化學(xué)需氧量測定法研究進(jìn)展

1、化學(xué)需氧量測定法研究進(jìn)展摘要:化學(xué)需氧量是水質(zhì)監(jiān)測的一個重要參數(shù)。本文結(jié)合作者的工作對化學(xué)需氧量的測定現(xiàn)狀和進(jìn)展作了較為系統(tǒng)的評述。關(guān)鍵詞:化學(xué)需氧量;環(huán)境監(jiān)測;綜述化學(xué)需氧量(d)是評價水體污染的重要指標(biāo)之一。d測定的主要方法有高錳酸鹽指數(shù)法(gb11892-89)和重鉻酸鉀氧化法(gtb11914-89)。高錳酸鹽指數(shù)法適用于飲用水、水源水和地面水的測定。重鉻酸鉀氧化法(dr)適用于工業(yè)廢水、生活污水的測定,但此法要消耗昂貴的硫酸銀和毒性大的硫酸汞,造成嚴(yán)重的二次污染,且加熱消解時間長、耗能大,缺點十清楚顯,已不適應(yīng)我國環(huán)境保護(hù)開展的需求。為此,人們從不同方面進(jìn)展了改進(jìn)。1標(biāo)準(zhǔn)法的改進(jìn)1.

2、1消解方法的改進(jìn)為縮短傳統(tǒng)的回流消解時間,早期進(jìn)展的工作包括密封消解法、快速開管消解法、替代催化劑的選擇等;近期的工作主要包括采用微波消解法、聲化學(xué)消解法、光催化氧化法等新技術(shù)。1.1.1替代催化劑的研究重鉻酸鉀法所用的催化劑ag2s4價格昂貴,分析本錢高。因此,代寫畢業(yè)論文研究ag2s4的替代物,以求降低分析費用有一定的實用性。如以ns4代替ag2s4是可行的,但回流時間仍較長。e(s4)2與過渡金屬混合顯示出很好的協(xié)同催化效應(yīng),如以ns4-e(s4)2復(fù)合催化劑代替ag2s41,測定廢水d,不但可降低測定費用,還可降低溶液酸度和縮短分析時間,與重鉻酸鉀法無顯著差異。1.1.2微波消解法如微

3、波消解無汞鹽光度法測定d;微波消解光度法快速測定d;無需使用hgs4和ag2s4測定d的微波消解法;氧化鉺作催化劑微波消解測定生活污水d等。ran2等采用聚焦微波加熱常壓下快速消解測定d。與標(biāo)準(zhǔn)回流法相比,微波消解時間從2h縮短到約10in,且消解時無需回流冷卻用水,耗電少,試劑用量大大降低,一次可完成12個樣品的消解,減輕了銀鹽、汞鹽、鉻鹽造成的二次污染3。專著4對此作了較全面的總結(jié)。1.1.3聲化學(xué)消解法盡管微波消解時間短,但消解完后要等消解罐冷卻至室溫仍需一定時間。而超聲波消解方便,設(shè)備簡單,且不受污染物種類及濃度的限制,近年來已有一些應(yīng)用研究5。鐘愛國6使用自制的聲化學(xué)反響器對不同水樣

4、進(jìn)展了聲化學(xué)消解試驗,進(jìn)步了分析效率,減少了化學(xué)試劑用量,d測定范圍150gl-12000gl-1,標(biāo)準(zhǔn)偏向615%,加標(biāo)回收率96%120%。超聲波消解時,超聲波輻射頻率和聲強是兩個重要的影響因素。試驗說明,超聲波輻射標(biāo)準(zhǔn)水樣30in時,低頻(20khz)、適當(dāng)高的聲強(80-2)有利于水樣的完全消化。1.1.4光催化氧化法紫外光氧化快速、高效,在常溫常壓下進(jìn)展,不產(chǎn)生二次污染,因此對水和廢水分析的優(yōu)勢特別突出。近幾年來,半導(dǎo)體納米材料作為催化劑消除水中有機(jī)污染物的方法已引起了人們的廣泛關(guān)注。當(dāng)用能量等于或大于半導(dǎo)體禁帶寬度(312ev)的光照射半導(dǎo)體時,可使半導(dǎo)體外表吸附的羥基或水氧化生成

5、強氧化才能的羥基自由基(h),從而使水中的有機(jī)污染物氧化分解。艾仕云等7提出納米zn和kn4協(xié)同氧化體系,并據(jù)此建立了測定d的方法,所得結(jié)果的可靠性和重現(xiàn)性與標(biāo)準(zhǔn)法相當(dāng)。他們還使用k2r27氧化劑、納米ti2光催化劑測定d8。通過光催化復(fù)原k2r27生成的r3+濃度變化,可以獲得樣品的d值。但反響仍需恒溫攪拌,反響液需離心過濾。操作煩瑣,且不能在線快速分析。1.2測定方法的改進(jìn)1.2.1分光光度法分光光度法測定d是在強酸性溶液中過量重鉻酸鉀氧化水中復(fù)原性物質(zhì),r6+復(fù)原為r3+,代寫英語論文利用分光光度計測定r6+或r3+來實現(xiàn)d值測定。inaga等以e(s4)2作氧化劑,加熱反響后測定吸光度

6、,計算出d值。knn使用自制的比色計與p機(jī)相聯(lián)測定d,所得結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)法根本一致。光度法測得d值快速、準(zhǔn)確、本錢低等。目前,國內(nèi)外不少d快速測定儀均是基于光度法原理。如美國hah公司制造的d測定儀是美國國家環(huán)保局認(rèn)可的d測量方法。1.2.2電化學(xué)分析法(1)庫侖法庫侖法是我國測定d的推薦方法,該法利用電解產(chǎn)業(yè)的亞鐵離子作庫侖滴定劑進(jìn)展庫侖滴定,根據(jù)消耗的電量求得剩余k2r27量,從而計算出d。廣州怡文科技和中國環(huán)境監(jiān)測總站研制的est22001d在線自動監(jiān)測儀,采用庫侖滴定原理,測量范圍5g/l1000g/l;測量時間30in60in,測量誤差5%fs;重復(fù)誤差3%fs,與手動分析具有很好的相關(guān)

7、性。(2)電解法此法既不外加氧化劑,也不加熱消解水樣,而是利用電化學(xué)原理直接測量水中有機(jī)物的含量,是d測定方法的打破。方法原理基于特殊電極電解產(chǎn)生的羥基自由基(h)具有很強的氧化才能,可同步迅速氧化水中有機(jī)物,較難氧化的物質(zhì)(如煙酸、吡啶等)也均能被h氧化。羥基自由基被消耗的同時,工作電極上電流將產(chǎn)生變化。當(dāng)工作電極電位恒定時,電流的變化與水中有機(jī)物的含量成正比關(guān)系,通過計算電流變化便可測量出d值。作者在這方面作了一些探究工作,獲得了初步的結(jié)果9,10。由于水樣不需消解,極大縮短了分析流程,還抑制了傳統(tǒng)方法中“二次污染的問題。目前,這類儀器代表產(chǎn)品是德國lar公司的elx100a型d在線自動監(jiān)

8、測儀h11。儀器測量范圍從1g/l10000g/l,最大可到100000g/l,測量周期2in6in。此儀器在歐美各國已得到較廣泛的應(yīng)用,在我國也獲得國家質(zhì)量監(jiān)視檢疫總局計量器具型式批準(zhǔn)證書。(3)其他電化學(xué)分析法dugin12提出以e(s4)2為氧化劑,利用ph電極和氧化復(fù)原電極直接測定電勢從而測定d值的方法。belius2tiu13以兩種不同的玻璃電極組成電池,通過直接測定電池電動勢,對水樣中d值進(jìn)展測定。趙亞乾14以一定比例的反響溶液回流10in后,冷卻稀釋,用示波器指示終點進(jìn)展示波電位滴定測定d。estbrek等15提出pt-pt/pb2旋轉(zhuǎn)環(huán)形圓盤電極多脈沖電流分析法,通過電化學(xué)方法

9、產(chǎn)生強氧化劑,代寫碩士論文有機(jī)污染物在圓盤電極外表直接氧化或與產(chǎn)生的氧化物質(zhì)反響而間接被轉(zhuǎn)化。伏安計時電流法和多脈沖計時電流法測d,可在幾秒中獲得結(jié)果,而且可以在線監(jiān)測。形成的強氧化媒介可使工作電極外表保持清潔。但方法檢測限較高,不適宜地表水或輕度污染水的測定。但德忠等16提出混合酸消解和單掃描極譜法快速測d的方法。該法基于用單掃描極譜法測定混合酸(h3p4-h2s4)消解體系中過量的r6+,從而間接測定d?；旌纤嵯饣亓鲿r間只需15in。venkata等17使用示差脈沖陽極溶出伏安法(dpasv)進(jìn)展電化學(xué)配位滴定確定有機(jī)金屬絡(luò)合物的絡(luò)合才能,從而測定d。1.2.3化學(xué)發(fā)光法根據(jù)重鉻酸鉀消解

10、廢水后其最終復(fù)原產(chǎn)物r3+濃度與d值成正比關(guān)系,以及在堿性條件下,luinl-h22-r3+體系產(chǎn)生很強的化學(xué)發(fā)光的原理,文獻(xiàn)18,19提出一種用光電二極管做檢測器測定水體化學(xué)需氧量的新方法。1.2.4紫外吸收光譜法紫外吸收光譜法是通過測量水樣中有機(jī)物的紫外吸收光譜(一般用254n波長),直接測定d。已有工作說明,不少有機(jī)物在紫外光譜區(qū)有很強的吸收,在一定的條件下有機(jī)物的吸光度與d有相關(guān)性,利用這種相關(guān)性可直接測定d。這種方法不像d、總有機(jī)碳(t)方法那樣明確,但在特定水體中有極高的相關(guān)性,也能真實反映有機(jī)物含量。基于紫外吸收原理測定d的儀器已有消費。這類方法均不需添加任何試劑、無二次污染、快

11、速簡單,但前提條件是水質(zhì)組成必須相對穩(wěn)定。此方法在日本已是標(biāo)準(zhǔn)方法,但在歐美各國尚未推廣應(yīng)用,在我國尚需開展相關(guān)的研究。2自動在線分析技術(shù)流動分析(fa)用于水樣d的測定可將樣品消解和測定實現(xiàn)一體化,代寫留學(xué)生論文使整個過程實如今線化、自動化。krinaga20提出以e(s4)2為氧化劑,采用空氣整段間隔連續(xù)流動分析法對環(huán)境水樣中的d進(jìn)展測定,采樣頻率達(dá)90次/h,但需特制的閥,且管長達(dá)18。陳曉青等21提出測定d的流動注射停流法,系統(tǒng)以微機(jī)控制蠕動泵的啟停,并記錄分光光度計檢測到的信號。由于停流技術(shù)的引入,解決了慢反響中樣品的過度分散問題。uesta等22提出d的微波消解火焰原子吸收光譜-流

12、動注射分析法。用微波加熱消解樣品,未被樣品中有機(jī)物質(zhì)復(fù)原的r6+保存在陰離子交換樹脂上,r6+經(jīng)洗脫后用火焰原子吸收光譜法測定。這種方法在檢測中沒有基體效應(yīng)的影響。盡管流動注射分析的優(yōu)勢突出,但仍免不了傳統(tǒng)加熱方式。為了進(jìn)步在線消解效率,不得不加長反響管或采用停留技術(shù),這又導(dǎo)致分析周期延長或低的采樣頻率。代寫醫(yī)學(xué)論文微波在線消解效果雖好,但去除產(chǎn)生的氣泡使流路構(gòu)造復(fù)雜化。但德忠等23將流動注射和紫外光氧化技術(shù)引入高錳酸鹽指數(shù)的測定中,建立了紫外光催化氧化分光光度法測定高錳酸鹽指數(shù)的流動分析體系,并對多種標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(葡萄糖、鄰苯二甲酸氫鉀、草酸鈉等)進(jìn)展了研究,反響僅需約115in,回收率8310

13、%11110%,檢測限為016g/l。用此方法成功測定了d質(zhì)控標(biāo)準(zhǔn)(qspex-pe-p)和英格蘭普利茅斯taar河水樣品。yn-hang24將光催化劑二氧化鈦鋪助紫外光消解與流動分析技術(shù)聯(lián)用測定化學(xué)耗氧量,獲得了好的相關(guān)性。李保新等25把化學(xué)發(fā)光系統(tǒng)和流動分析法結(jié)合測定高錳酸鹽指數(shù),有機(jī)物在室溫條件下發(fā)生化學(xué)氧化反響,kn4復(fù)原為n2+并吸附在強酸性陽離子交換樹脂微型柱上,同時過量的n-4通過微型柱廢棄。吸附在微型柱上的n2+被洗脫出來使用h22發(fā)光體系檢測。假設(shè)換用代寫職稱論文重鉻酸鐘氧化劑,在酸性條件下,重鉻酸鉀復(fù)原生成的r()催化luinl-h22體系產(chǎn)生強的化學(xué)發(fā)光可測定d。該方法已

14、用于地表水樣d的測定。基于流動技術(shù),綜合電化學(xué)技術(shù)、現(xiàn)代傳感技術(shù)、自動測量技術(shù)、自動控制技術(shù)、計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)、現(xiàn)代光機(jī)電技術(shù)研制的d在線監(jiān)測儀,一般包括進(jìn)樣系統(tǒng)、反響系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)、控制系統(tǒng)四部分。進(jìn)樣系統(tǒng)由輸液泵、定量管、電磁閥、管路、接口等組成,完成對水樣的采集、輸送、試劑混合、廢液排除及反響室清洗等功能;反響系統(tǒng)主要有加熱單元或(和)反響室,完成水樣的消解和的反響;檢測系統(tǒng)包括單片機(jī)(或工控機(jī))、時序控制和數(shù)據(jù)處理軟件、鍵盤和顯示屏等,完成在線全過程的控制、數(shù)據(jù)采集與處理、顯示、儲存及打印輸參考文獻(xiàn):1楊婭,艾仕云,李嘉慶等.用ns4-e(s4)2協(xié)同催化快速測定d的研究j.重慶環(huán)境科學(xué),2022,25(11):30-31.2ranran,franisvaler,anueldelvalle.rapiddeterinatinfheialxygendeandj.analytiahiiaata,2022,491:9-109.3但德忠,楊先鋒,王方強,等.d測定的新方法-微波消解法j.理化檢驗-化學(xué)分冊,1997,33(3):135-136.4但德忠,分析測試中的現(xiàn)代微波制樣技術(shù).