水中综合有机污染指标快速测定方法
【专利说明】
[0001]
技术领域
[0002] 本发明涉及一种水中综合有机污染指标快速测定方法，具体是通过完善T0C测定 方法，准确测定T0C值，并利用通用T0C系数法，根据T0C值折算C0D、B0D、高锰酸盐指数值， 实现对水中四项综合有机污染指标的快速测定。
【背景技术】
[0003]T0C测定方法有燃烧氧化一非分散红外吸收法、湿法氧化一非分散红外吸收法、气 相色谱法、电导法和分光光度法等，目前应用最多的是非分散红外吸收法。我国T0C测定有 《水质总有机碳（T0C)的测定非分散红外吸收法》（GB13193 - 1991)和《水和废水监测分析 方法》（第四版）《燃烧氧化-非分散红外吸收法》（与国标法等效)，这两种方法主要适用于 较洁净水体，用于普通污水、特别是复杂废水需要解决样品颗粒物粒径等对测定结果有较 大影响的问题，否则不能解决准确测定T0C问题。
[0004] 国际、国内对T0C与COD、B0D、高锰酸盐指数相关性研宄较多，但基本结论大同小 异：一是同一水体组成一定、浓度不同时，T0C与COD、B0D、高锰酸盐指数有显著的相关性； 二是不同水体组成不同、浓度不同时，T0C与C0D、B0D、高锰酸盐指数相关性不显著；三是复 杂水体T0C与C0D、B0D、高锰酸盐指数没有相关性。初步研宄表明，上述第一个结论无疑是 正确的，但第二、第三个结论值得商榷。
[0005] 鉴于上述问题，十分有必要完善T0C测定方法，实现废水T0C的准确测定；同时研 宄水体T0C与COD、B0D、高锰酸盐指数的相关性，建立一种通过T0C的测定准确、快速折算 COD、B0D、高锰酸盐指数的方法。
【发明内容】
[0006] 本发明正是针对上述技术问题，运用水质样品"归一化"理念，解决了水质T0C测 定的悬浮物、共存离子(硫酸根、硝酸根、磷酸根、氯离子、硫离子等)、高含量无机碳（1C)、高 碱高盐等主要干扰问题，完善了水质T0C测定方法；同时，通过测定区间"限定化"理念，研 宄复杂水体T0C与C0D、B0D、高锰酸盐指数的相关性，建立各种主要水体T0C与C0D、B0D、高 锰酸盐指数相关关系，并建立了一种通过"通用T0C系数法"准确、快速折算C0D、B0D、高锰 酸盐指数的方法。
[0007] 本发明的具体技术方案如下： 水中综合有机污染指标快速测定方法，即水体中COD、B0D、高锰酸盐指数测定的通用T0C系数法，包括以下步骤： 1)T0C标准曲线的绘制。在3个100mL(经检定合格）容量瓶中，分别加入2.00mL、 20. 00mL、40.OOmL浓度为100mg/L的总碳（TC)标准溶液，用蒸馏水稀释至标线，混勾，配制 成TC浓度为2. 00mg/L、20. 00mg/L、40. 00mg/L的标准系列。同样方法配制无机碳（1C)浓 度为2. 00mg/L、20. 00mg/L、40.OOmg/L的标准系列。按TOC-Vcph的操作步骤，依次测定标 准系列的TC和1C。以标准系列浓度为横坐标，对应的峰面积为纵坐标，绘制TC、1C标准曲 线，并计算标准曲线的线性回归方程： TC回归方程=A+Bz= -6. 8694 + 42. 382zr= 0? 9999 IC回归方程=A+Bz= -9. 3166 + 43. 112zr= 〇? 9999 2)通用TOC系数的测定。由浓度为122mg/L的COD标样准确稀释得到4种浓度的自制 标准溶液，用T0C-Vcph测定T0C，求得折算COD时的通用T0C系数（R=C0D/T0C)，具体数值 如下： & =5. 00 + 2. 301=2. 17R2 =10. 00 + 4. 167=2. 40 R3 =20. 00 + 8. 286=2. 41 R4 =40. 00 + 16. 38=2. 44 由札~1?4可知，当lOmg/L彡COD彡40mg/L时，系数R较为接近，取R2、R3、R4的平均值 (2. 42)作为折算COD时的通用T0C系数，T0C测定区间限定为4. 167mg/L彡T0C彡16. 38mg/ L〇
[0008] 同样方法取得折算B0D时的通用T0C系数为1. 62(6. 250mg/L彡T0C彡24. 37mg/ L)〇
[0009] 同样方法取得折算高锰酸盐指数时的通用T0C系数为0. 71 (2. 143mg/ L彡T0C彡 7. 121mg/L)〇
[0010] 3)水质样品T0C的测定。根据样品浓度及干扰组分的情况，进行适当的稀释，使水 质样品"归一化"，准确测定T0C值，并使T0C测定值位于相应的限定区间内。
[0011] 4)水质样品C0D、B0D、高锰酸盐指数的折算。根据测定的T0C值，按照相应的通用 T0C系数进行折算，COD(B0D、高锰酸盐指数）=T0CXR。
[0012] 本发明所述水中综合有机污染指标快速测定方法，具有测定周期短、灵敏度高、重 现性好、易实现自动控制、不产生二次污染等优势。
【附图说明】
[0013] 图1是测定C0D的通用T0C系数图； 图2是测定B0D的通用T0C系数图； 图3是测定高锰酸盐指数的通用T0C系数图。
【具体实施方式】
[0014] 下面结合实施例对本发明作进一步说明。
[0015] 实施例1。水中综合有机污染指标快速测定方法，即水体中COD、B0D、高锰酸盐指 数测定的通用T0C系数法，包括以下步骤： 1)T0C标准曲线的绘制：在3个100mL(经检定合格）容量瓶中，分别加入2.00mL、 20. 00mL、40. 00mL浓度为100mg/L的总碳（TC)标准溶液，用蒸馏水稀释至标线，混勾，配制 成TC浓度为2. 00mg/L、20. 00mg/L、40. 00mg/L的标准系列。同样方法配制无机碳（1C)浓 度为2. 00mg/L、20. 00mg/L、40. 00mg/L的标准系列。按T0C-Vcph的操作步骤，依次测定标 准系列的TC和1C。以标准系列浓度为横坐标，对应的峰面积为纵坐标，绘制TC、1C标准曲 线，并计算标准曲线的线性回归方程： TC回归方程=A+Bz= -6. 8694 + 42. 382zr= 0? 9999 IC回归方程=A+Bz= -9. 3166 + 43. 112zr= 〇? 9999 2)通用TOC系数的测定：由浓度为122mg/L的COD标样准确稀释得到4种浓度的自制 标准溶液，用T0C-Vcph测定T0C，求得折算COD时的通用T0C系数（R=C0D/T0C)，具体数值 如下： & =5. 00 + 2. 301=2. 17R2 =10. 00 + 4. 167=2. 40 R3 =20. 00 + 8. 286=2. 41 R4 =40. 00 + 16. 38=2. 44 由札~1?4可知，当lOmg/L彡COD彡40mg/L时，系数R较为接近，取R2、R3、R4的平均值 (2. 42)作为折算COD时的通用T0C系数，T0C测定区间限定为4. 167mg/L彡T0C彡16. 38mg/ L〇
[0016] 3 )水质样品T0C的测定 根据样品浓度及干扰组分的情况，进行适当的稀释，使水质样品"归一化"，准确测定T0C值，并使T0C测定值位于相应的限定区间内。例如表1中对浓度为182±7. 0mg/L的C0D 标样进行测定，稀释10倍，测定T0C均值为7. 750mg/L，位于4. 167mg/L<T0C< 16. 38mg/ L这一限定区间内；例如表3中对某造纸废水的测定，稀释2倍，测定T0C均值为8. 981mg/ L，位于 4. 167mg/L<T0C< 16. 38mg/L这一限定区间内。
[0017] 4)水质样品C0D、B0D、高锰酸盐指数的折算（以C0D为例）。
[0018] 根据测定的T0C值，按照相应的通用T0C系数进行折算，COD=T0CXRX稀释倍 数。例如表1中浓度为182±7.0mg/L的C0D标样，通用T0C系数法折算COD=T0CXRX稀 释倍数=7. 750X2. 42X10 = 188mg/L;例如表3中某造纸废水，通用T0C系数法折算C0D =T0CXRX稀释倍数=8.981X2.42X2 = 43. 5mg/L。
[0019] 分别用本发明方法和国标法（GB11914-89)测定COD标样，对两种方法测定结果进 行比较，结果见表1~表2。分别用本发明方法和国标法（GB11914-89)测定实际水样，对两 种方法测定结果进行比较，结果见表3。
[0020] 表1通用T0C系数法测定C0D标样结果
【主权项】
1. 水中综合有机污染指标快速测定方法，即水体中COD、BOD、高锰酸盐指数测定的通 用TOC系数法，其特征在于，运用水质样品"归一化"及测定区间"限定化"理念，根据通用 TOC系数法折算COD、B0D、高锰酸盐指数值，实现对水中四项综合有机污染指标的快速测 定，包括以下步骤： 1. TOC标准曲线的绘制；在3个IOOmL容量瓶中，分别加入2. 00mL、20. 00mL、40.0 OmL 浓度为l〇〇mg/L的总碳标准溶液，用蒸馏水稀释至标线，混匀，配制成TC浓度为2. OOmg/ L、20. 00mg/L、40. 00mg/L的标准系列；同样方法配制无机碳浓度为2. 00mg/L、20. 00mg/L、 40. 00mg/L的标准系列；按TOC-Vcph的操作步骤，依次测定标准系列的TC和IC ;以标准 系列浓度为横坐标，对应的峰面积为纵坐标，绘制TC、IC标准曲线，并计算标准曲线的线性 回归方程： TC 回归方程= A + Bz = -6. 8694 + 42. 382z r = 0? 9999 IC 回归方程= A + Bz= -9. 3166 + 43. 112z r = 〇? 9999 ； 2) 通用TOC系数的测定；由浓度为122mg/L的COD标样准确稀释得到4种浓度的自制 标准溶液，用TOC - Vcph测定T0C，求得折算COD时的通用TOC系数R=CODAOC ;由Ri~R 4 可知，当10mg/L彡COD彡40mg/L时，系数R较为接近，取R2、R3、R4的平均值作为折算COD 时的通用TOC系数； 同样方法取得折算BOD时的通用TOC系数； 同样方法取得折算高锰酸盐指数时的通用TOC系数； 3) 水质样品TOC的测定；根据样品浓度及干扰组分的情况，进行适当的稀释，使水质样 品"归一化"，准确测定TOC值，并使TOC测定值位于相应的限定区间内； 4) 水质样品C0D、B0D、高锰酸盐指数的折算；根据测定的TOC值，按照相应的通用TOC 系数进行折算，C0D、B0D= T0CXR。
2. 根据权利要求1所述的水中综合有机污染指标快速测定方法，其特征在于：水质样 品"归一化"理念，是指水样经过适当、充分稀释，使高浓度样品变成低浓度样品，复杂样品 变成简单样品，实现高浓度样品、复杂样品的"单一化"和"简单化"，即"归一化"，从而使样 品的TOC和C0D、B0D、高锰酸盐指数具有显著相关性，为用TOC折算C0D、B0D、高锰酸盐指数 奠定基础。
3. 根据权利要求1所述的水中综合有机污染指标快速测定方法，其特征在于：测定区 间"限定化"理念，是指选择合适的TOC浓度范围，在这种条件下，TOC与C0D、B0D、高锰酸盐 指数具有良好的稳定的相关性。
【专利摘要】本发明涉及水中综合有机污染指标快速测定方法，即水体中COD、BOD、高锰酸盐指数测定的通用TOC系数法，包括以下步骤：1）TOC标准曲线的绘制。2)通用TOC系数的测定。由浓度为122mg/L的COD标样准确稀释得到。3）水质样品TOC的测定。4）水质样品COD、BOD、高锰酸盐指数的折算。根据测定的TOC值，按照相应的通用TOC系数进行折算，COD（BOD、高锰酸盐指数）=TOC×R。本发明所述水中综合有机污染指标快速测定方法，具有测定周期短、灵敏度高、重现性好、易实现自动控制、不产生二次污染等优势。
【IPC分类】G01N33-18
【公开号】CN104849423
【申请号】CN201510120537
【发明人】张刚, 王德明, 曹培省, 刘云, 邱晓国, 金玲仁, 丁波涛, 曹茂乾
【申请人】信发集团有限公司
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年3月19日