化学需氧量(Chemical Oxygen Demand, COD)是水质监测中至关重要的综合性指标,它反映了水体中还原性物质的含量,特别是有机污染物的浓度。作为衡量水体受有机污染程度的关键参数,COD检测在环境监测、污水处理、工业排放控制等领域具有不可替代的作用。水体中的有机物在分解过程中会消耗大量溶解氧,导致水生生态系统失衡,甚至引发黑臭水体现象。通过COD检测,可以准确评估水体的污染负荷,为废水处理工艺的优化提供数据支持,确保排放水质符合环保要求。在市政污水处理厂、化工、制药、印染、食品加工等行业,COD检测都是日常运营和监管的核心环节。此外,该指标还能有效评估水体的自净能力,为水资源管理和保护提供科学依据。
化学需氧量检测主要针对水体中可被强氧化剂氧化的有机物含量,包括各类碳水化合物、蛋白质、油脂、木质素等有机物质。检测范围覆盖环境水体(地表水、地下水)、生活污水、工业废水等多种水样类型。根据水样来源和特性,检测浓度范围可从清洁水样的几个毫克每升到高浓度工业废水的数万毫克每升。在实际检测中,需要根据预估浓度选择适当的检测方法和量程,确保检测结果的准确性和可靠性。对于特殊行业废水,如制药废水、印染废水等,还需考虑其特征污染物对检测结果的干扰影响。
COD检测主要使用的仪器设备包括COD消解仪、分光光度计或滴定装置。COD消解仪采用高温高压条件,确保样品在强酸环境下被氧化剂完全氧化。现代检测实验室普遍配备多功能COD消解器,可同时处理多个样品,并具备精确的温控系统。检测过程中还需使用分析天平、移液器、容量瓶、比色管等辅助设备。对于现场快速检测,便携式COD测定仪因其操作简便、检测快速而被广泛应用。这些仪器通常采用预制试剂包,大大简化了操作流程,但需定期校准以确保检测精度。
目前主流的COD检测方法包括重铬酸钾法和快速消解分光光度法。重铬酸钾法作为经典方法,其检测流程包括:样品采集与保存、样品预处理、加入重铬酸钾溶液和硫酸银催化剂、在150℃下消解2小时、冷却后采用硫酸亚铁铵滴定测定剩余氧化剂含量,最后通过计算公式得出COD值。快速消解分光光度法则将消解时间缩短至15-30分钟,通过测量特定波长下的吸光度值,利用标准曲线计算COD浓度。无论采用何种方法,都必须严格把控消解温度、时间和试剂用量等关键参数。样品检测前需进行均质化处理,对高氯离子样品还需采取特殊处理措施以避免干扰。
我国COD检测主要遵循《水质 化学需氧量的测定 重铬酸盐法》(HJ 828-2017)和《水质 化学需氧量的测定 快速消解分光光度法》(HJ/T 399-2007)等国家标准方法。国际上也有一系列标准方法,如美国EPA认可的410.4方法和标准方法5220系列。这些标准详细规定了试剂配制、仪器校准、操作步骤、质量控制等要求。在特定行业应用时,还需参考相应的行业排放标准,如《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)和《污水综合排放标准》(GB 8978-1996)。检测实验室应建立完善的质量控制体系,包括空白试验、平行样测定、标准物质验证等措施,确保检测数据的准确性和可比性。
COD检测结果的评判需依据相关环境标准和排放限值。对于地表水环境,根据《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002),Ⅰ类水COD限值为15mg/L以下,Ⅱ类水为15mg/L,Ⅲ类水为20mg/L,Ⅳ类水为30mg/L,Ⅴ类水为40mg/L。对于工业废水排放,不同行业有相应的COD排放限值,通常在50-500mg/L之间。污水处理厂排放标准则根据处理级别有所不同,一级A标准为50mg/L,一级B标准为60mg/L。在结果评判时,还需考虑检测的不确定度,当检测结果接近限值时,应采取重复检测、加标回收等方法验证。对于异常检测结果,应及时分析原因,排查采样、保存、检测等环节可能存在的问题。