影响耗氧量结果的几个因素以及质控措施

影响耗氧量结果的几个因素以及质控措施

罗带仪

东莞市塘厦自来水公司水质监测中心

摘要：耗氧量是饮用水卫生规范的必测项目，其测定结果容易受到采样、空白、K值、反应温度及滴定速度等因素的影响。为减少实验室操作中系统误差、随机误差和过失误差对测定结果的影响，浅谈一些实验室的中测定耗氧量应该注意的几个方面。

关键词：耗氧量；质量控制；误差分析；质控措施；

引言

近年来，由于我国工业化和社会经济的发展，我国出现水污染的现象比较严重的，这就需要我们加强环境现场监测水质的质量控制，因为水质分析化验的质量控制对人的健康意义巨大，然而在水质分析化验中，存在很多能影响质量控制的因素，因此，相关人员应深入的研究这些因素，对生活饮用水中耗氧量的精准测试元素实施了总结，并给出有价值的意见。因为生活饮用水中氧化物质的浓度量大部分均没有超过3mg/L，因此此处提及的是酸性高锰酸钾法。ISO制定的天然水与纯净水中使用的高锰酸钾指数测定方法即高锰酸钾法。用高锰酸钾氧化来测定水中的耗氧量，可衡量水中还原性有机物质的相对含量，对水质污染外情况进行综合地分析评价，因此可以作为水体被污染的标志之一，是水体有机物污染的一项重要综合指标。耗氧量的增加不仅增加了饮用水的微生物风险，而且还增加了饮用水的化学风险，其含量的高低，反应了水污染的高低，因此，耗氧量的检测对我们水质的控制有一定重要的意义。但是要做到能准确测定水中的耗氧量，却有一定的难度，下面结合实际工作中遇到的情况和经验来讨论一下如何准确测定水中耗氧量。

一、耗氧量中测定的意义

1.高锰酸盐测定的含义、解释

耗氧量也称高锰酸盐指数，简称为CODMn，是以高锰酸钾为氧化剂，在一定条件下氧化成水中的还原性物质，将消耗的高锰酸钾的量换算为氧表示（O2，mg/L），即是1L水中还原性物质在一定条件下被氧化是消耗氧mg数。

2.检测耗氧量的必要性

耗氧量不仅是给水处理中放映水的净化程度，更重要的是反应了水中悬浮的和可溶的能被高锰酸钾氧化的一些物质，它是水污染的一项重要的综合指标。当下化工等工业的排污量总体较大，但是处理工业污水的高效科学手段却不多，水资源受工业污水、农业化肥等污染程度非常之大，有毒、有害物质广泛存在大江、大河、湖泊里。这些污染物有些是带有还原性物质，会使得耗氧量升高。假如这些污染物使得水中耗氧量含量严重升高，会导致鱼类大量死亡等严重影响。由此可见，准确测定水中的耗氧量至关重要。

对日常生活饮用水或生产的源水来说，水中氯化物的含量多数都是小于300mg/L，同时水中耗氧量含量较低。因此，本文所说的耗氧量测定也针对酸性高锰酸钾法。

二、耗氧量的测定过程

1.样品采集

在耗氧量样品采集工作之前，采集工作应该严格按照国标要求。根据需要选择适当容量的干净玻璃瓶，在每升水样浓硫酸0.8mL，而且冷藏保存。

2.仪器和试剂的准备

①250mL三角瓶

③棕色酸式滴定管

④电热恒温水浴锅（可调至100℃）

⑤（1+3）硫酸溶液：将1体积硫酸（ρ20=1.84g/mL）在水浴冷却下缓缓加到3体积纯水中，煮沸，滴加高锰酸钾溶液至溶液保持微红色。

⑥草酸钠标准储备溶液[c（1/2Na2C2O4）=0.1000mol/L]：称取6.701g草酸钠（Na2C2O4），溶于少量纯水中，并于1000?mI，容量瓶中用纯水定容。置暗处保存。

⑦0.01mol/L草酸钠溶液，将草酸钠标准储备溶液稀释10倍。

⑧高锰酸钾准储备[c（1/5KMnO4）=0.1000mol/L]：称取3.3?g高锰酸钾（KMnO4），溶于少量纯水中，并稀释至1000mL。煮沸15min，静置2W。然后用玻璃砂芯漏斗过滤至棕色瓶中，置暗处保存。

⑨0.01mol/L高锰酸钾溶液，将高锰酸钾溶液[c（1/5KMnO4）=0.1000mol/L]稀释10倍。

3.操作步骤

取充分混匀的100mL水样加入已处理的250mL三角瓶中，加入5mL（1+3）硫酸溶液。用滴定管加入10.00mL的0.01mol/L高锰酸钾溶液后将三角烧瓶放入沸腾的水浴锅中，准确30分钟。（如有褪色，需稀释水样后重做。）

取下三角烧瓶趁热（70℃～80℃）加入10.00mL的0.01000mol/L的草酸钠溶液，充分震荡摇匀，使得红色褪尽。用0.1mol/L高锰酸钾溶液滴定至微红色为终点记录高锰酸钾的用量V1，趁热加入10.00mL的0.01000mol/L的草酸钠溶液最后，在白色背景下，滴入0.0100mol/L高锰酸钾溶液，至溶液呈微红且不褪色。记录最后一步消耗高锰酸钾溶液的体积V3。

4.计算

4.1高锰酸钾的校正系数：K=10/V3

4.2耗氧量（O2，，，mg/L）=ρ=[（10+V1）×K-10]×c×8×1000/V2

V1-水样消耗KMnO4标准溶液体积；V2-水样体积，V3-滴定10.00mL0.0100mol/LNa2C2O4标准所耗KMnO4的体积；c-KMnO4标准溶液的浓度c（1/5KMnO4）=0.0100mol/L；

三、耗氧量的容易产生的误差分析

1、样品的采集与保存

在采集耗氧量水样品时，除了用按规定清洗干净的玻璃瓶外，还要对采集的水样进行固定，要在水样里加入升水样浓硫酸0.8mL，而且冷藏保存。因为浓硫酸有强氧化性，在其作用下条件下排除其他和还原型物质和氧气反应，确保了水中的耗氧量会减少。此外，水样如无任何保存措施，耗氧量都会快速产生变化，水样应低温保存或加化学试剂以抑制微生物的活动，应尽快检测。

2.三角瓶的洁净度。

按根据GB/T5750.7-2006《生活饮用水卫生标准》要求，试验前要对锥形瓶进行预处理：向250mL锥形瓶内加入1mL硫酸溶液及少量高锰酸钾标准溶液，煮沸数分钟，取下锥形瓶用草酸钠标准使用溶液滴定至微红色，将溶液弃去。耗氧量其实是一个氧化还原反应，用水中需要被氧化的物质的量来测定水中耗氧量的量。因此，在检测前应把三角瓶中可被氧化的物质除去，否则，检测结果会偏高。

3.K值的范围

K值是高锰酸钾的校正系数，根据耗氧量计算公式（4.2）耗氧量（O2，，，mg/L）=ρ=[（10+V1）×K-10]×c×8×1000/V2可以知道K值会影响耗氧量的结果。在同样的耗氧量结果时，K值越高，V1，越小，反之K值越小，V1，越大。假如，100mL水样，消耗MnO4标准溶液体积V1都是1.0mL，但K值为1.6是，耗氧量的结果为1.33mg/L，而K值为0.95是，结果为0.36mg/L，误差十分大。若耗氧量的真实值是0.80mg/L，通过计算，K值是0.98时，V1为0.86mL；K值是0.99时，V1为0.75mL；K值是1.00时，V1为0.64mL；K值是1.01时，V1为0.53mL；K值是1.02时，V1为0.43mL；K值是1.03时，V1为0.33mL；因此我们要每次都要校正K值，减少误差。K值在0.98～1.02比较合适。

4.温度控制

在耗氧量的水浴锅中，应严格控制好温度，要求放在沸腾的水浴锅中，准确30分钟。水浴锅的水位要高于三角瓶内样品的水平面，且三角瓶要在水浴锅中放平，确保加热反应完全，否则结果偏低。。在操作步骤中要求的趁热（70℃～80℃）中的温度也大有讲究。滴定是温度过高，草酸钠易分解，温度过低，会影响实验中的氧化还原程度，最终影响结果的准确性。因此要控制好室温和操作时间。

5.终点的判断

水样滴定时的终点与标定时的终点应该完会一致。准确滴定终点应该是：在白色背景下，当水样刚出现不褪的淡粉红色后再多加2滴或2滴半高锰酸钾，30s不褪色即可。终点颜色同样要求K值的终点，空白终点，还有样品的终点颜色要完全一致，否则会产生误差。

6.空白过高

在稀释样品的时候，加入的纯水会产生空白。稀释倍数越高，空白影响就越严重。因此在稀释样品后，检测是应同时带上空白，在检测最后扣除空白。

四、质量控制在耗氧量中的具体措施

由于在耗氧量检测过程中，很多因素不能很好把控，比如温度，比如终点颜色的感官判断，所以需要多种措施来把控耗氧量的检验质量。比如平行双样，检测是带一个已知浓度的标准样品（质控样），加标回收等措施来达到耗氧量的质量控制。

平行双样：每批样品应测定约10%的平行双样，样品数量少于10时，应至少测定一个平行双样，测定结果以平均值报出，看精密度是否能达到要求。

质控样：质控样是一个已知浓度的标准样品。通过质控样和水样一起检测，看结果是否在其不确定度范围内。质控样可以反应出一同检测的样品的的数据的准确性的高低。

加标回收：相同的样品取两份，其中一份加入定量的待测成分标准物质；两份同时按相同的分析步骤分析，加标的一份所得的结果减去未加标一份所得的结果，其差值同加入标准物质的理论值之比即为样品加标回收率。加标回收率=（加标试样测定值－试样测定值）&pide;加标量×100%.。加标回收可以看出加标后的减去本底后与加入的量是否一致.从而可以判断所配试剂是否标准，检测的耗氧量的是否准确。

结束语

通过以上分析，我们可以看出检测耗氧量中影响检测结果的几个方面的因素，通过重视以上几个影响结果因素减少误差。另外，可以通过平行双样、质控样、加标回收等措施实现耗氧量的质量控制。

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