COD 傳感器的測量結(jié)果可能受到水樣性質(zhì)、儀器原理、環(huán)境條件、操作維護(hù)等多方面因素的干擾,以下是具體影響因素及應(yīng)對措施:
一、水樣物理化學(xué)特性
1. 懸浮物與顆粒物
影響:
懸浮物(如泥沙、藻類、膠體)可能吸附或包裹有機(jī)物,導(dǎo)致傳感器(尤其是光學(xué)法)透光率下降,造成測量值偏低或波動;
顆粒物可能堵塞流通池或電極表面,影響電極法傳感器的響應(yīng)速度。
應(yīng)對:
測量前通過過濾(0.45 μm 濾膜)或離心去除懸浮物;
選擇帶自動清洗功能的傳感器(如超聲波清洗、高壓水反沖)。
2. 色度與濁度
影響:
水樣本身的顏色(如工業(yè)廢水中的染料、腐殖質(zhì))或濁度會干擾光學(xué)法(如分光光度法、紫外吸收法)的光信號,導(dǎo)致吸光度測量偏差。
應(yīng)對:
采用空白校正(用蒸餾水或標(biāo)準(zhǔn)溶液扣除背景值);
選擇抗色度干擾的傳感器(如雙波長紫外法,通過參比波長消除背景光影響)。
3. 化學(xué)組分干擾
強(qiáng)還原性物質(zhì):
水樣中的硫化物(S²?)、亞硝酸鹽(NO??)、亞鐵離子(Fe²?)等會與 COD 測定中的氧化劑(如重鉻酸鉀、)反應(yīng),導(dǎo)致測量值虛高。
氯離子(Cl?):
重鉻酸鉀法中,Cl?會與氧化劑反應(yīng)生成 Cl?,消耗氧化劑,導(dǎo)致 COD 結(jié)果偏高,且可能腐蝕傳感器部件;
應(yīng)對:加入硫酸汞(HgSO?)掩蔽 Cl?(適用于實(shí)驗(yàn)室檢測),或選擇抗氯型傳感器(如采用高氯酸銀去除 Cl?干擾)。
氯離子是最常見干擾因素,尤其在地表水、海水或工業(yè)廢水中:
高鹽度:
鹽度會改變?nèi)芤弘妼?dǎo)率,影響電極法傳感器(如電流法)的信號穩(wěn)定性。
油類物質(zhì):
油膜可能附著在光學(xué)傳感器的透光窗或電極表面,導(dǎo)致光信號衰減或電極響應(yīng)滯后。
二、傳感器原理與技術(shù)局限性
1. 不同測量方法的差異
方法類型 | 原理 | 常見干擾因素 | 適用場景 |
重鉻酸鉀消解 - 光度法 | 強(qiáng)酸性條件下氧化有機(jī)物,測 Cr³?吸光度 | Cl?、高色度、高懸浮物 | 工業(yè)廢水(高 COD) |
紫外吸收法(UV 法) | 測量有機(jī)物對 UV 光(254 nm)的吸收 | 濁度、非有機(jī)物吸光物質(zhì)(如 NO??) | 清潔地表水、飲用水 |
電解法 / 電流法 | 電解產(chǎn)生氧化劑氧化有機(jī)物,測電流值 | 電活性物質(zhì)(如 Fe²?、S²?) | 在線連續(xù)監(jiān)測 |
生物傳感器 | 微生物代謝耗氧或產(chǎn)電信號 | 重金屬、毒性物質(zhì)抑制微生物活性 | 低 COD(如市政污水生化池) |
2. 技術(shù)局限性
量程匹配問題:
低量程傳感器(如 0-200 mg/L)直接測量高濃度廢水(如 COD>5000 mg/L)會導(dǎo)致信號飽和或氧化劑耗盡,結(jié)果偏低。
氧化劑效率差異:
不同方法的氧化能力不同(如重鉻酸鉀法對芳烴類有機(jī)物氧化率低,UV 法對烷烴類不敏感),導(dǎo)致同一樣品不同方法測量值差異顯著。
三、環(huán)境與操作條件
1. 溫度
影響:
溫度影響化學(xué)反應(yīng)速率(如重鉻酸鉀消解需高溫)和電極活性(如 pH 電極、電流傳感器),溫度波動可能導(dǎo)致測量值漂移。
應(yīng)對:
傳感器內(nèi)置溫度補(bǔ)償模塊,或在恒溫環(huán)境下測量(如實(shí)驗(yàn)室水浴消解)。
2. 流速與壓力
在線監(jiān)測場景:
水樣流速不穩(wěn)定可能導(dǎo)致傳感器接觸樣品不充分(如流通池法),或產(chǎn)生氣泡附著在光學(xué)窗口,干擾測量。
應(yīng)對:
采用恒流泵控制流速,或選擇帶自吸式采樣的傳感器。
3. 操作與維護(hù)不當(dāng)
試劑污染或失效:
重鉻酸鉀法中,試劑配制錯誤(如硫酸濃度不足)或過期會導(dǎo)致氧化不,結(jié)果偏低。
傳感器污染:
長期未清洗的光學(xué)窗口會附著生物膜、油垢或無機(jī)鹽結(jié)晶(如 CaCO?),導(dǎo)致光信號衰減;電極表面吸附有機(jī)物會降低響應(yīng)靈敏度。
應(yīng)對:
定期執(zhí)行校準(zhǔn)(用標(biāo)準(zhǔn)溶液,如鄰苯二甲酸氫鉀)、清洗(用稀酸或?qū)S们逑磩?和試劑更換。
四、其他因素
1. 基體效應(yīng)
水樣的酸堿性(pH)、離子強(qiáng)度等與校準(zhǔn)溶液差異較大時,可能導(dǎo)致傳感器響應(yīng)偏離線性,如高鹽廢水的基體效應(yīng)會影響 UV 法的吸光度測量。
2. 安裝位置
在線監(jiān)測時,若傳感器安裝在水流湍急或存在渦流的區(qū)域,可能導(dǎo)致水樣混合不均勻,測量值不能代表真實(shí)濃度。
總結(jié)與建議
為確保 COD 傳感器測量結(jié)果的準(zhǔn)確性,需針對具體場景:
預(yù)處理水樣:過濾懸浮物、稀釋高濃度樣品、掩蔽干擾離子(如 Cl?);
選擇適配方法:根據(jù)水樣特性(如工業(yè)廢水選重鉻酸鉀法,地表水選 UV 法);
強(qiáng)化運(yùn)維管理:定期清洗、校準(zhǔn)傳感器,記錄環(huán)境參數(shù)(溫度、流速)并進(jìn)行漂移修正;
交叉驗(yàn)證:對關(guān)鍵監(jiān)測點(diǎn),結(jié)合實(shí)驗(yàn)室手工分析(如 HJ 828-2017 標(biāo)準(zhǔn)方法)與在線傳感器數(shù)據(jù),降低單一方法誤差。