ХПК является незаменимым элементом мониторинга качества воды. Под ним подразумевается количество израсходованного окислителя при обработке проб воды сильными окислителями в определенных условиях. Выражается в мг/л кислорода. Химическая потребность в кислороде отражает степень загрязнения воды восстановителями.
В процессе обнаружения и анализа Cl- в пробах воды легко окисляется окислителями. Большое количество Cl- делает результат измерения высоким. Измерение сточных вод с высоким содержанием хлора и низким содержанием ХПК в настоящее время является сложной проблемой.
В ходе фактического мониторинга обнаружено, что многие типы сточных вод, такие как сточные воды химических предприятий, сточные воды с глутаматом натрия и сточные воды при переработке морепродуктов, имеют высокое содержание Cl-. Измерение ХПК необходимо проводить после экранирования Cl-.
Вмешательство CI- в определение ХПК
В GB11914-89 «Определение химической потребности в кислороде для качества воды – метод дихромата калия» четко указано, что, когда содержание Cl- в пробе воды слишком велико, необходимо использовать защитные агенты, такие как сульфат ртути. добавлено, чтобы защитить его. Факторы влияния в основном проявляются в двух моментах:
1. Cl- окисляется окислителем, в результате чего окислитель расходуется и результат измерения становится высоким. Конкретное уравнение реакции:
6Cl-+Cr2O72-+14H+→3Cl2+2Cr3-+7H2O
2. В реакционную систему в качестве катализатора добавляют соль серебра. Cl- реагирует с серебром с образованием осадка AgCl, который отравляет катализатор и влияет на результат измерения.
Методы устранения CI-помех при определении ХПК
Разбавление проб воды – один из простых и эффективных методов. В национальном стандарте также упоминается разбавление проб воды с содержанием Cl, превышающим 1000 мг/л, но для проб воды с высоким содержанием хлора и низким содержанием ХПК слишком высокий коэффициент разбавления повлияет на точность измерений. В настоящее время существует множество методов устранения влияния Cl-, в основном включая метод ртутной соли, метод осаждения соли серебра, метод коррекции стандартной кривой, метод коррекции хлора, метод закрытого разложения, метод окислителя низкой концентрации, метод окисления KI-KMnO4, метод дехлорирования висмута-абсорбента и др.
Метод ртутной соли
Метод ртутной соли также называется методом комплекса сульфата ртути, который является методом защиты Cl- в национальном стандарте. То есть HgSO4 используется в качестве агента, маскирующего Cl, и массовое соотношение HgSO4 и Cl- предпочтительно составляет 10:1.
Этот метод очень эффективен, когда массовая концентрация Cl менее 200 мг/л, но когда концентрация Cl очень высока, результат измерения все еще высок, и ошибка увеличивается с увеличением концентрации Cl.
Поскольку HgSO4 сам по себе очень токсичен, а с солью ртути в отработанной жидкости трудно обращаться, и это приведет к вторичному загрязнению окружающей среды, многие страны в настоящее время не поддерживают использование этого метода для устранения взаимодействия ионов хлорида и более склонны искать нетоксичные и экологически чистые методы измерения.
Метод серебряной соли
Метод осаждения солей серебра представляет собой метод добавления AgNO3 для получения осаждения AgCl для устранения влияния Cl-. Подходит для проб воды с массовой концентрацией Cl-, превышающей 10000 мг/л.
Этот метод обычно имеет две формы: одна заключается в добавлении AgNO3 во время предварительной обработки и взятии надосадочной жидкости для определения значения ХПК. Этот метод требует соответствующего количества AgNO3, чтобы Cl- полностью выпал в осадок, а не в избытке. Другой метод использует AgNO3 и KCr(SO4)2 в качестве маскирующих агентов для Cl-. Роль KCr(SO4)2 заключается в ингибировании реакции окисления небольшого количества Cl- в процессе пищеварения.
В методе осаждения солей серебра используются драгоценные соли серебра, что увеличивает стоимость определения. Поэтому необходимо перерабатывать и повторно использовать серебро. Другим недостатком является то, что при осаждении AgCl часть органических веществ в пробе воды будет потеряна в результате соосаждения и флокуляции, что приведет к низким результатам определения.
Метод коррекции стандартной кривой
Этапы метода коррекции стандартной кривой: сначала подготовьте стандартную кривую хлорида натрия с различными концентрациями Cl- и определите значение ХПК, а затем нарисуйте стандартную кривую ХПК-Cl-. Затем возьмите две одинаковые пробы воды: одну для определения значения ХПК без маскировки Cl-, записываемую как общую ХПК, а другую для определения содержания хлорид-ионов. Найдите соответствующее значение ХПК на стандартной кривой, записанное как ХПК·Cl-, а разница между общим ХПК и ХПК·Cl- будет истинным значением ХПК образца.
В методе коррекции стандартной кривой не используются соли ртути и серебра, он экологически безопасен и экономичен и является предпочтительным методом в лаборатории.
Метод коррекции хлора
Во время дигерирования используется абсорбционное устройство с обратным холодильником для экспорта образовавшегося Cl2 и абсорбции его раствором NaOH, а также титрования стандартным раствором Na2S2O3. Количество потребленного Na2S2O3 преобразуется в количество потребленного кислорода, что и является поправочным значением Cl-.
Фактическое значение ХПК сточных вод представляет собой разницу между кажущимся значением ХПК и поправочным значением Cl-. Этот метод подходит для определения сточных вод с высоким содержанием хлора с содержанием хлорид-ионов менее 20,000 мг/л и ХПК более 30 мг/л. Однако этот метод требует очень тщательных экспериментов, иначе он принесет больше ошибок.
Закрытый метод пищеварения
Основной принцип заключается в переваривании и определении ХПК в закрытом контейнере. Когда Cl- в воде окисляется до Cl2 и достигает газожидкостного равновесия, Cl- больше не может окисляться. Используя соответствующий маскирующий агент, можно определить значение ХПК образца.
По сравнению со стандартным методом результаты этого метода имеют более высокую точность и прецизионность. Данные показывают, что точность анализа ХПК сточных вод с высоким содержанием хлора с использованием метода герметичного разложения является высокой. Когда ХПК составляет от 100 до 1000 мг/л, а концентрация хлорид-ионов меньше 10 000 мг/л, относительная погрешность этого метода составляет менее или равна 4,2%. Герметичное пищеварение занимает мало времени, но этот метод таит в себе определенные опасности, поэтому необходимо обеспечить безопасность эксперимента.
Метод окисления KI-KMnO4
В щелочных условиях KMnO4 используют для окисления веществ в сточных водах, оставшийся KMnO4 восстанавливают с помощью KI, а затем титруют стандартным раствором Na2S2O3, а количество израсходованного Na2S2O3 пересчитывают в количество израсходованного кислорода, получая тем самым значение ХПК. .
Однако измеренные значения этого метода и метода окисления K2Cr2O7 различны. Между ними существует соотношение К. Следовательно, вам нужно знать это соотношение K только для преобразования значения ХПК, измеренного методом окисления KI-KMnO4. Этот метод подходит для сточных вод с содержанием Cl- от десятков тысяч до сотен тысяч миллиграммов на литр, но для этого необходимо измерить значение K, поэтому он очень громоздкий.
Метод дехлорирования абсорбента висмута
Cl- в пробе воды выделяется в виде газообразного HCl в кислой жидкости, поглощается и удаляется абсорбентом висмута, после чего определяется значение ХПК.
Точность и прецизионность этого метода существенно не отличаются от стандартного метода, но метод разложения отличается: используется микроволновое разложение или разложение в духовке.
Вышеупомянутые методы устранения помех Cl- имеют ограничения в реальном экспериментальном процессе, и каждый метод требует дальнейшего совершенствования. В настоящее время при концентрации Cl- в пробе воды в пределах 1000 мг/л мы отдаем приоритет использованию метода национального стандарта; когда концентрация Cl- превышает 1000 мг/л и концентрация ХПК в пробе воды невелика, мы можем рассмотреть возможность использования метода стандартной кривой.
