Одним из наиболее распространенных методов оценки
степени загрязненности сточных вод является показатель ХПК (химическое
поглощение кислорода - Лурье Ю. Ю. Аналитическая химия промышленных
сточных вод.— М.: Химия, 1984.)
В СССР в качестве арбитражного был принят бихроматный
метод определения ХПК. Однако этот метод длителен (около 6 ч) и требует
большого расхода серной кислоты (165 мл на каждый анализ), поэтому он мало
пригоден для массовых анализов в заводских лабораториях и на станциях
очистки сточных вод.
Существуют более простые ускоренные варианты этого
метода, дающие, однако, несколько заниженные результаты по сравнению с
арбитражным методом. Кроме того, известные ускоренные методы не
унифицированы и нуждаются в корректировке применительно к исследуемым
стокам разных производств.
Нами исследованы среднесуточные стоки различных
пивзаводов: Харьковских № 1 и № 2, Изюмского, Купянского, Полтавского,
Мелитопольского и Белгородского.
Были изучены оптимальные условия окисления сточных вод
растворами бихромата калия и предложена ускоренная методика определения
ХПК, по которой на анализ затрачивается около 20 мин, расход серной
кислоты составляет 45 мл на одну пробу воды.
Учитывая, что результаты определения ХПК ускоренным
методом несколько ниже, получаемых арбитражным методом, представляло
интерес установить соотношение между величинами ХПК, найденными двумя
методами, и, таким образом, внести корректировку в расчет при анализе ХПК
ускоренным методом.
В пробах сточных вод определяли ХПК двумя методами.
Зависимость между показателями ХПК, найденную ускоренным (х) и
арбитражным (у) методами, выражали в графической форме. Для этого в
общем уравнении линейной регрессии У=а+Ьх определяли коэффициенты
а и Ь решением системы из двух уравнений:
{
an + bΣx=Σy
aΣx + bΣx2=Σxy
где n — число определений ХПК.
Было найдено, что а= —18,5; Ь=
—1,18 (или —1,2). Подставив эти значения в
общее уравнение линейной регрессии, получили уравнение (см. рисунок),
связывающее значения ХПК, определенные двумя методами:
у = 1,2x — 18,5.
Для определения ХПК разработанным ускоренным методом в
коническую колбу объемом 250 мл отбирали пипеткой 5 мл сточной воды (если
ХПК сточной воды выше 600 мг О2/л,
сточную воду перед анализом разбавляли в 2 или более раз дистиллированной
водой), вносили в колбу 5 мл 0,1 н. раствора К2Сr2О7
и при помешивании постепенно добавляли 15 мл концентрированной серной
кислоты. Через 2 мин раствор охлаждали до комнатной температуры, приливали
50 мл дистиллированной воды, 3—4 капли индикатора (0,1 %-ного раствора
фенилантраниловой кислоты) и титровали 0,1 н. раствором соли Мора.
Ежедневно перед анализом сточной воды проверяли титр
раствора соли Мора.
Одновременно с анализом опытного образца делали
холостой опыт, для чего брали 5 мл дистиллированной воды и проводили все
ступени анализа.
ХПК определяли по формуле:
ХПК = 1,2 · ((V0 — V) · 0,1 · K · 8 · 1000 / a ) — 18,5
гдеV0,
V— соответственно объемы
раствора соли Мора, пошедшие на титрование холостой и опытной проб, мл;
0,1 — нормальность
раствора соли Мора;
К
— поправочный коэффициент для приведения раствора соли Мора к 0,1 н.;
8
— эквивалент кислорода;
а
— объем анализируемой сточной воды, мл;
1,2 и 18,4 — коэффициенты
для приведения данных ускоренного к показателям арбитражного метода
определения ХПК.
График зависимости между величинами ХПК сточных вод,
найденных ускоренным (х) и арбитражным (у) методами
Определено ХПК, мг О2/л
x/y = z
z1—z
(z1—z)2
разработанным методом (х)
арбитражным методом (у)
271,0
260,0
0,96
0,04
0,0016
589,2
615,7
1,04
0,04
0,0016
707,2
770,0
1,09
0,09
0,0081
976,0
925,1
0,95
0,05
0,0025
1023,7
1000,5
0,98
0,02
0,0004
1559,2
1529,0
0,98
0,02
0,0004
1589,8
1628,0
1,02
0,02
0,0004
1079,0
900,0
0,83
0,17
0,0289
928,0
833,0
0,90
0,10
0,0100
925,1
942,8
1,02
0,02
0,0004
615,7
665,6
1,08
0,08
0,0064
536,0
500,2
0,93
0,07
0,0049
1000,5
1100,0
1,10
0,10
0,0100
1627,7
1700,9
1,04
0,04
0,0016
568,0
619,5
1,09
0,09
0,0081
Σ=15,01
Σ=0,0853
Примечание:
z =
Σz/n=1
Для оценки точности разработанного метода определения
ХПК по данным, приведенным в таблице, находили:
S2 =
Σ(z1—z)2
/ (n—1);
E = +ta
· Sz
Eотн = + E ·
100 / 2
где n — число определений ХПК;
z
— среднее арифметическое из n
определений;
S2
— выборочная дисперсия метода при данном
числе определений;
Sz — средняя
квадратичная ошибка среднего значения;
а — заданная надежность;
ta —
множитель, который находят в специальных таблицах по математической
статистике по величинам а и n;
Е — точность определения;
Eотн
— относительная погрешность метода в %.
Величина Sz=0,061,
Е=0,044, Eотн=4,4%.
Таким образом, разработанный метод определения ХПК в сточных водах
пивзаводов намного быстрее арбитражного и требует меньшего расхода
концентрированной серной кислоты. Относительная погрешность метода
составляет ±4,4 %.
Используемая литература. Харьковский филиал НПО ПБП. Лаб. иследования. Канд. хим. наук С.Л. БЕЛЕНЬКАЯ, Ю.И. ПОПОВА, В.И. КАЛИТВЯНСКАЯ
