高锰酸盐指数测定结果的影响因素分析

高锰酸盐指数测定结果的影响因素分析

杨蓉

（保山市生态环境局龙陵分局生态环境监测站工程师，云南省保山市，678300   ）

摘要：高锰酸盐指数是检测地表水的重要指标之一，能够有效地反映水体遭受有机物和还原性无机物的污染程度。在水质常规检测分析过程中，它属于检测难度系数较高的项目。本文将根据现行《水质 高锰酸盐指数的测定》（GB11892-89）的分析方法，对影响其结果的因素进行分析，以便采取相应的质量控制措施，提高测定结果的准确性。

关键词：高锰酸盐指数；测定；方法；影响因素；

1 概念

高锰酸盐指数是指在酸性或碱性介质中，以高锰酸钾为氧化剂，处理水样时所消耗的量，以氧的mg/L来表示。水中的亚硝酸盐、亚铁盐、硫化物等还原性无机物和在此条件下可被氧化的有机物，均可消耗高锰酸钾[1]。

2 方法原理

2.1方法

目前，高锰酸盐指数测定的主要依据是《水质 高锰酸盐指数的测定》（GB11892-89），该方法适用于饮用水、水源水和地表水的测定，测量范围为0.5～4.5mg/L。对污染较重的水，可少取水样，经适当稀释后测定。[2]

按测定溶液的介质不同，高锰酸盐指数的测定可分为酸性法和碱性法。酸性法主要用于氯离子浓度较低的水样（＜300mg/L），碱性法主要用于氯离子浓度较高的水样（＞300mg/L）。

2.2 原理

样品中加入已知量的高锰酸钾溶液和硫酸，在沸水中加热30+2min，高锰酸钾溶液将样品中的某些有机物和无机还原性物质氧化，反应后加入过量的草酸钠溶液还原剩余的高锰酸钾，再用高锰酸钾溶液回滴过量的草酸钠，通过计算求出高锰酸盐指数。

3 主要仪器和试剂

3.1 主要仪器

250ml锥形瓶；沸水浴装置；25ml棕色酸式滴定管；一般实验室常用仪器和设备。

3.2 主要试剂

硫酸1+3溶液，高锰酸钾标准溶液c（1/5KMnO4）≈0.01mol/L，草酸钠标准溶液c（1/2Na2C2O4）≈0.0100mol/L。注：高锰酸钾标准溶液应储存在棕色试剂瓶中。

4 高锰酸盐指数测定结果的影响因素

4.1 高锰酸钾校正系数Ｋ值

高锰酸钾使用液浓度校正系数Ｋ值太高或太低均影响测定结果准确度。Ｋ值太高（Ｋ≥1.02），空白试验消耗高锰酸钾体积偏低，样品滴定消耗高锰酸钾体积也偏低，从而样品测定值偏低；Ｋ值太低（Ｋ≤0.98），空白试验消耗高锰酸钾体积偏高，样品滴定所消耗高锰酸钾体积也偏高，样品温度下降幅度增大，反应速度减慢，从而使样品测定结果偏高。因此Ｋ值应调节至1.000（或调节在0.950～1.01之间）为最佳。

4.2 空白值

高锰酸盐指数测定所用水是不含任何有机物的蒸馏水。在日常工作中，蒸馏水的制备方法以及当地地表水的水质级别，直接影响到其空白值的高低，从而对高锰酸盐指数的测定结果产生影响。表1列出了用不同批号的蒸馏水作为实验用水，其空白值对测定结果的影响程度。表1中A组样品取样量100ml，空白值不参与结果计算，B组样品取样量50ml，空白值参与结果计算。

表1 蒸馏水空白值对高锰酸盐指数分析结果的影响

从表1可以看出，A组数据随空白值的增大而增大，在空白值为0.80mg/L时，测定结果已接近不确定度的上限。而B组数据受空白值的影响不大，这是因为空白值参与了被稀释的样品计算，减小了B组数据受实验用水的影响，确保了数据的准确。根据《国家地表水环境质量监测网监测任务作业指导书（试行）》表27-1方法检出限和空白指标要求，高锰酸盐指数空白值应低于方法检出限。因此，在日常分析中，应选择蒸馏水空白值小于0.50mg/L的作为实验用水，如果空白值大于0.50mg/L，必须对蒸馏水进行二次蒸馏，或将样品适当稀释，才能满足分析、质控要求。

4.3 加热条件

高锰酸盐指数在酸性条件下反应温度应保持在60℃～80℃，只要保证水浴沸腾，反应温度完全可以满足测定要求，但加热时间的不同会使结果发生很大的变化，表2列出了不同加热时间对测定结果准确度的影响。

表2 加热时间对高锰酸盐指数测定结果的影响

从表2可以看出，加热时间对测定结果的准确性具有直接影响，即加热时间过长测定结果偏高，加热时间过短测定结果偏低。加热30min测定值最接近真值，准确度最好。因此日常测定时，应严格控制加热时间，时间不超过30min+2min为宜。

4.4 滴定时间

试验中的滴定速度应该始终坚持“成滴不成线”的原则，这个原则对于普通实验项目是较为容易做到的，但是由于在热的酸性介质中，高锰酸根被还原成锰离子的反应速度要快于其与草酸根反应的速度，因而如果滴定初期速度过快会使结果偏低。所以滴定时应该采取先慢后快再慢的步骤。又由于高锰酸钾指数需要温度达到60℃～80℃的时候，才能正常反应，因此，在日常测定时，应对滴定时间进行控制。表3列出了溶液温度随时间变化的规律，以确定最佳滴定时间。

表3溶液温度随时间变化的规律

从表3可以看出，从沸水浴中取温度为91℃，加入草酸钠后温度下降了13℃；滴定过程用了1min，温度下降了11℃，达到67℃；滴定结束后静置4min，温度下降至60℃。由此可见，滴定过程必须从加热结束起快速进行，时间不超过7min为宜。

5 结论

高锰酸盐指数是一个相对的条件性指标，其测定结果受到高锰酸钾校正系数Ｋ值、蒸馏水空白值、加热条件、滴定时间的影响。为确保高锰酸盐指数的测定结果准确，在分析过程中，必须严格按照规范的实验条件和操作步骤，保证校准系数K值在0.990～1.010之间；使用蒸馏水空白值小于0.50mg/L的作为实验用水，如空白值大于0.50mg/L，必须对蒸馏水进行二次蒸馏；水浴加热时间应从沸腾起计时，且控制在30min+2min；水浴加热结束后应在7min内完成滴定，并且时间越快越好。

参考文献

[1]国家环保总局 水和废水监测分析方法编委会.水和废水监测分析方法[M].第四版（增补版）.北京.中国环境科学出版社，2002.

[2]国家环境保护局.GB 11892-89 水质 高锰酸盐指数的测定[S].国家环境保护局，1989.

[3]环境保护部.国家地表水环境质量监测网监测任务作业指导书（试行）[M].环境保护部.2017
[4]赵忠琼，杨小珊；高锰酸盐指数-酸性法空白质量研究[J].环境科学导刊，2011,30（5）.

[5]王秀英.浅析影响高锰酸盐指数测定的若干因素[J].福建分析测试，2009，18（2）：92-94.

[6]霍丽丽，孙志国；高锰酸盐指数测定的主要影响因素分析[J].辽宁师专学报（自然科学版），2010，12（2）：100-101.

[7]舒彩凤.地表水中高锰酸盐指数分析的质量控制[J].北方环境，2013，6.