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化学的酸素要求量の秘密: 水質測定が重要な理由
今日の環境化学の分野では、化学的酸素要求量 (COD) は、水溶液中の酸素の消費量を示す重要な指標です。この指標は通常、1 リットルあたりのミリグラム (mg/L) の形式で表され、水中の有機物の含有量を迅速に定量化できます。 COD 検査は、地表水 (湖や川など) または廃水中の酸化性汚染物質を定量するために最も一般的に使用されます。水質検査では、COD は生物化学的酸素要求量 (BOD) と同様に、下水排出が受け入れシステムに及ぼす影響を分析するのに役立つ指標となります。
COD テストの原理
COD テストの基礎は、ほぼすべての有機化合物が強力な酸化剤の作用下で完全に二酸化炭素に酸化される可能性があるということです。この反応は通常、酸性環境で起こるため、検査には硫酸がよく加えられます。酸性環境では、試験用の酸化剤としてクロム酸カリウムが使用されます。この反応の結果は次のようになります。
CnHaObNc + (n + a/4 - b/2 - 3/4c) O2 → n CO2 + (a/2 - 3/2c) H2O + c NH >3
この化学反応の結果は、必要な酸素の量を測定することで、水サンプル中の有機物の量を間接的に推定できることを示しています。
クロム酸カリウムを使用した測定プロセス
クロム酸カリウムは、酸性環境において強い酸化特性を示す化合物です。 COD 試験を実施する場合、反応が酸性条件下で進行することを保証するために硫酸が添加されることがよくあります。反応プロセス全体を通じて、クロム酸カリウムは還元されて Cr3+ を形成します。生成された Cr3+ の量は、水サンプル中の有機物を測定するための間接的な指標となります。 。
CnHaObNc + d Cr2 O72- + (8d + c) H+ → n CO2 + (a + 8d - 3c)/2 H2O + c NH4+ + 2d Cr3+
測定プロセスと計算方法
測定プロセス中、すべての有機物が完全に酸化されるように、過剰なクロム酸カリウムを維持する必要があります。酸化反応が完了した後、硫酸アンモニウム鉄（FAS）を滴定して還元されたCr3+を測定することで、有機物の含有量を正確に計算できます。 COD の計算式は次のとおりです。
COD = 8000 × (b - s) / サンプル量
ここで、b はブランクサンプル中の FAS の体積、s は元のサンプル中の FAS の体積であり、計算された COD 値は mg/L で表されます。
無機干渉物質と環境規制
水サンプル中には、高濃度の酸化可能な無機物質も COD 測定を妨げる可能性があります。たとえば、塩化物は廃水中に遍在しており、クロム酸カリウムと反応して、測定誤差を引き起こす可能性があります。この影響を軽減するには、硫酸水銀などの化学物質をサンプルに添加して塩素の干渉を排除します。多くの国では、環境を保護するために廃水に許容される COD の量についても厳格な規格を定めています。たとえば、スイスでは、廃水の COD が排出される前に 200 ～ 1000 mg/L に達する必要があると定めています。
これらの分析の後、私たちは考えずにはいられません。ますます深刻化する水資源問題に直面して、生活環境を守るために水質検査の精度と信頼性を確保するにはどうすればよいでしょうか?
