填埋場滲濾液中COD的檢測方法比較
摘要：本文將應(yīng)用在填埋場滲濾液化學(xué)需氧量的測定中的兩種方法進(jìn)行了詳細(xì)的比較，并在檢測原理、操作步驟、主要儀器、測量范圍、耗用時(shí)間、試劑用量、二次污染等方面進(jìn)行了敘述，對于填埋場滲濾液COD檢測方法的選擇具有一定的參考價(jià)值。
1. 概述
化學(xué)需氧量（chemical oxygen demand，簡稱COD)，是指水體中易被強(qiáng)氧化劑氧化的還原性物質(zhì)所消耗的氧化劑的量，結(jié)果折算成氧的量（以mg/L計(jì)）。最早的COD測定方法是由Adeney等人提出的，現(xiàn)在國內(nèi)外廣泛使用的方法，即化學(xué)標(biāo)準(zhǔn)法（2小時(shí)回流法），此方法為國際國內(nèi)所公認(rèn)。COD是表征水體中還原性物質(zhì)的綜合指標(biāo)，除特殊水樣外，還原性物質(zhì)主要是有機(jī)化合物，組成該種化合物的碳、氮、磷、硫等元素往往處于較低的氧化狀態(tài)。在自然界循環(huán)中還原性物質(zhì)，特別是有機(jī)化合物在生物降解過程中消耗溶解氧（Dissolved Oxygen，簡稱DO）而造成氧的消失溶解氧的消失會(huì)破壞環(huán)境和生物群落的平衡并帶來不良影響，從而引起水體的惡化。
化學(xué)需氧量通常可作為衡量水體中有機(jī)物的相對含量，它對于工業(yè)廢水的研究及污水處理的效果評價(jià)來說，是一個(gè)重要而易得的參數(shù)。
化學(xué)需氧量COD的定量方法因氧化劑的種類、酸度、反應(yīng)溫度、時(shí)間及定量手段等條件的不同而出現(xiàn)不同的結(jié)果，即使在同樣條件下也因水體中還原物質(zhì)的種類與濃度不同而呈現(xiàn)不同的氧化程度。另一方面，其他影響因素也會(huì)影響到檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性，如方法測定范圍的確定、氯離子濃度的影響、稀釋倍數(shù)的影響以及催化劑的有無等。因此，對于COD來說，它并不是單一含義的指標(biāo)，隨著測定方法的不同，測定值也不同。它是水體中受還原性物質(zhì)污染的綜合指標(biāo)，主要是水體受有機(jī)物污染的綜合性指標(biāo)。
化學(xué)需氧量COD的測定方法主要以氧化劑的類型和定量方法來分類，最常見的是重鉻酸鉀法。近年來，也采用密封高溫消解比色法。前者是目前較為普遍應(yīng)用的方法，一般記作CODcr。這是各國均為認(rèn)可而采用的。對于一般水樣氧化率可達(dá)到90%左右，對于大多數(shù)類型的廢水，其測定很有效。后者為我填埋場采用的方法，對于滲濾液COD值大的特點(diǎn)具有一定的針對性。
2. 滲濾液中化學(xué)需氧量的測定
1） 基本原理
重鉻酸鉀在強(qiáng)酸介質(zhì)中的氧化反應(yīng)式為：
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回流加熱時(shí)，反應(yīng)溫度為140℃，反應(yīng)體系中硫酸濃度為9mol/L，其活度系數(shù)為0.72，故此時(shí)的條件電極電位為：
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式中：E‘——條件電極電位；E0——標(biāo)準(zhǔn)電極電位；R——氣體常數(shù)；.8.314J/K?mol；T——絕對溫度；n——化學(xué)反應(yīng)的當(dāng)量數(shù)；F——法拉第常數(shù)，為9.65×104C/mol；r——活度系數(shù)；a——活度；C——濃度。
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由此可見，在上述反應(yīng)條件下，它具有較高的氧化能力，足以使許多有機(jī)化合物的氧化率達(dá)到95~100%。
為了使水中還原性物質(zhì)的充分均勻氧化，需要定量加入催化劑硫酸銀，待其全部溶解后使用。對Cl-的干擾一般采用HgSO4去除，其加入量為0.4g HgSO4/20ml水樣。
2） 兩種方法在滲濾液檢測中的應(yīng)用
（1） 開口加熱回流滴定法
儀器由回流裝置、加熱裝置和酸式滴定管組成。
水樣在硫酸溶液中，與已知過量的重鉻酸鉀在以硫酸銀作催化劑和硫酸汞作為消除氯離子干擾的掩蔽劑存在下，進(jìn)行固定時(shí)間的加熱回流。在回流時(shí)間內(nèi)，有部分重鉻酸鹽被所存在的可被氧化的物質(zhì)所還原。以試亞鐵靈作指示劑，用硫酸亞鐵銨滴定剩余重鉻酸鹽，由消耗的重鉻酸鹽量計(jì)算COD值。操作步驟見圖1：
 圖1 |
測定范圍：當(dāng)滲濾液水樣COD大于900mg/L時(shí)，應(yīng)對水樣進(jìn)行稀釋后再測。
（2） 密封高溫消解比色法：
儀器由消解裝置和分光光度計(jì)組成。
水樣在高濃度試劑的氧化消解作用下還原，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)溶液和水樣還原后的顏色差別，用分光光度計(jì)在420nm處進(jìn)行比色分析，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，確定水樣的COD值。
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測量范圍：最低COD檢出濃度為0.2mg/L，測定上限為1500 mg/L。
3） 方法的比較：
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3. 結(jié)論
1、 由于填埋場滲濾液中的COD值一般在1000-50000mg/L的范圍內(nèi)波動(dòng)，濃度跨度值較大，因此，在實(shí)際檢測過程中必須先確定COD 的大致范圍，確定合適的稀釋比，準(zhǔn)確地計(jì)算樣品與消解液的混合比例，這樣才能保證滲濾液中的還原物質(zhì)得以充分的氧化，使實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)具有一定的可靠性。
2、 在準(zhǔn)確度方面開口加熱回流滴定法和密封高溫消解滴定法均比較高，但在開口回流法的使用過程中，如果冷凝效果不佳則極易造成回流液的噴濺，同時(shí)，掩蔽劑的使用量和滴定管的精度也會(huì)直接影響滴定終點(diǎn)的判斷，這些因素都可能直接降低數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度。
3、 在測量范圍方面開口加熱回流滴定法優(yōu)于密封高溫消解比色法。
4、 在耗用時(shí)間方面密封高溫消解比色法優(yōu)于開口加熱回流滴定法，開口加熱回流滴定法至少需要3h，密封高溫消解比色法則僅需1h。
5、 在二次污染方面，由于滲濾液的氧化過程中，密封高溫消解比色法采用密封消解，有害氣體不會(huì)蒸發(fā)散入空氣中，且實(shí)驗(yàn)用水較少產(chǎn)生的廢液也較少，因此，密封高溫消解比色法優(yōu)于開口加熱回流滴定法。。
6、 在檢測成本方面，密封高溫消解比色法高于開口加熱回流滴定法。
7、 在實(shí)驗(yàn)安全性方面，密封高溫消解比色法優(yōu)于開口加熱回流滴定法。開口回流過程中，如冷凝效果不佳極易造成回流液的噴濺，處理不及時(shí)就可造成人員和設(shè)施的損傷。
8、 因此，對于小批量的樣品檢測，推薦使用密封高溫消解比色法。
4. 參考文獻(xiàn)
1、《水和廢水監(jiān)測分析方法》編委會(huì)：水和廢水監(jiān)測分析方法，第四版，中國環(huán)境科學(xué)出版社，2002
2、城建部城鎮(zhèn)環(huán)境衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)歸口單位，建設(shè)部城市建設(shè)司市容環(huán)衛(wèi)處，中國標(biāo)準(zhǔn)出版社：《城鎮(zhèn)市容環(huán)境衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)匯編》，中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2001
3、城建部城市建設(shè)研究院環(huán)境衛(wèi)生工程技術(shù)研究所，建設(shè)部環(huán)境衛(wèi)生工程技術(shù)研究中心：《城市垃圾處理技術(shù)》，28-33頁，（1）/2002
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