一種測定海水化學需氧量的方法
【專利摘要】本發明公開了一種測定海水化學需氧量的方法，包括如下步驟：（1）用酪氨酸配標準溶液，用堿性高錳酸鉀法測定標準溶液的COD；（2）用紫外分光光度法測定每個標準溶液在波峰、波谷和400nm處吸光度；（3）吸光度與COD線性擬合，得線性回歸方程；（4）隨機在待測海域取樣；（5）利用堿性高錳酸鉀法測步驟（4）取樣點的COD；測定3個平行樣的波峰處、波谷處和400nm處吸光度；（6）對線性回歸方程進行檢驗與修正；（7）對待測海水取三個平行樣，測定與步驟（5）相同的波峰、波谷及400nm處的吸光度，取3個平行樣在各處吸光度的平均值；代入步驟（6）獲得待測海水化學需氧量。本發明方法簡單、操作方便。
【專利說明】一種測定海水化學需氧量的方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于環境監測【技術領域】，涉及一種測定海水化學需氧量的方法。
【背景技術】
[0002]化學需氧量(Chemical Oxygen Demand簡稱COD)，是指在一定條件下，水體中易被強氧化劑氧化的還原性物質所消耗的氧化劑的量，以氧的(mg/L)來表示。它是表征水體還原性物質的綜合性指標。對于河流和工業廢水的研究及污水處理廠的效果評價來說，它是一個重要而相對易得的參數，是環境監測中的必測項目。
[0003]傳統測量COD的方法主要有重鉻酸鉀法和高錳酸鹽指數法，高錳酸鹽指數法包括堿性高錳酸鉀法和酸性高錳酸鉀法，目前海水COD測量的國標方法為堿性高錳酸鉀法，堿性高錳酸鉀法需要人工采樣在實驗室進行測量，操作復雜、資金投入較大，由于使用較多化學試劑對環境造成污染。
[0004]分光光度法是建立在朗伯比爾定律之上的一種利用被測物質的分子或離子對特征電磁輻射的吸收程度進行定量分析的方法，是一種純物理的光學檢測方法，無需化學試齊U、無二次污染，同時操作簡便，耗時短。實驗證明，紫外吸光度能反映水中有機污染的程度，特別是對水中的一大類芳香族有機物和帶雙鍵有機物尤為靈敏。近年來很多人開始研究利用污染小、速度快的紫外分光光度法測定淡水化學需氧量，但由于海水中影響因素復雜，在海水方面研究還較少。并沒有成熟的方法報道。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是克服現有技術存在的操作復雜、耗費時間長，易產生二次污染的不足，提供一種無污染、速度快、能實時監測的快速測定海水化學需氧量的方法。
[0006]本發明的技術方案概述如下:
[0007]—種測定海水化學需氧量的方法，其特征是包括如下步驟:
[0008](I)稱取0.2462g酪氨酸加人工海水至IOOOmL,配成COD濃度為100mg/L的溶液并用人工海水稀釋配制成理論COD濃度為l-10mg/L范圍內的6個標準溶液，用堿性高錳酸鉀法測定所述6個標準溶液的COD ;所述人工海水的配方為:稱取NaC126.8g，MgSO4.7H208.6g，用蒸餾水稀釋至IL ；
[0009](2)用紫外分光光度法測定步驟(I)所述每個標準溶液在波峰處、波谷處和400nm處吸光度；
[0010](3)將步驟(2)獲得的標準溶液的吸光度與步驟(I)堿性高錳酸鉀法測定的標準溶液的COD進行線性擬合，得到線性回歸方程；C0D(Mn)=21.4664X1-0.0003X2-16.6895X3，其中，Xl為每個標準溶液在波峰處的吸光度，X2為每個標準溶液在波谷處的吸光度，X3為每個標準溶液在400nm處的吸光度，COD(Mn)為每個標準溶液通過堿性高錳酸鉀法測定的COD ；
[0011](4)隨機在待測海域的6-8個海水采樣點取樣，每個取樣點取3個平行樣；[0012](5)利用堿性高錳酸鉀法測定步驟(4)的每個取樣點的3個平行樣C0D，并取3個平行樣COD的平均值；并用紫外分光光度法分別測定3個平行樣的波峰處、波谷處和400nm處的吸光度，并取3個平行樣在各處吸光度的平均值；
[0013](6)用步驟(5)獲得每個取樣點的COD的平均值和吸光度的平均值對步驟(3)所得到的線性回歸方程進行檢驗與修正，得到修正的線性回歸方程，回歸方程形式為C0D(Mn)=aYl+bY2-cY3，其中Y1、Y2、Y3分別為步驟(5)獲得的波峰處、波谷處和400nm處的吸光度的平均值，COD(Mn)為步驟(5)獲得的COD的平均值；利用MATLAB作圖軟件，輸入已有￥1、￥2、￥3及0?"!!)數據，得到圖象與系數a、b、c ;
[0014](7)對待測海水取三個平行樣，測定與步驟(5)相同的波峰處、波谷處及400nm處的吸光度，并取3個平行樣在各處吸光度的平均值；分別為Y1、Y2、Y3，代入步驟(6)獲得的回歸方程形式為C0D(Mn)=aYl+bY2-cY3中，由于a、b、c已知，獲得COD(Mn)即為待測海水化
學需氧量。
[0015]本發明用氧化率較高且有紫外吸收的酪氨酸代替鄰苯二甲酸氫鉀或葡萄糖配制標準溶液；將紫外分光光度測量的結果與國標法(堿性高錳酸鉀法)測量結果對應起來，快速測定海水化學需氧量；方法簡單、操作方便、耗時較短，且重現性好，解決了傳統方法操作復雜、造成二次污染的問題；快速方便對海水COD進行評價；測量效率高，有利于進一步開發為海水COD的實時監控方法。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1為人工配制的0-10mg/L COD濃度的標準溶液的紫外分光光度法測量結果。
[0017]圖2為人工配 制的0-10mg/L COD濃度的標準溶液堿性高錳酸鉀法和紫外分光光度法測定結果的線性擬合。
[0018]圖3為所取待測海水的紫外分光光度法測量結果。
[0019]圖4為待測海水的堿性高錳酸鉀法和紫外分光光度法測定結果的線性擬合。【具體實施方式】
[0020]本發明只是在初期進行擬合時使用堿性高錳酸鉀法，但當擬合結果確定，可以在一個相當的時間內利用機器操作，成本低，污染較少。
[0021]下面結合具體實施例對本發明作進一步的說明。但以下的實施例僅限于解釋本發明，并不對本發明作任何限制。
[0022]實施例1
[0023]一種快速測定海水化學需氧量的方法，包括如下步驟:
[0024](I)稱取在105°C下干燥2h的0.2462g酪氨酸加人工海水至1000mL,配成COD濃度為100mg/L的溶液并用人工海水稀釋配制成理論COD濃度為1.0,2.0,3.0,4.0,5.0,6.0、
8.0、10.0mg/L8個標準溶液，用堿性高錳酸鉀法測定6個標準溶液的COD分別為0.6565、
1.2274、1.7226,2.2966,3.2870,3.4452,4.5938,5.1844mg/L ;所述人工海水的配方為:稱取 NaC126.8g，MgSO4.7Η208.6g，用蒸餾水稀釋至 IL ；
[0025](2)使用Kmac便攜型分光光度計，采用人工海水作為參比水樣，用紫外分光光度法測定步驟(1)所述每個標準溶液在波峰處、波谷處和400nm處吸光度，得到COD標準溶液的紫外光譜圖，見圖1;吸光度見表I;
[0026](3)將步驟(2)獲得的標準溶液的吸光度與步驟(I)堿性高錳酸鉀法測定的標準溶液的COD進行線性擬合，得到線性回歸方程；C0D(Mn)=21.4664X1-0.0003X2-16.6895X3見圖2，其相關系數可達0.9914，其中，Xl為每個標準溶液在波峰處(220nm)的吸光度，X2為每個標準溶液在波谷處(236nm)的吸光度，X3為每個標準溶液在400nm處的吸光度，COD(Mn)為每個標準溶液通過堿性高錳酸鉀法測定的COD ；
[0027](4)隨機在待測海域的6個海水采樣點取樣，每個取樣點取3個平行樣；
[0028](5)利用堿性高錳酸鉀法測定步驟(4)的每個取樣點的3個平行樣C0D，并取3個平行樣COD的平均值(見表2);并用紫外分光光度法分別測定3個平行樣的波峰處、波谷處和400nm處的吸光度，并取3個平行樣在各處吸光度的平均值(見圖3，表3);
[0029](6)用步驟(5)獲得每個取樣點的COD的平均值和吸光度的平均值對步驟(3)所得到的線性回歸方程進行檢驗與修正，得到修正的線性回歸方程，回歸方程形式為C0D(Mn)=aYl+bY2-cY3，其中Y1、Y2、Y3分別為步驟(5)獲得的波峰處、波谷處和400nm處的吸光度的平均值，COD(Mn)為步驟(5)獲得的COD的平均值；利用MATLAB作圖軟件，輸入已有 Y1、Y2、Y3 及 COD(Mn)數據，得到圖象(見圖 4)與系數 a=_42.4436，b=204.3414，c=248.9574 ；
[0030](7)對待測海水取三個平行樣，測定與步驟(5)相同的波峰處(223nm)、波谷處(236nm)及400nm處的吸光度，并取3個平行樣在各處吸光度的平均值，分別為0.1158、
0.0123、-0.0126 ;分別為 YU Y2、Y3，代入步驟(6)獲得的回歸方程 COD (Mn) =-42.4436Y1+204.3414Y2-248.9574Y3，中，由于a、b、c已知，獲得COD(Mn)即為待測海水化學需氧量為
0.7353mg/L。
[0031]海水環境變動不大的情況下，技術人員僅需每季度進行一次步驟(I) - (6)，獲得該海域海水紫外分光光度與COD(Mn)的線性回歸方程，海水環境突然變化時，也需進行步驟(I)- (6)對線性回歸方程進行修正，其余監測時間僅需進行步驟(7)，獲得海水的化學需氧量，方便快捷，無二次污染。
[0032]考慮到不同的海區，其主要的有機物有可能并不一樣造成其紫外吸收有所不同，因此針對不同的海區，需要通過用本發明的方法修正擬合方程。
[0033]表I
[0034]
吸光度 lmg/L 2mg/L 3mg/L 4mg/L 5mg/L 6mg/L 8mg/L lOmg/L220nm 0.0105~ 0.0262 0.0421~ 0.0718~ 0.0925 0.1077~ 0.1652~ 0.1992236nm -0.0001 0.0031 -0.0002 0.0060~0.0073 0.0173~0.0268~0.0347400nm -0.0129 -0.0109~ -0.0130 -0.0110 -0.0102~ -0.0111 -0.0123 -0.0108
[0035]表 2
[0036]
【權利要求】
1.一種測定海水化學需氧量的方法，其特征是包括如下步驟: (1)稱取0.2462g酪氨酸加人工海水至1000mL,配成COD濃度為100mg/L的溶液并用人工海水稀釋配制成理論COD濃度為l-10mg/L范圍內的6個標準溶液，用堿性高錳酸鉀法測定所述6個標準溶液的COD ;所述人工海水的配方為:稱取NaC126.8g，MgSO4.7H208.6g，用蒸餾水稀釋至IL ； (2)用紫外分光光度法測定步驟(1)所述每個標準溶液在波峰處、波谷處和400nm處吸光度； (3)將步驟(2)獲得的標準溶液的吸光度與步驟(1)堿性高錳酸鉀法測定的標準溶液的COD進行線性擬合，得到線性回歸方程；C0D(Mn)=21.4664X1-0.0003X2-16.6895X3，其中，Xl為每個標準溶液在波峰處的吸光度，X2為每個標準溶液在波谷處的吸光度，X3為每個標準溶液在400nm處的吸光度，COD(Mn)為每個標準溶液通過堿性高錳酸鉀法測定的COD ； (4)隨機在待測海域的6-8個海水采樣點取樣，每個取樣點取3個平行樣； (5)利用堿性高錳酸鉀法測定步驟(4)的每個取樣點的3個平行樣C0D，并取3個平行樣COD的平均值；并用紫外分光光度法分別測定3個平行樣的波峰處、波谷處和400nm處的吸光度，并取3個平行樣在各處吸光度的平均值； (6)用步驟(5)獲得每個取樣點的COD的平均值和吸光度的平均值對步驟(3)所得到的線性回歸方程進行檢驗與修正，得到修正的線性回歸方程，回歸方程形式為COD (Mn) =aYl+bY2-cY3，其中Y1、Y2、Y3分別為步驟(5)獲得的波峰處、波谷處和400nm處的吸光度的平均值，COD(Mn)為步驟(5)獲得的COD的平均值；利用MATLAB作圖軟件，輸入已有￥1、￥2、￥3及0?"!!)數據，得到圖象與系數a、b、c ; (7)對待測海水取三個平行樣，測定與步驟(5)相同的波峰處、波谷處及400nm處的吸光度，并取3個平行樣在各處吸光度的`平均值；分別為Y1、Y2、Y3，代入步驟(6)獲得的回歸方程形式為C0D(Mn)=aYl+bY2-cY3中，由于a、b、c已知，獲得COD(Mn)即為待測海水化學需氧量。
【文檔編號】G01N21/31GK103592242SQ201310559538
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年11月11日 優先權日:2013年11月11日
【發明者】劉憲華, 譚璐, 隋欣恬 申請人:天津大學
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