸银催化剂，使水样中的还原性物质被充分氧化，之后在指示剂试亚铁灵的显色作用下标定待测水样中多余未反应完全的重铬酸钾，通过标定指示反应的重铬酸钾浓度来间接得到水样中含有的还原性物质，计算得到水样中的COD值。
3水中化學需氧量（COD）测定实验方案的优化方法
考虑到水样COD测定实验采用的重铬酸钾法中会使用到有毒试剂，因此在确保实验测定结果准确性的基础上进行实验优化，提高反应效率，避免二次污染。
一方面，尽可能缩减还原反应的时间。传统的重铬酸钾测定法中，氧化剂需要升温，通常加热时间为120分钟。但是从实际操作情况来看，在确保氧化剂温度保持的情况下，加热时间有缩减的余地。实验人员将还原反应时间依次缩减，从120分钟开始，依次对90分钟、60分钟和30分钟进行实验，检验缩短还原反应时间后水中化学需氧量测定结果是否存在明显的差异。实验结果表明，还原时间缩短为90分钟、60分钟和30分钟对需氧量测定结果未造成明显的差别。继续缩短反应时间，从30分钟开始，对30分钟、20分钟进行实验，检验缩短还原反应时间后水中化学需氧量测定结果是否存在明显的差异。实验结果表明，反应时间从30分钟缩短为20分钟时，化学需氧量测定结果出现明显的降低，很可能是反应时间过短造成反应不充分。因此，为了提高加热频率，将反应加热时间缩短为30分钟，此时既可以保障水中COD测定结果与传统方法的测定结果差异不大，又能够提高测定效率。为了进一步保障在30分钟内完成加热和消解的过程，实验人员可以引入微波促消解、开管消解等方法。通过上述优化方案，不仅能够减少测定实验消耗的电能，同时也减少冷凝水消耗，可大大提高实验效率。
另一方面，尽可能避免实验引发的二次污染。传统测定方法中，为了减少水样中存在的氯离子对测定结果造成的干扰，采用的方式是加入硫酸银或硫酸汞，但是考虑到这类试剂有毒，因此给实验过程和环境引入了很多的不安全性。从环保的思路考虑，尽快少用或不用硫酸银或硫酸汞。在实验中加入硫酸，利用浓硫酸来促进水样中的氯离子先发生氧化反应使其大部分或全部转变为氯气，如果水样中剩余较少的氯离子再利用少量的硫酸银来进行干扰去除。通过对水样中含有的氯离子与水样COD测定值之间的关系对比实验分析发现：在不同的氯离子浓度条件下，随着氯离子浓度的增加，水样中COD测定值也随之增加，结果与氯离子浓度成正相关关系;而在同样的氯离子浓度条件下，水样中COD测定值不会因为是否加入硫酸银或硫酸汞而发生较大的变化;水样中的氯离子与COD测定值的当量关系为：1毫克氯离子～0.226mgCOD。这一实验结果表明，水样中的氯离子干扰测定可以通过硝酸银溶液进行滴定或者采用电极法进行测定，可以避免使用硫酸汞，因此可避免COD测定实验引入二次污染的问题。因此，COD测定实验具体优化方案如下：向水样中加入重铬酸钾标准溶液，利用沸石或玻璃珠促进反应进程，将待测装置连接回流冷凝管，然后向冷凝管中加入硫酸溶液，之后持续均匀摇晃反应装置直到内部溶液沸腾，回流10分钟后进行装置冷却，之后加入硫酸银加热反应后回流并用冷凝水对管壁残存进行冲洗，反应溶液冷却后进行试亚铁灵显色反应，采用硫酸亚铁进行滴定，直到溶液最终变为红褐色为止，此时记录滴定用的硫酸亚铁溶液的体积。水样中含有的氯离子干扰测定采用硝酸银滴定法，将水样的pH值调节到7，然后利用铬酸钾作为指示剂，用事先配好的硝酸银标准溶液对水样进行滴定，随着水样溶液中产生铬酸银沉淀的增多，溶液呈现黄红色，当红色沉淀不再消失时停止滴定，并记录硝酸银标准溶液消耗的体积。该实验方案中，操作人员需要注意的几个关键点是：同时设定空白对照;实验过程中选用的实验容器不能是聚丙烯塑料材质的;水样在回流的过程中应做到冷凝充分，减少水样中待测有机物的挥发;当进行重复实验时应对重新校正硫酸亚铁标准溶液，以确保COD测定实验结果的准确性[3]。
4结语
对于水环境中化学需氧量的测定，目前的方法仍旧存在一些不足之处。结合工作经验，本文对重铬酸钾测定COD的方法进行了优化，实验结果具有较高的准确性和可重复性，同时操作简便，对环境危害小，值得参考和借鉴。
参考文献：
[1]化学需氧量测定方法综述，邢竹，《中国科技信息》，2010（15）
[2]重铬酸钾法化学需氧量，刘清燕，慕东红，陈慧霞，《黑龙江科学》，2014（09）
[3]浅谈化学需氧量测定中的注意事项，解成岩，《黑龙江环境通报》，2019（3）
关键词：化学需氧量;实验方法;实验优化
1引言
水环境中的化学需氧量检测（COD检测）是水环境监测、分析和研究工作中的一个重要指标。它是以水体环境中含有的还原性物质所消耗的氧化物的量来进行判定的，测量单位为mg/L，从一定程度上COD指标可以对所测的水体环境中受到还原性污染程度进行定性和定量的评价[1]。在常见的水环境工作中，COD检测项目必不可少。如今我国的水资源管理法规日益完善，水污染物排放指标日趋严格，对于COD测定实验也有了更高的要求。为此，本文对这一测定实验进行了研究，以推动COD测定工作的准确性和可靠性。
2水中化学需氧量（COD）测定主要方法分析
当前，我国大多数企业和机构对于水环境COD测定采用的主要方法方法还是重铬酸钾法[2]。该方法主要参考依据为HJ828—2017版的COD测定法，具有较好的准确性，同时能够保障结果具有良好的重现性，可以使用与大多数的水环境，在在水环境中COD值为30mg/L～700mg/L范围内均有较好的应用体现。随着技术进步，尤其是在当下生态环保可持续发展的理念下，重铬酸钾测定法也暴露出其应用的弊端，即在分析测定的过程中需要使用有毒试剂，容易引发水样品的二次污染，这就与当前我国环保可持续的发展理念相违背。为此，在水样品COD测定实验中，往往会避免使用有毒试剂，尽可能采用无毒试剂进行测定，其中最为常见的方法是利用酸性高锰酸钾来进行水样COD测定。酸性高锰酸钾测定法操作简便，而且不使用有毒试剂，避免了二次污染的问题。但是上述方法的不足之处在于高锰酸钾的氧化性能稍逊与重铬酸钾，因此在COD测定结果上往往会出现精确度降低的现象，这种结果仍旧不能满足水样品COD测定工作的实际需求。为了保障测定结果的准确度，较好的方法是采用重铬酸钾法，并对其进行方案优化，以减少有毒试剂，避免二次污染。重铬酸钾COD测定法参考HJ828—2017版的相关内容，即在强酸性环境下，重铬酸钾溶液进行升温回流，然后以重铬酸钾为氧化剂，借助硫酸银催化剂，使水样中的还原性物质被充分氧化，之后在指示剂试亚铁灵的显色作用下标定待测水样中多余未反应完全的重铬酸钾，通过标定指示反应的重铬酸钾浓度来间接得到水样中含有的还原性物质，计算得到水样中的COD值。
3水中化學需氧量（COD）测定实验方案的优化方法
考虑到水样COD测定实验采用的重铬酸钾法中会使用到有毒试剂，因此在确保实验测定结果准确性的基础上进行实验优化，提高反应效率，避免二次污染。
一方面，尽可能缩减还原反应的时间。传统的重铬酸钾测定法中，氧化剂需要升温，通常加热时间为120分钟。但是从实际操作情况来看，在确保氧化剂温度保持的情况下，加热时间有缩减的余地。实验人员将还原反应时间依次缩减，从120分钟开始，依次对90分钟、60分钟和30分钟进行实验，检验缩短还原反应时间后水中化学需氧量测定结果是否存在明显的差异。实验结果表明，还原时间缩短为90分钟、60分钟和30分钟对需氧量测定结果未造成明显的差别。继续缩短反应时间，从30分钟开始，对30分钟、20分钟进行实验，检验缩短还原反应时间后水中化学需氧量测定结果是否存在明显的差异。实验结果表明，反应时间从30分钟缩短为20分钟时，化学需氧量测定结果出现明显的降低，很可能是反应时间过短造成反应不充分。因此，为了提高加热频率，将反应加热时间缩短为30分钟，此时既可以保障水中COD测定结果与传统方法的测定结果差异不大，又能够提高测定效率。为了进一步保障在30分钟内完成加热和消解的过程，实验人员可以引入微波促消解、开管消解等方法。通过上述优化方案，不仅能够减少测定实验消耗的电能，同时也减少冷凝水消耗，可大大提高实验效率。
另一方面，尽可能避免实验引发的二次污染。传统测定方法中，为了减少水样中存在的氯离子对测定结果造成的干扰，采用的方式是加入硫酸银或硫酸汞，但是考虑到这类试剂有毒，因此给实验过程和环境引入了很多的不安全性。从环保的思路考虑，尽快少用或不用硫酸银或硫酸汞。在实验中加入硫酸，利用浓硫酸来促进水样中的氯离子先发生氧化反应使其大部分或全部转变为氯气，如果水样中剩余较少的氯离子再利用少量的硫酸银来进行干扰去除。通过对水样中含有的氯离子与水样COD测定值之间的关系对比实验分析发现：在不同的氯离子浓度条件下，随着氯离子浓度的增加，水样中COD测定值也随之增加，结果与氯离子浓度成正相关关系;而在同样的氯离子浓度条件下，水样中COD测定值不会因为是否加入硫酸银或硫酸汞而发生较大的变化;水样中的氯离子与COD测定值的当量关系为：1毫克氯离子～0.226mgCOD。这一实验结果表明，水样中的氯离子干扰测定可以通过硝酸银溶液进行滴定或者采用电极法进行测定，可以避免使用硫酸汞，因此可避免COD测定实验引入二次污染的问题。因此，COD测定实验具体优化方案如下：向水样中加入重铬酸钾标准溶液，利用沸石或玻璃珠促进反应进程，将待测装置连接回流冷凝管，然后向冷凝管中加入硫酸溶液，之后持续均匀摇晃反应装置直到内部溶液沸腾，回流10分钟后进行装置冷却，之后加入硫酸银加热反应后回流并用冷凝水对管壁残存进行冲洗，反应溶液冷却后进行试亚铁灵显色反应，采用硫酸亚铁进行滴定，直到溶液最终变为红褐色为止，此时记录滴定用的硫酸亚铁溶液的体积。水样中含有的氯离子干扰测定采用硝酸银滴定法，将水样的pH值调节到7，然后利用铬酸钾作为指示剂，用事先配好的硝酸银标准溶液对水样进行滴定，随着水样溶液中产生铬酸银沉淀的增多，溶液呈现黄红色，当红色沉淀不再消失时停止滴定，并记录硝酸银标准溶液消耗的体积。该实验方案中，操作人员需要注意的几个关键点是：同时设定空白对照;实验过程中选用的实验容器不能是聚丙烯塑料材质的;水样在回流的过程中应做到冷凝充分，减少水样中待测有机物的挥发;当进行重复实验时应对重新校正硫酸亚铁标准溶液，以确保COD测定实验结果的准确性[3]。
4结语
对于水环境中化学需氧量的测定，目前的方法仍旧存在一些不足之处。结合工作经验，本文对重铬酸钾测定COD的方法进行了优化，实验结果具有较高的准确性和可重复性，同时操作简便，对环境危害小，值得参考和借鉴。
参考文献：
[1]化学需氧量测定方法综述，邢竹，《中国科技信息》，2010（15）
[2]重铬酸钾法化学需氧量，刘清燕，慕东红，陈慧霞，《黑龙江科学》，2014（09）
[3]浅谈化学需氧量测定中的注意事项，解成岩，《黑龙江环境通报》，2019（3）