摘 要：化学耗氧量(CODcr)值能够有效反映水中有机污染的程度，是地表水水质分析与监测的主要项目之一。本课题通过重铬酸钾快速测定法测定沂河河水中化学耗氧量(CODcr)，采用快速法反应时间短、节约水电，能及时、快速地诊断河水水质变化，具有一定的可行性。对比沂河不同时期、不同河段水质的分析数据，说明沂河沿岸仍存在一定程度的生活污染，需要加大治理措施。
关键词：渔业致富指南,COD,重铬酸钾法,沂河水质评价
一、前言
1、课题背景：
在自然界水环境中，水中有机物在生物降解过程中不断的消耗水中的溶解氧而造成氧的损失，破坏了水环境和生物群落的平衡，进而导致水生动植物和好氧微生物的死亡，严重破坏水生生态系统。由于河水中有机物种类繁多，组成复杂，难以一一定性和定量，COD反映了水体中受还原性物质污染的程度，是评价地表水水质和污染治理效果的主要指标之一。沂河发源于淄博鲁山，流经沂源，沂水、沂南、河东、兰山、罗庄、苍山、郯城等县区，纵贯沂蒙山区及临沂南部平原经江苏入黄海，全长574公里，流域面积7325平方公里。随着近几年临沂经济和城市建设的发展，临沂城区沂河两岸面貌发生了巨大变化，沂河已发展为旅游观光带，因而进入沂河的生活污水也大大减少，水质较以往也有了很大的改善，但部分河段水域水质仍不容乐观，水体污染仍不同程度的存在。
2、分析测定目的
(1)利用高中化学课程中学过的氧化还原反应等知识，通过重铬酸钾快速法对沂河水中COD含量进行分析测定，锻炼动手操作和社会实践能力;
(2)分析对比沂河在不同时期、不同河段水中COD变化情况，提醒人们增强环保意识，爱护环境，保护沂河。
(3)测定时间：2014年7月17日—2014年8月5日
(4)课题研究方法：
分别采取沂河上游跋山水库出水及下游小埠东橡胶坝内水样，采用重铬酸钾快速测定法测定沂河河水中化学耗氧量，并对比2010年同期、相应河段水中COD分析数据，分析沂河水质变化及污染治理状况。
二、测定方法和测定原理
本法以重铬酸钾为氧化剂，在适当提高硫酸浓度的条件下，回流水样10min，重铬酸钾将水样中还原性物质(主要是有机物)氧化，过量的重铬酸钾以试亚铁灵作为指示剂，用硫酸亚铁铵溶液回滴，根据所消耗重铬酸钾的数量，计算出水样的化学需氧量数值，单位以氧的含量表示，为mg/L。氯离子也能被重铬酸钾氧化而干扰测定。此种干扰可加入适量硝酸银和硝酸铋予以消除。
三、试验
1、试验仪器
a. 球型冷凝器(长度为30cm); b. 250ml 磨口锥形瓶;c. 可调万用电炉(600~800W)和石棉网;d. 微量滴定管：10ml;e. 容量瓶：50ml;f. 移液管： 5、10ml;g. 量筒： 50ml;h. 玻璃珠：直径4~6mm;i. 计时器
2、试验试剂
a. 高压锅炉无污染的过热蒸汽水(二次蒸馏水)
b. 硫酸银一硫酸溶液(10g硫酸银溶于1L浓硫酸，贮于棕色瓶中)
c. 硝酸银溶液(10g硝酸银溶于100ml除盐水中，贮于棕色瓶中)
d. 硝酸铋溶液(1g硝酸铋溶于66ml水中，再加入33ml浓硫酸，趁热搅拌，冷却)
e. 试亚铁灵指示剂
f.0.0500mol/L(1/6K2Cr2O7)重铬酸钾标准溶液
g.0.025mol/L[FeSO4(NH4)2SO4]硫酸亚铁铵标准溶液
3、试验步骤
(1)用移液管吸取10.00ml水样于磨口锥形瓶中，加1ml硝酸银溶液，摇匀，再加入1ml硝酸铋溶液，摇匀(如氯离子质量浓度在500~2000ml/L时，上述两种药剂应各加2ml)。
(2)用移液管准确加入5.00ml0.0500mol/L(1/6K2Cr2O7) 重铬酸钾标准溶液，然后加入数粒玻璃珠。
(3)装上球形冷凝器，通冷凝水，用量筒量取20ml硫酸银—硫酸溶液，从冷凝器管口顶端慢慢加入，打开电炉回流10min(从沸腾算起)。
(4)稍冷后从冷凝器管口顶端慢慢加入50ml二次蒸馏水洗涤管壁。取下锥形瓶，在冷水浴中冷却至室温。
(5)加1滴试亚铁灵指示剂，过量的重铬酸钾用0.025mol/L[FeSO4(NH4)2SO4]硫酸亚铁铵标准溶液滴定，溶液颜色从蓝、绿色恰好变至红棕色即为终点。另取10.00ml二次蒸馏水，按同样步骤操作，进行空白测定。
空白测定完成后，水样的重铬酸钾需氧量(CODCr)按下式计算：
CODCr (mg/L)=(V1—V2)C*8*1000/V
式中：V1—空白实验时消耗的硫酸亚铁铵溶液的体积，ml;
V2—滴定水样时消耗的硫酸亚铁铵溶液的体积，ml;
C—硫酸亚铁铵溶液的浓度，mol/L;
V—所取水样的体积，ml;
四、试验数据
1、试验结果
取样日期：2014年8月5日
试验日期：2014年8月5日
水样：沂河上游跋山水库水样
沂河下游小埠东橡胶坝内水样
三组平行样及空白试验结果如下：
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水样名称 |
三组平行样的CODCr (mg/L) |
平 均 CODCr (mg/L) |
||
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沂河上游 跋山水库 |
4.2 |
3.9 |
4.0 |
4.0 |
|
沂河下游小埠东橡胶坝 |
13.4 |
13.0 |
13.4 |
13.2 |
2、数据对比
2010年同期同河段水样CODCr值如下：
|
水样名称 |
三组平行样的CODCr (mg/L) |
平 均 CODCr (mg/L) |
||
|
沂河上游 跋山水库 |
9.8 |
9.8 |
11.8 |
10.5 |
|
沂河下游小埠东橡胶坝 |
39.2 |
35.3 |
35.2 |
36.6 |
3、标准参照
地表水环境质量标准(GB3838-2002)
依据地表水水域环境功能和保护目标，按功能高低依次划分为五类：
Ⅰ类;主要适用于源头水、国家自然保护区;
Ⅱ类;主要适用于集中式生活饮用水地表水源地一级保护区、珍稀水生生物栖息地、鱼虾类产卵场、仔稚幼鱼的索饵场等;
Ⅲ类;主要适用于集中式生活饮用水地表水源地二级保护区、鱼虾类越冬场、洄游通道、水产养殖区等渔业水域及游泳区;
Ⅳ类;主要适用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区;
Ⅴ类;主要适用于农业用水区及一般景观要求水域。
|
标准值分类项目 |
Ⅰ类 |
Ⅱ类 |
Ⅲ类 |
Ⅳ类 |
Ⅴ类 |
|
化学需氧量（CODCr） mg/L |
≤15 |
15 |
20 |
30 |
40 |
4、结论分析
通过本次课题测定的水样与2010年同时期同河段河水的CODCr值进行比较可以发现，4年来沂河上游及下游的水质都有了明显改善。2010年数据显示沂河上游属于Ⅰ类水，下游属于Ⅳ类水，下游污染情况较为严重。而本次测定的2014年同期同河段数据显示沂河上游及下游水质都属于Ⅰ类水，较2010年已经有了明显提高。沂河水污染的治理已经初见成效。
5、注意事项
1.)化学需氧量的测定，随着测定水样中还原性物质及测定方法的不同，其测定值也有不同，重铬酸钾法能正确反映被测水体的污染程度，测试过程中主要注意氯离子的干扰以及合理选择稀释倍数，氧化率高，再现性好，适用于测定水样中有机物的总量。
2.)由于化学需氧量的数值变化很快，水样取得后要尽快分析。否则需用硫酸将水样pH调至小于2，并也需尽快分析。
五、结束语
总体来看沂河的水质正在逐年改善，河水也在逐渐变清。沂河水质的提高对临沂作为以水为魂的城市有重要意义，对全市的生产生活用水也提供了更多机会与便利，也使沂河成为了参观游览的好去处。同时，我们必须进一步控制污染，保护沂河这道风景线，为建设大美临沂做出进一步的贡献。
六、参考文献：
1. 地表水环境质量标准(GB3838-2002)
2. 中华人民共和国国家标准 锅炉用水和冷却水分析方法 化学耗氧量的测定—重铬酸钾快速法(GB14420-93)
