水質(zhì)化學(xué)需氧量（COD）測(cè)定實(shí)驗(yàn)方案：原理、操作與質(zhì)量控制前言化學(xué)需氧量（COD）作為衡量水體中有機(jī)物污染程度的關(guān)鍵指標(biāo)，其準(zhǔn)確測(cè)定對(duì)于水環(huán)境監(jiān)測(cè)、污染治理效果評(píng)估以及水資源保護(hù)具有不可替代的意義。它表征了在特定條件下，水體中能被強(qiáng)氧化劑氧化的還原性物質(zhì)（主要是有機(jī)物）所消耗的氧化劑的量，通常以氧的毫克/升（mg/L）來(lái)表示。本方案旨在提供一份詳盡、規(guī)范且具有實(shí)操性的COD測(cè)定指南，主要基于經(jīng)典的重鉻酸鉀氧化法，適用于地表水、工業(yè)廢水和生活污水等多種水樣的分析。方案的制定遵循了相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法的核心原理，并融入了實(shí)際操作中的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，以期為實(shí)驗(yàn)室分析人員提供可靠的技術(shù)支持。一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c原理1.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康谋緦?shí)驗(yàn)旨在通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化的操作流程，準(zhǔn)確測(cè)定水樣中的化學(xué)需氧量，從而評(píng)價(jià)水體受有機(jī)物污染的程度，為水環(huán)境管理和決策提供科學(xué)依據(jù)。同時(shí)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)掌握重鉻酸鉀法測(cè)定COD的基本原理、操作技能及質(zhì)量控制要點(diǎn)。1.2實(shí)驗(yàn)原理在強(qiáng)酸性溶液中，一定量的重鉻酸鉀作為氧化劑，在催化劑（硫酸銀）存在的條件下，將水樣中的還原性物質(zhì)（主要是有機(jī)物）氧化分解。過(guò)量的重鉻酸鉀以試亞鐵靈為指示劑，用硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液回滴，根據(jù)所消耗的重鉻酸鉀量計(jì)算出水樣的化學(xué)需氧量。反應(yīng)過(guò)程中，重鉻酸鉀中的六價(jià)鉻被還原為三價(jià)鉻，而有機(jī)物中的碳被氧化為二氧化碳，氫被氧化為水。二、主要試劑與儀器2.1主要試劑實(shí)驗(yàn)所用試劑均為分析純，水為符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的蒸餾水或去離子水。1.重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液：準(zhǔn)確稱取在特定溫度下烘干至恒重的基準(zhǔn)重鉻酸鉀，用適量水溶解后，移入容量瓶中并稀釋至刻度，搖勻。此溶液具有強(qiáng)氧化性，應(yīng)妥善保存。2.硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液：稱取一定量的硫酸亞鐵銨溶于適量水中，緩慢加入濃硫酸，冷卻后移入容量瓶中稀釋至刻度，搖勻。該溶液濃度不穩(wěn)定，需臨用前或定期用重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定。3.硫酸-硫酸銀試劑：于濃硫酸中加入硫酸銀，放置一定時(shí)間，使其溶解。此試劑作為反應(yīng)的酸性介質(zhì)和催化劑，能加速有機(jī)物的氧化。4.試亞鐵靈指示劑：將鄰菲啰啉與硫酸亞鐵按一定比例溶解于水中，搖勻，儲(chǔ)于棕色瓶中。5.硫酸汞：結(jié)晶或粉末狀，用于消除水樣中氯離子的干擾。2.2主要儀器1.回流裝置：由磨口錐形瓶、冷凝管及加熱裝置（如變阻電爐或電熱板）組成。錐形瓶容積應(yīng)根據(jù)取樣量選擇。2.滴定管：酸式，容量需滿足滴定精度要求。3.移液管：不同規(guī)格，用于準(zhǔn)確移取水樣及標(biāo)準(zhǔn)溶液。4.容量瓶：用于配制標(biāo)準(zhǔn)溶液。5.分析天平：用于準(zhǔn)確稱量基準(zhǔn)物質(zhì)。6.烘箱：用于烘干基準(zhǔn)試劑。7.玻璃器皿：燒杯、量筒、玻璃棒、試劑瓶等，需潔凈。三、實(shí)驗(yàn)步驟3.1樣品采集與保存水樣采集應(yīng)具有代表性，使用清潔的玻璃瓶或塑料瓶。采集后，應(yīng)盡快分析。若不能及時(shí)分析，需加入硫酸將水樣pH調(diào)至特定范圍，并在低溫下保存，但保存時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)。3.2樣品預(yù)處理對(duì)于含有較多懸浮物或色度較深的水樣，可能需要進(jìn)行預(yù)處理，如過(guò)濾或稀釋。若水樣中氯離子含量超過(guò)方法允許濃度，應(yīng)在消解前加入適量硫酸汞以消除干擾。3.3消解過(guò)程1.取適量均勻水樣（或經(jīng)稀釋的水樣）置于回流錐形瓶中。若需去除氯離子干擾，加入硫酸汞，搖勻。2.準(zhǔn)確加入一定體積的重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液，再緩慢加入硫酸-硫酸銀試劑，輕輕搖勻。3.將錐形瓶連接到冷凝管，通入冷卻水。加熱回流一定時(shí)間（通常為2小時(shí)）。自開(kāi)始沸騰時(shí)計(jì)時(shí)。4.回流結(jié)束后，關(guān)閉熱源，待溶液冷卻后，用少量水沖洗冷凝管內(nèi)壁，取下錐形瓶。3.4滴定操作1.待錐形瓶中溶液冷卻至室溫后，加入幾滴試亞鐵靈指示劑，搖勻。2.用硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至溶液顏色由黃色經(jīng)藍(lán)綠色變?yōu)榧t褐色即為終點(diǎn)，記錄消耗的硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液體積。3.同時(shí)做空白實(shí)驗(yàn)：取與水樣相同體積的蒸餾水，按與水樣相同的步驟進(jìn)行消解和滴定，記錄消耗的硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液體積。四、數(shù)據(jù)處理與結(jié)果表示4.1數(shù)據(jù)處理水樣中化學(xué)需氧量（COD，以mg/L計(jì)）的計(jì)算公式如下：COD=(V0-V1)×C×M×1000/V式中：V0——空白實(shí)驗(yàn)消耗硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積（mL）；V1——水樣測(cè)定消耗硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積（mL）；C——硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度（mol/L）；M——氧的摩爾質(zhì)量（g/mol）；V——水樣體積（mL）。若水樣經(jīng)稀釋，需在上述計(jì)算結(jié)果基礎(chǔ)上乘以稀釋倍數(shù)。4.2結(jié)果表示COD測(cè)定結(jié)果一般保留三位有效數(shù)字。對(duì)于COD值較低的水樣，結(jié)果的小數(shù)位數(shù)可適當(dāng)調(diào)整。五、質(zhì)量保證與質(zhì)量控制5.1空白實(shí)驗(yàn)每批樣品應(yīng)至少做一個(gè)空白實(shí)驗(yàn)，以消除實(shí)驗(yàn)用水、試劑及器皿引入的誤差。空白值應(yīng)控制在方法規(guī)定范圍內(nèi)。5.2平行實(shí)驗(yàn)對(duì)同一份水樣，應(yīng)進(jìn)行平行雙樣或多份平行測(cè)定，以檢驗(yàn)操作的精密度。相對(duì)偏差應(yīng)符合方法要求。5.3質(zhì)控樣分析定期分析已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)控樣品，以驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)方法的準(zhǔn)確性和可靠性。質(zhì)控樣測(cè)定值應(yīng)在其不確定度范圍內(nèi)。5.4校準(zhǔn)與核查定期對(duì)所用儀器設(shè)備（如滴定管、移液管、天平）進(jìn)行校準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)溶液應(yīng)按規(guī)定進(jìn)行配制、標(biāo)定和核查。5.5異常值處理對(duì)于測(cè)定過(guò)程中出現(xiàn)的異常數(shù)據(jù)，應(yīng)仔細(xì)檢查原因，必要時(shí)重新測(cè)定。六、安全注意事項(xiàng)1.實(shí)驗(yàn)中涉及強(qiáng)酸（如濃硫酸）和強(qiáng)氧化劑（如重鉻酸鉀），操作時(shí)應(yīng)佩戴防護(hù)眼鏡、耐酸堿手套和實(shí)驗(yàn)服，避免試劑濺灑到皮膚和衣物上。若不慎接觸，應(yīng)立即用大量水沖洗。2.加熱回流時(shí)，應(yīng)確保冷凝水暢通，防止溶液暴沸或蒸干。3.重鉻酸鉀和硫酸汞均為有毒物質(zhì)，實(shí)驗(yàn)廢液應(yīng)按規(guī)定分類(lèi)收集和處理，不得隨意傾倒。4.實(shí)驗(yàn)室內(nèi)應(yīng)保持良好通風(fēng)。5.嚴(yán)格遵守實(shí)驗(yàn)室各項(xiàng)安全操作規(guī)程。七、結(jié)語(yǔ)本實(shí)驗(yàn)方案基于經(jīng)典的重鉻酸鉀法，詳細(xì)規(guī)定了水質(zhì)化學(xué)需氧量測(cè)定的原理、試劑儀器