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化學需氧量(CODMn)檢測

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發布時間：2025-07-30 08:40:34 更新時間：2025-07-29 08:40:34

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作者：中科光析科學技術研究所檢測中心

化學需氧量(CODMn)檢測

化學需氧量（Chemical Oxygen Demand, COD）是衡量水體中有機物污染程度的重要水質指標之一，它代表了水體中可被強氧化劑氧化的還原性物質的總量。其中，CODMn特指采用高錳酸鉀（KMnO?）作為氧化劑，在酸性或堿性條件下測定的化學需氧量，通常也被稱為“高錳酸鹽指數”。相較于使用重鉻酸鉀（K?Cr?O?）的CODCr方法，CODMn方法使用的氧化劑氧化能力稍弱，因此更適用于污染程度較輕、有機物濃度較低的水樣，如地表水、飲用水、水源水、大氣降水以及部分清潔工業廢水的監測。準確測定CODMn對于評估水體的有機污染狀況、判斷水處理效果以及保障飲用水安全具有極其重要的意義。

檢測項目

本檢測的核心項目是高錳酸鹽指數（CODMn）。它是指在一定條件下，以高錳酸鉀為氧化劑，氧化處理水樣中的還原性物質（主要是有機物，還包括亞硝酸鹽、亞鐵鹽、硫化物等無機還原物），所消耗的高錳酸鉀的量換算成氧的毫克/升（mg/L O?）來表示。其結果反映了水體受還原性物質污染的程度，數值越高，表明水體中有機污染越嚴重。

檢測儀器

進行CODMn測定通常需要以下主要儀器設備：

* 恒溫水浴鍋：用于在特定溫度（通常為沸水浴或25-30℃恒溫水浴）下加熱反應的水樣，確保反應條件恒定。
* 滴定管（酸式或微量滴定管）：用于精確加入高錳酸鉀標準溶液和滴定還原過量的高錳酸鉀。
* 錐形瓶（250mL或300mL）：作為反應和滴定的容器。
* 移液管（或移液槍）：用于準確移取一定體積的水樣、高錳酸鉀標準溶液和草酸鈉標準溶液。
* 量筒：用于量取水樣或試劑。
* 電熱板或電爐（可選）：用于煮沸水浴用水或處理某些步驟。
* 分析天平：用于精確稱量試劑（如配置標準溶液所需的草酸鈉）。
* pH計或pH試紙（可選）：用于檢查或調整水樣的酸堿性（對堿性法尤為重要）。
* 計時器：用于精確控制反應時間。

檢測方法

CODMn的測定主要依據國家標準方法（如《GB 11892-89 水質高錳酸鹽指數的測定》）進行，分為酸性法和堿性法兩種：

1. 酸性高錳酸鉀法（適用于氯離子含量不超過300mg/L的水樣）：
* 步驟一：取一定體積（通常為100mL）的混勻水樣于250mL錐形瓶中（若預估CODMn高，可少取樣，加蒸餾水稀釋至100mL）。
* 步驟二：加入5mL (1+3) 硫酸溶液（確保強酸性環境）。
* 步驟三：用滴定管準確加入10.00mL濃度已知的高錳酸鉀標準溶液（如c(1/5 KMnO?) = 0.01mol/L）。
* 步驟四：搖勻后立即放入已沸騰的水浴鍋中（沸水液面要高于瓶內液面），加熱30±2分鐘（從水浴重新沸騰開始計時）。
* 步驟五：取出錐形瓶，趁熱（70-80℃）用移液管準確加入10.00mL濃度已知的草酸鈉標準溶液（如c(1/2 Na?C?O?) = 0.0100mol/L）。
* 步驟六：溶液顏色立即褪去（殘留的高錳酸鉀被草酸鈉還原）。
* 步驟七：趁熱用之前使用的高錳酸鉀標準溶液滴定至溶液呈微紅色，且30秒內不褪色即為終點。記錄消耗的高錳酸鉀溶液體積（V?，mL）。
* 步驟八：空白試驗：用100mL蒸餾水代替水樣，按照上述步驟一至步驟七進行完全相同的操作，記錄空白滴定消耗的高錳酸鉀溶液體積（V?，mL）。
* 步驟九：計算：
> CODMn (O?, mg/L) = [ (10 + V?) / K - 10 ] * c * 8 * 1000 / V
> 其中：c為高錳酸鉀標準溶液的濃度(mol/L，以1/5 KMnO?計)；8為氧的摩爾質量(1/2 O, g/mol)；V為水樣體積(mL)；K = 10 / V? （即標定系數，通常接近1）。

2. 堿性高錳酸鉀法（適用于氯離子含量超過300mg/L的水樣，如海水、高氯廢水）：
* 基本原理與酸性法類似，但反應在堿性（加入氫氧化鈉溶液）條件下進行。堿性條件下，高錳酸鉀氧化有機物的速度較慢，但對氯離子的氧化作用被大大抑制，減少了氯離子的干擾。
* 反應完成后需酸化溶液（加入硫酸），再用草酸鈉標準溶液滴定剩余的高錳酸鉀。
* 計算原理相同，需注意加入的堿量和酸化步驟。

檢測標準

中國及國際上對CODMn的測定有明確的標準方法規定，確保數據的可比性和準確性。主要標準包括：

* GB 11892-89 水質高錳酸鹽指數的測定：這是中國現行的國家標準方法，詳細規定了酸性法和堿性法的適用范圍、試劑、儀器、步驟、計算及精密度要求。
* ISO 8467:1993 Water quality — Determination of permanganate index: 國際標準化組織(ISO)制定的標準方法。
* HJ/T 132-2003 高錳酸鹽指數的測定連續流動分析（CFA）法：規定了自動化連續流動分析儀測定CODMn的方法（等效于ISO 8467:1993的流動注射法部分），適用于批量樣品分析。
* USEPA Method 410.4 (Revision 2.0): 美國環境保護署(EPA)關于化學需氧量（高錳酸鹽法）的標準方法（主要用于清潔水體）。

在進行CODMn檢測時，必須嚴格按照選定的標準方法進行操作，并對試劑純度、儀器校準、實驗用水、反應溫度和時間等關鍵環節進行嚴格控制。對于含有大量懸浮物或顏色的水樣，可能需要進行預處理（如過濾）。氯離子的干擾是酸性法的重要考慮因素，當氯離子濃度高時，必須采用堿性法或在酸性條件下加入硫酸銀（Ag?SO?）沉淀氯離子以消除干擾。