COD与TOC相关性理论研究

文章编号:1674-7046(2011)02-0036-5COD与TOC相关性理论研究王海燕1,蔡海军2(1.驻马店市环境监测站,河南驻马店463000;2.济源市环境保护监测站,河南济源454650)摘�要:�对水和废水中化学需氧量(COD)和总有机碳(TOC)测试时的理论值进行计算,对二者相关性进行推导和研究,结合运行管理的一些经验,着重对其安装使用过程中的全程序质量控制进行探讨。关键词:�TOC;相关性;COD中图分类号:�X52���文献标识码:A��随着我国污染物排放总量控制制度的实施,有机污染物的综合监测指标在线自动监测尤为重要。目前,美国主要以总有机碳(TOC)指标来监测水体中的有机物含量,日本在20世纪70年代初期也把TOC指标列入日本工业标准[1],但我国目前的大多数环境质量标准、污染物排放标准等均主要以化学需氧量(COD)作为表征有机污染物含量的指标。在日常工作中,常常需要将在线TOC装置上的数值换算成COD数值,这就涉及到一个COD/TOC的转换系数问题,有关此类的文章较多,但大都就某类水样计算出一个大概的系数范围值,未能从化学反应的角度上进行深入分析,本文将对此进行探讨。1�COD与TOC的分析原理��COD是我国实施排放总量控制的水质指标之一。水样的化学需氧量由加入的氧化剂种类不同分为多种,我国规定用重铬酸盐法,其测得的值称为化学需氧量(COD),以高锰酸盐为氧化剂的称为高锰酸盐指数,国外还有用臭氧、羟基等作为氧化剂的方法体系。��化学需氧量反映了水中受还原性物质污染的程度,水中还原性物质包括有机物、亚硝酸盐、亚铁盐、硫化物等。水被有机物污染是很普遍的,酸性重铬酸钾氧化性很强,可氧化大部分有机物。因此,化学需氧量也作为有机物含量的指标之一[2]。��总有机碳(TOC)是以碳的含量表示水体中有机物质总量的综合指标,水中溶解性和悬浮性有机物中存在的碳量,以碳的质量浓度mg/L来表示。一般采用酸化样品,通氮气曝气去除试样中的无机碳(IC),然后再测试试样中有机物燃烧后生成的CO2,换算成TOC。由于TOC的测量采用燃烧法,因此能将有机物全部氧化,它比BOD5或COD更能直接表示有机物的总量,常常用来评价水体中有机物污染的程度[3]。2�COD与TOC对各类物质的反应���COD与TOC标准溶液配制��在COD的分析中,常采用邻苯二甲酸氢钾标准溶液检查试剂的质量和操作技术,一般采用溶解0.4251g邻苯二甲酸氢钾(HOOCC6H4COOK)于蒸馏水中,转入1000ml容量瓶稀释至刻度线,该标准溶液的理论COD值为500mg/L。��在TOC的分析中也采用邻苯二甲酸氢钾配制有机碳标准溶液,一般采用溶解0.8502g邻苯二甲酸氢钾(HOOCC6H4COOK)于蒸馏水中,转入1000ml容量瓶稀释至刻度线,该标准溶液的理论COD值为收稿日期:2011-01-20第一作者简介:王海燕(1972-),女,河南新蔡人,驻马店市环境监测站工程师。第20卷第2期2011年3月������河南城建学院学报JournalofHenanUniversityofUrbanConstruction�����Vol.20No.2Mar.2011400mg/L。��由上述可见,在COD和TOC的分析中一般均采用邻苯二甲酸氢钾来配制相应的标准溶液,相同质量的邻苯二甲酸氢钾配制相同体积的溶液对应的COD与TOC比为2.5�1。��转换成化学方程式推导如下:��KHC8H4O4+15O�8CO2+KOH+H2O��对应的质量比为240�96,相当于COD/TOC为2.5:1。���各类有机物的COD/TOC理论比值��在COD与TOC标准溶液配制中二者有2.5的相关系数,但在日常分析中各类有机物的COD/TOC比值差距较大。2.1�脂肪烃类化合物��以甲烷为例,每个甲烷分子完全氧化需要消耗的氧的量为:���CH4+4O�CO2+2H2O��对应的质量比为64:12,相当于COD/TOC为5.333:1。��以烷烃为例,根据有机物化学式计算理论TOC值与理论COD值及其比例系数,如表1所示。表1�烷烃类化合物COD/TOC相关系数碳数烷烃化学式耗氧数TOCCODCOD/TOC1甲烷CH4412645.3332乙烷C2H67241124.6673丙烷C3H810361604.4444丁烷C4H1013482084.3335戊烷C5H1216602564.2676己烷C6H1419723044.2227庚烷C7H1622843524.1908辛烷C8H1825964004.167��������������nn烷CnH2n+23n+112n48n+164+4/3n��由表1可以看出:随着烷烃碳链的加长,COD/TOC的比例系数在减小,碳链数n=�时,