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廢水處理的關鍵：你知道化學氧需求的測試方法嗎？
在環境化學中，化學氧需求（COD）是一個指標性數值，用於表示在測量溶液中可以消耗的氧氣量。它通常以氧氣消耗的質量與溶液的體積來表示，單位為毫克每公升（mg/L）。COD測試可以快速量化水中的有機物質，最常見的應用是在測定地表水或廢水中的可氧化污染物質量。COD對於評估水質非常有用，能夠提供指標以判斷排放物會對接收水體產生什麼影響，這與生化需氧量（BOD）類似。
COD的測試原理是幾乎所有的有機化合物都能在酸性條件下被強氧化劑完全氧化為二氧化碳。
COD測試的基本原理是幾乎所有有機化合物在酸性條件下，都能被強氧化劑完全氧化為二氧化碳、氨和水。這一氧化反應的量需要的氧氣量可以從化學式中得知。需要注意的是，標準的COD測試並不包括由於氨氧化為硝酸根（典範反應）所需的氧氣需求。
最常使用的氧化劑為重鉻酸鉀。它在酸性環境中是一種強氧化劑，通常通過加入硫酸來達到酸度。使用重鉻酸鉀的反應方程式顯示了其與有機化合物的反應過程，其中有機物被氧化，重鉻酸鉀被還原為三價鉻（Cr3+）。
通過測量剩餘的Cr3+來間接評估水樣中的有機物含量。
為了確保所有的有機物都能夠被完全氧化，所添加的重鉻酸鉀必須有過量。在氧化過程完成後，需要測量多餘的重鉻酸鉀，以確保能準確獲得Cr3+的量。這可以通過用鋼鐵銨硫酸鹽（FAS）進行滴定來實現，直到多餘的氧化劑被完全還原。通常在滴定過程中會加入氧化還原指示劑ferroin，顏色變化可以幫助確定滴定的終點。
測量過量的方法
在測量過量時，過量的重鉻酸鉀會與FAS進行反應。這一過程中，ferroin指示劑從藍綠色變至紅棕色，指示反應已達到終點。
ferroin指示劑的準備
ferroin指示劑的製備需要將1.485克的1,10-菲納醇單水合物加入695毫克的硫酸亞鐵七水合物中，再用蒸餾水稀釋至100毫升。
COD的計算
COD的計算使用的公式為：
COD = 8000 × (b - s) / sample volume
其中 b 代表空白樣品中FAS的體積，s 代表原樣品中FAS的體積，n 為FAS的濃度。
無機干擾
某些水樣中含有的高濃度可氧化無機物質可能會干擾COD的測定，氯化物就是一個常見的干擾源。為了消除氯化物干擾，可以在添加其他試劑之前加入水銀硫酸鹽。
政府法規
許多政府對廢水所允許的最大化學氧需求設定了嚴格的標準。例如，在瑞士，廢水或工業水需達到200至1000 mg/L之間的最大氧需求才能返回環境。
歷史背景
多年以來，強氧化劑高錳酸鉀被用於測量化學氧需求，但其效能對於氧化有機化合物的能力變化很大，因此在許多情況下，生化需氧量的測量結果往往大於COD的測量結果。隨著研究的深入，發現不同的氧化劑如重鉻酸鉀相較於高錳酸鉀更有效且經濟，因此廣泛應用於COD的測定。
面對日益嚴重的水資源污染，化學氧需求的測試工具如何幫助我們改善水質，保障生態環境的未來呢?
