【文章內(nèi)容簡介】 在過電壓下，電極 (PbO2)在水中電解氧氣產(chǎn)生羥基 OH。待測溶液中的有機物消耗電極周圍的羥基，使得電極又不斷產(chǎn)生新的羥基。 新羥基的形成在電極系統(tǒng)中產(chǎn)生電流 ，若將氧化電極（工作電極）的電位保持恒定，那么 工作電極的電流強度與有機物濃度及它們在氧化電極的氧化劑（羥基）消耗量成一定的關(guān)系 ，儀器根據(jù)此電流值自動換算出 COD值。 水質(zhì)綜合指標及其自動檢測技術(shù) Elox100型分析儀的組成如圖 912所示，其主元件為測量室，測量室中有 3個電極組件 (分別為 工作電極、參比電極 和 計數(shù)電級 )，用于樣品傳輸?shù)男⌒碗妱颖?，閥門、管道及用于對樣品傳輸進行控制，結(jié)果顯示和外圍設(shè)備通訊的內(nèi)部計算機。 水質(zhì)綜合指標及其自動檢測技術(shù) ? COD能否準確測定主要取決于氧化劑的氧化能力，氧化力弱則氧化不完全，氧化力強能提高氧化率，但同時又會將氯離子的干擾也統(tǒng)計進去。因此很難調(diào)適，從表 92可看出幾種氧化劑的性能差別。 水質(zhì)綜合指標及其自動檢測技術(shù) ? Fenton 反應(yīng) 由亞鐵離子催化 H2O2產(chǎn)生羥基自由基 OH的反應(yīng) ? 在室溫下，僅需在水樣中加一些電解質(zhì)而不需加其它試劑， OH就可迅速氧化降解幾乎所有的有機化合物。 ? 國內(nèi)也有 4~5個廠家推出與 Elox100型分析儀同一原理的儀器，能在 1~5min內(nèi)給出 COD的分析結(jié)果。 水質(zhì)綜合指標及其自動檢測技術(shù) （ 5）基于紫外分光光度法（ 254nm）的在線分析儀 各種不飽和有機物對波長 254nm的紫外光有很大的吸收效應(yīng)，而對可見光卻吸收甚微。測定污水水樣對 UV254 的吸收值，通過 UV 值與 COD 值之間的線性關(guān)系式可換算出水樣中有機污染物的含量。 水質(zhì)綜合指標及其自動檢測技術(shù) EW2100型 COD在線自動分析儀測量原理 ? 先測出水樣在 254nm處的吸光度， A (吸光度 )＝ log( I0 / I )，式中 I0為入射光強， I為吸收后的光強。則樣品的 COD濃度值為： [COD]＝ mA+n，其中 m和 n分別為回歸直線的斜率和截距。吸光度用光吸收率數(shù)（ SAC）表示，即按單位池厚的吸光度計， A/L 103，單位按每 m1計。 水質(zhì)綜合指標及其自動檢測技術(shù) （ 6）幾種 COD分析儀的比較 ? 從 分析性能 上講，在線 COD儀的測量范圍一般在 10（或30）～ 2022 mg/L，因此，目前的在線 COD儀僅能滿足污染源在線自動監(jiān)測的需要，難以應(yīng)用于地表水的自動監(jiān)測。 ? 從 儀器結(jié)構(gòu) 上講，采用電化學(xué)原理或 UV計的在線 COD儀的結(jié)構(gòu)一般比采用消解 — 氧化還原滴定法、消解 — 光度法的儀器結(jié)構(gòu)簡單，并且由于前者的進樣及試劑加入系統(tǒng)簡便（泵、管更少），所以不僅在操作上更方便，而且其運行可靠性也更好。 ? 從 維護的難易程度 上講，由于消解 — 氧化還原滴定法、消解 — 光度法所采用的試劑種類較多，泵管系統(tǒng)較復(fù)雜，因此在試劑的更換以及泵管的更換維護方面較煩瑣，維護周期比采用電化學(xué)原理的儀器要短，維護工作量大。 ? 從 對環(huán)境的影響 來講，重鉻酸鉀消解 — 氧化還原滴定法（或光度法、或庫侖滴定法）均有鉻、汞的二次污染問題，廢液需要特別的處理。而 UV計法和電化學(xué)法（不包括庫侖滴定法）則不存在此類問題。 水質(zhì)綜合指標及其自動檢測技術(shù) HI83224型高精度 COD/多參數(shù)分析測定儀 水質(zhì)綜合指標及其自動檢測技術(shù) ●測量氨氮，余氯， COD，硝酸鹽，總氮，總磷等項目 ●通過電子識別碼自動識別測量項目和量程 ●多種操作模式：自動，半自動，手動模式 ●預(yù)配制定量試劑管采用電子識別碼技術(shù) 3. 紫外 (UV)吸光度 ? 溶解在水中的不飽和烴和芳香族化合物等有機物對 254nm附近的光有強烈的吸收，而對可見光吸收甚微，水中的無機物對紫外光吸收也甚微 ? 對特定水域或廢水，可根據(jù)其對紫外光的吸收大小來反映水質(zhì)受有機物污染的程度 1) 測定方法及原理 紫外可見分光光度法是選一定波長的光照射被測物質(zhì)溶液，測量其吸光度，再依據(jù)吸光度計算出被測組分的含量。計算的理論根據(jù)是“吸收定律”，即 朗伯－比爾定律 。 水質(zhì)綜合指標及其自動檢測技術(shù) 朗伯 比爾定律 ? 指當一束平行單色光通過均勻、非散射的稀溶液時， 溶液對光的吸收程度與溶液的濃度及液層厚度的乘積成正比 ，即： (910) 2） UV（紫外）吸收自動監(jiān)測儀 如圖 914，低壓汞燈發(fā)出紫外光束，通過水樣發(fā)送池與半反射鏡后，分成兩束，一束經(jīng)紫外光濾片與光電轉(zhuǎn)換器后變?yōu)殡娦盘?，它反映了水中有機物對 254nm光的吸收和水中懸浮粒子對該波長光吸收及散射而衰減的程度。 KCLA ? 水質(zhì)綜合指標及其自動檢測技術(shù) 水質(zhì)綜合指標及其自動檢測技術(shù) 另一束光經(jīng)可見光濾光片與另一光電轉(zhuǎn)換器后變?yōu)殡娦盘枺从乘袘腋×Ｗ訉⒈裙馐梢姽猓┪蘸蜕⑸浜蟮乃p程度。 則兩束光的電信號經(jīng)差分放大器作減法運算后可消除水中懸浮粒子對有機物測定的影響。差分放大器輸出信號即為水樣中有機物對 254nm紫外光的吸光度，消除了懸浮粒子對測定的影響。儀器可直接顯示有機物的濃度。 UV在線自動監(jiān)測儀 水質(zhì)綜合指標及其自動檢測技術(shù) ?本產(chǎn)品具較寬的量程范圍（ 0、 、 ），可根據(jù)用戶需要更換不同光程的比色皿，調(diào)整適當?shù)墓獬獭? ?采用獨特設(shè)計的紫外線吸光度測量單元，使用雙光路雙波長系統(tǒng)，能使測量數(shù)據(jù)更穩(wěn)定、可靠。 ?儀器內(nèi)置濁度補正功能，可精確修正濁度值。 4. TOC 總有機碳 （ TOC）是指溶解或懸浮在水中的有機物的含碳量（質(zhì)量濃度）。 1) 測定方法及原理 TOC測定方法： ? 燃燒氧化（干式氧化） — 非分散紅外光度法（ NDIR法）（ HJ5012022） 和 濕式氧化 — NDIR（或電導(dǎo)）法。 ? 干式氧化 又可分為 680℃ 燃燒氧化 和 900~950℃ 燃燒氧化這兩種。 ? 濕式氧化法是指向水樣中加入過硫酸鉀等氧化劑，采用紫外線照射等方式施加外部能量將水樣中的 TOC氧化。 水質(zhì)綜合指標及其自動檢測技術(shù) 水質(zhì)綜合指標及其自動檢測技術(shù) 燃燒氧化 — 非分散紅外光度法 ? 測定原理 ：將一定量水樣注入高溫爐內(nèi)的石英管， 在900~950℃ 溫度下，以鉑和三氧化二鉻為催化劑，使水樣中的有機物燃燒裂解轉(zhuǎn)化為二氧化碳，然后用紅外線氣體分析儀測定 CO2含量，從而確定水樣中碳的含量。由于水樣中的碳酸鹽在高溫下也會分解產(chǎn)生 CO2（ IC）含量，所以上面測得的是水中的 總碳（ TC） 含量 。 為獲得有機碳含量，可采用兩種方法 ： 直接法 ? 將水樣預(yù)先酸化，通入氮氣曝氣，再將試樣注入高溫燃燒管中，可直接測定總有機碳。 水質(zhì)綜合指標及其自動檢測技術(shù) 差減法 ? 將等量同一水樣分別注入高溫爐（ 900℃ ）和低溫爐（ 150℃ ），在高溫爐中水樣的有機碳和無機碳均轉(zhuǎn)化為CO2，而低溫爐的石英管中裝有磷酸浸漬的玻璃棉，能使無機碳酸鹽在 150℃ 分解為 CO2，而有機物卻不能被分解氧化。 ? 將高、低溫爐中生成的 CO2依次導(dǎo)入非分散紅外氣體分析儀，分別測得總碳（ TC）和無機碳（ IC），二者之差即為總有機碳（ TOC） 。 水質(zhì)綜合指標及其自動檢測技術(shù) 2) TOC自動分析儀 技術(shù)原理： ① (催化 )燃燒氧化 非分散紅外光度法 (NDIR法 )； ② UV催化 過硫酸鹽氧化 NDIR法； ③ UV過硫酸鹽氧化 離子選擇電極法 (ISE)法； ④加熱 過硫酸鹽氧化 NDIR法； ⑤ UVTOC分析計法。 根據(jù) 非分散紅外線吸收法 原理設(shè)計的 TOC自動分析儀有 單通道 和 雙通道 兩種類型。 水質(zhì)綜合指標及其自動檢測技術(shù) 水質(zhì)綜合指標及其自動檢測技術(shù) 水質(zhì)綜合指標及其自動檢測技術(shù) 在線總有機碳 TOC分析儀 水質(zhì)綜合指標及其自動檢測技術(shù) 5. TOD TOD表示有機被高溫燃燒氧化后所消耗的氧量為總需氧量。 1)測定方法及原理 水樣在含有一定濃度氧的氮氣載帶下，注入高溫石英燃燒管（內(nèi)填鉑催化劑），在 900℃ 下，水樣中的有機物瞬間燃燒氧化分解，生成的 CO2等氧化物經(jīng)脫水后，由氧燃料電池測定氣體載體中 O2的減少量 ， 即為有機物完全氧化所需要的氧量，用 TOD(mg/L)表示。 水質(zhì)綜合指標及其自動檢測技術(shù) ? 空白試驗 同時取與 水樣相同體積的無有機物和還原性物質(zhì)的蒸餾水，按上述操作做空白試驗，氧燃料電池給出未耗氧信號。 TOD分析儀工作流程如圖 918所 示。 水質(zhì)綜合指標及其自動檢測技術(shù) 儀器監(jiān)測方法： 燃料電池（或氧電極法） ? 水樣在燃燒管中，通往一定劑量的 O2，在 900℃時燃燒，用燃料電池或氧電極測定燃燒后的余氧，即可由計量加入的氧減去余氧求出 TOD值。 高溫氧化鈷－庫侖滴定法 ? 用兩支 ZrO2管，一支用來計量產(chǎn)生的氧，另一支用來測定滴定水樣燃燒所消耗的氧。這類儀器測量范圍可達 1000 ppm，精度 177。 2%，測定時間3min。 2) TOD自動監(jiān)測儀 水質(zhì)綜合指標及其自動檢測技術(shù) 燃燒氧化 — 氧濃度測定法 ? 將含有一定濃度氧的惰性氣氣體連續(xù)地通過燃燒反應(yīng)室，當將水樣間歇或連續(xù)地定量打入反應(yīng)室時，在 900℃ 和鉑催化劑的作用下，水樣中的有機物和其他還原物質(zhì)瞬間完全氧化，消耗了載氣中的氧，導(dǎo)致載氣中氧濃度的降低，其降低量用氧化鋯氧量檢測器測定。 ? 當用已知 TOD的標準溶液校正儀器后，便可直接顯示水樣的 TOD值。 水質(zhì)綜合指標及其自動檢測技術(shù) 水質(zhì)綜合指標及其自動檢測技術(shù) 水環(huán)境質(zhì)量與水污染的自動檢測技術(shù) 概述 常規(guī)五參數(shù)及其自動檢測技術(shù) 水質(zhì)綜合指標及其自動檢測技術(shù) 特定物質(zhì)指標及其自動檢測技術(shù) 生物指標及其自動檢測技術(shù) 地表水自動監(jiān)測系統(tǒng) 水污染源自動連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng) 特定物質(zhì)指標及其自動檢測技術(shù) 總氮 水中的 氨（或以銨離子的形式存在） 、 亞硝酸鹽 和 硝酸鹽 三種形式的氮，簡稱“ 三氮 ”。 1)測定方法及原理 總氮的實驗室測定方法： 《 水質(zhì)總氮的測定氣相分子吸收光譜法 》（ HJ/T199─2022） 和 《 水質(zhì)總氮的測定堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法 》 （ GB1189489） 。 HJ/T199─2022方法的原理： ? 在 120℃ ～ 124℃ 堿性介質(zhì)中，加入過硫酸鉀氧化劑， 將水樣中氨、銨鹽、亞硝酸鹽以及大部分有機氮化合物氧化成硝酸鹽后，以硝酸鹽氮的形式采用氣相分子吸收光譜法進行總氮的測定 。 2) 總氮自動分析儀 測定原理： ? 紫外吸收法 和 化學(xué)發(fā)光法 。 特定物質(zhì)指標及其自動檢測技術(shù) 特定物質(zhì)指標及其自動檢測技術(shù) （ 1）堿性過硫酸鉀（ K2S2O8）消解紫外吸收法 (120 ℃ ) ? 水樣中加入 K2S2O8 溶液和 NaOH 溶液，在 120 ℃ 下加熱氧化分解 30min。水樣中含氮化合物被分解成 NO3 。 特定物質(zhì)指標及其自動檢測技術(shù) 被消解的水樣冷卻至一定溫度后，分取一部分試樣，加 HCl 調(diào)節(jié)至 pH2～ 3，然后在 220nm波長處測量吸光度值，并計算出水中的總氮濃度值。 （ 2）堿性 K2S2O8 紫外消解 — 紫外吸收法 (60℃ 或 80℃ ) ? 水樣中加入 K2S2O8 溶液和 NaOH 溶液，在 60℃ 或80℃ 下紫外線照射，水樣中含氮化合物被分解成NO3 。被消解的水樣冷卻至一定溫度后，分取一部分試樣，加 HCl 調(diào)節(jié)至 pH2～ 3 ，然后在 220nm波長處測量吸光度值，并計算出水中的總氮濃度值。該方法的優(yōu)點是在常壓下，低溫氧化分解。 特定物質(zhì)指標及其自動檢測技術(shù) （ 3）堿性 K2S2O8 消解 — 流動注射紫外吸收法 (150℃ 或 160℃ ) ? 流動注射法是將水樣經(jīng)過載液輸送到檢測器的方法，在此過程中完成加熱、添加試劑、分解含氮化合物、顯 色及定量等步驟。 特定物質(zhì)指標及其自動檢測技術(shù) （ 4）堿性 K2S2O8紫外電解消解 — 紫外吸收法 (95℃ ) ? 水樣中加入 K2S2O8 溶液和 NaOH 溶液，在 95℃ 下紫外線照射，同時進行電解，使水樣中含氮化合物分解成 NO3 。取一部分冷卻水試樣，加 HCl 調(diào)節(jié)至 pH2～ 3，然后在 220nm波長處測量吸光度值，并計算出水中的總氮濃度值。 （ 5）熱分解化學(xué)發(fā)光法