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TECHNICAL ARTICLES電極法 COD 監(jiān)測儀的校準(zhǔn)是確保測量準(zhǔn)確性的核心步驟,需根據(jù)儀器類型(實驗室便攜式、在線式)、使用場景(常規(guī)檢測、高干擾水樣)及校準(zhǔn)目的(零點校準(zhǔn)、跨度校準(zhǔn)、線性校準(zhǔn))選擇適配方法。校準(zhǔn)的核心邏輯是通過已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì),修正電極響應(yīng)與 COD 濃度的對應(yīng)關(guān)系,消除電極漂移、環(huán)境因素(溫度、pH)帶來的誤差。以下是常用的校準(zhǔn)方法分類及詳細操作流程:
一、按校準(zhǔn)目的分類:基礎(chǔ)校準(zhǔn)方法
根據(jù)校準(zhǔn)需求的不同,最核心的是 “零點校準(zhǔn)" 和 “跨度校準(zhǔn)",二者通常組合使用;針對高精度需求,需增加 “線性校準(zhǔn)"。
1. 零點校準(zhǔn)(空白校準(zhǔn)):消除基線干擾
目的:校正儀器的 “零響應(yīng)值",排除稀釋劑、試劑(如硫酸、掩蔽劑)、電極本身殘留等帶來的背景干擾,確保 “無 COD 的空白樣品" 測量值為 0(或接近 0)。
適用場景:每次開機檢測前、更換試劑后、長時間(>8 小時)未使用后。
操作步驟:
制備空白校準(zhǔn)液:與樣品處理時的 “空白樣品" 一致,即用無有機物污染的蒸餾水 / 去離子水(需符合 GB/T 6682 一級水標(biāo)準(zhǔn)),加入與水樣相同體積的試劑(如硫酸、硫酸汞掩蔽劑,若樣品處理時加了試劑,空白液需同步添加)。
進樣校準(zhǔn):將空白校準(zhǔn)液注入儀器的測量池(或通過進樣系統(tǒng)吸入),等待儀器穩(wěn)定(通常 3~5 分鐘,直至數(shù)值不再波動),執(zhí)行 “零點校準(zhǔn)" 命令,儀器自動將當(dāng)前響應(yīng)值設(shè)定為 “COD=0 mg/L" 對應(yīng)的基準(zhǔn)值。
驗收標(biāo)準(zhǔn):空白校準(zhǔn)后,空白液的測量值應(yīng)≤5 mg/L(若超差,需檢查試劑純度、容器潔凈度或電極是否污染)。
2. 跨度校準(zhǔn)(單點校準(zhǔn)):修正量程準(zhǔn)確性
目的:通過 1 個已知濃度的COD 標(biāo)準(zhǔn)溶液,校正儀器在 “常用量程區(qū)間" 內(nèi)的響應(yīng)精度,適用于日常檢測(尤其是水樣 COD 濃度集中在某一范圍時,如生活污水通常 100~500 mg/L)。
適用場景:每日手次檢測前、零點校準(zhǔn)后、測量數(shù)據(jù)與質(zhì)控樣偏差較大時。
操作步驟:
選擇標(biāo)準(zhǔn)液濃度:標(biāo)準(zhǔn)液濃度需落在儀器當(dāng)前使用量程的 50%~80% 區(qū)間(如儀器量程 0~1000 mg/L,優(yōu)先選擇 500~800 mg/L 的標(biāo)準(zhǔn)液;若水樣多為低濃度,可選 200~300 mg/L),確保校準(zhǔn)點覆蓋實際檢測需求。
標(biāo)準(zhǔn)液制備:可直接購買有證 COD 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(如鄰苯二甲酸氫鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液,國標(biāo)推薦用鄰苯二甲酸氫鉀配制,因其氧化率接近 100%,穩(wěn)定性好),或用基準(zhǔn)試劑自行配制(如準(zhǔn)確稱取 0.4251g 鄰苯二甲酸氫鉀,溶于 1L 蒸餾水,得到 COD=500 mg/L 的標(biāo)準(zhǔn)液,需避光冷藏保存,有效期 1 周)。
進樣校準(zhǔn):將標(biāo)準(zhǔn)液按與樣品相同的預(yù)處理步驟處理(如加掩蔽劑、調(diào)節(jié) pH,若樣品無需預(yù)處理則直接進樣),注入測量池,等待數(shù)值穩(wěn)定后,執(zhí)行 “跨度校準(zhǔn)" 命令,輸入標(biāo)準(zhǔn)液的真實濃度(如 500 mg/L),儀器自動修正響應(yīng)曲線,使測量值與標(biāo)準(zhǔn)值一致。
驗收標(biāo)準(zhǔn):校準(zhǔn)后,標(biāo)準(zhǔn)液的測量值與真實值的偏差需≤±5%(或符合儀器說明書要求,如部分高精度儀器要求≤±3%),否則需重復(fù)校準(zhǔn)或排查故障。
3. 線性校準(zhǔn)(多點校準(zhǔn)):確保全量程準(zhǔn)確性
目的:通過 3 個及以上不同濃度的 COD 標(biāo)準(zhǔn)液,建立電極響應(yīng)與 COD 濃度的 “線性關(guān)系",適用于以下場景:① 手次使用儀器;② 更換電極后;③ 測量水樣 COD 濃度范圍寬(如 0~2000 mg/L,涵蓋低、中、高濃度);④ 單點校準(zhǔn)后誤差超差。
操作步驟:
設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)液濃度梯度:需覆蓋儀器的整個量程范圍,且濃度點均勻分布,通常選擇 “零點(空白液)+ 低濃度 + 中濃度 + 高濃度"4 個點。例如,儀器量程 0~1000 mg/L,可選擇:0 mg/L(空白)、200 mg/L、500 mg/L、800 mg/L。
標(biāo)準(zhǔn)液制備:同單點校準(zhǔn),需確保各濃度標(biāo)準(zhǔn)液的準(zhǔn)確性(優(yōu)先用有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì),或用基準(zhǔn)試劑逐級稀釋,避免稀釋誤差)。
逐點校準(zhǔn):按濃度從低到高的順序(避免高濃度殘留污染低濃度樣品),依次將各標(biāo)準(zhǔn)液處理后注入儀器,每注入一個點,等待數(shù)值穩(wěn)定,輸入該點的真實濃度,儀器自動記錄響應(yīng)值并擬合線性曲線(通常為 y=ax+b,y 為電極響應(yīng)值,x 為 COD 濃度)。
驗收標(biāo)準(zhǔn):線性擬合后的相關(guān)系數(shù) R2 需≥0.999(或符合儀器要求,如 R2≥0.995),各標(biāo)準(zhǔn)液的測量值與真實值偏差≤±5%,否則需重新配制標(biāo)準(zhǔn)液或檢查電極性能。
二、按儀器類型分類:場景化校準(zhǔn)方法
實驗室儀器與在線監(jiān)測儀的使用環(huán)境、操作頻率不同,校準(zhǔn)方法需針對性調(diào)整。
1. 實驗室便攜式電極法 COD 監(jiān)測儀校準(zhǔn)
這類儀器通常用于現(xiàn)場快速檢測,校準(zhǔn)頻率高、操作簡便,核心采用 “零點 + 單點" 組合校準(zhǔn),具體如下:
開機強制校準(zhǔn):每次開機后,先做零點校準(zhǔn)(用空白液),再用 1 個匹配水樣濃度的標(biāo)準(zhǔn)液做單點校準(zhǔn)(如檢測工業(yè)廢水,用 500 mg/L 標(biāo)準(zhǔn)液;檢測地表水,用 100 mg/L 標(biāo)準(zhǔn)液)。
現(xiàn)場校準(zhǔn)注意事項:① 空白液和標(biāo)準(zhǔn)液需與水樣溫度一致(現(xiàn)場通常為室溫,避免溫度差異導(dǎo)致電極響應(yīng)波動);② 若現(xiàn)場水樣含高 Cl?,需在標(biāo)準(zhǔn)液中加入與水樣相同量的硫酸汞掩蔽劑(模擬實際樣品環(huán)境,消除掩蔽劑帶來的誤差)。
2. 在線電極法 COD 監(jiān)測儀校準(zhǔn)
在線儀需 24 小時連續(xù)運行,校準(zhǔn)分為 “自動校準(zhǔn)" 和 “手動校準(zhǔn)",需結(jié)合法規(guī)要求(如《水質(zhì) 化學(xué)需氧量的測定 電極法》HJ/T 399-2007)執(zhí)行:
自動校準(zhǔn)(常規(guī)維護):
在線儀通常自帶 “自動校準(zhǔn)模塊",可預(yù)設(shè)校準(zhǔn)周期(如每日 1 次零點校準(zhǔn)、每 3 天 1 次單點校準(zhǔn)),儀器自動完成以下步驟:
自動吸入空白校準(zhǔn)液(由儀器自帶的試劑瓶提供,需定期補充),執(zhí)行零點校準(zhǔn);
自動吸入預(yù)設(shè)濃度的標(biāo)準(zhǔn)液(如 500 mg/L,需定期更換標(biāo)準(zhǔn)液,避免過期),執(zhí)行跨度校準(zhǔn);
校準(zhǔn)后自動記錄數(shù)據(jù),若誤差超差,儀器會報警(如 “校準(zhǔn)失敗" 提示)。
手動校準(zhǔn)(強制校準(zhǔn)):
需在以下情況執(zhí)行:① 自動校準(zhǔn)失敗后;② 更換電極、試劑管路后;③ 環(huán)保部門比對監(jiān)測前。操作步驟與實驗室儀器類似,但需注意:
標(biāo)準(zhǔn)液需通過在線儀的 “手動進樣口" 注入,避免破壞自動進樣系統(tǒng);
校準(zhǔn)后需與在線儀的歷史數(shù)據(jù)對比,確保校準(zhǔn)后的數(shù)據(jù)趨勢穩(wěn)定(如校準(zhǔn)前數(shù)據(jù)漂移 10%,校準(zhǔn)后需回歸正常范圍)。
三、特殊場景校準(zhǔn):針對高干擾水樣
當(dāng)水樣含高 Cl?、高濁度或特殊還原性物質(zhì)時,常規(guī)校準(zhǔn)會因 “標(biāo)準(zhǔn)液與樣品的干擾環(huán)境不一致" 導(dǎo)致誤差,需采用 “加標(biāo)校準(zhǔn)" 或 “基質(zhì)匹配校準(zhǔn)"。
1. 加標(biāo)校準(zhǔn)(回收率校準(zhǔn))
目的:驗證儀器對含干擾水樣的測量準(zhǔn)確性,適用于水樣成分復(fù)雜(如工業(yè)廢水)。
操作步驟:
取一份預(yù)處理后的待測水樣,記錄其 COD 測量值(記為 C?);
向另一份相同體積的水樣中,加入已知濃度的 COD 標(biāo)準(zhǔn)液(記為 C?,加標(biāo)量需使加標(biāo)后濃度為原水樣的 1~2 倍,避免稀釋效應(yīng)),處理后測量其 COD 值(記為 C?);
計算加標(biāo)回收率:回收率 =(C? - C?)/ C? × 100%,若回收率在 90%~110% 之間,說明校準(zhǔn)有效、干擾已消除;若回收率超差,需重新優(yōu)化樣品預(yù)處理步驟(如增加掩蔽劑用量)。
2. 基質(zhì)匹配校準(zhǔn)(基體校準(zhǔn))
目的:使標(biāo)準(zhǔn)液的 “基質(zhì)環(huán)境" 與水樣一致(如相同的 Cl?濃度、pH),撤底消除基質(zhì)干擾,適用于高 Cl?水樣(如海水、鹽化工廢水)。
操作步驟:
取一份不含有機物但基質(zhì)與水樣一致的 “空白基質(zhì)液"(如用與水樣同濃度的 NaCl 溶液替代蒸餾水,模擬高 Cl?環(huán)境);
用空白基質(zhì)液配制 COD 標(biāo)準(zhǔn)液(如用 NaCl 溶液配制 500 mg/L 鄰苯二甲酸氫鉀標(biāo)準(zhǔn)液,確保 Cl?濃度與水樣相同);
用該 “基質(zhì)匹配標(biāo)準(zhǔn)液" 進行單點或線性校準(zhǔn),后續(xù)水樣檢測時,預(yù)處理步驟與校準(zhǔn)液玩全一致,確保干擾環(huán)境相同。
四、校準(zhǔn)關(guān)鍵注意事項
標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)選擇:優(yōu)先使用國家有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(如中國計量科學(xué)研究院生產(chǎn)的 COD 標(biāo)準(zhǔn)溶液),避免自行配制的標(biāo)準(zhǔn)液因稱量、稀釋誤差導(dǎo)致校準(zhǔn)失效;若自行配制,需用基準(zhǔn)級鄰苯二甲酸氫鉀(純度≥99.95%)。
試劑與容器:校準(zhǔn)用的蒸餾水需為一級水,試劑(硫酸、硫酸汞)需為分析純(AR)及以上;玻璃器皿(容量瓶、移液管)需提前校準(zhǔn),避免體積誤差。
電極狀態(tài):校準(zhǔn)前需檢查電極是否清潔(若電極表面有污垢,用稀鹽酸浸泡 5 分鐘后用蒸餾水沖洗)、是否老化(如電極響應(yīng)時間變長、斜率變低,需更換電極)。
記錄與追溯:每次校準(zhǔn)需記錄 “校準(zhǔn)時間、標(biāo)準(zhǔn)液濃度、校準(zhǔn)結(jié)果、操作人員",形成校準(zhǔn)記錄,便于后續(xù)數(shù)據(jù)追溯(尤其是在線儀,需符合環(huán)保監(jiān)測數(shù)據(jù)的溯源要求)。
通過上述校準(zhǔn)方法,可確保電極法 COD 監(jiān)測儀在不同場景下的測量準(zhǔn)確性,其中 “零點 + 單點校準(zhǔn)" 適用于日常常規(guī)檢測,“線性校準(zhǔn)" 適用于高精度或全量程需求,“基質(zhì)匹配校準(zhǔn)" 則是解決高干擾水樣校準(zhǔn)難題的關(guān)鍵手段。具體操作需嚴(yán)格遵循儀器說明書,同時符合相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)(如 HJ/T 399-2007)的要求。
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