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TECHNICAL ARTICLES化學(xué)需氧量(COD)作為衡量水體中有機(jī)物及還原性物質(zhì)污染程度的核心指標(biāo),其測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性高度依賴于標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的校準(zhǔn)與驗(yàn)證。COD 測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)需具備純度高、穩(wěn)定性好、反應(yīng) stoichiometry(化學(xué)計(jì)量比)明確的特點(diǎn),主要分為有機(jī)物標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(用于常規(guī)校準(zhǔn))和干擾物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(用于方法抗干擾能力驗(yàn)證)兩大類。以下是詳細(xì)分類及典型物質(zhì)說(shuō)明:
一、 核心有機(jī)物標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(用于 COD 校準(zhǔn))
這類物質(zhì)是 COD 分析中最長(zhǎng)用的標(biāo)準(zhǔn),通過(guò)配制已知濃度的溶液,繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線或進(jìn)行單點(diǎn)校準(zhǔn),確保測(cè)量方法的準(zhǔn)確性。選擇依據(jù)是其與 COD 測(cè)量體系(如重鉻酸鉀法、高錳酸鉀法)反應(yīng)玩全,且理論 COD 值可精確計(jì)算。
標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)名稱 | 化學(xué)式 | 典型應(yīng)用場(chǎng)景 | 理論 COD 值(g/g,以 O?計(jì)) | 特點(diǎn) |
鄰苯二甲酸氫鉀(Potassium Hydrogen Phthalate, KHP) | C?H?KO? | 國(guó)標(biāo)方法手選校準(zhǔn)物質(zhì)(如 GB 11914-1989) | 1.176 | - 基準(zhǔn)級(jí)純度(≥99.95%),穩(wěn)定性及強(qiáng),易溶于水;- 與重鉻酸鉀在強(qiáng)酸性條件下反應(yīng)玩全,無(wú)副反應(yīng),理論 COD 值精確;- 是全球 COD 校準(zhǔn)的 “金標(biāo)準(zhǔn)",適用于各類水體(地表水、污水、工業(yè)廢水)的 COD 方法驗(yàn)證。 |
葡萄糖(Glucose) | C?H??O? | 替代校準(zhǔn)物質(zhì),模擬易降解糖類有機(jī)物污染 | 1.067 | - 純度高(≥99.5%),水溶性好;- 反應(yīng) stoichiometry 明確,適用于驗(yàn)證方法對(duì) “易降解有機(jī)物" 的響應(yīng)能力;- 缺點(diǎn):長(zhǎng)期儲(chǔ)存(尤其是溶液態(tài))易微生物降解,需現(xiàn)配現(xiàn)用。 |
乙酸鈉(Sodium Acetate) | CH?COONa | 模擬小分子有機(jī)酸類污染(如化工、食品廢水) | 0.827 | - 穩(wěn)定性較好,易溶于水;- 適用于針對(duì)性校準(zhǔn)含乙酸鹽等有機(jī)酸的工業(yè)廢水 COD 測(cè)量;- 與重鉻酸鉀反應(yīng)玩全,無(wú)干擾產(chǎn)物生成。 |
苯二甲酸氫鉀 - 葡萄糖混合標(biāo)準(zhǔn) | C?H?KO? + C?H??O? | 復(fù)雜水體 COD 方法驗(yàn)證(如綜合污水) | 按比例計(jì)算(例:1:1 混合時(shí)約 1.122) | - 模擬實(shí)際水體中 “難降解(鄰苯二甲酸酯類)+ 易降解(糖類)" 混合有機(jī)物;- 更貼近真實(shí)水樣的 COD 測(cè)量場(chǎng)景,用于方法適用性驗(yàn)證。 |
二、 干擾物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(用于抗干擾驗(yàn)證)
COD 測(cè)量(尤其是重鉻酸鉀法)易受水體中還原性無(wú)機(jī)物(如 Cl?、NO??、Fe2?、S2?)干擾,導(dǎo)致測(cè)量值偏高。這類標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)用于驗(yàn)證分析方法(或抗干擾試劑)對(duì)特定干擾物的耐受能力。
干擾物質(zhì)類別 | 典型標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì) | 干擾原理 | 應(yīng)用場(chǎng)景 |
氯化物(Cl?) | 氯化鈉(NaCl,基準(zhǔn)級(jí)) | Cl?在強(qiáng)酸性條件下被 Cr?O?2?氧化為 Cl?,消耗氧化劑,導(dǎo)致 COD 虛高 | 驗(yàn)證海水、高鹽工業(yè)廢水(如化工、印染廢水)中 Cl?的干擾抑制效果(如加入 HgSO?掩蔽) |
亞硝酸鹽(NO??) | 亞硝酸鈉(NaNO?,基準(zhǔn)級(jí)) | NO??被 Cr?O?2?氧化為 NO??,消耗氧化劑 | 驗(yàn)證含氮工業(yè)廢水(如化肥、養(yǎng)殖廢水)中 NO??的干擾消除能力(如加入氨基磺酸) |
亞鐵離子(Fe2?) | 硫酸亞鐵(FeSO??7H?O,基準(zhǔn)級(jí)) | Fe2?被氧化為 Fe3?,直接消耗 Cr?O?2? | 驗(yàn)證冶金、電鍍廢水等含 Fe2?水體的 COD 準(zhǔn)確測(cè)量方法 |
硫化物(S2?) | 硫化鈉(Na?S?9H?O,需標(biāo)定) | S2?被氧化為 S 或 SO?2?,消耗氧化劑 | 驗(yàn)證造紙、皮革廢水等含硫水體的 COD 抗干擾能力 |
三、 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的選擇與使用注意事項(xiàng)
優(yōu)先選擇國(guó)彪指定物質(zhì)中國(guó)《水質(zhì) 化學(xué)需氧量的測(cè)定 重鉻酸鹽法》(GB 11914-1989)明確規(guī)定,COD 校準(zhǔn)必須使用鄰苯二甲酸氫鉀(KHP) 作為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì),因其反應(yīng)特性與天然有機(jī)物更接近,且數(shù)據(jù)可溯源至國(guó)家基準(zhǔn)物質(zhì)(GBW 系列)。
標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制與保存
固體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(如 KHP)需在 105℃烘干至恒重,以去除吸附水,確保濃度準(zhǔn)確;
標(biāo)準(zhǔn)溶液(尤其是葡萄糖、硫化鈉等)易變質(zhì),需現(xiàn)配現(xiàn)用;KHP 標(biāo)準(zhǔn)溶液(濃度≤1000mg/L)可在 0-4℃避光保存,有效期不超過(guò) 1 個(gè)月。
干擾物質(zhì)驗(yàn)證的必要性對(duì)于復(fù)雜水樣(如工業(yè)廢水),僅用 KHP 校準(zhǔn)無(wú)法反映實(shí)際干擾情況,需搭配對(duì)應(yīng)干擾物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(如 NaCl),驗(yàn)證方法在目標(biāo)水樣中的準(zhǔn)確性(可通過(guò) “加標(biāo)回收率" 判斷:回收率在 90%-110% 為合格)。
溯源性要求用于實(shí)驗(yàn)室資質(zhì)認(rèn)定(如 CNAS)或關(guān)方監(jiān)測(cè)的 COD 分析,需使用有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(CRM),如中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院(NIM)生產(chǎn)的 “COD 標(biāo)準(zhǔn)溶液"(GBW (E) 080250),確保測(cè)量結(jié)果可溯源至國(guó)家計(jì)量基準(zhǔn)。
四、 常見(jiàn) COD 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)型號(hào)舉例(有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì))
鄰苯二甲酸氫鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液:GBW (E) 080250(濃度:1000mg/L COD,NIM 生產(chǎn)),用于直接稀釋校準(zhǔn);
氯化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液:GBW (E) 080268(濃度:10000mg/L Cl?,NIM 生產(chǎn)),用于干擾驗(yàn)證;
COD 混合標(biāo)準(zhǔn)樣品:GSB 07-1383-2001(環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)樣品,濃度范圍 50-1000mg/L COD),用于實(shí)驗(yàn)室能力驗(yàn)證(盲樣考核)。
通過(guò)選擇合適的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì),可有效保障 COD 測(cè)量從 “校準(zhǔn) - 分析 - 驗(yàn)證" 全流程的準(zhǔn)確性,為水體污染評(píng)估和治理提供可靠數(shù)據(jù)支撐。
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