ХПК, что это такое?

ХПК, что это такое?

Химическое потребление кислорода (ХПК) — показатель содержания органических веществ в воде, который показывает количество кислорода (или другого окислителя) затраченное на окисление органических соединений в пробе. Количественно ХПК выражается в миллиграммах потребленного кислорода на 1 л воды (мгО/л) и используется для оценки уровня органического загрязнения природных и сточных вод. В настоящее время ХПК считается одним из наиболее информативных показателей антропогенного загрязнения вод, а данные, получаемые в лабораториях, дают необходимые сведения о концентрациях загрязнений и их характере. 

Однако при проведении исследований следует помнить, что не все органические соединения, которые могут присутствовать в воде, в одинаковой мере подвергаются реакции химического окисления. Поэтому всегда есть различия между теоретически возможным и получаемыми на практике значениями ХПК. Теоретическим значением ХПК называют количество кислорода (или другого окислителя в пересчете на кислород), необходимое для полного окисления присутствующих в образце органических соединений, а точнее всех способных окисляться элементов из состава органических компонентов. Так углерод теоретически количественно окисляется до CO₂, а сера и фосфор (если они присутствуют в соединении) — до SO₃ и P₂O₅. Азот превращается в аммонийную соль, а кислород, является основой для продуктов окисления, водород же переходит в структуру H₂O или аммонийной соли.

Для чего нужно знать значения ХПК:
● для настройки технологического процесса очистки сточных вод на очистных сооружениях;
● для оценки качества воды в сфере водоподготовки и водоснабжения;
● для нормативной оценки сточной воды, сбрасываемой в водоёмы;
● в экологическом мониторинге объектов окружающей среды;
● в научных исследованиях (гидрология, гидробиология, гидрохимия, океанология, почвоведение);
● для контроля состояния воды в рыбоводстве.

Методы определения ХПК.

Титриметрический метод.
Классический метод определения химического потребления кислорода (ХПК) это из 2-х стадийный процесс:
● окисление пробы кипячением с реагентами в колбах с обратным холодильником на песчаной бане;
● получение аналитического результата титрованием остатка окислителя.

Фотометрический метод.
Сейчас одним из самых распространенных методов определения химического потребления кислорода (ХПК) является фотометрический метод по ГОСТ 31859-2012.
Методика подходит для определения ХПК в интервале значений от 10 до 800 мгО/дм во всех типах вод: питьевые и природные водные объекты, природные водные объекты и сточные воды. При анализе образцов воды с превышающими для данной методики показателями ХПК, исследуемую пробу разбавляют (не более чем в 100 раз). Мешающими факторами при проведении анализа относят наличие в пробе воды хлоридов (более 1000 мг/л и марганца (II) при его концентрации выше 50 мг/л). Мешающие факторы также устраняют разбавлением пробы.

Методика состоит из двух этапов:
1. Окисление пробы концентрированной серной кислотой, раствором бихромата калия при определенной температуре, в присутствии катализатора окисления — сульфата серебра и сульфата ртути (II) для снижения влияния хлоридов.
2. Фотометрическое определение ХПК по оптической плотности раствора при определённой длине волны в соответствии с полученным по стандарту градуированной зависимостью.

Диапазон значений, в которых может применяться данная методика:
● Значение ХПК образца находится в диапазоне от 10 до 160 мгО/л: измерение оптической плотности проводится при длине волны
440±20 нм.
● От 80 до 800 мгО/л - длина волны 600±20 нм.
● В области от 80 до 160 мгО/л при длине волны 440±20 нм или600±20 нм.

Для работы по данной методике понадобятся реактивы, термореактор и фотометр.

Конечно, реагенты можно приготовить самостоятельно в лаборатории, согласно методике анализа, однако проще воспользоваться готовыми тест-наборами в реакционных кюветах на 16 мм для фотометрического определения ХПК. Главное достоинство наборов в том, что не потребуется предварительное приготовление и хранение опасных реактивов, их дозирование и многие сопутствующие операции в лаборатории. Наборы соответствуют требованиям методик ГОСТ 31859‐12, ПНД Ф 14.1:2:4.210‐05, ПНД Ф 14.1:2:4.190‐03, а также ISO 15705:2002 «Качество воды. Определение ХПК. Метод герметичных пробирок». Реагенты метрологически обеспечены (МВИ 241.0276/RA.RU.311866/2016).

Тест-наборы в реакционных кюветах 16мм для фотометрического определения ХПК : LEI-5160, LEI-5180, LEI-5100

Для нагрева и термостатирования анализируемых проб при фиксированной температуре необходим термореактор, например TAGLER НТ-170 ХПК или термореактор лабораторный «ТЕРМИОН».
Данные термореакторы специально разработаны для работы с кюветами на 16 мм и позволяют осуществлять одновременный нагрев 16, 22, 29, 32 или 64 кювет с исследуемыми образцами, в зависимости от модели термореактора.

Тест-наборы разработаны так, чтобы подходить для работы на любомых фотометреах, оборудованных отсеком для цилиндрических кювет на 16 мм, например,: Флюорат‐02М, Эксперт‐003-ХПК, Экотест-2020-ХПК, HACH DR 900, Экохим ПЭ, TAGLER, UNICO, WTW, LEKI, Hanna Instruments.

Сравнение титриметрического и фотометрического подходов.