流动注射法实现COD在线监测的方法研究VIP专享VIP免费

流动注射法实现COD在线监测的方法研究刘清明1程俊彪2（1.盐城市亭湖区环境监测站；2.泰州澳特仪器有限公司）摘要采用流动注射分析技术，与COD在线监测标准方法进行实验对比，在保证测定结果准确可靠情况下，实现COD的快速高效测定，流动注射测定COD的方法测量范围宽、重现性高、测量速度快、运行成本极低、无二次污染，能够满足各类在线监测和监管的需要。关键词流动注射COD在线监测化学需氧量（ChemicalOxygenDemand简称COD）〔1〕，是指在强酸并加热条件下，用重铬酸钾作为氧化剂处理水样时所消耗氧化剂的量，以氧的mg/L来表示。COD反映了水中受还原性物质污染的程度，还原性物质主要是有机物。通常以COD作为表征水体中有机物含量的一项综合性指标。我们研究应用流动注射测定COD的方法，提高了数据的稳定性，解决了COD在线测定数据不准确，试剂量消耗大的问题，该方法测量范围宽、重现性高、测量速度快、运行成本极低、无二次污染。能够对自来水、江河湖泊水、工业污水以及水处理前高浓度废水等进行直接测量。可广泛应用于水环境自动监测站、污水处理厂、自来水厂、排污监控点地区水界点、水质分析室以及各级环境监管机构对水环境的监测。1、在线化学需氧量监测方法的现有技术水平化学需氧量（COD）是表征水体中有机物含量的综合性指标，化学需氧量的测定对防止水污染、水质预报和水质治理有着极大的意义。但由于大部分有机物的反应时间较长，用重铬酸钾氧化水体中的有机物也是如此，反应很难达到终点。1989年12月25日国家环保总局发布了《GB11914-89水质化学需氧量测定重铬酸钾法》，它规定样品加入后要加热回流2小时，使用Ag2SO4做催化剂，这就是经典的回流法，回流法分析样品时间超长，数据滞后的现象，给水质的准确预报造成了困难，也无法进行化学需氧量的在线测定。国内外许多研究机构都着手进行化学需氧量快速测定方法的研究，1996年哈工大的黄遵礼等人提出密封微波消解法〔2〕，该方法将消解时间缩短至20分钟，但密封消解瓶内压力大，易发生爆炸，操作有危险；2001年扬州大学许健、苏州大学周春洪等人以CuSO4作催化剂，KAl(SO4)2-Na2MoO4作助催化剂将回流时间缩短至20分钟，该方法数据重复性不好，CuSO4对比色产生干扰〔3〕；1997年平湖市环保局王照龙采用KAl(SO4)2作助催化剂，减少了AgSO4的用量并在高压条件下将消解时间缩短至30分钟〔4〕。2007年12月7日国家环境保护总局发布HJ/T399-2007行业标准规定了快速COD的标准测定方法，将消解时间规定为15分钟，但这种快速方法氧化率低，比色时数据不稳定，不易实现在线监测。〔5〕2、流动注射法实现COD在线监测的方法原理将一定体积的水样通过六通阀切入到一个运动着的由重铬酸钾酸性溶液组成的连续载流中，被注入的样本形成了一个样品带，并被载带到一个检测器中，样本流过检测器的流通池时，其吸光度连续地发生变化，并被记录，从而准确测出水样的化学需氧量。3、流动注射法测定COD技术方案3.1流动注射分析技术（flowinjectionanalysis,简称FIA）简介〔6〕FIA的定义：“在热力学非平衡条件下，在液流中重现地处理试样或试剂区带的定量流动分析技术”。典型的FIA仪是由以下几部分组成：载流驱动系统P，注样器V，反应器R，流通式检测器D，信号读出装置、记录仪、计算机等。(见图1)图1FIA与其他分析技术的区别在于三个共存的要素(或基石)即：（1）试样的注入；(2)高度重现的时间控制；(3)受控制的分散；而最后一项则是FIA之核心。图2当把一个试样以塞状注入到连续流动的载流（试剂）中的一瞬间，试样的浓度沿着管道分布的轮廓呈长方形。载流推动试样带向前流动。流体处于层流状态，因此，管道中心流层的线速为流体平均流速的二倍。越靠近管壁的流层线流速越低，因而，在流动中形成了抛物线形的截面。随着流过管道距离的延长，此抛物面更加发育。由于对流过程与分子扩散过程同时存在，试样与载流之间逐渐相互渗透，出现了试样带的分散。待测物沿着管道的浓度轮廓逐渐发展为峰形，峰的宽度随着流过的距离的延长而增大，峰高则越低。在FIA中试样与载流（试剂）的混合总是不会完全的，然而，对一个固定的实验装置来说，只要流速不...