一、方法概要:
酸化之水樣加入過量之重鉻酸鉀溶液迴流煮沸,剩餘之重鉻酸鉀,以
硫酸亞鐵銨溶液滴定;由消耗之重鉻酸鉀量,即可求得水樣中之化學
需氧量(Chemical Oxygen Demand,簡稱 COD),以表示水樣中可被
氧化有機物之含量。
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二、適用範圍:
本方法適用於鹵離子濃度小於2,000㎎/L之地面水、地下水及放流水
中化學需氧量檢驗。
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三、干擾:
(一)比啶及其同類化合物無法被氧化,使 COD值偏低。
(二)揮發性之直鏈脂肪族化合物不易氧化。可加入硫酸銀試劑做為催
化劑。但須注意硫酸銀試劑會與鹵素形成不易氧化之沈澱。
(三)鹵離子(×-) 之干擾,可事先加入硫酸汞以生成錯鹽方式排除
之,通常可於20mL水樣中加入0.4g硫酸汞。若已知水樣中鹵離子
濃度小於 2,000㎎/L,則只要維持硫酸汞;鹵離子=10:1比例即
可(不必 20mL 水樣中加0.4g硫酸汞);但當鹵離子濃度大於2,
000㎎/L時,本方法即不適用。
(四)通常水樣中亞硝酸氮極少超過1 或2 ㎎/L,在此情形下該離子
之干擾可忽略。亞硝酸鹽產生之干擾,可依每1 ㎎亞硝酸氮加入
10㎎胺基磺酸(Sulfamic acid) 來排除。注意:在空白水樣中
須加入相同量的胺基磺酸。
(五)無機鹽類如六價鉻離子、亞鐵離子、亞錳離子及硫化物等會形成
干擾。因此若已知含有以上干擾物質,應分別定量並校正COD 值
。
(六)廢棄物中的氨氮或由含氮有機物質中釋放出的氨氮,在含高濃度
之氯離子時,會被氧化而造成干擾。
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四、設備:
(一)迴流裝置:口徑24/40之500 mL或250mL磨口圓底瓶,30㎝長之直
形或球形冷凝管。
(二)加熱裝置。
(三)天平:可精秤至0.1㎎。
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五、試劑:
(一)試劑水:去離子蒸餾水。
(二)硫酸汞:分析級。
(三)重鉻酸鉀標準溶液,0.00417M:以試劑水溶解分析級試藥之重鉻
酸鉀 12.259g(先在103℃乾烘2小時),於1L之量瓶中,定量至
標線。
(四)硫酸銀試劑:於2.5L濃硫酸中加入25g硫酸銀,靜置1 至2天使硫
酸銀完全溶解。使用已配妥之市售品亦可。
(五)菲羅( Ferroin)指示劑:溶解 1.485g 1,10-二氮雜菲(1
,10-phenanthroline monohydrate,C12H8N2‧H2O) 及 0.695
g 硫酸亞鐵於試劑水中,稀釋至 100mL。使用已配妥之市售品亦
可。
(六)硫酸亞鐵銨滴定溶液,0.25M:溶解98g硫酸亞鐵銨於試劑水中,
加入 20mL 濃硫酸,冷卻後稀釋至1L。使用前標定之。
標定方法:
稀釋10mL0.0417M 重鉻酸鉀標準溶液至約100mL,加入30mL 濃硫
酸,冷卻至室溫,加入2 至3 滴菲羅指劑, 以0.25M硫酸亞鐵
銨滴定,當溶液由藍綠色變為紅棕色時即為終點。
10 (mL)×0.25(M)
硫酸亞鐵銨滴定溶液摩爾濃度(M)= --------------------
消耗之硫酸亞鐵銨
滴定溶液體積(mL)
(七)COD標準溶液:在1L量瓶內,溶解0.1700g無水鄰苯二甲酸氫鉀(
120 ℃乾燥隔夜)於試劑水中,定量至標線,鄰苯二甲酸氫鉀之
理論COD 值為1.176㎎/㎎,本溶液之理論 COD值為200㎎/L。在
未觀察到微生物生長情況下,此溶液在棕色瓶內可冷藏保存至三
個月。
(八)沸石。
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六、採樣與保存:
以玻璃瓶或塑膠瓶採集約500mL 之樣品,如無法於採樣後立即分析,
應以硫酸調pH值至2以下,並於4℃下冷藏,保存期限為7天。
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七、步驟:
(一)若水樣之COD 值大於50mg/L時:
1.取 20mL 混合均勻之水樣(若水樣之COD 值大於900mg/L 時,
應予適當稀釋)於 250 mL 圓底燒瓶內,加入 0.4g 硫酸汞及
數粒沸石,然後緩慢加入2mL 硫酸銀試劑,搖晃混合使硫酸汞
溶解,混合時須冷卻圓底燒瓶以避免揮發性物質逸失。
2.加入 10.0mL 0.0417M 重鉻酸鉀溶液混勻後,連接冷凝管,並
通入冷卻水。
3.由冷凝管頂端加入28mL硫酸銀試劑(注意:搖晃混合均勻後,
方可加熱以免酸液濺出)迴流2 小時(如已知水樣不需 2 小
時迴流之COD 值時,可酌減迴流時間),迴流時以小燒杯蓋在
冷凝管頂端以防污染物掉入。
4.冷卻後,以 30mL 蒸餾水由冷凝管頂端沖洗冷凝管內壁,取出
圓底瓶,加入 30mL 之蒸餾水,冷卻至室溫。
5.加入2 至3 滴菲羅指示劑,以0.25M 硫酸亞鐵銨溶液滴定至
當量點,此時溶液由藍綠色轉為紅棕色。所有的樣品最好使用
等量指示劑。
6.同時以試劑水進行空白試驗。
(二)若水樣之COD 值低於50mg/L:
1.應使用 0.00417M 重鉻酸鉀標準溶液及 0.025M 硫酸亞鐵銨滴
定溶液,依七、(一)1 至6 操作。操作時須特別小心,因玻
璃器皿或空氣中微量的有機質都會導致誤差。
2.若須進一步增加靈敏度,可在迴流消化前濃縮水樣,方法如下
:在大於 20mL 體積之水樣中,加入所有的試劑,在圓底燒瓶
中煮沸,但不連接冷凝管,使其體積降至 60mL 。唯硫酸汞之
添加量則須視濃縮前水樣中氯離子之濃度,依硫酸汞;氯離子
=10:1 之原則做適度調整。
(三)以鄰苯二甲酸氫鉀標準溶液做品管樣品分析,以評估分析技術及
試劑之品質。
(四)若水樣體積超過20mL,則所需之試劑用量亦應比例增加,而二小
時之迴流時間的標準亦可酌情縮短,只要結果相當即可。
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八、結果處理:
(A-B)×C ×8,000
化學需氧量(mg/L)=──────────
V
A =空白消耗之硫酸亞鐵銨滴定液體積(mL)
B =水樣消耗之硫酸亞鐵銨滴定液體積(mL)
C =硫酸亞鐵銨滴定液之摩爾濃度(M)
V =水樣體積(mL)
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九、品質管制:
(一)空白樣品、標準樣品及添加樣品須與樣品同時測定。
(二)每批樣品至少做一次重複分析。
(三)每批具相似基質和濃度之樣品或每十個樣品至少分析一個添加已
知量標準溶液之樣品,以檢查其回收率,若回收率超過管制極限
(75至 12 5 %)時須重做。
(四)每批具相似基質和濃度之樣品或每十個樣品至少分析一個品管樣
品,若分析結果與標準值差在85至115%以外時必須重做。
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十、精密度與準確度:
國內某單一實驗室對100mg/L 之品管樣品經進行22次重複分析,結果
如下所示:
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測試項目 樣品濃度 回收濃度 回收率±標準偏差 分析次數
(mg/L) (mg/L) (%)
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COD 100.0 97.4 97.4±2.2 22
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十一、參考資料:
American Public Health Association,American Water Works
Association & Water Environment Federation. 1992. Standard
Methods for the Examination of Water and Wastewater, 18th
Es., pp. 5-6~5-8. APHA, Washington, D.C.,USA.
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