化学需氧量测定法研究进展

1、化学需氧量测定法研究进展摘要:化学需氧量是水质监测的一个重要参数。本文结合作者的工作对化学需氧量的测定现状和进展作了较为系统的评述。关键词:化学需氧量;环境监测;综述化学需氧量(d)是评价水体污染的重要指标之一。d测定的主要方法有高锰酸盐指数法(gb11892-89)和重铬酸钾氧化法(gtb11914-89)。高锰酸盐指数法适用于饮用水、水源水和地面水的测定。重铬酸钾氧化法(dr)适用于工业废水、生活污水的测定,但此法要消耗昂贵的硫酸银和毒性大的硫酸汞,造成严重的二次污染,且加热消解时间长、耗能大,缺点十清楚显,已不适应我国环境保护开展的需求。为此,人们从不同方面进展了改进。1标准法的改进1.

2、1消解方法的改进为缩短传统的回流消解时间,早期进展的工作包括密封消解法、快速开管消解法、替代催化剂的选择等;近期的工作主要包括采用微波消解法、声化学消解法、光催化氧化法等新技术。1.1.1替代催化剂的研究重铬酸钾法所用的催化剂ag2s4价格昂贵,分析本钱高。因此,代写毕业论文研究ag2s4的替代物,以求降低分析费用有一定的实用性。如以ns4代替ag2s4是可行的,但回流时间仍较长。e(s4)2与过渡金属混合显示出很好的协同催化效应,如以ns4-e(s4)2复合催化剂代替ag2s41,测定废水d,不但可降低测定费用,还可降低溶液酸度和缩短分析时间,与重铬酸钾法无显著差异。1.1.2微波消解法如微

3、波消解无汞盐光度法测定d;微波消解光度法快速测定d;无需使用hgs4和ag2s4测定d的微波消解法;氧化铒作催化剂微波消解测定生活污水d等。ran2等采用聚焦微波加热常压下快速消解测定d。与标准回流法相比,微波消解时间从2h缩短到约10in,且消解时无需回流冷却用水,耗电少,试剂用量大大降低,一次可完成12个样品的消解,减轻了银盐、汞盐、铬盐造成的二次污染3。专著4对此作了较全面的总结。1.1.3声化学消解法尽管微波消解时间短,但消解完后要等消解罐冷却至室温仍需一定时间。而超声波消解方便,设备简单,且不受污染物种类及浓度的限制,近年来已有一些应用研究5。钟爱国6使用自制的声化学反响器对不同水样

4、进展了声化学消解试验,进步了分析效率,减少了化学试剂用量,d测定范围150gl-12000gl-1,标准偏向615%,加标回收率96%120%。超声波消解时,超声波辐射频率和声强是两个重要的影响因素。试验说明,超声波辐射标准水样30in时,低频(20khz)、适当高的声强(80-2)有利于水样的完全消化。1.1.4光催化氧化法紫外光氧化快速、高效,在常温常压下进展,不产生二次污染,因此对水和废水分析的优势特别突出。近几年来,半导体纳米材料作为催化剂消除水中有机污染物的方法已引起了人们的广泛关注。当用能量等于或大于半导体禁带宽度(312ev)的光照射半导体时,可使半导体外表吸附的羟基或水氧化生成

5、强氧化才能的羟基自由基(h),从而使水中的有机污染物氧化分解。艾仕云等7提出纳米zn和kn4协同氧化体系,并据此建立了测定d的方法,所得结果的可靠性和重现性与标准法相当。他们还使用k2r27氧化剂、纳米ti2光催化剂测定d8。通过光催化复原k2r27生成的r3+浓度变化,可以获得样品的d值。但反响仍需恒温搅拌,反响液需离心过滤。操作烦琐,且不能在线快速分析。1.2测定方法的改进1.2.1分光光度法分光光度法测定d是在强酸性溶液中过量重铬酸钾氧化水中复原性物质,r6+复原为r3+,代写英语论文利用分光光度计测定r6+或r3+来实现d值测定。inaga等以e(s4)2作氧化剂,加热反响后测定吸光度

6、,计算出d值。knn使用自制的比色计与p机相联测定d,所得结果与标准法根本一致。光度法测得d值快速、准确、本钱低等。目前,国内外不少d快速测定仪均是基于光度法原理。如美国hah公司制造的d测定仪是美国国家环保局认可的d测量方法。1.2.2电化学分析法(1)库仑法库仑法是我国测定d的推荐方法,该法利用电解产业的亚铁离子作库仑滴定剂进展库仑滴定,根据消耗的电量求得剩余k2r27量,从而计算出d。广州怡文科技和中国环境监测总站研制的est22001d在线自动监测仪,采用库仑滴定原理,测量范围5g/l1000g/l;测量时间30in60in,测量误差5%fs;重复误差3%fs,与手动分析具有很好的相关

7、性。(2)电解法此法既不外加氧化剂,也不加热消解水样,而是利用电化学原理直接测量水中有机物的含量,是d测定方法的打破。方法原理基于特殊电极电解产生的羟基自由基(h)具有很强的氧化才能,可同步迅速氧化水中有机物,较难氧化的物质(如烟酸、吡啶等)也均能被h氧化。羟基自由基被消耗的同时,工作电极上电流将产生变化。当工作电极电位恒定时,电流的变化与水中有机物的含量成正比关系,通过计算电流变化便可测量出d值。作者在这方面作了一些探究工作,获得了初步的结果9,10。由于水样不需消解,极大缩短了分析流程,还抑制了传统方法中“二次污染的问题。目前,这类仪器代表产品是德国lar公司的elx100a型d在线自动监

8、测仪h11。仪器测量范围从1g/l10000g/l,最大可到100000g/l,测量周期2in6in。此仪器在欧美各国已得到较广泛的应用,在我国也获得国家质量监视检疫总局计量器具型式批准证书。(3)其他电化学分析法dugin12提出以e(s4)2为氧化剂,利用ph电极和氧化复原电极直接测定电势从而测定d值的方法。belius2tiu13以两种不同的玻璃电极组成电池,通过直接测定电池电动势,对水样中d值进展测定。赵亚乾14以一定比例的反响溶液回流10in后,冷却稀释,用示波器指示终点进展示波电位滴定测定d。estbrek等15提出pt-pt/pb2旋转环形圆盘电极多脉冲电流分析法,通过电化学方法

9、产生强氧化剂,代写硕士论文有机污染物在圆盘电极外表直接氧化或与产生的氧化物质反响而间接被转化。伏安计时电流法和多脉冲计时电流法测d,可在几秒中获得结果,而且可以在线监测。形成的强氧化媒介可使工作电极外表保持清洁。但方法检测限较高,不适宜地表水或轻度污染水的测定。但德忠等16提出混合酸消解和单扫描极谱法快速测d的方法。该法基于用单扫描极谱法测定混合酸(h3p4-h2s4)消解体系中过量的r6+,从而间接测定d。混合酸消解回流时间只需15in。venkata等17使用示差脉冲阳极溶出伏安法(dpasv)进展电化学配位滴定确定有机金属络合物的络合才能,从而测定d。1.2.3化学发光法根据重铬酸钾消解

10、废水后其最终复原产物r3+浓度与d值成正比关系,以及在碱性条件下,luinl-h22-r3+体系产生很强的化学发光的原理,文献18,19提出一种用光电二极管做检测器测定水体化学需氧量的新方法。1.2.4紫外吸收光谱法紫外吸收光谱法是通过测量水样中有机物的紫外吸收光谱(一般用254n波长),直接测定d。已有工作说明,不少有机物在紫外光谱区有很强的吸收,在一定的条件下有机物的吸光度与d有相关性,利用这种相关性可直接测定d。这种方法不像d、总有机碳(t)方法那样明确,但在特定水体中有极高的相关性,也能真实反映有机物含量。基于紫外吸收原理测定d的仪器已有消费。这类方法均不需添加任何试剂、无二次污染、快

11、速简单,但前提条件是水质组成必须相对稳定。此方法在日本已是标准方法,但在欧美各国尚未推广应用,在我国尚需开展相关的研究。2自动在线分析技术流动分析(fa)用于水样d的测定可将样品消解和测定实现一体化,代写留学生论文使整个过程实如今线化、自动化。krinaga20提出以e(s4)2为氧化剂,采用空气整段间隔连续流动分析法对环境水样中的d进展测定,采样频率达90次/h,但需特制的阀,且管长达18。陈晓青等21提出测定d的流动注射停流法,系统以微机控制蠕动泵的启停,并记录分光光度计检测到的信号。由于停流技术的引入,解决了慢反响中样品的过度分散问题。uesta等22提出d的微波消解火焰原子吸收光谱-流

12、动注射分析法。用微波加热消解样品,未被样品中有机物质复原的r6+保存在阴离子交换树脂上,r6+经洗脱后用火焰原子吸收光谱法测定。这种方法在检测中没有基体效应的影响。尽管流动注射分析的优势突出,但仍免不了传统加热方式。为了进步在线消解效率,不得不加长反响管或采用停留技术,这又导致分析周期延长或低的采样频率。代写医学论文微波在线消解效果虽好,但去除产生的气泡使流路构造复杂化。但德忠等23将流动注射和紫外光氧化技术引入高锰酸盐指数的测定中,建立了紫外光催化氧化分光光度法测定高锰酸盐指数的流动分析体系,并对多种标准物质(葡萄糖、邻苯二甲酸氢钾、草酸钠等)进展了研究,反响仅需约115in,回收率8310

13、%11110%,检测限为016g/l。用此方法成功测定了d质控标准(qspex-pe-p)和英格兰普利茅斯taar河水样品。yn-hang24将光催化剂二氧化钛铺助紫外光消解与流动分析技术联用测定化学耗氧量,获得了好的相关性。李保新等25把化学发光系统和流动分析法结合测定高锰酸盐指数,有机物在室温条件下发生化学氧化反响,kn4复原为n2+并吸附在强酸性阳离子交换树脂微型柱上,同时过量的n-4通过微型柱废弃。吸附在微型柱上的n2+被洗脱出来使用h22发光体系检测。假设换用代写职称论文重铬酸钟氧化剂,在酸性条件下,重铬酸钾复原生成的r()催化luinl-h22体系产生强的化学发光可测定d。该方法已

14、用于地表水样d的测定。基于流动技术,综合电化学技术、现代传感技术、自动测量技术、自动控制技术、计算机应用技术、现代光机电技术研制的d在线监测仪,一般包括进样系统、反响系统、检测系统、控制系统四部分。进样系统由输液泵、定量管、电磁阀、管路、接口等组成,完成对水样的采集、输送、试剂混合、废液排除及反响室清洗等功能;反响系统主要有加热单元或(和)反响室,完成水样的消解和的反响;检测系统包括单片机(或工控机)、时序控制和数据处理软件、键盘和显示屏等,完成在线全过程的控制、数据采集与处理、显示、储存及打印输参考文献:1杨娅,艾仕云,李嘉庆等.用ns4-e(s4)2协同催化快速测定d的研究j.重庆环境科学,2022,25(11):30-31.2ranran,franisvaler,anueldelvalle.rapiddeterinatinfheialxygendeandj.analytiahiiaata,2022,491:9-109.3但德忠,杨先锋,王方强,等.d测定的新方法-微波消解法j.理化检验-化学分册,1997,33(3):135-136.4但德忠,分析测试中的现代微波制样技术.