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TECHNICAL ARTICLES化学需氧量(COD)作为衡量水体中有机物及还原性物质污染程度的核心指标,其测量结果的准确性高度依赖于标准物质的校准与验证。COD 测量的标准物质需具备纯度高、稳定性好、反应 stoichiometry(化学计量比)明确的特点,主要分为有机物标准物质(用于常规校准)和干扰物质标准物质(用于方法抗干扰能力验证)两大类。以下是详细分类及典型物质说明:
一、 核心有机物标准物质(用于 COD 校准)
这类物质是 COD 分析中最长用的标准,通过配制已知浓度的溶液,绘制标准曲线或进行单点校准,确保测量方法的准确性。选择依据是其与 COD 测量体系(如重铬酸钾法、高锰酸钾法)反应玩全,且理论 COD 值可精确计算。
标准物质名称 | 化学式 | 典型应用场景 | 理论 COD 值(g/g,以 O₂计) | 特点 |
邻苯二甲酸氢钾(Potassium Hydrogen Phthalate, KHP) | C₈H₅KO₄ | 国标方法手选校准物质(如 GB 11914-1989) | 1.176 | - 基准级纯度(≥99.95%),稳定性及强,易溶于水;- 与重铬酸钾在强酸性条件下反应玩全,无副反应,理论 COD 值精确;- 是全球 COD 校准的 “金标准",适用于各类水体(地表水、污水、工业废水)的 COD 方法验证。 |
葡萄糖(Glucose) | C₆H₁₂O₆ | 替代校准物质,模拟易降解糖类有机物污染 | 1.067 | - 纯度高(≥99.5%),水溶性好;- 反应 stoichiometry 明确,适用于验证方法对 “易降解有机物" 的响应能力;- 缺点:长期储存(尤其是溶液态)易微生物降解,需现配现用。 |
乙酸钠(Sodium Acetate) | CH₃COONa | 模拟小分子有机酸类污染(如化工、食品废水) | 0.827 | - 稳定性较好,易溶于水;- 适用于针对性校准含乙酸盐等有机酸的工业废水 COD 测量;- 与重铬酸钾反应玩全,无干扰产物生成。 |
苯二甲酸氢钾 - 葡萄糖混合标准 | C₈H₅KO₄ + C₆H₁₂O₆ | 复杂水体 COD 方法验证(如综合污水) | 按比例计算(例:1:1 混合时约 1.122) | - 模拟实际水体中 “难降解(邻苯二甲酸酯类)+ 易降解(糖类)" 混合有机物;- 更贴近真实水样的 COD 测量场景,用于方法适用性验证。 |
二、 干扰物质标准物质(用于抗干扰验证)
COD 测量(尤其是重铬酸钾法)易受水体中还原性无机物(如 Cl⁻、NO₂⁻、Fe²⁺、S²⁻)干扰,导致测量值偏高。这类标准物质用于验证分析方法(或抗干扰试剂)对特定干扰物的耐受能力。
干扰物质类别 | 典型标准物质 | 干扰原理 | 应用场景 |
氯化物(Cl⁻) | 氯化钠(NaCl,基准级) | Cl⁻在强酸性条件下被 Cr₂O₇²⁻氧化为 Cl₂,消耗氧化剂,导致 COD 虚高 | 验证海水、高盐工业废水(如化工、印染废水)中 Cl⁻的干扰抑制效果(如加入 HgSO₄掩蔽) |
亚硝酸盐(NO₂⁻) | 亚硝酸钠(NaNO₂,基准级) | NO₂⁻被 Cr₂O₇²⁻氧化为 NO₃⁻,消耗氧化剂 | 验证含氮工业废水(如化肥、养殖废水)中 NO₂⁻的干扰消除能力(如加入氨基磺酸) |
亚铁离子(Fe²⁺) | 硫酸亚铁(FeSO₄・7H₂O,基准级) | Fe²⁺被氧化为 Fe³⁺,直接消耗 Cr₂O₇²⁻ | 验证冶金、电镀废水等含 Fe²⁺水体的 COD 准确测量方法 |
硫化物(S²⁻) | 硫化钠(Na₂S・9H₂O,需标定) | S²⁻被氧化为 S 或 SO₄²⁻,消耗氧化剂 | 验证造纸、皮革废水等含硫水体的 COD 抗干扰能力 |
三、 标准物质的选择与使用注意事项
优先选择国彪指定物质中国《水质 化学需氧量的测定 重铬酸盐法》(GB 11914-1989)明确规定,COD 校准必须使用邻苯二甲酸氢钾(KHP) 作为标准物质,因其反应特性与天然有机物更接近,且数据可溯源至国家基准物质(GBW 系列)。
标准溶液的配制与保存
固体标准物质(如 KHP)需在 105℃烘干至恒重,以去除吸附水,确保浓度准确;
标准溶液(尤其是葡萄糖、硫化钠等)易变质,需现配现用;KHP 标准溶液(浓度≤1000mg/L)可在 0-4℃避光保存,有效期不超过 1 个月。
干扰物质验证的必要性对于复杂水样(如工业废水),仅用 KHP 校准无法反映实际干扰情况,需搭配对应干扰物质标准(如 NaCl),验证方法在目标水样中的准确性(可通过 “加标回收率" 判断:回收率在 90%-110% 为合格)。
溯源性要求用于实验室资质认定(如 CNAS)或关方监测的 COD 分析,需使用有证标准物质(CRM),如中国计量科学研究院(NIM)生产的 “COD 标准溶液"(GBW (E) 080250),确保测量结果可溯源至国家计量基准。
四、 常见 COD 标准物质型号举例(有证标准物质)
邻苯二甲酸氢钾标准溶液:GBW (E) 080250(浓度:1000mg/L COD,NIM 生产),用于直接稀释校准;
氯化钠标准溶液:GBW (E) 080268(浓度:10000mg/L Cl⁻,NIM 生产),用于干扰验证;
COD 混合标准样品:GSB 07-1383-2001(环境标准样品,浓度范围 50-1000mg/L COD),用于实验室能力验证(盲样考核)。
通过选择合适的标准物质,可有效保障 COD 测量从 “校准 - 分析 - 验证" 全流程的准确性,为水体污染评估和治理提供可靠数据支撑。