提高实验室COD实验数据精度的研究

提高实验室COD实验数据精度的研究

王明千1  徐佳星2  赵思博3

天津陈塘热电有限公司  300385

摘要：本文分析了电厂COD实验数据产生波动的因素，结合实验经验和大量实验数据，将问题的要因确定为使用分度吸量管取样时取样误差和消解后介质不均匀，并对这两个要因制定相应的对策。研究成果可为电厂运行控制及排放污水COD实验数据提供一定的理论依据。

关键字：COD，RSD曲线，电厂，运行控制，排放污水

Revising the Precision of Laboratory COD Experiment Data: A Study

Abstract: This paper presents an analysis of the factors contributing to the fluctuation of COD experimental data in power plants. Based on extensive experimental experience and a large dataset, this study identifies the sampling error associated with suction tube sampling and non-uniformity in medium digestion as key factors influencing the problem. Corresponding measures are proposed to address these two factors. The research findings provide a theoretical foundation for understanding COD experimental data in power plant operation control and wastewater discharge.

Key words ：COD, RSD curve, thermal power plant, operation control, wastewater discharge plants

一、问题定义和背景

相对标准偏差（relative standard deviation，RSD）又叫标准偏差系数、变异系数等，由标准偏差除以相应的平均值乘100%所得，可在检验检测工作中分析结果的精密度。

我们在2022年9月至2023年3月期间进行了大量COD实验分析。在实验数据分析过程中，我们发现实验数据的相对标准偏差未能完全达到公司要求的标准（≤5%）。

表1-12022年9月至2023年3月实验数据RSD概率分布表

图1-12022年9月至2023年3月实验数据RSD概率分布图

我公司使用的实验方法是分光光度法。将样品用消解两个小时，样品中的还原性物质将重铬酸根离子（Cr2O72-）还原为绿色的铬离子（Cr3+）。通过测定在特定波长下的透过光强度，计算得出样品的COD值。该方法的核心是朗伯比尔定律。

朗伯比尔定律是光吸收的基本定律，适用于所有的电磁辐射和所有的吸光物质。该定律是比色分析及分光光度法的理论基础。光被吸收的量正比于光程中产生光吸收的分子数目。导致偏离朗伯比尔定律的原因很多，可分为物理和化学两个方面。物理方面的原因主要为光源不稳定的、温度的变化等；化学方面的原因主要是由于溶液本身化学变化造成的。

二、因素分析

经过分析，我们排除了光源、温度、TNT管、待测水样等因素干扰，锁定影响因素为：使用分度吸量管取样时取样误差和消解后介质不均匀。

2.1 使用分度吸量管的影响

使用未通过校验、刻度不清晰的分度吸量管取样以及实验人员个人实验技能水平均对取样量有较大影响。

2.2 消解后介质不均匀

实验方案要求样品在消解后应趁热摇晃样品几次。但有较多样品消解摇晃后整体或部分浑浊，无法读数。

图2-1 消解后整体浑浊

图2-2 消解后上层浑浊，下层澄清

三、制定对策

3.1 改进取样方式

我们改用Finnpipette F1型固定量程移液器进行取样，最大程度地消除了分度吸量管及个体技能水平对取样的影响。

3.2 引入离心步骤

我们使用依据实验试剂需求选择LC-LX-L40B型离心机，对消解后出现浑浊、分层、有悬浮物等情况的比色管进行离心操作。经尝试，在转速为4000r/min，离心时间为2分钟时，离心效果即可达到预期：比色管未见破损，溶液澄清透明不分层，比色管底部有白色不溶物。

四、效果验证

4.1 效果描述

我们通过对班组实验员进行培训和规范操作。在2023年4月至2023年10月期间，我们进行了大量比对实验。统计结果表明实验数据RSD大幅度下降。

下面的数据是我们在实施对策后的实验结果统计。

表4-12023年4月至2023年10月实验数据RSD概率分布表

图4-12023年4月至2023年10月实验数据RSD概率分布图

根据上述数据表格，每组的实验的RSD合格率为：96.84%、97.04%、97.02%，较措施实施前有了质的飞跃，基本符合我厂要求。我们认为，本次活动的目的基本达到。

五、巩固措施

5.1 措施1：

明确职责和工作流程，制定详细的监测计划，确保每一位实验人员熟知和遵循。加强对实验设备的维护和保养，确保设备的可靠性和准确性。实施数据溯源和误差分析，找到误差根源，减小误差影响。

5.2 措施2：

加强实验员培训和管理，定期组织内部培训、交流和考核，提高实验员的综合素质和适应能力。

5.3 措施3：

建立信息共享平台，方便实验员之间的信息交流和协作。加强与外部专家的沟通和合作，引进先进的技术和经验，提高实验水平。针对实验过程中出现的问题，及时总结经验。

六、总结与展望

本次课题涉及了分析化学、无机化学、数据统计的运用等多方面专业知识，大家一同攻坚克难，解决了实际问题，通过试验数据验证效果，最终达成课题目标。

参考文献：

【1】DR6000 方法手册

【2】HJ/T 399-2007 水质 化学需氧量的测定 快速消解分光光度法

【3】GB/T 12807-2021 实验室玻璃仪器 分度吸量管

【4】GB/T 12810-1991 实验室玻璃仪器 玻璃量器的容量校准和使用方法

【5】JJG 196-2006 常用玻璃量器检定规程