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🧪 COD — 化学需氧量

理化 PN-EN ISO 15705

用装有重铬酸钾的密封消解管（比色管）测定化学需氧量。评价水与污水有机物污染程度的关键指标。

要点速览

  • 标准: PN-EN ISO 15705:2005
  • 类别: 理化
  • 操作步骤数: 8
  • 各步骤合计时间: 2 小时 53 分钟–3 小时 8 分钟
  • 测量范围: 0–1000 mg O₂/L（不稀释）
  • 检出限: 6 mg O₂/L（600 nm 光度法）
  • 消解温度: 150 ± 2 °C

概述

化学需氧量（COD）是水与污水分析中最重要的指标之一。它表示化学氧化水样中有机物质及某些无机还原性化合物所需的氧量（以 mg O₂/L 计）。

与 BOD5（生化需氧量）不同，COD 涵盖全部可氧化物质 —— 既包括可生物降解的，也包括难以生物分解的。BOD5/COD 比值可用于评价污水的可生化性（>0,5 = 易生物降解）。

COD 是排污许可、市政与工业污水监测以及污水处理厂效能评价中的强制指标。排入地表水的处理后污水，COD 限值为 125 mg O₂/L（波兰环境部条例）。ISO 15705 方法（小体积、密封消解管）因试剂消耗更少、作业更安全而优于经典回流法。

方法原理

水样在密封消解管（比色管）中，用强氧化混合液消解：浓硫酸（H₂SO₄）介质中的重铬酸钾（K₂Cr₂O₇），并加入硫酸银（Ag₂SO₄）作为难分解化合物氧化的催化剂，以及硫酸汞（HgSO₄）作为氯离子掩蔽剂。

消解在 150 °C 下进行 2 小时。反应过程中 Cr⁶⁺（橙色）被还原为 Cr³⁺（绿色）。被还原铬的量在 600±20 nm 处以分光光度法测定（适用于 1000 mg/L O₂ 以下量程）—— Cr³⁺ 的吸光度与样品的 COD 成正比。

COD [mg O₂/L] = 用标准溶液（KHP —— 邻苯二甲酸氢钾）校准后的分光光度计读数。

应用领域

关键参数

参数数值
测量范围0–1000 mg O₂/L（不稀释）
检出限6 mg O₂/L（600 nm 光度法）
消解温度150 ± 2 °C
消解时间120 分钟（2 小时）
最高氯离子浓度1000 mg/L Cl⁻（无干扰）
精密度（CV）5–10%（视浓度而定）

标准

标准编号
PN-EN ISO 15705:2005
标准名称（波兰语）
Jakość wody -- Oznaczanie indeksu chemicznego zapotrzebowania tlenu (SP-ChZT) -- Metoda zminiaturyzowana z zastosowaniem szczelnych probówek
标准名称（英语）
Water quality — Determination of the chemical oxygen demand index (ST-COD) — Small-scale sealed-tube method

分步操作程序

  1. 样品准备

    将污水样品充分混匀（悬浮物影响结果）。COD >1000 mg/L 的样品需用去离子水稀释。使样品恢复至室温。

    ⏱ 时间: 5 分钟

  2. 加样至试剂管

    打开预制试剂管（如 Hach LCK 514）。用移液器准确加入规定体积的样品（通常 2,0 mL）至含试剂的管中，旋紧管盖。

    ⏱ 时间: 2 分钟

  3. 混匀

    将试剂管上下颠倒数次（至少 3 次）使样品与试剂充分混合。注意：管体会强烈发热（与 H₂SO₄ 的放热反应）—— 请握住管盖！

  4. 消解仪中消解

    将试剂管放入已预热至 150 °C 的消解仪。准确消解 120 分钟。过程中不要打开消解仪。

    ⏱ 时间: 120 分钟 • 🌡 温度: 150 °C

  5. 冷却

    消解结束后关闭消解仪。试剂管在加热模块中静置 15–20 分钟初步冷却，随后取出置于管架，颠倒数次，冷却至室温（约 30 分钟）。

    ⏱ 时间: 45–60 分钟

  6. 分光光度测定

    用洁净软布擦拭管壁（不得有划痕、指纹）。放入分光光度计，于 600 nm 处测定吸光度（Cr³⁺）。由校准曲线或内置程序读取 COD 结果。

    ⏱ 时间: 1 分钟

  7. 质量控制

    每批同时测定：空白样（去离子水）、KHP 标准溶液（如 500 mg O₂/L）。允许偏差：认定值的 ±10%。

  8. 废液处置

    用过的试剂管含汞与铬 —— 按危险废物处理。收集于标识容器中，交由实验室废物处置公司。严禁倒入下水道！

所需设备与仪器

设备示例参考价格
消解仪（加热模块）Hach DRB200、WTW CR 4200、Macherey-Nagel Nanocolor Vario C24 000–12 000 PLN
VIS/UV-VIS 分光光度计Hach DR3900、Hach DR6000、WTW photoLab 760015 000–45 000 PLN
预制试剂管（即用型）Hach LCK 314（15–150 mg/L）、LCK 514（100–2000 mg/L）、LCK 014（1000–10000 mg/L）250–450 PLN / 25 支
移液器Eppendorf Research Plus 0,5–5 mL、Brand Transferpette S800–2 000 PLN
比色管架消解后冷却用专用管架100–300 PLN
去离子水Millipore Milli-Q 或 Hydrolab 系统，电导率 <0,1 mS/m整套系统 15 000–40 000 PLN

试剂、培养基与耗材

试剂CAS详情
重铬酸钾 K₂Cr₂O₇7778-50-9浓 H₂SO₄ 中的氧化液，浓度 0,01667 mol/L。已预装于即用型试剂管中。
浓硫酸 H₂SO₄7664-93-9反应介质，浓度 >95%。强腐蚀性，与水混合放热剧烈。
硫酸银 Ag₂SO₄10294-26-5难分解化合物（脂肪族、芳香族）氧化的催化剂。5,5 g/kg H₂SO₄。
硫酸汞 HgSO₄7783-35-9掩蔽氯离子（络合 Cl⁻）。消解液中 33,3 g/L。含汞废液须专门处置。
邻苯二甲酸氢钾（KHP）877-24-7校准标准物质，1,000 g KHP = 1,176 g O₂（理论 COD）。用于绘制校准曲线。
COD 标准溶液 1000 mg/L—有证标准物质（CRM），用于校准验证与质量控制。

职业健康与安全

培训与视频资料

常见问题

该检测依据哪项标准？

该检测依据的标准为 PN-EN ISO 15705:2005 — 《Water quality — Determination of the chemical oxygen demand index (ST-COD) — Small-scale sealed-tube method》。

该方法的原理是什么？

水样在密封消解管（比色管）中，用强氧化混合液消解：浓硫酸（H₂SO₄）介质中的重铬酸钾（K₂Cr₂O₇），并加入硫酸银（Ag₂SO₄）作为难分解化合物氧化的催化剂，以及硫酸汞（HgSO₄）作为氯离子掩蔽剂。 消解在 150 °C 下进行 2 小时。

测量范围和准确度是多少？

测量范围：0–1000 mg O₂/L（不稀释）；检出限：6 mg O₂/L（600 nm 光度法）；消解温度：150 ± 2 °C；消解时间：120 分钟（2 小时）。

完成检测需要多长时间？

各步骤所列时间合计约为 2 小时 53 分钟–3 小时 8 分钟。整个程序共 8 个步骤。

需要哪些设备？

消解仪（加热模块）、VIS/UV-VIS 分光光度计、预制试剂管（即用型）、移液器、比色管架、去离子水。核心仪器的参考价格（消解仪（加热模块））：4 000–12 000 PLN。

该检测用于哪些场景？

处理后污水的质量控制（排污许可，限值 125 mg O₂/L）；污水处理厂工艺过程监控；工业污水检测（化工、食品、制药）；可生化性评价（BOD5/COD 比值）；地表水监测（欧盟水框架指令）；工业排入下水道的排放控制。

需要采取哪些安全防护措施？

重铬酸钾（Cr⁶⁺）—— 致癌（1B 类）、致突变、有毒。避免接触与吸入。在通风柜中操作。；浓硫酸 —— 强腐蚀性，可造成严重灼伤。与水混合放热剧烈。切勿将水加入酸中！；硫酸汞 —— 剧毒（Hg），对环境有害。含汞废物须专门处置。；消解后管体高温（150 °C）—— 有烫伤风险。使用隔热手套。；必须佩戴护目镜、丁腈手套并穿实验服。；用过的试剂管属危险废物（Cr + Hg）。单独收集，不得倒入水槽。

哪家实验室可以开展此项检测？

该检测由通过 ISO/IEC 17025 认可的实验室开展。在 LabCoda 上可按标准编号检索 PN-EN ISO 15705。

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