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測量水質(zhì)高量程COD為什么誤差比較大,怎樣操作才能減少誤差
為什么高量程COD測量誤差更大?
高量程COD水樣必須經(jīng)過稀釋后才能測量,這個稀釋過程是最大的誤差來源。具體原因如下:
稀釋誤差的放大效應
核心原因:任何微小的稀釋操作誤差都會被放大數(shù)十甚至上百倍。
舉例:一個真實濃度為1000 mg/L的水樣,需要稀釋10倍(取10mL樣品定容至100mL)后測量。如果你在取樣時誤差了0.1mL(即取了10.1mL),最終計算出的濃度將是
(10.1mL / 10mL) * 1000 mg/L = 1010 mg/L
,產(chǎn)生了10 mg/L的絕對誤差和1%的相對誤差。而這僅僅是取樣一步的誤差。本底干擾物的濃度變化
稀釋用的蒸餾水或去離子水并非絕對純凈,它本身可能含有極低濃度的可氧化物質(zhì)(空白值)。
當樣品被高倍數(shù)稀釋后,樣品中原始污染物的濃度變得很低,而稀釋水本底值的相對影響就變得非常顯著,會直接加在測量結(jié)果上,導致正誤差。
反應條件的改變
氯離子干擾:氯離子(Cl?)是主要的干擾物,它會被重鉻酸鉀氧化,導致結(jié)果偏高。在原始水樣中,可以通過加入硫酸汞來掩蔽一定量的氯離子。但稀釋會改變Cl?與HgSO?的比例。如果稀釋后氯離子濃度仍然很高,但掩蔽劑濃度因稀釋而降低,可能導致掩蔽不全,誤差增大。
催化劑濃度不足:硫酸銀作為催化劑,其濃度在稀釋后也會相應降低,可能導致氧化反應沒有進行到底,結(jié)果偏低。
操作難度增加
高倍數(shù)稀釋需要更精確的移液和定容操作,對玻璃器皿的精度(如移液管、容量瓶)和操作人員的技術要求更高。
對于非常渾濁或不均勻的水樣(如污水),取得一個有代表性的原始樣品本身就很困難,稀釋會進一步放大取樣代表性的問題。
如何降低高量程COD測量的誤差?
針對以上誤差來源,可以采取以下措施來顯著提高準確度:
1. 優(yōu)化稀釋操作(最關鍵的一步)
精準計算稀釋倍數(shù):先根據(jù)水樣來源和經(jīng)驗預判COD范圍,做一個初步測試,根據(jù)初步結(jié)果確定一個合適的稀釋倍數(shù),使稀釋后的水樣COD值落在方法的最佳范圍(通常是100-500 mg/L)內(nèi)。避免過度稀釋。
使用高精度器皿和正確技術:
使用精確容量瓶和移液管。
對高濃度原樣進行稀釋時,最好采用“逐級稀釋"法,而不是一次性地進行高倍數(shù)稀釋。例如,稀釋100倍,可以先稀釋10倍,再從此稀釋液中取液再稀釋10倍。這比一次性稀釋100倍誤差更小。
確保移液管、容量瓶清潔,定容時液面凹液面與刻度線相切。
2. 嚴格控制空白值
使用高質(zhì)量的稀釋水:務必使用新鮮制備的超純水或重蒸餾水作為稀釋水。
做“稀釋空白"實驗:不僅要測試劑空白(用稀釋水代替樣品),最好還做一個“稀釋空白",即用與你稀釋樣品相同體積的稀釋水按照相同的步驟進行消解測定。用這個值來校正你的樣品值,可以更有效地扣除稀釋水本身帶來的誤差。
校正后COD = (樣品測得值 - 稀釋空白值) * 稀釋倍數(shù)
3. 確保反應和掩蔽有效
驗證氯離子濃度:了解水樣中氯離子的大致濃度。確保稀釋后,水樣中的氯離子濃度仍低于方法規(guī)定的掩蔽上限(通常為2000 mg/L)。如果稀釋后氯離子仍然很高,需要計算并額外補加硫酸汞掩蔽劑。
確認催化劑充足:對于高倍數(shù)稀釋樣,消解時加入的硫酸銀催化劑是足夠的,因為國標方法中的加入量是針對最終消解液體積的。但需要注意這一點。
4. 其他重要措施
保證樣品均質(zhì)性:對于懸浮物多的污水,取樣前必須充分搖勻,確保取到的原始樣品和稀釋樣品都具有代表性。這是前提條件!
進行平行實驗:每個樣品至少做兩個平行樣。平行樣結(jié)果的相對偏差應在方法允許范圍內(nèi)(如<10%)。如果偏差大,說明操作或樣品不均一,必須重測。
加標回收實驗:這是驗證準確度的黃金標準。向稀釋后的水樣中加入已知量的COD標準物質(zhì)(如鄰苯二甲酸氫鉀),與未加標的樣品一同消解測定,計算回收率(應在95%-105%之間)。回收率實驗能綜合反映操作、稀釋、干擾等所有因素的誤差。
總結(jié)
誤差來源 | 降低誤差的策略 |
---|---|
稀釋操作 | 精確計算倍數(shù)、使用合格器皿、采用逐級稀釋 |
稀釋水空白 | 使用超純水、做“稀釋空白"進行校正 |
氯離子干擾 | 預估Cl?濃度、確保稀釋后不超限、必要時補加掩蔽劑 |
樣品代表性 | 取樣前充分搖勻/均質(zhì)化原始水樣 |
系統(tǒng)準確性 | 做平行實驗(控制精密度)、做加標回收實驗(控制準確度) |