KPK je neizostavna stavka u praćenju kvalitete vode. Označava količinu oksidansa koja se troši prilikom tretiranja uzoraka vode jakim oksidansima pod određenim uvjetima. Izražava se u mg/L kisika. Kemijska potreba za kisikom odražava stupanj onečišćenja vode redukcijskim tvarima.
Tijekom procesa detekcije i analize, Cl- u uzorcima vode lako se oksidira oksidansima. Velika količina Cl- čini rezultat mjerenja visokim. Mjerenje otpadnih voda s visokim udjelom klora i niskim KPK sada je težak problem.
U stvarnom praćenju, utvrđeno je da mnoge vrste otpadnih voda, kao što su kemijske otpadne vode, otpadne vode od mononatrijevog glutamata i otpadne vode od prerade plodova mora, imaju visok sadržaj Cl. Mjerenje KPK potrebno je izmjeriti nakon zaštite Cl-.
Interferencija CI-a na određivanje KPK
U GB11914-89 "Određivanje kemijske potrošnje kisika u kvaliteti vode - Metoda kalijevog dikromata", jasno je istaknuto da kada je sadržaj Cl- u uzorku vode previsok, potrebno je koristiti zaštitna sredstva kao što je živin sulfat dodano da ga zaštiti. Čimbenici utjecaja uglavnom se očituju u dvije točke:
1. Cl- se oksidira pomoću oksidansa, čime se troši oksidans i uzrokuje visok rezultat mjerenja. Jednadžba specifične reakcije je:
6Cl-+Cr2O72-+14H+→3Cl2+2Cr3-+7H2O
2. Srebrna sol se dodaje u reakcijski sustav kao katalizator. Cl- reagira sa srebrom stvarajući talog AgCl, koji truje katalizator i utječe na rezultat mjerenja.
Metode za uklanjanje CI-interferencije u određivanju KPK
Razrjeđivanje uzoraka vode jedna je od jednostavnih i učinkovitih metoda. Nacionalni standard također spominje razrjeđivanje uzoraka vode sa sadržajem Cl-a većim od 1000 mg/L, ali za uzorke vode s visokim udjelom klora i niskim COD-om, previsoki višestruki razrjeđivač će utjecati na točnost mjerenja. Trenutačno postoje mnoge metode za uklanjanje interferencije Cl-, uglavnom uključujući metodu soli žive, metodu taloženja soli srebra, metodu korekcije standardne krivulje, metodu korekcije klora, metodu zatvorene digestije, metodu niske koncentracije oksidansa, metodu oksidacije KI-KMnO4, metoda dekloriranja bizmut apsorbenta itd.
Metoda sa živinom soli
Metoda živine soli također se naziva metoda kompleksa živinog sulfata, što je metoda zaštite Cl- u nacionalnom standardu. To jest, HgSO4 se koristi kao sredstvo za maskiranje Cl-a, a omjer mase HgSO4 prema Cl- je poželjno 10:1.
Ova metoda je vrlo učinkovita kada je koncentracija Cl-mase manja od 200 mg/L, ali kada je koncentracija Cl-a vrlo visoka, rezultat mjerenja je još uvijek visok, a pogreška se povećava s porastom koncentracije Cl-a.
Budući da je sam HgSO4 vrlo otrovan, a živinom soli u otpadnoj tekućini teško je rukovati i uzrokovat će sekundarno onečišćenje okoliša, mnoge zemlje sada ne zagovaraju korištenje ove metode za uklanjanje smetnji kloridnih iona i skloniji su traženju netoksičnih metoda mjerenja bez onečišćenja.
Metoda srebrne soli
Metoda taloženja srebrne soli je metoda dodavanja AgNO3 za stvaranje taloženja AgCl kako bi se uklonio utjecaj Cl-. Pogodan je za uzorke vode s koncentracijom Cl- mase većom od 10000 mg/L.
Ova metoda obično ima dva oblika: jedan je dodavanje AgNO3 tijekom predtretmana i uzimanje supernatanta za određivanje vrijednosti KPK. Ova metoda zahtijeva odgovarajuću količinu AgNO3 kako bi se Cl- potpuno istaložio, a ne prekomjerno. Druga metoda koristi AgNO3 i KCr(SO4)2 kao sredstva za maskiranje Cl-. Uloga KCr(SO4)2 je da inhibira reakciju oksidacije male količine Cl- tijekom procesa probave.
Metoda oborina srebrne soli koristi dragocjene srebrne soli, što povećava troškove određivanja. Stoga je potrebno reciklirati i ponovo upotrijebiti srebro. Drugi nedostatak je taj što će se, kada se AgCl taložiti, dio organske tvari u uzorku vode izgubiti koprecipitacijom i flokulacijom, čineći rezultat određivanja niskim.
Metoda korekcije standardne krivulje
Koraci metode korekcije standardne krivulje: prvo pripremite standardnu krivulju natrijevog klorida s različitim koncentracijama Cl- i odredite vrijednost KPK, te nacrtajte standardnu krivulju KPK-Cl-. Zatim uzmite dva identična uzorka vode, jedan za određivanje vrijednosti KPK bez maskiranja Cl-, zabilježen kao ukupni KPK, a drugi za određivanje sadržaja kloridnih iona. Pronađite odgovarajuću vrijednost KPK na standardnoj krivulji, zabilježenu kao KPK·Cl-, a razlika između ukupnog KPK i KPK·Cl- je prava KPK vrijednost uzorka.
Metoda korekcije standardne krivulje ne koristi soli žive i soli srebra, ekološki je prihvatljiva i ekonomična te je najpoželjnija metoda u laboratoriju.
Metoda korekcije klora
Tijekom digestije, uređaj za refluksnu apsorpciju koristi se za izvoz generiranog Cl2 i njegovu apsorpciju otopinom NaOH te titraciju standardnom otopinom Na2S2O3. Količina potrošenog Na2S2O3 pretvara se u količinu potrošenog kisika, što je korekcijska vrijednost Cl-.
Stvarna vrijednost KPK otpadne vode je razlika između prividne vrijednosti KPK i korekcijske vrijednosti Cl-. Ova je metoda prikladna za određivanje otpadne vode s visokim udjelom klora s udjelom kloridnih iona manjim od 20,000 mg/L i KPK većim od 30 mg/L. Međutim, ova metoda zahtijeva vrlo pažljive eksperimente, inače će donijeti više pogrešaka.
Metoda zatvorene probave
Osnovni princip je probaviti i odrediti KPK u zatvorenoj posudi. Kada se Cl- u vodi oksidira u Cl2 i postigne ravnotežu plin-tekućina, Cl- se više ne može oksidirati. Pomoću odgovarajućeg sredstva za maskiranje može se odrediti KPK vrijednost uzorka.
U usporedbi sa standardnom metodom, rezultati ove metode imaju veću točnost i preciznost. Podaci pokazuju da je točnost KPK analize otpadnih voda s visokim udjelom klora primjenom metode zatvorene digestije visoka. Kada je KPK između 100 mg/L i 1000 mg/L, a koncentracija kloridnih iona manja od 10000 mg/L, relativna pogreška ove metode je manja ili jednaka 4,2%. Zatvorena probava traje kratko, ali ova metoda ima određene opasnosti, pa se mora osigurati sigurnost pokusa.
Metoda oksidacije KI-KMnO4
U alkalnim uvjetima, KMnO4 se koristi za oksidaciju tvari u otpadnoj vodi, preostali KMnO4 se reducira s KI, a zatim titrira standardnom otopinom Na2S2O3, a potrošena količina Na2S2O3 pretvara se u količinu potrošenog kisika, čime se dobiva COD vrijednost .
Međutim, izmjerene vrijednosti ove metode i metode oksidacije K2Cr2O7 razlikuju se. Između to dvoje postoji omjer K. Stoga trebate znati samo ovaj omjer K da biste pretvorili vrijednost KPK izmjerenu metodom oksidacije KI-KMnO4. Ova metoda je prikladna za otpadne vode sa sadržajem Cl-a u rasponu od desetaka tisuća do stotina tisuća miligrama po litri, ali treba mjeriti K vrijednost, pa je vrlo glomazna.
Metoda dekloriranja bizmutnim apsorbentom
Cl- u uzorku vode oslobađa se u obliku plina HCl u kiseloj tekućini, apsorbira i uklanja bizmutov apsorbent, a zatim se određuje vrijednost KPK.
Točnost i preciznost ove metode ne razlikuju se značajno od standardne metode, ali je metoda digestije drugačija, korištenjem mikrovalne digestije ili digestije u pećnici.
Gore spomenute metode za uklanjanje Cl- interferencije imaju ograničenja u stvarnom eksperimentalnom procesu i svaku metodu potrebno je dodatno poboljšati. Trenutačno, kada je koncentracija Cl- u uzorku vode unutar 1000 mg/L, dajemo prednost korištenju nacionalne standardne metode; kada koncentracija Cl- prelazi 1000 mg/L, a koncentracija KPK u uzorku vode nije visoka, možemo razmotriti korištenje metode standardne krivulje.