水质分析之化学需氧量的简介 制作人：陈金 学号：20520062203107

由于人们生活污水和工业废水的任意排放已经给自然环境造成了严重的破坏！ 这是去年的松花江水污染事件

水污染已经严重影响着我们的生活 造纸厂将未经处理的废水直接排入农田中 水污染造成鱼塘中鱼大量死亡

COD是用于表征水体质量的方法 COD是指在一定条件下，用强氧化剂氧化，水中的溶解性物质和悬浮物质所消耗的氧化剂的量换算成相应的氧的质量浓度，就等于水中的化学需氧量。今天我们着重了解测定水中COD含量不同方法的基本原理。

COD的几种测定方法 重铬酸钾法 高氯废水中COD的测定 氯气校正法 库仑滴定法 分光度测水中COD的含量 光催化氧化法测定地表水化学需氧量

重铬酸钾法的基本原理 在强酸性溶液中，准确加入过量的重铬酸钾标准溶液，加热回流，将水样中还原性物（主要是有机物）氧化，过量的重铬酸钾以试亚铁灵作指示剂，用硫酸亚铁铵标准溶液回滴，根据所消耗的重铬酸钾标准溶液量计算水样化学需氧量。

重铬酸钾法的计算式 式中：c——硫酸亚铁铵标准溶液的浓度，mol/L； V0——滴定空白时硫酸亚铁铵标准溶液用量，ml； 8——氧（1/2O）摩尔质量，g/mol。

高氯废水中COD的测定 氯气校正法的原理 其原理就是水样中未络合而被氧化的那部分氯离子转化为氯气导出，再用氢氧化钠水溶液吸收后，加入碘化钾，用硫酸调节pH约为3~2，以淀粉为指示剂，用硫代硫酸钠标准滴定溶液，所消耗的硫代硫酸钠的量换算成消耗氧的质量浓度，即为氯离子的校正值，表观COD与氯离子校正值之差，即为所测水样的真实COD值。为此其需要一个回流吸收装置。（如下图所示）

其试验装置如下图

高氯废水中COD的测定 氯气校正法的计算式 表观 氯离子校正值 式中：c1---硫酸亚铵标准滴定溶液的浓度，mol/L； c2---硫代硫酸钠标准滴定溶液的浓度，mol/L； V1---空白试验所消耗的硫酸亚铁铵标准溶液的体积，ml; V2---试样测定所消耗的硫酸亚铁铵标准溶液的体积，ml； V0---吸收液测定所消耗的硫代硫酸钠标准溶液的体积， ml； Va---试样的体积，ml； 8000---1/4的摩尔质量以mg/L为单位的换算值。

库仑滴定法的原理 水样以重铬酸钾为氧化剂，在10.2mol/L硫酸介质中回流氧化后，过量的重铬酸钾用电解产生的亚铁离子作为库仑滴定剂，进行库仑滴定。根据电解产生亚铁离子所消耗的电量，按照法拉第定律计算水样中的COD值。

CODCr（O2，mg/L）=[（QS-QM）×8000]/（96500×V） 库仑滴定法的计算式 CODCr（O2，mg/L）=[（QS-QM）×8000]/（96500×V） 式中：QS—标定与加入水样中相同量重铬酸钾溶液所消耗的电量； Qm—水样中过量重铬酸钾所消耗的电量； V—水样的体积，ml； 96500—法拉第常数。

此法简便、快速、试剂用量少，简化了用标准溶液标定标准滴定溶液的步骤，缩短了回流时间，尤其适合工矿企业的工业废水控制分析。但由于其氧化条件与重铬酸钾法不完全一致，必要时，应用重铬酸法测定结果进行核对。

分光度测水中COD的含量 该方法测定水中 COD 含量的下限是15mg/L 上限是1000mg/L。氯离子的含量不能大于1000mg/L。该方法适用于工业废水，生活污水中COD的测定，是国家环保局于2007年12月7日批准，并将于明年3月1日正式开始使用的测定水质中COD的方法。

本方法的测定原理是：试样中加入已知量的重铬酸钾溶液，在强酸介质中，以硫酸银作为催化剂，经高温消解后，用分光光度法测定COD。 当试样中COD值为100mg/L至1000mg/L，在600nm 20nm波长处测定重铬酸钾被还原产生的三价铬的吸光度，试样中COD值与三价铬的吸光度的增加成比例关系，将三价铬的吸光度换算成试样的COD值。 当试样中COD值为15mg/L至250mg/L，在440nm 20nm波长处测定重铬酸钾未被还原的六价铬和被还原产生的三价铬的两种铬离子的中吸光度；试样中COD值与六价铬的吸光度减小值成正比例，与三价铬的吸光度增加成正比例，与总吸光度减少值成正比例，将总吸光度值换算成试样的COD值。

光催化氧化法测定地表水化学需氧量 这是一种仍旧处在研究阶段的测定水质COD的方法。它摆脱了传统COD测定法需要大量重金属试剂，条件温和, 不会造成二次污染, 能够实现地表水等低COD 值水样的快速准确测定.在该实验所选择的条件下, 可准确地测定1.0～12 mg/L之间的COD 值, 检测限为0.4 mg/L。

该方法的试验原理是： 纳米TiO2 光催化是在紫外光(hv＞Eg)照射下, 处于价带的电子(e－)就会被激发到导带上, 价带上产生空穴(h＋), 从而在半导体表面产生具有高度活性的空穴/电子对(如方程1 所示). 空穴与水反应产生羟基自由基, 空穴与羟基自由基都具有强氧化性, 与半导体颗粒表面被吸附物质作用, 使有机物氧化, 反应如式(3), (4)所示: TiO2+hv h++e- (1) h++H2O ·OH+H+ (2) ·OH+R … CO2+H2O (3) h++R … CO2+H2O (4) h++e- hv (5) 在上述体系中, Ce(IV)可以获得光生电子, 如式(6)所示: Ce 4+ +e- Ce 3+ (6) Ce4+获得光生电子可减少光生电子和光生空穴的复合, 从而加快反应(3), (4)的速度, 增加纳米TiO2 的光催化氧化能力。Ce4+的还原与有机物的降解是协同进行的, 因此我们可以用Ce(SO4)2 浓度的变化定量计算水样中的COD值。

试验装置 光催化氧化反器 1- 制备有纳米TiO2 膜的石英玻璃管; 2－反应器; 3－搅拌子; 4－紫外灯; 3- 恒温水浴; 6－磁力搅拌器

结语 介绍了以上五种测量水质中COD的方法，每种方法各有所长，各自服务于不同的岗位，有的方法适用于氯离子含量较低的水质分析，有的方法适用于氯离子含量较高的水质分析，有的方法适用于快速分析。随着监测方法的进步，未来的监测方法的发展必然是向着更加环保，更加节能，更加准确，更加快速方向的前进。

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