在環(huán)境監(jiān)測、污水處理和工業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域，我們經(jīng)常需要評估水體的污染程度。其中，COD（化學(xué)需氧量）是一個至關(guān)重要的指標，而COD檢測儀就是測定這一指標的得力工具。那么，它的核心工作原理究竟是什么呢？簡單來說，其基本原理建立在強氧化劑在高溫酸性條件下氧化水中還原性物質(zhì)這一經(jīng)典化學(xué)反應(yīng)之上。 核心原理：化學(xué)氧化法COD檢測儀的核心工作原理是模擬并量化水中有機物和無機還原性物質(zhì)被強氧化劑氧化的過程。目前，國際上公認的標準方法，也是絕大多數(shù)檢測儀所遵循的基礎(chǔ)，是重鉻酸鉀法。 這個過程可以分解為幾個關(guān)鍵步驟： 消解反應(yīng)：取一定量的水樣，加入已知量的強氧化劑——重鉻酸鉀（K?Cr?O?）溶液，并在強酸介質(zhì)（通常是硫酸）和高溫條件下進行加熱消解。在催化劑（如硫酸銀）的存在下，重鉻酸鉀中的六價鉻（Cr??）會與水樣中的還原性物質(zhì)（主要是有機物，也包括亞鐵離子、硫化物等）發(fā)生氧化還原反應(yīng)。有機物中的碳元素被氧化成二氧化碳（CO?），而六價鉻（Cr??）則被還原成綠色的三價鉻（Cr3?）。 定量測量：反應(yīng)完成后，水中剩余的重鉻酸鉀量與被消耗（還原）的重鉻酸鉀量，與水樣中還原性物質(zhì)的數(shù)量存在直接的定量關(guān)系。儀器通過測量三價鉻離子（Cr3?）的濃度或剩余六價鉻（Cr??）的濃度，來間接計算出水樣消耗的氧量。
兩種主流測量技術(shù)基于上述原理，現(xiàn)代COD檢測儀主要采用以下兩種技術(shù)路徑來實現(xiàn)快速、準確的測量： 1. 分光光度法
這是目前應(yīng)用最廣泛的技術(shù)。其依據(jù)是，三價鉻離子在特定波長（通常在600nm或420nm附近，依不同儀器設(shè)計而定）下對光有特征吸收。反應(yīng)后，溶液的顏色深度（即吸光度）與生成的Cr3?濃度成正比，從而與消耗的氧化劑量、也即COD值成正比。儀器內(nèi)置的光電比色系統(tǒng)會自動測量吸光度，并通過內(nèi)置的標準曲線直接計算出并顯示COD濃度值（單位為mg/L）。這種方法速度快、操作簡便、自動化程度高。 2. 滴定法（庫侖滴定）
部分儀器，特別是早期型號或某些在線監(jiān)測儀，仍采用基于滴定原理的設(shè)計。它通過測量電解產(chǎn)生的滴定劑（如亞鐵離子）來完全還原反應(yīng)后剩余的重鉻酸鉀所消耗的電量，根據(jù)法拉第定律計算出剩余重鉻酸鉀的量，從而推算出被水樣消耗的氧量。這種方法精度高，但步驟相對繁瑣。 儀器構(gòu)成與工作流程一臺典型的（分光光度法）COD檢測儀通常包括： 消解裝置：提供高溫（通常165℃或更高）恒溫環(huán)境，確保氧化反應(yīng)快速、徹底。 光學(xué)檢測單元：包含特定波長的光源和光電傳感器，用于精確測量反應(yīng)后溶液的顏色變化。 控制與計算系統(tǒng)：控制整個流程，處理光學(xué)信號，并依據(jù)預(yù)存的標準曲線將吸光度值轉(zhuǎn)換為COD濃度。
標準工作流程為：取樣 → 加入預(yù)配好的試劑（含重鉻酸鉀、酸、催化劑等） → 高溫消解一定時間（如15-30分鐘） → 冷卻 → 放入儀器比色槽讀取數(shù)據(jù)。 總而言之，COD檢測儀的基本原理是標準化的高溫消解-氧化過程，配合精確的光學(xué)或電化學(xué)測量技術(shù)。它通過量化消耗的強氧化劑量，來模擬并代表水中可被化學(xué)方法氧化的污染物總量，從而為判斷水體有機污染程度、評估污水處理效果、監(jiān)控企業(yè)排水是否達標提供了快速、可靠的科學(xué)數(shù)據(jù)支持。 理解這一基本原理，有助于我們更正確地使用儀器、解讀數(shù)據(jù)，并認識到COD值作為一項重要環(huán)境指標的意義。隨著技術(shù)進步，現(xiàn)代COD檢測儀正朝著更快速、更智能、更低二次污染（如采用低毒試劑）的方向不斷發(fā)展。 |
