摘要：水體環(huán)境是自然生態(tài)環(huán)境體系中的一個(gè)重要部門，對水體質(zhì)量檢測的方法很多，當(dāng)前較為常見的一種是密封催化消解法。這種檢測方法已經(jīng)被用在眾多的水樣檢測工作中，在檢測工程中，消解管的精度對整個(gè)水樣系統(tǒng)檢測的結(jié)果會產(chǎn)生影響。本文的主要內(nèi)容就是通過對消解器械的檢測來降低最終產(chǎn)生誤差的方法。

　　關(guān)鍵詞：密封催化消解,器械,檢測,誤差

　　一、器械系統(tǒng)檢測的背景分析

　　隨著人類社會的發(fā)展，在各種社會文明、精神文明、物質(zhì)文明大舉進(jìn)步的同時(shí)，生態(tài)環(huán)境的保護(hù)卻逆勢而行。水體環(huán)境是整個(gè)自然環(huán)境中的重要組成部分，它也是人類生存發(fā)展所依賴的重要資源。但是，水體資源質(zhì)量下降已經(jīng)成為社會普遍存在的問題，各種工業(yè)廢水、生活污水的排放使得水體質(zhì)量受到了嚴(yán)重的影響。對水體質(zhì)量進(jìn)行檢測已經(jīng)成為現(xiàn)代環(huán)境檢測的重要工作，通過這項(xiàng)工作，我們不僅能夠認(rèn)識到水體質(zhì)量的現(xiàn)狀，也能夠發(fā)現(xiàn)整個(gè)循環(huán)系統(tǒng)中的環(huán)境狀態(tài)。對水體進(jìn)行檢測的方法很多，COD也就是化學(xué)需氧量是我們評價(jià)一個(gè)水體樣本質(zhì)量的重要標(biāo)準(zhǔn)。COD是指，在單位體積的水體樣本中，用強(qiáng)氧化劑來氧化一些易被氧化的有機(jī)物和無機(jī)物所需要氧的質(zhì)量濃度，單位是mg/L。因?yàn)檫@項(xiàng)檢測工作的完成需要多種添加劑、催化劑以及對客觀條件有著要求，所以，其最終的檢測結(jié)果很容易受到氧化劑的性質(zhì)、濃度、催化劑的種類、進(jìn)行反應(yīng)的時(shí)間、實(shí)驗(yàn)設(shè)備的質(zhì)量等因素的影響。

　　對COD進(jìn)行檢測國家推行的標(biāo)準(zhǔn)方法是重鉻酸鉀法，利用這種方法進(jìn)行操作的弊端是程序繁瑣，需要用到的試劑種類多，能量消耗嚴(yán)重并且容易造成二次污染。針對這種弊端，出現(xiàn)了另外一種改進(jìn)的檢測方法，也就是本文所要介紹的快速密封催化消解法。顧名思義，采用這種檢測方法必然要用到一種密封的容器，也就是密封管。在密封管中，將反應(yīng)液、水樣、催化劑、重鉻酸鉀混合，至于150°下進(jìn)行加熱，完成消解后用硫酸亞鐵銨來進(jìn)行COD數(shù)值的測定。這種檢測方法的特點(diǎn)就是需要用到的添加劑少，并且不會造成過多的二次污染，能源消耗低，整個(gè)檢測更加快速便捷。但是，它同樣存在著一些缺點(diǎn)，因?yàn)椴僮鞣椒ê唵危�所以它就對參與檢測的各種試劑的純度有著很高的要求，進(jìn)行檢測的設(shè)備的密度、密封管的精度都會對檢測結(jié)果產(chǎn)生影響。這種差異具體到每一根消解管上，因?yàn)榧词故峭�一批生產(chǎn)的消解管，其在后期加工中的壁厚都會有著很大的差距。壁厚不同，直接導(dǎo)致的就是進(jìn)行加熱時(shí)傳熱效果存在著差異，從而檢測結(jié)果也就會產(chǎn)生很大的差別。本文的主要內(nèi)容，就是通過實(shí)驗(yàn)，證實(shí)這種誤差的存在，并且提出減少由于器械差異導(dǎo)致檢測誤差的方法。

　　二、檢測實(shí)驗(yàn)

　　(一)實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

　　實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備階段，我們需要將不同的儀器和試劑進(jìn)行配比、準(zhǔn)備、

　　(1)儀器

　　①消解管，24個(gè);②多功能消解儀;③25ML滴定管;④150ml錐形瓶

　　(2)試劑

　　①重鉻酸鉀溶液

　　標(biāo)準(zhǔn)溶液的做法是，將2.452g的重鉻酸鉀在120°下進(jìn)行烘干，兩小時(shí)后將其融入1000ml容量瓶的蒸餾水中，稀釋搖勻。溶液濃度應(yīng)為0.05mol/L。

　　②硫酸亞鐵銨溶液

　　將3.93g的硫酸亞鐵銨溶入到蒸餾水中，加入20ml的濃硫酸，攪拌均勻，直至冷卻，然后存入容量瓶中。它的使用標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)重鉻酸鉀的使用量來確定。溶液濃度應(yīng)為0.01mol/L。

　　③消化液

　　消化液的制作是多種添加劑的組合，重鉻酸鉀、硫酸鋁鉀以及鉬酸銨，重量分別是2.452g、10g、2g.將這三種成分溶于500ml的蒸餾水中。然后加入200ml的濃硫酸，攪拌均勻，冷卻儲藏，轉(zhuǎn)移稀釋。溶液濃度應(yīng)為0.05mol/L。

　　④掩蔽劑

　　將2g硫酸汞添加于濃度為10%的100ml硫酸溶液中。

　　⑤催化劑

　　將1.76g硫酸銀添加于濃度為10%的1L硫酸溶液中。

　　⑥試亞鐵靈指示劑

　　硫酸亞鐵0.139g，鄰菲羅呤0.297g，溶于100ml的蒸餾水中，存儲于棕色瓶中。

　　(二)實(shí)驗(yàn)階段

　　①對多功能消解儀的性能進(jìn)行檢測，確認(rèn)溫度指示是否正常，應(yīng)穩(wěn)定在150°。

　　②選擇12個(gè)50ml的消解管，在每一個(gè)消解管中均勻的加入3ml的水樣、1ml的掩蔽劑、5ml的催化劑以及3ml的消化液，全部加入后，搖勻。

　　③密封消解管，檢測密封效果，確認(rèn)后放入消解儀中，啟動消解儀，定時(shí)30min進(jìn)行消解。

　　④定時(shí)結(jié)束以后，將消解管取出，等待冷卻。

　　⑤用150ml的錐形瓶存放樣液，并且開始用蒸餾水沖洗消解管，蒸餾水總量為20ml，分3次進(jìn)行沖洗。沖洗液不可外漏，應(yīng)該一并進(jìn)入錐形瓶，然后加入2滴試亞鐵靈試劑，回滴硫酸亞鐵銨溶液，并且在回滴過程中記錄溶液的用量，直到整個(gè)溶液的顏色變?yōu)榧t褐色時(shí)，回滴過程完畢，按照記錄的用量，進(jìn)行計(jì)算，得出我們需要的COD值。

　　⑥公式：

　　COD=(V0-V1)×M×8×1000/V2 (mg/L)

　　參數(shù)分別指代的是：

　　V0是空白消耗的硫酸亞鐵銨量;V1是水樣所消耗的硫酸亞鐵銨量;V2是水樣的體積;M是硫酸亞鐵銨的溶液濃度，8是1/2氧摩爾質(zhì)量。

　　(三)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

　　(1)空白樣品實(shí)驗(yàn)

　　對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，必須建立在有比較對象的基礎(chǔ)上，我們進(jìn)行比較分析的另一個(gè)重要基礎(chǔ)就是對蒸餾水進(jìn)行空白的樣品實(shí)驗(yàn)。同樣使用24支消解管，分成兩批對比進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

　　如上圖所示，在兩批試管進(jìn)行檢測的最終結(jié)果中，出現(xiàn)的差值較大，如果是按照上文我們提供的公式進(jìn)行計(jì)算，這種差值帶入最后計(jì)算出來的結(jié)果出現(xiàn)的偏差應(yīng)該在2.93mg/L左右。除了這種批次比較的差異以外，我們也可以從表中看到，即使在同一批消解管中，即使在消解孔的溫度控制相同，升溫時(shí)間相同的情況下，最終的檢測結(jié)果之間也有著誤差。數(shù)值之間的最大差距如果換算在我們提出的公式中，最終的誤差結(jié)果能夠達(dá)到5.06mg/L，這是一個(gè)非常大的差額數(shù)值。

　　由此我們可以清楚的看到，在不同批次的消解管進(jìn)行檢測時(shí)，出現(xiàn)的差異可能還小于同批次消解管進(jìn)行檢測時(shí)所產(chǎn)生的結(jié)果差異。在這種同等條件、同等試劑、同等時(shí)間控制的條件下已經(jīng)出現(xiàn)這樣大的差異，如果說條件不同、試劑不同、環(huán)境不同，最終檢測結(jié)果的誤差就是更加難以控制了。

　　(2)國標(biāo)樣品實(shí)驗(yàn)

　　按照國家樣品標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，我們同樣是采用之前使用的兩批試管，但是由于我們在空白試驗(yàn)中已經(jīng)知道在這兩批試管中分別有一根試管的偏差指數(shù)過大，所以我們挑出在這兩批中每一個(gè)偏差最高的試管，不參加此次實(shí)驗(yàn)，將他們前一輪的檢測比值留用，等待對比。

　　在這一輪我們總共進(jìn)行了四次實(shí)驗(yàn)，最終通過四次實(shí)驗(yàn)得出一個(gè)平均數(shù)值，最后的檢測結(jié)果是，測量值控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。同時(shí)我們將前一輪試驗(yàn)中差距最大的兩支消解管的比值進(jìn)行計(jì)算對比，與標(biāo)準(zhǔn)相比，偏差能夠達(dá)到15%左右。而用上一輪兩批消解管的均值進(jìn)行計(jì)算，最終的結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)的偏差大概在6%左右。通過這次試驗(yàn)我們知道，只有當(dāng)消解管的精度與標(biāo)準(zhǔn)精度越接近，最終的檢測結(jié)果才能偏差較小。所以，為了減少由于器械缺陷帶來的數(shù)據(jù)偏差，我們必須對消解管首先進(jìn)行多次的測試，利用空白樣品測試進(jìn)行對比，找出其中偏差最大的消解管，以及其中偏差自小的消解管，取偏差小的進(jìn)行密封催化消解檢測，如此，才能將可能由于消解管誤差引起的結(jié)果偏差降低到最低。

　　參考文獻(xiàn)：

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