紫外—可见光谱法测定渗滤液中有机污染物的研

摘　要：针对不同处理单元的垃圾渗透液的特点，测定水样中的COD值和UV254值（吸光度），并对两者进行了相关性分析。结果表明，垃圾填埋渗透液中COD值与UV254值呈现一定的正相关，由于本法测定时水样无需预处理，简化了测定过程，因此UV254可以作为评估垃圾渗滤液COD的一种参数。

关键词：COD值；UV254值；渗滤液；相关性；

      1 引言
      垃圾渗滤液的主要特性是COD浓度高，CODcr最高达80000mg/L ，成分复杂，此外还含有一定的色度和悬浮物，如果直接排放，将会造成严重的污染，因此对垃圾渗滤液的处理越来越得到人们的重视。评价处理效果的一个重要指标，便是垃圾渗滤液的COD值。
      COD测定的标准法———重铬酸钾法，测定结果可靠，重现性好^[1]。但是该方法操作繁琐，费时、费电，试剂用量大，且使用了剧毒的硫酸汞，二次污染较严重。为此，探讨一种快速、省电、省试剂、少污染、结果可靠，并适于批量测定水样COD的方法，已成为人们努力的目标。
      紫外分光光度法使用的波长范围为200——400nm，可用于不饱和碳氢化合物和具有不对称电子的化合物（包括一些无机化合物），尤其适用于含有共轭体系的化合物的分析和研究^[2]。而在垃圾渗滤液的组分中，多数都具有不饱和碳氢键或不对称电子^[3]。垃圾渗滤液所含物质组成一般变化不大，所以可用紫外吸光度作为评价水质有机污染的综合指标。如果能够通过测定垃圾渗滤液的紫外吸光度来取代繁琐的COD测定或作为COD值的近似估计，便能缩短测定时间，无需化学试剂，简化COD测定手续，节省费用。
      1.1 垃圾渗滤液
      垃圾渗滤液是指来源于垃圾填埋场中垃圾本身含有的水分、进入填埋场的雨雪水及其他水分，扣除垃圾、覆土层的饱和持水量，并经历垃圾层和覆土层而形成的一种高浓度废水。垃圾渗滤液属于高浓度有机废水，其组成复杂多变，不仅重金属离子和氨氮含量较高，而且含有大量生物难降解的溶解性有机物。其中不仅包括简单的烷烃和烯烃，还包括复杂的芳烃和杂环化合物。这些有机物中存在多种价电子的能级跃迁形式和特征官能团（如羧基、羟基、羰基和甲氧基等活性功能团），因此理论上可以用可见紫外和红外光谱来测定。对于成分如此复杂的溶解性有机物，需根据COD和UV254值的相关性分析加以研究。由于重铬酸钾法（CODcr）测COD值过程繁琐复杂，操作不便，并且垃圾渗滤液中某些难降解的有机污染物不易测出，所以本实验旨在探究COD和UV254值的相关性,以便用简单易操作的紫外可见光谱法代替COD法测定垃圾渗透液中有机污染物的含量。
      1.2 COD值
      化学需氧量又称化学耗氧量（chemicaloxygendemand），简称COD。是利用化学氧化剂（如高锰酸钾）将水中可氧化物质（如有机物、亚硝酸盐、亚铁盐、硫化物等）氧化分解，然后根据残留的氧化剂的量计算出氧的消耗量。它和生化需氧量（BOD）一样，是表示水质污染度的重要指标。COD的单位为ppm或毫克／升，其值越小，说明水质污染程度越轻。
      1.3紫外可见光谱
      紫外吸收光谱、可见吸收光谱都属于电子光谱，它们都是由于价电子的跃迁而产生的。利用物质的分子或离子对紫外和可见光的吸收所产生的紫外可见光谱及吸收程度可以对物质的组成、含量和结构进行分析、测定、推断。

      2 实验部分
      2.1 仪器与试剂
      仪器：S52紫外分光光度计；JHR-2型节能COD恒温加热器；FA2004N电子分析天平；恒温干燥箱；1cm石英比色皿；因流装置（带250mL锥形瓶的全玻璃）；50mL酸式滴定管。
      试剂：结晶或粉末状的硫酸汞（掩蔽剂）；硫酸-硫酸银（催化剂）；重铬酸钾（氧化剂）；已处理的分别编号为1——7的A、B、C三组待测渗滤液；去离子水；铬酸钾标准溶液（1/6K2Cr2O7=0.2500mol/L）；已配置好的试亚铁灵指示液；硫酸亚铁铵标准溶液[(NH)2Fe(SO4)2•6HO≈0.1mol/L)。
      2.2 紫外分光光度计测吸光度
      将取得的渗滤液水样用蒸馏水稀释一定倍数，在254nm的波长下，用1cm比色皿，以蒸馏水为参比，用S52型紫外可见分光光度计测定稀释水样的吸光度，同时用国标法测定原水的COD值。
      具体步骤如下：打开紫外分光光度计仪器；预热30min；旋转波长调节按钮，至所需波长254nm；玻璃比色皿一盛蒸馏水作参比，玻璃比色皿二盛样品A1，分别用试镜纸将四壁擦拭干净；将比色皿一置入样品室任一空白样品槽，比色皿二置入样品室其他空白样品槽；拉动样品室4联架移档拉杆使装入参比样品的样品槽对准光路，合上样品室盖；按测定模式切换键，使透射比功能指示灯亮，运行透射比测定模式；按100%调整键，仪器自动调整100%；打开样品室盖，按0%调整键，仪器自动调整0%；闭合样品室盖，若发现100%漂移，按100%调整键。反复操作几次，直至闭合时显示100%，打开时显示0%为止；按测定模式切换键，是吸光度指示灯亮，运行吸光度测定模式；打开样品室盖，拉动样品室4联架移档拉杆，使待测样品槽对准光路，闭合样品室盖；读出仪器测得的样品吸光度值，并记录。继续按上述步骤测其他待测样品。
      2.3  重铬酸钾法测定COD
      具体步骤如下：打开COD恒温加热器进行预热；取随机附件试管7只做好标记，清洗干净；分别加入硫酸汞0.2g；1号试管加入A1试剂2ml；2号试管加入A2试剂2ml；3号试管加A3试剂2ml；4号试管加入A4试剂2ml；5号试管加入A5试剂2ml；6号试管加入A6试剂2ml；7号试管加入A7试剂2ml；分别加入蒸馏水稀释至10ml；将7只试管内的溶液分别对应转移至事先已编号完成的硬质玻璃管中；分别加入5ml重铬酸钾（氧化剂）至7只硬质玻璃管中；分别加入15m硫酸-硫酸银（催化剂）至7只硬质玻璃中，摇匀并冷却至室温；待冷却至室温后将7只硬质玻璃管（表面干燥）依次放入COD恒温加热器中，等待沸腾，1h后准备进行滴定并记录数据。对分别标号为1——7的B、C两组已处理的待测渗滤液重复上述操作并记录数据。
      3结果与讨论
      3.1 A组渗滤液中吸光度与COD的相关性
      在波长为254nm的条件下分别测定A1——A7水样的吸光度。相应的测定结果，见表1。以吸光度UV254为横坐标，国标法测得COD值为纵坐标，其吸光度UV254和COD的相关性如图1所示。
 

      3.2 B组渗滤液中吸光度与COD的相关性
      在波长为254nm的条件下分别测定B1——B7水样的吸光度。相应的测定结果，见表2。以吸光度UV254为横坐标，国标法测得COD值为纵坐标，其吸光度UV254和COD的相关性如图2所示。
 

      3.3 C组渗滤液中吸光度与COD的相关性
      在波长为 254nm的条件下分别测定C1——C7水样的吸光度。相应的测定结果，见表3。以吸光度UV254为横坐标，国标法测得COD值为纵坐标，其吸光度UV254和COD的相关性如图3所示。
 

      4结语
      254可以作为评估垃圾渗滤液COD的一种参数
      垃圾渗滤液中COD值与UV254值呈现一定的正相关性，相关性显著程度能反映和判断水中腐殖质、酸含量的多寡以及废水的可生化性。
      相关性显著说明渗滤液是长时间填埋过后所产生的垃圾渗滤液。此渗滤液中腐殖质类难生物降解大分子有机物是垃圾渗滤液中有机物的主要成分。由于腐殖质类大分子有机物在紫外光区存在特征吸收峰，因此渗滤液中COD值与UV254值之间存在较好的相关性。
      相关性差说明渗滤液为短时间填埋过后所产生的垃圾渗滤液。COD /TOC和BOD5 /COD的比值较高，大部分总有机碳由短链的脂肪酸组成，相对长期埋埋而言，其中的腐殖质类难生物降解大分子有机物较少，而短链脂肪酸等小分子有机物不吸收紫外光。从而导致垃圾渗滤液中COD值与UV254值的相关性较差。
      2.垃圾渗滤液中有机物含量可以通过建立COD值与UV254值的回归方程后，用UV254值来反映。
      3.水样无需预处理
      测定UV254不需对垃圾渗滤液进行预处理，从而可以简化测定过程。
      参考文献：
      [1]国家环境保护总局, 水和废水监测分析方法[M], 北京：中国环境科学出版社，2002.
      [2]黄君礼，鲍治宇.紫外吸收光谱法及其应用[M], 北京：中国科学技术出版社，1992.
      [3]刘军，鲍林发，汪苹, 运用GC-MS联用技术对垃圾渗,4（液中有机污染物成分的分析[J].环境污染治理技术与设备，2003，4(8):31-33.
      [4]黄进刚，曲文亮，徐晓军，张奇，张秋花. 华北水利水电学院学报第29卷第5期，2008年10月.

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