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化学需氧量测定方法的研究进展 化学需氧量(ChemicalOxygenDemand,COD)是指水中的有机物随氧气进行氧化反应所需的化学剂量。它是反映水体中有机物污染程度的重要指标之一,对水质检测和水环境保护具有重要的意义。COD测定方法是指通过实验室分析方法,快速测定水体中的COD值。本文将介绍COD测定方法的研究进展。 一、COD测定方法的发展历程 COD测定方法的发展历程可以追溯到19世纪70年代。在这一时期,人们通过对水样进行初步氧化处理,使其能够消耗已知氧量的过量氧化剂,并通过碘吸收法、铬酸钾消耗法等实验室分析方法来确定氧化还原度这一指标,从而实现COD的测定。随着科学技术的发展,人们对这一方法进行了多次改进和完善,从而形成了多种流程。 二、COD测定方法的分类介绍 COD测定方法可以分为两大类:传统COD方法和快速COD方法。 1.传统COD方法 传统COD方法主要包括铬酸盐法、硫酸氧化法、过氧化氢氧化法和王水消解法等。 (1)铬酸盐法 铬酸盐法是最早应用的COD测定方法之一,它的原理是将铬酸钾溶液与用氢氧化钠、二氧化二氢等氧化剂预处理过的水样溶液一起加热,并在几小时内观察溶液的颜色变化,用紫外光谱计或分光光度计测定溶液吸光度,再根据标准曲线来计算COD。铬酸盐法是目前国际上公认的标准COD测定方法之一,但缺点是在操作过程中有毒性气体生成,对操作人员的身体健康造成风险。 (2)硫酸氧化法 硫酸氧化法的原理是用浓硫酸将水样氧化,并用氢氧化钠溶液中和溶液,生成一种固体硫酸盐,然后用滴定酸清除残留的氢氧化钠。最后,将酸滴定值转换成COD值。硫酸氧化法在高色度和难降解性有机物的分析中效果较差。 (3)过氧化氢氧化法 过氧化氢氧化法是利用过氧化氢的氧化作用将有机物氧化成二氧化碳和水的方法来测定COD值。该法的优点是操作简单、灵敏度高,但对于一些毒性高或容易分解的有机物分析效果不理想。 (4)王水消解法 王水消解法是将水样加入到王水溶液中,使有机物和无机物转化为氧化状态,但这种方法中王水的含量较高,不仅消耗大量氧化剂,而且在操作过程中还会产生大量毒性气体,对环境有一定的危险。 2.快速COD方法 为了使COD测定方法更快、更高效、更安全、更准确,后来出现了快速COD方法。快速COD方法有多条途径,下面一一进行介绍。 (1)紫外线辐射氧化法 紫外线辐射氧化法主要是利用紫外线进行氧化反应,并通过紫外线探测器来测定COD值,是一种快速、准确、重复性好的COD测定方法。该方法的原理是:将含有有机物的水样与过量氧化剂混合后,用紫外线辐射进行氧化反应,量化反应后所形成的降解产物或紫外线吸收系数的变化,以测定COD值。 (2)锰盐氧化法 锰盐氧化法是在水样和过量的硫酸酸性条件下,通过加入锰盐氧化剂引发化学反应,压缩分析的时间来快速测定COD值。其原理是:将含有有机物的水样与锰盐混合后,在加入过量的硫酸后加热,通过化学反应将有机物转化为CO2和H2O,最后用紫外分光光度计检测反应的终了点,从而实现COD的测定。 (3)电极池氧化法 电极池氧化法是利用人工合成的氧化剂来进行COD测定的一种方法,包括铁氰化钾(Fe(CN)6)和过硫酸钾(K2S2O8)两种电极池氧化剂。当水体中的有机物被氧化剂氧化后,氧化剂会导致电极电位的变化,电流输出信号可以被采集到计算机系统中进行分析,进而确定COD测定值。 三、影响COD测定方法的因素 任何测定方法在使用的过程中都会受到一些因素的影响,不同的因素也可能导致COD测定值的不同。这些因素主要包括水样的pH、水样的温度、氧化剂的类型和浓度、水样中暗物质的吸收能力、样品中的氯离子、样品中的铁离子和硫酸根的干扰等。 四、结论 可以看出,COD测定方法在水质检测和水环境保护上具有重要的作用。传统COD方法和快速COD方法各自有其优缺点,需要根据实际需求选择最为适合的方法。在进行COD值测定的时候,还需要注意水样的温度、pH值、氧化剂类型和浓度等因素的影响,以达到更好的测定结果。