水體中除了含有無(wú)機(jī)污染物之外,更很多的是有機(jī)污染物,他們以毒性和使水中的溶解氧含量削減的方式對(duì)生態(tài)系統(tǒng)發(fā)生影響,一起,現(xiàn)已查明絕大多數(shù)致癌物質(zhì)是有毒有機(jī)物,故而有機(jī)污染目標(biāo)是評(píng)價(jià)水體污染狀況的極為重要的目標(biāo)?;瘜W(xué)需氧量(cod )是指在必定條件下,氧化1L水樣中還原性物質(zhì)所耗費(fèi)的氧化劑的量,以氧的 mg/L.表示。水中還原性物質(zhì)包含有機(jī)物和亞硝酸鹽、硫化物、亞鐵鹽等無(wú)機(jī)物?;瘜W(xué)需氧量反映了水中受還原性物質(zhì)污染的程度。
cod監(jiān)測(cè)方法介紹
經(jīng)典重鉻酸鉀法
cod值在水體污染操控、水質(zhì)凈化等方面都是重要的指示目標(biāo)。 cod 的檢測(cè)辦法最早選用的是重鉻酸鉀回流法,在強(qiáng)酸溶液中,用必定量的重鉻酸鉀氧化水樣中的還原性物質(zhì),過(guò)量的重鉻酸鉀以試亞鐵靈作指示劑,用硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液 回滴,依據(jù)其用量核算水樣中的還原性物質(zhì)的需氧量。
經(jīng)典回流閥具有較高的精密度和準(zhǔn)確度,測(cè)定時(shí)攪擾小,僅受氯離子濃度巨細(xì)的影響(氯離子能被重鉻酸鉀氧化,并與硫酸銀作用生成沉淀,可通過(guò)參加適量的硫酸汞絡(luò)合之。)適用范圍廣泛,遍及適用于天然水體、各種污染源排放的污水及綜合廢水。
但是也存在一些缺陷:
(l)重鉻酸鉀氧化性很強(qiáng),可將大部分有機(jī)物氧化,但吡啶不被氧化,芳香族有機(jī)物不被氧化,揮發(fā)性直鏈脂肪族化合物、苯等存在于蒸汽相,不能與氧化劑液體接觸,氧化不明顯;
(2)重鉻酸鉀法試劑耗費(fèi)量大,冷卻水耗費(fèi)量大;
(3)重鉻酸鉀測(cè)定時(shí)刻長(zhǎng),且存在二次污染。
針對(duì)上述缺陷,在近幾十年,隨著分析儀器及檢測(cè)研究的不斷發(fā)展,在不同的適用范疇,cod的測(cè)定辦法有了一些簡(jiǎn)化和改善:回流時(shí)刻改善、冷凝辦法改善、消解辦法改善、催化劑改善、測(cè)定儀器改善等等。這些在特定的方向和范疇都取得了很好的效果。例如,在大批量水樣監(jiān)測(cè)時(shí)可以選用縮短回流時(shí)刻的辦法,還有在原有的重鉻酸鉀一硫酸銀消解系統(tǒng)中參加催化劑硫酸鋁鉀與鉬酸銨,一起消解進(jìn)程在密閉加壓下進(jìn)行,即現(xiàn)在較為遍及的密閉催化消解法大大縮短了消解時(shí)刻
(只需在消解裝置中于165℃消解 15min即可)。
電化學(xué)辦法
近年來(lái),電化學(xué)辦法處理有機(jī)廢水取得很大發(fā)展。它的基本原則就是通過(guò)電化學(xué)辦法降解有機(jī)污染物成為H2 0和CO2。所以使用電化學(xué)監(jiān)測(cè)有機(jī)物消解信號(hào)。如電位、電流等來(lái)估計(jì) cod值。
庫(kù)侖法是我國(guó)試行的一種測(cè)定辦法。該法回流時(shí)刻15min,用電解發(fā)生的亞鐵離子作為庫(kù)侖滴定劑進(jìn)行庫(kù)侖滴定,依據(jù)耗費(fèi)的電量求剩余的重鉻酸鉀的量,然后核算出 cod .
使用單掃描極譜測(cè)定水樣中的cod,其原理是在強(qiáng)酸溶液中用極譜法測(cè)定過(guò)剩重鉻酸鉀中六價(jià)鉻的量,間接求出 cod
值。另外可使用電位法測(cè)cod,將必定比例的反響溶液回流 10min后,冷卻稀釋,用示波器指示終點(diǎn)進(jìn)行示波電位滴定,或依據(jù)氧化進(jìn)程的電勢(shì)改變,使用pll電極或氧化還原電極直接測(cè)定電勢(shì),然后測(cè)定 cod。
因?yàn)橛袡C(jī)物的降解需求氧,所以有機(jī)物的濃度可以通過(guò)溶解氧的量來(lái)估計(jì)。將Ti O,微粒懸浮在水樣中,通過(guò)紫外光輻射,通過(guò)氧電極監(jiān)測(cè)在紫外光照射下水樣中溶解氧的削減,得出溶解氧濃度的改變與 cod 值有相關(guān)性。結(jié)合流動(dòng)打針加TiO,柱加紫外燈加氧電極,組成測(cè)定cod 的系統(tǒng)。等將TiO,懸浮液滴在 PTEE膜上,然后反向吸氣,使TiO,顆粒進(jìn)入膜中,用 0環(huán)將膜加在氧電極上,構(gòu)成傳感器。在這里TiO2用做無(wú)攪擾的光催化劑。值得一提的是薄層電化學(xué)辦法和氧電極法不再使用有毒的鉻鹽而是使用系統(tǒng)的電信號(hào),這是未來(lái) cod監(jiān)測(cè)辦法改善展開(kāi)的一個(gè)方向。
濕式臭氧技能應(yīng)用于cod監(jiān)測(cè)
cod主動(dòng)測(cè)定儀選用臭氧(O 3 )氧化水中有機(jī)物的辦法。用必定量含飽和03 的酸性水作為氧化劑,用氧檢測(cè)器測(cè)定水中總含氧量,然后用蠕動(dòng)泵逐步參加適量的被測(cè)水樣,使臭氧水中剩余的含氧量保持在必定值。此刻用另一氧檢測(cè)器予以測(cè)量操控,從參加的水樣量、臭氧水的含氧量和反響后的剩余含氧量核算出水樣的 cod. 盡管沒(méi)有將其定為標(biāo)準(zhǔn)辦法,但用無(wú)害于環(huán)境的臭氧代替重鉻酸鉀將會(huì)遭到歡迎。
氣相化學(xué)發(fā)光技能應(yīng)用于cod監(jiān)測(cè)
氣相中臭氧可以和多類化合物發(fā)生化學(xué)發(fā)光反響。03和 NO可以發(fā)生一個(gè)明顯的近紅外化學(xué)發(fā)光光譜,光譜中心在1200nm附近。硫化物和 03的雙分子氣相化學(xué)發(fā)光反響速度很快,發(fā)射光譜在280~460nm之間。對(duì)各種硫化物與臭氧的化學(xué)發(fā)光反響研究發(fā)現(xiàn)它們發(fā)生的光譜極端相近。這些硫化物與臭氧的反響發(fā)生的光譜是由激發(fā)態(tài) SO2 發(fā)生SO為反響中間體。以此反響可測(cè)定硫化物含量。具有類似結(jié)構(gòu)或具有類似(相同)功能基團(tuán)的烴類化合物與氣相中的親電氧化劑的反響速率相近。室溫條件下,烯烴(包含異戊二烯和單萜)有滿足的反響速率和臭氧發(fā)生化學(xué)發(fā)光信號(hào);室溫超越 60℃,芳香烴化合物開(kāi)端與臭氧發(fā)生化學(xué)發(fā)光反響;烷烴和有機(jī)氯化物的活性較低,因此在更高的溫度條件下才干發(fā)生反響??赏ㄟ^(guò)操縱反響室溫度,幾類不同化合物和發(fā)光信號(hào)可以被分開(kāi)。當(dāng)然,操控反響室溫度在較高的條件下(170℃ ),得到的化學(xué)發(fā)光信號(hào)反映總烴含量。
由此可見(jiàn)水中有機(jī)污染物與臭氧發(fā)生反響的進(jìn)程中都有發(fā)光現(xiàn)象。在適當(dāng)?shù)臏囟葪l件下污染有機(jī)物與臭氧反響,反響進(jìn)程中發(fā)生的光信號(hào)的強(qiáng)弱可以表征水體cod 的程度。使用該辦法來(lái)檢測(cè)水樣中的cod值,具有可行性,并且不需添加任何試劑,不發(fā)生二次污染,呼應(yīng)速度快,避免水體高濃度的氯離子對(duì)準(zhǔn)確度的攪擾。因?yàn)槲蹚U水成分的雜亂,必定導(dǎo)致光譜測(cè)量的攪擾。如硫化物與臭氧( 280~400nm)和氮化物與臭氧的化學(xué)發(fā)光反響(590~3000nm)會(huì)攪擾碳化物和臭氧反響( 400~600nm)的光譜檢測(cè):高溫下固體顆粒物在紅外區(qū)發(fā)生攪擾等等。另外因?yàn)楦鞒煞峙c臭氧反響的速率常數(shù)不同,發(fā)生的發(fā)射光譜的強(qiáng)弱有很大差異,如烷烴和臭氧反響活性很低,其光譜強(qiáng)度較弱。一起各成分譜峰相互堆疊,這給雜亂水樣的檢測(cè)帶來(lái)了困難。目前國(guó)內(nèi)外已展開(kāi)這方面的研究,進(jìn)一步樹(shù)立和完善該監(jiān)測(cè)技能。
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