水体检测中化学需氧量COD的测定方法及数据准确性保障

化学需氧量（COD）是反映水体中还原性物质（主要为有机物）污染程度的核心指标，其测定结果直接关乎水环境质量评估、污水处理工艺优化及排放达标判定。不同测定方法的原理、适用场景差异显著，而数据准确性则依赖从样品采集到结果计算全流程的严格控制。本文将系统梳理COD常见测定方法的技术细节，同时拆解保障数据准确性的关键环节，为环境监测实践提供可操作的参考。

重铬酸钾法：COD测定的“金标准”

重铬酸钾法是国际公认的COD测定标准方法（GB 11914-89），原理是在强酸性条件下，用重铬酸钾氧化水体中的还原性物质，剩余的重铬酸钾用硫酸亚铁铵回滴，通过氧化剂消耗量计算COD值。该方法氧化能力强，能氧化90%以上的有机物，结果稳定性高。

操作需注意细节：取20mL水样于回流锥形瓶，加入10mL重铬酸钾标准液和30mL硫酸-硫酸银溶液（催化剂），连接回流装置加热2小时；冷却后加90mL水冲洗冷凝管，滴3滴试亚铁灵指示剂，用硫酸亚铁铵滴定至红褐色，记录消耗体积。

该方法适用于各类水样（尤其是污染严重的工业废水），但缺点明显：回流时间长、试剂用量大、产生含铬废渣。对氯离子含量高的水样，需加硫酸汞掩蔽（每1mg氯离子对应0.4mg硫酸汞），避免氯离子被氧化导致结果偏高。

需注意，稀释高浓度水样（COD>1000mg/L）时，应选择无有机物的纯水，稀释倍数以保证硫酸亚铁铵消耗量在10-20mL为宜，避免倍数过大增加误差。

高锰酸钾法：轻度污染水体的快速筛查工具

高锰酸钾法（GB 11892-89）以高锰酸钾为氧化剂，在酸性或碱性条件下氧化还原性物质，剩余高锰酸钾用草酸钠回滴，结果称为“高锰酸盐指数（COD_Mn）”，主要用于轻度污染水体（如地表水、饮用水源地）。

酸性法操作：取100mL水样，加5mL硫酸（1+3）酸化，加10mL高锰酸钾液，煮沸10分钟；冷却后加10mL草酸钠液，再用高锰酸钾滴定至微红色。碱性法适用于含挥发性有机物或高氯离子水样，先加5mL氢氧化钠液，再加高锰酸钾，其他步骤同酸性法。

该方法优势是耗时短（约30分钟）、试剂毒性低、操作简便，适合野外监测。但氧化不完全（仅氧化50%有机物），不能替代重铬酸钾法用于工业废水达标判定。

需注意，煮沸时间需从水沸腾开始计时，避免因加热不足导致氧化不完全；碱性法中氢氧化钠浓度需准确（500g/L），否则无法抑制氯离子干扰。

快速消解分光光度法：高效批量测定的优选方案

快速消解分光光度法（HJ/T 399-2007）针对标准法耗时久的问题设计，原理是用重铬酸钾氧化有机物，通过剩余重铬酸钾（或生成的三价铬）浓度与COD的线性关系，用分光光度计测吸光度计算结果。

操作简化：取2mL水样于消解管，加1.5mL消解试剂（含重铬酸钾、硫酸银、硫酸汞），旋紧盖子摇匀；165℃消解15分钟；冷却后用分光光度计在600nm（高COD）或440nm（低COD）测吸光度，对照标准曲线得COD值。

核心优势是快速（总耗时约30分钟）、试剂用量少（仅为标准法1/10）、能批量处理（消解仪可同时处理20-40个样品），适合实验室批量测定。但需严格控制消解温度（165℃±2℃）和时间（15分钟），否则结果偏低。

标准曲线绘制需用邻苯二甲酸氢钾配制的标准溶液，确保与水样基质相似，避免基质效应影响准确性；消解管需用稀硝酸浸泡24小时，去除内壁有机物残留。

电化学法：新兴的无试剂测定技术

电化学法是近年发展的新技术，原理是利用电化学氧化将有机物分解为CO₂和H₂O，通过测量消耗的电荷量（库仑量），依法拉第定律计算COD（1库仑对应0.0003mg COD），常见有库仑滴定法、电解氧化法等。

库仑滴定法操作：将水样注入电解池，加硫酸作支持电解质，以铂电极为工作电极、饱和甘汞电极为参比电极，施加恒定电流电解；有机物完全氧化后，过量氧化剂使电极电位突变，记录电解时间计算电荷量。

优势是无试剂消耗、无二次污染、测定快（5-10分钟），能实现连续在线监测（如污水处理厂出水口实时监控）。对氯离子干扰小，无需加硫酸汞。

局限性是对难降解有机物（如多环芳烃）氧化效率低，结果可能低于标准法；电极易被有机物覆盖，需定期用氧化铝粉末抛光；仪器成本较高，普及度不如传统方法。

样品采集与保存：数据准确的“源头控制”

采样需选代表性点位（如河流中泓线、污水厂出水口），避免采集浮渣或沉积物；用玻璃瓶或聚乙烯瓶，采样前用水样冲洗3次，确保无残留。采样量需满足方法要求（标准法20mL、快速法2mL），避免重复采样。

保存关键是抑制微生物活动：采集后立即加硫酸酸化至pH<2（每升加5mL浓硫酸），4℃冷藏，保存不超过48小时。含易挥发性有机物的水样（如石油类废水）需24小时内测定，避免有机物挥发。

高浓度水样需稀释：稀释倍数根据预计COD值选择，使氧化剂消耗量在标准范围（如标准法硫酸亚铁铵消耗10-20mL）。稀释用超纯水，需充分摇匀，避免局部浓度不均。

需注意，采样后避免剧烈震荡，防止水中溶解性气体逸出或悬浮物破碎，影响有机物含量。

试剂与仪器：准确性的“硬件基础”

试剂纯度至关重要：重铬酸钾标准液用基准试剂配制，120℃干燥2小时后称量，浓度误差≤0.1%；硫酸亚铁铵标准液易氧化，每周用重铬酸钾标定，平行操作3次取平均值。

催化剂和掩蔽剂需严控质量：硫酸银用分析纯，避免杂质降低催化效率；硫酸汞按氯离子含量计算加入量（每1mg氯离子加0.4mg），未受潮结块才能保证掩蔽效果。

仪器需定期校准：分光光度计每周用重铬酸钾标准液校准，吸光度误差≤0.005；消解仪每月用温度计测实际温度，偏差超2℃需调整；滴定管每季度用称量法校准体积，误差≤0.1mL。

自动化仪器（如在线COD仪）每天用标准溶液（50mg/L、200mg/L、500mg/L）校准，曲线相关系数R²≥0.999，否则检查进样系统或检测单元。

操作细节：避免误差的“人为控制”

标准法回流需严格计时：从冷凝管滴液开始计2小时，回流后用纯水冲洗冷凝管内壁，避免有机物残留；滴定前排尽滴定管气泡，滴定速度控制在每秒3-4滴，终点时慢滴，确保结果准确。

快速法消解管需旋紧盖子，防止消解液蒸发；冷却后倒置摇匀，使溶液均匀，避免局部浓度过高影响吸光度。分光光度法测吸光度前，需用空白溶液（不加水样的消解液）调零，消除试剂干扰。

电化学法电极需定期维护：工作电极（铂电极）用氧化铝粉末抛光，去除表面氧化物；参比电极（饱和甘汞电极）定期补充氯化钾溶液，确保电位稳定。

需注意，所有操作需平行进行3次，取平均值作为结果，避免单次操作误差。

干扰因素：精准测定的“绊脚石”

氯离子干扰最常见：用硫酸汞掩蔽（适用于氯离子<2000mg/L）、稀释水样（氯离子<1000mg/L）或银柱预处理（高氯离子水样如海水）。亚硝酸盐干扰用氨基磺酸消除（每1mg亚硝酸盐加10mg氨基磺酸）。

硫化物干扰：加过氧化氢（30%）氧化为硫酸盐，或调pH至碱性使硫化物沉淀。悬浮物干扰需分情况：无机悬浮物（如泥沙）用中速滤纸过滤；有机悬浮物（如造纸纤维）需一起消解，反映真实污染。

易挥发性有机物（如苯、甲苯）需快速测定：采样后24小时内完成，或用顶空法收集后氧化，避免挥发损失。

需注意，干扰消除后需做加标回收率试验，验证消除效果（回收率95%-105%为有效）。

质量控制：结果可靠的“最后防线”

空白试验：用超纯水代替水样，空白值≤2mg/L（标准法）或≤1mg/L（快速法）。空白值过高需检查试剂（如硫酸含有机物）、器皿（如锥形瓶未用稀硝酸浸泡）或环境（如实验室有喷漆作业）。

平行样测定：平行测2份，相对偏差≤5%（COD>100mg/L）或≤10%（COD<100mg/L）。偏差过大需重新测定，查找原因（如滴定读数误差、消解温度不均）。

加标回收率试验：向水样加邻苯二甲酸氢钾标准液（加标量为COD值50%-100%），回收率95%-105%为合格。回收率低说明有干扰（如氯离子未掩蔽），回收率高可能是试剂污染或计算错误。

实验室间比对：每年参加1-2次COD能力验证，与其他实验室结果对比，偏差超±10%需分析原因（如方法不当、仪器未校准），采取纠正措施。