Efnafræðileg súrefnisþörf er einnig kölluð efnafræðileg súrefnisþörf (efnafræðileg súrefnisþörf), kölluð COD. Það er notkun efnaoxunarefna (eins og kalíumpermanganats) til að oxa og sundra oxandi efnum í vatni (eins og lífræn efni, nítrít, járnsalt, súlfíð osfrv.), og reikna síðan súrefnisnotkunina út frá magni afgangsefna oxunarefni. Eins og lífefnafræðileg súrefnisþörf (BOD), er það mikilvægur vísbending um vatnsmengun. Eining COD er ppm eða mg/L. Því minna sem gildið er, því léttari er vatnsmengunin.
Afoxunarefnin í vatni eru ýmis lífræn efni, nítrít, súlfíð, járnsalt o.s.frv. En það helsta er lífrænt efni. Þess vegna er efnafræðileg súrefnisþörf (COD) oft notuð sem vísbending til að mæla magn lífrænna efna í vatni. Því meiri sem efnafræðileg súrefnisþörf er, því alvarlegri er mengun vatnsins af völdum lífrænna efna. Ákvörðun á efnafræðilegri súrefnisþörf (COD) er breytileg með ákvörðun afoxandi efna í vatnssýnum og ákvörðunaraðferð. Algengustu aðferðirnar sem nú eru notaðar eru súr kalíumpermanganat oxunaraðferð og kalíumdíkrómat oxunaraðferð. Kalíumpermanganat (KMnO4) aðferðin hefur lágan oxunarhraða, en er tiltölulega einföld. Það er hægt að nota til að ákvarða hlutfallslegt samanburðargildi lífræns innihalds í vatnssýnum og hreinu yfirborðsvatni og grunnvatnssýnum. Kalíumdíkrómat (K2Cr2O7) aðferðin hefur háan oxunarhraða og góðan endurgerðanleika. Það er hentugur til að ákvarða heildarmagn lífrænna efna í vatnssýnum í frárennslisvöktun.
Lífræn efni eru mjög skaðleg fyrir vatnskerfi iðnaðar. Vatn sem inniheldur mikið magn af lífrænum efnum mun menga jónaskipta kvoða þegar það fer í gegnum afsöltunarkerfið, sérstaklega anjónaskipta kvoða, sem mun draga úr skiptagetu kvoðu. Lífræn efni geta minnkað um 50% eftir formeðferð (storknun, hreinsun og síun) en það er ekki hægt að fjarlægja það í afsöltunarkerfinu, þannig að það er oft komið inn í ketilinn í gegnum fóðurvatnið, sem lækkar pH gildi ketilsins. vatn. Stundum geta lífræn efni einnig borist inn í gufukerfið og þéttivatn, sem lækkar pH og veldur tæringu á kerfinu. Hátt innihald lífrænna efna í hringrásarvatnskerfinu mun stuðla að örverufjölgun. Þess vegna, hvort sem um er að ræða afsöltun, ketilvatn eða vatnskerfi í hringrás, því lægra sem COD er, því betra, en það er engin sameinuð takmarkandi vísitala. Þegar COD (KMnO4 aðferð) > 5mg/L í hringrásarkælivatnskerfinu eru vatnsgæði farin að versna.
Kemísk súrefnisþörf (COD) er mælikvarði á hversu mikið vatn er ríkt af lífrænum efnum og það er einnig einn af mikilvægu vísbendingunum til að mæla magn vatnsmengunar. Með þróun iðnvæðingar og fólksfjölgunar eru vatnshlotin sífellt að mengast og þróun COD-greiningar hefur smám saman batnað.
Uppruna COD-greiningar má rekja aftur til 1850, þegar vatnsmengunarvandamál höfðu vakið athygli fólks. Upphaflega var COD notað sem mælikvarði á súra drykki til að mæla styrk lífrænna efna í drykkjum. Hins vegar, þar sem fullkomin mæliaðferð hafði ekki verið staðfest á þeim tíma, var mikil skekkja í niðurstöðum ákvörðunar COD.
Snemma á 20. öld, með framförum nútíma efnagreiningaraðferða, var greiningaraðferð COD smám saman bætt. Árið 1918 skilgreindi þýski efnafræðingurinn Hasse COD sem heildarmagn lífræns efnis sem neytt er við oxun í súrri lausn. Í kjölfarið lagði hann til nýja COD-ákvörðunaraðferð, sem er að nota krómdíoxíðlausn í hástyrk sem oxunarefni. Þessi aðferð getur í raun oxað lífræn efni í koltvísýring og vatn og mælt neyslu oxunarefna í lausninni fyrir og eftir oxun til að ákvarða COD gildi.
Hins vegar hafa smám saman komið í ljós gallar þessarar aðferðar. Í fyrsta lagi er undirbúningur og rekstur hvarfefnanna tiltölulega flókinn, sem eykur erfiðleika og tímafreka tilraunina. Í öðru lagi eru krómdíoxíðlausnir í háum styrk skaðlegar umhverfinu og eru ekki til þess fallnar að nota hagnýt. Þess vegna hafa síðari rannsóknir smám saman leitað að einfaldari og nákvæmari COD ákvörðunaraðferð.
Á fimmta áratugnum fann hollenski efnafræðingurinn Friis upp nýja COD-ákvörðunaraðferð, sem notar hástyrktar brennisteinssýru sem oxunarefni. Þessi aðferð er einföld í notkun og hefur mikla nákvæmni, sem bætir verulega skilvirkni COD uppgötvunar. Hins vegar hefur notkun brennisteinssýru einnig ákveðnar öryggishættur, svo það er enn nauðsynlegt að huga að öryggi við notkun.
Í kjölfarið, með hraðri þróun tækjabúnaðartækni, hefur COD ákvörðunaraðferðin smám saman náð sjálfvirkni og upplýsingaöflun. Á áttunda áratugnum kom fyrsti COD sjálfvirki greiningartækið fram, sem getur gert fullsjálfvirka vinnslu og greiningu vatnssýna. Þetta tæki bætir ekki aðeins nákvæmni og stöðugleika COD-ákvörðunar, heldur bætir einnig vinnuskilvirkni til muna.
Með aukinni umhverfisvitund og endurbótum á reglugerðarkröfum er einnig stöðugt verið að fínstilla greiningaraðferð COD. Á undanförnum árum hefur þróun ljósatækni, rafefnafræðilegra aðferða og lífskynjara tækni stuðlað að nýsköpun COD uppgötvunartækni. Til dæmis getur ljósraftækni ákvarðað COD-innihald í vatnssýnum með breytingum á ljósmerkjum, með styttri greiningartíma og einfaldari notkun. Rafefnafræðilega aðferðin notar rafefnafræðilega skynjara til að mæla COD gildi, sem hefur þá kosti mikils næmni, hraðvirkrar svörunar og engin þörf fyrir hvarfefni. Biosensor tækni notar líffræðileg efni til að greina sérstaklega lífræn efni, sem bætir nákvæmni og sérhæfni COD ákvörðunar.
COD greiningaraðferðir hafa gengið í gegnum þróunarferli frá hefðbundinni efnagreiningu til nútíma tækjabúnaðar, ljósatækni, rafefnafræðilegra aðferða og lífskynjaratækni á undanförnum áratugum. Með framförum vísinda og tækni og aukinni eftirspurn er enn verið að bæta og endurnýja COD uppgötvunartækni. Í framtíðinni má sjá fyrir að eftir því sem fólk veitir umhverfismengunarmálum meiri gaum, mun COD-skynjunartækni þróast enn frekar og verða hraðari, nákvæmari og áreiðanlegri greiningaraðferð vatnsgæða.
Sem stendur nota rannsóknarstofur aðallega eftirfarandi tvær aðferðir til að greina COD.
1. COD ákvörðunaraðferð
Kalíumdíkrómat staðalaðferð, einnig þekkt sem bakflæðisaðferð (National Standard of the People's Republic of China)
(I) Meginregla
Bætið ákveðnu magni af kalíumdíkrómati og hvata silfursúlfati í vatnssýnin, hitið og bakflæði í ákveðinn tíma í sterkum súrum miðli, hluti af kalíumdíkrómatinu minnkar með oxandi efnum í vatnssýninu og það sem eftir er kalíumdíkrómat er títrað með ammóníumjárnsúlfati. COD gildið er reiknað út frá magni kalíumdíkrómats sem neytt er.
Þar sem þessi staðall var mótaður árið 1989 eru margir ókostir við að mæla hann með núverandi staðli:
1. Það tekur of langan tíma og hvert sýni þarf að vera með bakflæði í 2 klukkustundir;
2. Bakflæðisbúnaðurinn tekur mikið pláss, sem gerir lotuákvörðun erfitt;
3. Greiningarkostnaðurinn er hár, sérstaklega fyrir silfursúlfat;
4. Meðan á ákvörðunarferlinu stendur er sóun á bakflæðisvatni ótrúleg;
5. Eitrað kvikasilfurssölt eru viðkvæm fyrir afleiddri mengun;
6. Magn hvarfefna sem notað er er mikið og kostnaður við rekstrarvörur er hár;
7. Prófferlið er flókið og hentar ekki til kynningar.
(II) Búnaður
1. 250mL bakflæðistæki úr gleri
2. Hitabúnaður (rafmagnsofn)
3. 25mL eða 50mL sýrubúretta, keiluflaska, pípetta, mæliflösku o.fl.
(III) Hvarfefni
1. Kalíumdíkrómat staðallausn (c1/6K2Cr2O7=0,2500mól/L)
2. Ferrocyanate vísir lausn
3. Ammóníumjárnsúlfat staðallausn [c(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O≈0,1mól/L] (kvarða fyrir notkun)
4. Brennisteinssýru-silfursúlfatlausn
Kalíumdíkrómat staðalaðferð
(IV) Ákvörðunarskref
Kvörðun ammóníumjárnsúlfats: Pípettaðu 10,00 ml af kalíumdíkrómat staðallausn nákvæmlega í 500 ml keiluflösku, þynntu í um 110 ml með vatni, bættu hægt 30 ml af óblandaðri brennisteinssýru út í og hristu vel. Eftir kælingu, bætið við 3 dropum af ferrósýanatvísalausn (um 0,15 ml) og títrið með ammóníumjárnsúlfatlausn. Endapunkturinn er þegar litur lausnarinnar breytist úr gulum í blágrænt í rauðbrúnan.
(V) Ákveðni
Taktu 20 ml af vatnssýni (ef nauðsyn krefur, taktu minna og bættu vatni í 20 eða þynntu áður en þú tekur), bættu við 10 ml af kalíumdíkrómati, stingdu í bakflæðisbúnaðinn og bættu síðan við 30 ml af brennisteinssýru og silfursúlfati, hitaðu og bakflæði í 2 klst. . Eftir kælingu skal skola vegg eimsvalarrörsins með 90,00 ml af vatni og fjarlægja keiluflöskuna. Eftir að lausnin hefur verið kæld aftur, bætið við 3 dropum af járnsýruvísislausn og títrið með ammoníumjárnsúlfat staðallausn. Litur lausnarinnar breytist úr gulum yfir í blágrænan í rauðbrúnan, sem er endapunkturinn. Skráðu magn ammoníumjárnsúlfat staðallausnar. Á meðan þú mælir vatnssýnin skaltu taka 20,00mL af endureimuðu vatni og framkvæma núlltilraun samkvæmt sömu aðgerðaskrefum. Skráðu magn af ammóníumjárnsúlfat staðallausn sem notað er í núlltítruninni.
Kalíumdíkrómat staðalaðferð
(VI) Útreikningur
CODCr(O2, mg/L)=[8×1000(V0-V1)·C]/V
(VII) Varúðarráðstafanir
1. Hámarksmagn klóríðjóna sem er fléttað með 0,4g kvikasilfursúlfati getur náð 40mg. Ef 20,00mL vatnssýni er tekið, er hægt að flétta hámarksstyrk klóríðjóna upp á 2000mg/L. Ef styrkur klóríðjóna er lágur er hægt að bæta við litlu magni af kvikasilfursúlfati til að halda kvikasilfursúlfati: klóríðjónir = 10:1 (W/W). Ef lítið magn af kvikasilfurklóríði fellur út hefur það ekki áhrif á ákvörðunina.
2. Svið COD ákvarðað með þessari aðferð er 50-500mg/L. Fyrir vatnssýni með efnafræðilega súrefnisþörf minni en 50mg/L ætti að nota 0,0250mól/L kalíumdíkrómat staðallausn í staðinn. Nota skal 0,01mól/L ammóníumjárnsúlfat staðallausn til baktítrunar. Fyrir vatnssýni með COD meira en 500mg/L, þynnið þau út fyrir ákvörðun.
3. Eftir að vatnssýnið hefur verið hitað og bakflæðið ætti það sem eftir er af kalíumdíkrómati í lausninni að vera 1/5-4/5 af því magni sem bætt er við.
4. Þegar þú notar kalíumvetnisþalat staðallausn til að athuga gæði og notkunartækni hvarfefnisins, þar sem fræðilegur CODCr hvers gramms af kalíumvetnisþalati er 1,176g, er 0,4251g af kalíumvetnisþalati (HOOCC6H4COOK) leyst upp í endureimuðu vatni, flutt yfir í 1000mL mæliflösku og þynnt að merkinu með endureimuðu vatni til að gera það að 500mg/L CODcr staðallausn. Útbúið það ferskt þegar það er notað.
5. Niðurstaða CODCr-ákvörðunar ætti að halda fjórum mikilvægum tölustöfum.
6. Í hverri tilraun ætti að kvarða ammóníumjárnsúlfat staðlaða títrunarlausnina og gefa skal sérstaka athygli á styrkleikabreytingunni þegar stofuhiti er hátt. (Þú getur líka bætt 10,0 ml af kalíumdíkrómat staðallausn við eyðublaðið eftir títrun og títrað með ammóníumjárnsúlfati að lokapunktinum.)
7. Halda skal vatnssýninu fersku og mæla það eins fljótt og auðið er.
Kostir:
Mikil nákvæmni: Bakflæðistítrun er klassísk COD ákvörðunaraðferð. Eftir langan tíma þróunar og sannprófunar hefur nákvæmni þess verið almennt viðurkennd. Það getur betur endurspeglað raunverulegt innihald lífrænna efna í vatni.
Víðtæk notkun: Þessi aðferð er hentug fyrir ýmsar gerðir af vatnssýnum, þar með talið lífrænt frárennslisvatn með hástyrk og lágstyrk.
Rekstrarforskriftir: Það eru ítarlegir rekstrarstaðlar og ferlar sem eru þægilegir fyrir rekstraraðila að ná tökum á og innleiða.
Ókostir:
Tímafrek: Bakflæðistítrun tekur venjulega nokkrar klukkustundir til að ljúka ákvörðun sýnis, sem augljóslega er ekki til þess fallið að fá niðurstöður fljótt.
Mikil hvarfefnaneysla: Þessi aðferð krefst notkunar á fleiri efnafræðilegum hvarfefnum, sem er ekki aðeins kostnaðarsamt, heldur mengar umhverfið að vissu marki.
Flókin aðgerð: Rekstraraðilinn þarf að hafa ákveðna efnafræðilega þekkingu og tilraunahæfileika, annars getur það haft áhrif á nákvæmni ákvörðunarniðurstaðna.
2. Hraðmelting litrófsmælingar
(I) Meginregla
Sýninu er bætt við þekktu magni af kalíumdíkrómatlausn, í sterkum brennisteinssýrumiðli, með silfursúlfati sem hvata, og eftir háhita meltingu er COD gildið ákvarðað með ljósmælingabúnaði. Þar sem þessi aðferð hefur stuttan ákvörðunartíma, litla aukamengun, lítið magn hvarfefna og litlum tilkostnaði, nota flestar rannsóknarstofur þessa aðferð. Hins vegar hefur þessi aðferð mikinn hljóðfærakostnað og lítinn notkunarkostnað, sem hentar til langtímanotkunar COD-eininga.
(II) Búnaður
Erlendur búnaður var þróaður fyrr, en verðið er mjög hátt og ákvörðunartíminn er langur. Hvarfefnisverðið er almennt óviðráðanlegt fyrir notendur og nákvæmnin er ekki mjög mikil, vegna þess að vöktunarstaðlar erlendra tækja eru frábrugðnir þeim í mínu landi, aðallega vegna þess að vatnsmeðferðarstig og stjórnunarkerfi erlendra landa eru frábrugðin þeim sem ég hef. land; hraðmelting litrófsmælingaaðferðin byggir aðallega á algengum aðferðum innlendra tækja. Hvatahraða ákvörðun COD aðferðarinnar er mótunarstaðall þessarar aðferðar. Það var fundið upp strax í byrjun níunda áratugarins. Eftir meira en 30 ára notkun hefur það orðið staðall umhverfisverndariðnaðarins. Innlenda 5B tækið hefur verið mikið notað í vísindarannsóknum og opinberu eftirliti. Innlend hljóðfæri hafa verið mikið notuð vegna verðkosta þeirra og tímanlegrar þjónustu eftir sölu.
(III) Ákvörðunarskref
Taktu 2,5 ml sýni ——bættu við hvarfefni ——meltu í 10 mínútur——kælt í 2 mínútur—–hellt í litmælingarskálina——skjár búnaðarins sýnir beint COD-styrk sýnisins.
(IV) Varúðarráðstafanir
1. Vatnssýni með mikið klór ættu að nota hátt klór hvarfefni.
2. Úrgangsvökvinn er um 10ml, en hann er mjög súr og ætti að safna honum saman og vinna hann.
3. Gakktu úr skugga um að ljósdreifandi yfirborð kúvettunnar sé hreint.
Kostir:
Hraður hraði: Hraða aðferðin tekur venjulega aðeins nokkrar mínútur til meira en tíu mínútur til að ljúka ákvörðun sýnis, sem hentar mjög vel fyrir aðstæður þar sem niðurstöður þurfa að fást fljótt.
Minni hvarfefnisnotkun: Í samanburði við bakflæðistítrunaraðferðina notar hraða aðferðin færri efnafræðileg hvarfefni, hefur lægri kostnað og hefur minni áhrif á umhverfið.
Auðveld aðgerð: Aðgerðarþrep hraðaðferðarinnar eru tiltölulega einföld og rekstraraðilinn þarf ekki að hafa of mikla efnaþekkingu og tilraunahæfileika.
Ókostir:
Örlítið minni nákvæmni: Þar sem hraðaðferðin notar venjulega einföld efnahvörf og mælingaraðferðir, getur nákvæmni hennar verið aðeins lægri en bakflæðistítrunaraðferðin.
Takmarkað notkunarsvið: Hraða aðferðin er aðallega hentug til að ákvarða lífrænt afrennslisvatn í litlum styrk. Fyrir afrennslisvatn með mikilli styrk getur ákvörðunarniðurstöður þess haft mikil áhrif.
Áhrif á truflunarþætti: Hraðaðferðin getur valdið miklum villum í sumum sérstökum tilfellum, svo sem þegar ákveðin truflandi efni eru í vatnssýninu.
Í stuttu máli má segja að bakflæðistítrunaraðferðin og hraðaðferðin hafi hvor sína kosti og galla. Hvaða aðferð á að velja fer eftir sérstökum umsóknaratburðarás og þörfum. Þegar þörf er á mikilli nákvæmni og víðtækri notkun er hægt að velja bakflæðistítrun; þegar skjótra niðurstaðna er krafist eða mikill fjöldi vatnssýna er unnin er hraðaðferðin góður kostur.
Lianhua, sem framleiðandi vatnsgæðaprófunartækja í 42 ár, hefur þróað 20 mínútnaCOD hraðmelting litrófsmælingaraðferð. Eftir mikinn fjölda tilraunasamanburðar hefur það tekist að ná skekkju sem er innan við 5% og hefur kosti einfaldrar notkunar, skjótra niðurstaðna, lágs kostnaðar og stutts tíma.
Pósttími: Júní-07-2024
