紫外可见分光光度法测定地表水和地下水的高锰酸盐指数.pdf

'2010年10月岩矿测试Vo1．29．No．50ctober2010R0CKANDMINERALANALYSIS617～620文章编号：0254—5357(2010)05—0617—04紫外可见分光光度法测定地表水和地下水的高锰酸盐指数王玉功，高永宏，王建波，陈月源(国土资源部兰州矿产资源监督检测中心，甘肃兰州730050)摘要：用分光光度法测定水中高锰酸盐指数。方法检出限为0．05mg／L。对实际水样进行连续5次测定，方法精密度为1．01％～1．20％，回收率为95．0％～100．5％。经国家标准容量法验证，结果与标准方法测定值相符。方法简便快速，灵敏度高，精密度好，试剂试样量少，成本低，适用于测定氯化物低于300mg／L、清洁或污染轻微的水样高锰酸盐指数的分析。关键词：分光光度法；高锰酸盐指数；地表水；地下水中图分类号：0657．3；P641文献标识码：BUltraviolet-visibleSpectrophotometricDeterminationofPermanganateIndexofSurfaceWaterandGroundwaterWANGYu—gong，GAOy0一hong，WANGJian—bo，CHENrue—yuan(LanzhouTestingandQualitySupervisionCenterforGeologicalandMineralProducts，TheMinistryofLandandResources，Lanzhou730050，China)Abstract：Thepermanganateindexinsurfacewaterandgroundwaterwasdeterminedbyultraviolet—visiblespectrophotometry．Thedetectionlimitofthemethodwas0．05mg／Landtherecoverieswere95．0％～100．5％withprecisionof1．01％～1．20％RSD(／2=5)．Theanalyticalresuhsfromthismethodareconsistentwiththosedeterminedbystandardvolumetricmethod．Themethodprovidestheadvantagesofhighsensitivityandprecision，higheficiency，lesscostandissuitableforthedeterminationofpermanganateindexincleanorslightpollutedsurfacewaterandgroundwatersampleswithchloridecontentof<300mg／L．Keywords：speetrophotometry；permanganateindex；surfacewater；groundwater高锰酸盐指数(COD)是反映水体中有机及无密度欠佳，且回滴需要在较高温度下进行，容量法机可氧化物污染程度的常用指标，在一定条件下，用存在耗时、耗物、分析人员的劳动强度大等缺点，而高锰酸钾氧化水体中某些有机及无机还原性物质，且极易引入人为误差。文献[5—6]报道采用微波由消耗的高锰酸钾的量计算出相当的氧的量¨J。消解法；但此法操作不便，一次消解的样品数量少，地表径流和污水排人造成了江河湖泊的水质不适合于批量样品分析。污染，高锰酸盐指数是评价水质污染程度的重要指本文参考文献[7—9]，以分光光度法对高锰标之一。目前普遍采用国家标准，酸性高锰酸钾容酸盐指数进行测定，试验了测定波长、溶液酸度、显量法对其进行测定；但该法取样量大，测试精色剂用量、加热温度和加热时间的优化条件。收稿日期：2010-01—18；修订日期：2010-06-09基金项目：国土资源地质大调查——地下水污染测试技术研究项目资助(1212010634607)作者简介：王玉功(1973一)，男，甘肃兰州市人，工程师，主要从事水质检测、岩石矿物分析。E—mail：wangyugong586@sohu．com。一617— 第5期岩矿测试http：WWW．ykes．ac．en2010焦1实验部分时，体系的吸光度最大且稳定；加大HsO用量，吸1．1仪器和主要试剂光度不再增大。因此选择加入2．0mLHSO。Tu一1800SPC紫外可见分光光度计(北京普析通用仪器公司)。pHS一3C型酸度计(上海雷磁仪器厂)。葡萄糖储备溶液：葡萄糖于105oC下烘干冷却后称取0．1584g，然后用水溶解并定容于1L容量瓶中，配制成COD为100mg／L的溶液，用时稀释成10mg／mL的标准溶液。=25％(体积分数，下同)的HS0：在3份体积的水中，不断搅动下慢慢加入1份密度为1．84图1吸收光谱e／cm的浓HsO，煮沸，滴加KMnO溶液至微红色。Fig．1SelectionoftheoptimumabsorptionwavelengthKMnO标准储备溶液：配制方法同文献[2]。经标定其浓度为c(1／5KMnO)=0．01120mol／L。2．2．2显色剂的用量本法所用试剂均为分析纯，实验室用水为二次本实验中，KMnO既是氧化剂又是显色剂，如蒸馏水。图2可见，当C(1／5KMnO)=0．01120mol／L的加1．2实验原理入量在4．0mL以上时，体系的吸光度最大且稳定。在酸性条件下，用过量的KMnO氧化水体中本实验选择KMnO用量为5．0mL。的还原物质，由于KMnO呈紫红色，在波长525nm处有最大吸收峰，采用分光光度法测定剩余的KMnO的量，建立COD和吸光度的标准曲线，通过曲线计算出水样的COD。1．3实验方法准确移取25mL水样(若样品浑浊，待澄清后取上层清液)于50mL具塞比色管中，加人2．0mLHSO和5．0mLKMnO溶液，摇匀，迅速置于已升温至100℃恒温烘箱中，加热消解30min；消解完图2显色剂用量的选择毕后，用自来水迅速冷却至室温，以二次蒸馏水为Fig．2Selectionofchromatogenicreagentdosage参比，用2cm比色皿，在波长525nm处测量吸光度。同时做空白实验。2．2．3加热方式本法采用烘箱加热，参照文献[7]，确定加热温2结果与讨论度为100℃。确保其他条件不变，参照文献[8—9]，进行直火加热10min、沸水浴30min和烘箱加热302．1吸收光谱min的对比试验。对浓度为10mg／L的CODM标准取浓度为3．0mg／L的葡萄糖标准溶液按实验溶液测定，结果见表1。①直火加热，受热不均匀，方法显色，在波长400～600nm内扫描，其结果见易出现暴沸、比色管易破裂，测定的精密度差。图1。②沸水浴加热，测定的精密度较好，比色管壁易形由图1可见，体系在525nm处有最大吸收峰。成水垢，需经常洗去。③烘箱加热测定的精密度本实验选择A=525nm作为测定波长。好，温度易控制，便于操作。本实验采用烘箱加热。2．2显色反应条件选择2．3方法线性关系2．2．1溶液的酸度分别移取葡萄糖标准溶液0．0、0．25、0．50、固定其他条件，改变HS0用量测量吸光度，实1．0、2．5、5．0、10．0、15．0mL于50mL具塞比色管验结果表明，随着HsO用量增大，溶液的pH值降中(25mL处有刻度)，用水定容至25mL。在本实低，体系由浑浊变清亮；当加入2．0mL25％的H2SO一618一 第5期王玉功等：紫外可见分光光度法测定地表水和地下水的高锰酸盐指数第29卷验条件下，测定吸光度。COD与其吸光度具有良4．0、10．0mg／L的标准溶液，按实验方法和国际标好的线性关系，线性方程为A=一0．032x+0．602，准容量法进行对照，平行分析5次，从表3可以看相关系数Irl=0．9991符合要求，说明该方法可出，本法与容量法结果相符，完全可以满足Et常测用于水质COD的分析测试。试的要求。表1不同加热方式的影响表3本法与容量法测定结果对照Table1EfectofdifferentheatingmodesondeterminationTable3Comparisonofanalyticalresultsfromthismethod加热withvolumetry方式测定值平均值p(CODM)／(mg·L)相对误差RE／(mg·L一)理论值本法测定平均值容量法测定平均值本法容量法0．500．490．532．06．04．oo4．163．854．03．8l0．010．05l0．640．56．44质量控制2．4高锰酸盐指数的计算公式(1)KMnO溶液不稳定，储存的玻璃器壁易水质COD的计算公式如下：吸附，用时要摇匀，须定期进行标定。(2)文献[11—15]研究表明，水样的不同处p(CODM)：×1000理方式对COD值影响大。同一水样的浊样、澄清式中：。一KMnO使用溶液的浓度(rag／27．0mL)；样和过滤样COD值之间存在显著差异，导致水样一样品中剩余KMnO的浓度(mg／27．0mL)；不同处理方式下测得的COD缺乏可比性。本文样品取样体积(mL)；8一与1．0mLKMnO溶液相根据2002年6月我国实施新的地下水环境质量标当的以毫克表示氧的质量。准(GB3838-2002)的要求，水样采集后，自然沉2．5方法检出限、精密度和回收率降30min，取上层清液(称为沉清样)进行测定。对0．10mg／L葡萄糖标准溶液平行测定12次，(3)本方法适用于测定氯化物低于300mg／以3倍标准偏差计算方法检出限为0．05mg／L。L、清洁或污染轻微的水样。对于氯化物高于300对实际地表水、地下水样品按实验方法进行精mg／L的水样，可改用碱性高锰酸钾法测定(待密度和回收试验。表2结果表明，方法精密度发表)。(RSD，n=5)为1．01％～1．20％，加标回收率为95．0％一100．5％，依据《地质实验室测试质量管理5结语规范》¨。。，本方法能够满足水样中COD的准确采用烘箱消解样品，建立了分光光度法测定测定COD的优化测定条件：测定波长为525nm，25％的H2SO用量为5．0mL，c(1／5KMnO)=0．0I120表2实际样品分析和回收率试验mol／L标准使用溶液的用量为2．0mL，加热温度Table2An~icalresuhsofCODMinpracticalsamplesand100℃，加热时间30min。经国家标准容量法验证，recoverytestofthemethod结果与标准方法测定值相符。方法简便，提高了分析速度，同时获得了较为满意的精密度和准确度，样品本底分次测定值平均值加标量：：：霎’：霍二回R收／％率R精S密D／度％试剂试样量少，成本低，适用于氯化物低于300地表水3．353．313．403．343．373．353．006．2095．01．叭mg／L、清洁或污染轻微的水样COD的分析，在实地下水1．251．271．241．251．231．252．003．26100．51．20际工作中可以应用。3与容量法的对比试验6参考文献用GBW(E)080274葡萄糖标准溶液(c0DM[1]张宏陶．水质分析大全[M]．北京：科学技术文献出为228mg／L)，配制稀释成CODM理论值为0．5、版社，1997：203—211．一619— 第5期岩矿测试httpffWWW．ykcs．ac．ca2010正欢迎订阅欢迎投稿欢迎刊登广告《冶金分析}2011年征订启事国内刊号：CN11—2030／TF邮发代号：82—157国际刊名代码CODEN：YEFEET国际标准刊号：ISSN1000—7571国外代号：1579M广告经营许可证：京海工商广字第8024号作为冶金领域权威的分析技术专业期刊，《冶金分析》的办刊宗旨是为广大冶金分析测试工作者搭建学术交流平台。《冶金分析》由中国钢研科技集团有限公司(原钢铁研究总院)和中国金属学会合办，国际钢铁工业分析委员会(ICASI)支持。自1981年创刊以来，《冶金分析》以高度的创新精神和严谨的科学态度，动态反映冶金领域分析测试新技术、新方法、先进经验，报道研究成果，发表综述文章，并介绍国内外冶金分析动态等。适合于冶金、矿山、石油、化工、机械、地质、环保、商检等部门技术人员和大专院校师生参考。《冶金分析》是中国科技论文统计源期刊、中国科学引文数据库的核心库期刊、全国中文核心期刊、美国“CA”千种表中国化工类核心期刊，20世纪90年代初期就为美国工程索引《EI》数据库收录，并为中国期刊网、网等国内知名数据库收录。多年来《冶金分析》的影响因子等重要学术评价指标在冶金工程技术类及分析测试技术类期刊中一直居于前列。据2007年10月发布的《中国学术期刊综合引证年度报告》，本刊2006年度影响因子为1．041，分别在“冶金工程技术类”、“分析测试技术类”统计源期刊中均名列第二。为了加强国际间学术交流，促进冶金分析测试技术发展，在国际钢铁工业分析委员会(ICASI)的支持下，一批国外知名专家担任本刊编委。本刊将致力于以最快的速度及时发表国内外的最新研究成果。《冶金分析》为月刊，大16开，单期页码为80页，定价15．0o元，全年12期，180．00元。全国各地邮局发行，如有漏订的单位和读者，请直接与编辑部联系。地址：北京海淀区学院南路76号(邮编：100081)网址：http：∥journa1．yejinfenxi．ca电话／传真：010—62182398／8330／1064E—mail：yjfx@analysis．org．cn；yjfx@chinajourna1．net．en．——620．——'