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耗氧量（高錳酸鹽指數(shù)）檢測(cè)

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發(fā)布時(shí)間：2025-07-19 15:40:25 更新時(shí)間：2025-07-18 15:40:25

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作者：中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測(cè)中心

耗氧量（高錳酸鹽指數(shù)）檢測(cè)概述

耗氧量，亦稱高錳酸鹽指數(shù)（CODMn），是評(píng)價(jià)水體受有機(jī)物和無(wú)機(jī)可氧化還原性物質(zhì)污染程度的重要綜合指標(biāo)之一。它是指在規(guī)定的實(shí)驗(yàn)條件下，以高錳酸鉀（KMnO₄）作為氧化劑，在一定條件下氧化水樣中可氧化物質(zhì)所消耗的高錳酸鉀量，最終折算成氧的毫克數(shù)（mg/L O₂）。該指標(biāo)特別適用于較清潔的地表水、飲用水源水和生活飲用水等相對(duì)低污染水體的有機(jī)物污染評(píng)價(jià)，相較于化學(xué)需氧量（COD）的測(cè)定（通常使用重鉻酸鉀法），其氧化能力較弱，反映的是容易被氧化的有機(jī)物含量。準(zhǔn)確測(cè)定高錳酸鹽指數(shù)對(duì)于評(píng)估水質(zhì)衛(wèi)生狀況、污染控制措施效果以及水資源管理具有重要實(shí)際意義。

主要檢測(cè)項(xiàng)目

高錳酸鹽指數(shù)檢測(cè)的核心目標(biāo)是定量測(cè)定水樣中能被酸性（或堿性）高錳酸鉀溶液氧化的還原性有機(jī)和無(wú)機(jī)物質(zhì)的總量。這些物質(zhì)主要包含：

* 有機(jī)物：如碳水化合物、腐殖酸、蛋白質(zhì)、氨基酸、脂肪酸、醇類、醛類等中容易被氧化的部分。值得注意的是，高錳酸鉀不能完全氧化所有有機(jī)物（如苯、吡啶等結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的有機(jī)物），因此其數(shù)值通常低于化學(xué)需氧量（COD_Cr）。

* 無(wú)機(jī)還原性物質(zhì)：如亞鐵鹽（Fe²⁺）、亞硝酸鹽（NO₂^-）、硫化物（S^2-）等。氯離子（Cl^-）在酸性條件下也可能被氧化而對(duì)測(cè)定產(chǎn)生干擾。

最終結(jié)果以每升水樣消耗氧的毫克數(shù)（mg/L O₂）表示，即高錳酸鹽指數(shù)（CODMn）。

主要檢測(cè)儀器與設(shè)備

進(jìn)行耗氧量（高錳酸鹽指數(shù)）檢測(cè)通常需要以下儀器和設(shè)備：

* 恒溫水浴鍋：用于保證反應(yīng)在恒定溫度（如100℃沸水?。┫逻M(jìn)行，確保氧化反應(yīng)條件一致。必須具有精確的溫度控制和足夠的容量放置錐形瓶。

* 滴定管：通常使用25mL或50mL具塞棕色酸式滴定管，用于精確加入高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液和滴定消耗的草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液。棕色用于避光保護(hù)高錳酸鉀溶液。

* 錐形瓶： 250mL磨口具塞錐形瓶，用于盛裝水樣和進(jìn)行氧化反應(yīng)。磨口具塞可防止反應(yīng)過(guò)程中物質(zhì)的揮發(fā)損失。

* 移液管/移液槍：用于精確量取一定體積的水樣、高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液、硫酸、草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液等。

* 容量瓶：用于配置和稀釋標(biāo)準(zhǔn)溶液。

* 電爐或加熱板：用于加熱煮沸水浴鍋中的水。

* 定時(shí)器/秒表：用于精確控制反應(yīng)時(shí)間和滴定時(shí)間。

* 量筒：用于粗略量取較大體積的液體（如加入的純水）。

常用檢測(cè)方法

最常用且標(biāo)準(zhǔn)化的方法是酸性高錳酸鉀法。其基本步驟如下：

1. 樣品預(yù)處理：若水樣渾濁或有懸浮物，需用0.45μm濾膜過(guò)濾（但應(yīng)注明結(jié)果代表的是可過(guò)濾部分）。若水樣含大量氯化物（>300mg/L），需改用堿性高錳酸鉀法或在酸性法中加入硫酸銀掩蔽。

2. 加入試劑與氧化反應(yīng)： * 取適量處理過(guò)的水樣于錐形瓶中。 * 加入硫酸溶液（1+3）使呈強(qiáng)酸性。 * 準(zhǔn)確加入已知濃度的過(guò)量高錳酸鉀（KMnO₄）標(biāo)準(zhǔn)溶液。 * 立即搖勻，放入已沸騰的水浴鍋中，加熱煮沸（維持沸騰）規(guī)定時(shí)間（通常為30分鐘±2分鐘）。此過(guò)程中高錳酸鉀氧化水樣中的還原性物質(zhì)，紫色逐漸褪去。

3. 加入還原劑與滴定： * 反應(yīng)結(jié)束后，取出錐形瓶。 * 趁熱準(zhǔn)確加入過(guò)量的草酸鈉（Na₂C₂O₄）標(biāo)準(zhǔn)溶液。草酸鈉與剩余的高錳酸鉀反應(yīng)，使溶液的紫紅色完全消失。 * 溶液變?yōu)闊o(wú)色后，立即用高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液回滴過(guò)量的草酸鈉。滴定至溶液從無(wú)色變?yōu)榉€(wěn)定的淡粉紅色，并在30秒內(nèi)不褪色即為終點(diǎn)。

4. 空白試驗(yàn)：用純水代替水樣，進(jìn)行與樣品完全相同的操作（包括加入各種試劑、加熱、滴定）?？瞻自囼?yàn)用于校正試劑中雜質(zhì)和實(shí)驗(yàn)過(guò)程中引入的誤差。

5. 結(jié)果計(jì)算：根據(jù)樣品和空白試驗(yàn)消耗的高錳酸鉀溶液體積、標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度、加入的草酸鈉量以及水樣體積，計(jì)算水樣的高錳酸鹽指數(shù)（CODMn）。公式通常為： `CODMn (mg/L O₂) = [(V1 - V2) * C * 8 * 1000] / V` 其中： * V1：滴定水樣消耗的高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液體積 (mL) * V2：空白試驗(yàn)消耗的高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液體積 (mL) * C：高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度 (mol/L，以1/5 KMnO₄計(jì)) * 8：氧的摩爾質(zhì)量 (g/mol) / (1/5 KMnO₄摩爾質(zhì)量) * 1000：?jiǎn)挝粨Q算 (L 到 mL) * V：所取水樣的體積 (mL)

主要檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

耗氧量（高錳酸鹽指數(shù)）的檢測(cè)方法有嚴(yán)格的國(guó)家和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，確保結(jié)果的準(zhǔn)確性和可比性。主要標(biāo)準(zhǔn)包括：

* 中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) (GB)： * GB 11892-89 《水質(zhì) 高錳酸鹽指數(shù)的測(cè)定》：這是中國(guó)最權(quán)威的標(biāo)準(zhǔn)方法，詳細(xì)規(guī)定了酸性法和堿性法的操作步驟、適用范圍、試劑配制、計(jì)算和質(zhì)量控制要求。廣泛應(yīng)用于各類水體的檢測(cè)。 * GB 5750.7-202X 《生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法第7部分：有機(jī)物綜合指標(biāo)》：其中也包含了酸性高錳酸鉀法測(cè)定耗氧量（高錳酸鹽指數(shù)）的方法，適用于飲用水及其水源水的檢測(cè)。

* 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) (ISO)： * ISO 8467:1993 《水質(zhì) 高錳酸鹽指數(shù)的測(cè)定》：規(guī)定了兩種方法：A法（酸性介質(zhì)）和B法（堿性介質(zhì)）。其原理和操作與中國(guó)國(guó)標(biāo)GB 11892基本一致。

* 美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)方法 (SM/APHA)： * Standard Methods 4500-O₃ B. Permanganate Method：在《水和廢水標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法》中詳細(xì)描述了高錳酸鉀法測(cè)定高錳酸鹽指數(shù)的操作程序。

* 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：環(huán)保、水利、城建等行業(yè)也可能發(fā)布相關(guān)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)規(guī)范，通常以國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)進(jìn)行細(xì)化。

在進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，必須嚴(yán)格遵循所選用標(biāo)準(zhǔn)的具體規(guī)定進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作、結(jié)果計(jì)算與報(bào)告，確保數(shù)據(jù)合法有效。