COD監(jiān)測技術的發(fā)展
實時、現(xiàn)場的大批量樣品分析及能夠適用復雜條件下的樣品分析是對COD監(jiān)測技術的現(xiàn)實要求,在線自動COD分析儀器的作用顯得十分重要。國內(nèi)外已有許多類型的COD分析儀器,多數(shù)采用的是重鉻酸鉀硫酸回流法消解水樣,消解后鉻鹽排放會造成二次污染,這是COD分析監(jiān)測技術極需克服的問題。
(1)“微型實驗室”技術應用于COD監(jiān)測
近年來,隨著電子技術、新材料、新工藝和新的光學器件的發(fā)展,尤其是計算機技術的日新月異,分析監(jiān)測儀器技術有了很大提高。儀器的性能、自動化程度和幾何尺寸都達到了新的水平。涌現(xiàn)出了利用傳感器在水下直接測量和利用“微型實驗室”法開發(fā)儀器現(xiàn)場測量兩種技術形式,具有代表性的是美國YSI公司的YSI6820型和YSI6920型多參數(shù)水質(zhì)監(jiān)測儀、HYDOLAB公司的DataSonde4型和MiniSonde型多參數(shù)水質(zhì)監(jiān)測儀等。以上儀器應用了離子選擇電極式傳感器進行測量,該傳感器雖有一定優(yōu)點,但其受周圍環(huán)境的影響較大。如溫度、酸度、離子強度和懸浮物等,均可影響其性能。應用光學傳感器的儀器產(chǎn)品如:英國南安普敦海洋中
(Southamptonoceanographycenter)的海洋技術部和Valeport有限公司聯(lián)合開發(fā)的Suv6型光纖傳感器,但目前僅僅是理論上成立,并無成型產(chǎn)品。應用光纖傳感器測定海水有機污染物,可以連續(xù)獲得污染物的信息,不需采樣和預處理,可實現(xiàn)現(xiàn)場實時監(jiān)測,但是真正應用于海洋現(xiàn)場測量,還有許多有待解決的問題,包括傳感器的長期穩(wěn)定性、使用壽命和選擇性等方面。
(2)濕式臭氧技術應用于COD監(jiān)測
ISCO生產(chǎn)的COD自動測定儀采用臭氧(O3)氧化水中有機物的方法。用一定量含飽和O3的酸性水作為氧化劑,用氧檢測器測定水中總含氧量,然后用蠕動泵逐步加入適量的被測水樣,使臭氧水中剩余的含氧量保持在一定值。此時用另一氧檢測器予以測量控制,從加入的水樣量、臭氧水的含氧量和反應后的剩余含氧量計算出水樣的COD。雖然美國EPA尚未將其定為標準方法,但用無害于環(huán)境的臭氧代替重鉻酸鉀將會受到歡迎。
(3)氣相化學發(fā)光技術應用于COD監(jiān)測
氣相中臭氧可以和多類化合物發(fā)生化學發(fā)光反應。O3和NO可以產(chǎn)生一個明顯的近紅外化學發(fā)光光譜,光譜中央在1200nm附近。用高溫燃燒法(HTC),所有鍵合的含氮化合物均可氧化為NO,且燃燒產(chǎn)生的產(chǎn)物CO2和H2O不對O3和NO的化學發(fā)光產(chǎn)生干擾。Thomas等人用此法測定天然水中的總氮量。硫化物和O3的雙分子氣相化學發(fā)光反應速度很快,發(fā)射光譜在280~460nm之間。對各種硫化物與臭氧的化學發(fā)光反應研究發(fā)現(xiàn)它們產(chǎn)生的光譜極其相近。Arora和Chatha證實這些硫化物與臭氧的反應產(chǎn)生的光譜是由激發(fā)態(tài)SO2產(chǎn)生,SO為反應中間體。以此反應可測定硫化物含量。具有相似結構或具有相似(相同)功能基團的烴類化合物與氣相中的親電氧化劑的反應速率相近。室溫條件下,烯烴(包括異戊二烯和單萜)有足夠的反應速率和臭氧產(chǎn)生化學發(fā)光信號;室溫超過60℃,芳香烴化合物開始與臭氧發(fā)生化學發(fā)光反應;烷烴和有機氯化物的活性較低,因此在更高的溫度條件下才能發(fā)生反應?赏ㄟ^操縱反應室溫度,幾類不同化合物和發(fā)光信號能夠被分開。當然,控制反應室溫度在較高的條件下(170℃),得到的化學發(fā)光信號反映總烴含量。

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