摘要：化学需氧量（COD）是水体污染程度的一个重要指标，它的测定通常采用的是国标（GB11914-1989），此方法虽然准确度和精密度都比较高，但测定所需时间长，试剂和水电消耗都较高。在实际工作中，及时准确地测定化学需氧量的数值，对保证污水处理厂的正常运行和工艺安全具有十分重要的意义。文章重点就化学需氧量测定方法的改进及研究进展进行分析，以供参考和借鉴。
关键词：化学需氧量；测定方法；改进；研究进展
引言
化学需氧量主要是指在一定的条件下实现对水中所含还原性物质进行氧化过程中所需要的氧化剂的消耗量，其主要反映水体中物质所受到的污染的严重程度。在一般的情况下，水体中含有的还原物质主要有下面的内容，即亚硝酸盐、硫化物等无机物和有机物，如果是普通的水和废水的话，受到污染的程度比较低，主要是有机物的污染，所以使用化学需氧量进行水体污染情况综合评价的指标是比较合理的。
1化学需氧量测定的标准方法
1.1标准法原理
高锰酸钾法基本原理是在样品中加入已知量的高锰酸钾和硫酸，在沸水浴中加热30min，高锰酸钾将样品中的某些有机物和无机还原性物质氧化，反应后加入过量的草酸钠还原剩余的高锰酸钾，再用高锰酸钾标准溶液回滴过量的草酸钠，通过计算得到样品中高锰酸盐指数；重铬酸钾法基本原理是利用重铬酸钾作为氧化剂对水中的还原性的耗氧有机物质进行氧化，再利用光度计或滴定法等进行测定，标准方法测定结果准确可靠，重现性高。
1.2标准法缺点
第一，标准法虽然测定结果可靠，但测定时间较长，每次分析耗时3h以上，不能进行批量分析；第二，测定需要药品量大，消除氯离子干扰必须使用银盐作催化剂和汞盐，增加检测费用，又带来新的环境污染，每年我国的COD分析废液向环境排放数以千吨计的汞，造成二次污染，同时使用的重铬酸钾为剧毒制癌物质；第三，标准方法操作繁琐，取样、分析都依赖手工操作，劳动强度大，易引进人为误差，不能进行连续自动测定；第四，通常要将试样采集回到实验室后进行分析，运输过程中试样往往容易发生变化。由于所用的氧化剂具有强氧化性，可以和许多还原性物质反应，所以测定过程中难免会产生干扰，除去干扰所需的高汞盐又会造成二次污染。
2化学需氧量测定方法的改进
2.1消解过程的改进
2.1.1密封消解法
密封消解法是将样品密封，在165℃下加热进行样品消解，消解时间为15～20min，消解管内压力接近0.2MPa。一些研究人员介绍了由方块形金属加热炉、电子温度调节器、计时显示装置和防护罩组成的密封式反应器结合分光光度法快速测定工业废水中化学需氧量的方法，该方法适用于大批量水样的测定，又可用于间歇少量样品的监测；还有一些研究人员曾用密封消解法对某地区七个行业废水中的COD进行测定，并与标准法进行对比，结果发现不同行业、不同浓度的工业废水中COD与标准法均结果一致，而密封消解法与标准法产生的废液量比为1：10，减少二次污染。
2.1.2微波消解法
微波消解是一种通过样品预处理提高分析速度，缩短回流时间降低费用的方法，这种方法具有快速、准确、可靠、省试剂等优点。早在1988年，Gedyezai在实验室用微波合成有机衍生物时发现在新合成过程中，一些经典的长时间回流过程通过微波处理可以缩短60倍，其实质是用电磁波能量来加热反应液，在高频微波的作用下，反应液分子会产生高速摩擦作用，其体系温度迅速升高，进行消解。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆我国一些研究工作者讨论了采用微波密封消解法测定水样COD值中微波功率的选择、消解时间选择等问题，他们通过试验证实了微波消解功率以中强火为宜，低的微波功率难以保证水样消解完全，功率过高又会使测定值偏高，消解时间一般为5～6min，但易氧化有机污染物和组成复杂的有机污染物所需的消解时间不同，不能简单地以标准物质作为确定微波消解时间的试验依据，应根据不同水质进行测定。
2.2催化剂的改进
用Ag2SO4作催化剂，有机物氧化率达90％，但其价格昂贵，导致分析费用高，所以寻找价格低廉、氧化率高的催化剂或采用其他途径提高氧化率是这一领域具有方向性的研究课题。目前国内外研究者提出的替代催化剂有Mn(H2PO4)2及Ag2SO4-MgSO4、CuSO4-KAl(SO4)2-Na2MoO4、Ag2SO4-Al2(SO4)3-MgSO4混合物，既有单组分催化剂，也有多组分催化剂，为替代银催化剂的开发奠定了一定的基础。一些研究人员研究用KAl(SO4)2作为助催化剂从而减少硫酸银的用量，并在高压条件下将回流时间从2h降到30min。
3化学需氧量测定方法研究进展
3.1相关系数法
此法的原理是在一定的试验条件下将水样的TOC或电导率测出，然后根据其与COD之间的关系来评估水样的COD，以此实现缩短测定时间并快速监测水样的目的。此法虽然缩短分析测定时间，减少了工作量，也能提高工作效率，可它自身计算公式的使用有局限，也没有统一的标准。换句话说，对于同类废水，由于生产的具体过程与设备等方面的不同，其测定结果也不同。此外，即使根据自身情况确定了相应的关系式，也无法满足COD测定中水处理过程的调控要求。
3.2连续流动分析法
此法在某种程度上与标准回流法的反应体系一样，主要区别在于此法使用的水样与试剂是连续不断进入测定系统中，且每段溶液都被均匀的空气泡分隔开，并在150℃的恒温下加热溶液，最后进入检测系统，测定水样与标准系列在420nm波长时的透光率，从而计算水样的COD，此法有着分析速度快、精密度高、频度高等优点，并且适用于大批量样品的连续测定。
3.3原子吸收法
此法的原理为在酸性介质中，将K2Cr2O7中的还原产物Cr3+或过量的Cr6+用萃取剂萃取出来后，利用原子吸收法测定水相中的Cr3+或有机相中的Cr6+，继而求出COD值。当前使用在原子吸收法中的萃取剂主要有三正辛胺、磷酸三丁酯，利用原子吸收法自身的高灵敏度确实能很好的测定COD值，但是在运用过程中使用了大量的有机萃取剂，这样便会增加有机污染，同时也无形延长了测定时间，所以使用受到了一定的限制。
3.4电化学法
此法的原理在于利用电极同溶液界面发生电化学反应，从而分析介质的化学成分。此法是建立在电子技术与电化学结合的基础之上，所以有着很大的优势，比如快速、准确、操作简便、试剂使用量少及无二次污染等。虽然电化学法优点多多，看似能广泛运用在COD测定中，但经过了一定的实践后发现此法使用的电极受到了使用寿命与再现性的制约。从目前来看，已经产生了一些比较成熟的电化学法，比如电位分析法、安培滴定法、电解氧化法以及库仑分析法等，其中我国推荐的测定方法为库仑分析法。
结束语
综上所述，化学需氧量进行测定的方式有多种，同时不同的方式有不同的优点和缺点。在进行实际水体的监测中需要依据实际情况进行测定方式的选择，选择最佳方式，实现测试结构的准确性，同时提高过程的高效性，实现监测效果的提升，不断为污水的测定提供必要的依据。
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论文作者:赵伦侠
论文发表刊物:《基层建设》2018年第19期
论文发表时间:2018/9/10
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