물은 인류가 생존하는 중요한 자원으로서 그 질은 생태환경과 인류의 건강에 직접 관계된다.수질측정에서 고망간산염지수 (일명 고망간산칼륨지수, CODMn) 는 수체에서 유기물의 오염정도를 측정하는 중요한 지표의 하나이다.이는 물속에서 과망간산칼륨에 의해 산화될수 있는 유기물의 함량을 반영하여 지표수, 음용수와 일부 공업페수의 오염상황을 평가하는데 흔히 사용된다.본고는 과망간산염지수의 정의, 검측원리, 방법절차, 응용의의 및 발전추세 등 방면에서 소개하고자 한다.
과망간산염지수는 특정 조건에서 물 시료 1ℓ당 과망간산칼륨으로 산화한 물질에 소비되는 산소량을 산소의 mg 수로 표시(mg/L)하는 것이다.이 지표는 주로 일부 저분자량의 유기산, 알코올류, 알데히드류 등 수체에서 산화되기 쉬운 유기물 함량을 평가하는 데 쓰인다.화학적산소요구량 (CODCr) 에 비해 과망간산염지수는 산화능력이 약하고 주로 오염이 비교적 가벼운 수체에 적용되며 우리 나라 ≪ 지표수환경품질기준 ≫ 에서 중요한 감시측정항목의 하나이다.
과망간산염지수의 검측원리는 산화환원반응에 근거한다.산성이나 알칼리성 조건에서 과망간산칼륨(KMnO4)이 물 표본에 있는 환원성 물질과 반응하면 KMnO4는 Mn2+로 환원되는 동시에 유기물이 산화한다.반응 전후 과망간산칼륨의 농도 변화를 측정해 물 표본 중 과망간산염 지수를 산출한다.흔히 사용하는 검사방법에는 산성과망간산칼륨법과 알칼리성과망간산칼륨법이 포함되는데 그중 산성법은 대다수 지표수와 음용수에 적용되고 알칼리성법은 염소이온이 비교적 높은 물표본에 적용된다.
과망간산염지수 검측의 조작 절차는 샘플 채취, 시약 조제, 적정 분석과 결과 계산을 포함한다.우선 대표적인 물샘플을 채취해 오염과 변질을 피한다.그리고 표준 방법에 따라 과망간산칼륨 표준 용액과 초산나트륨 표준 용액을 조제한다.검측과정에 일정량의 물견본을 취하고 황산과 과망간산칼륨용액을 첨가하여 일정한 시간을 가열반응한후 초산나트륨용액으로 나머지 과망간산칼륨을 적정하고 마지막으로 적정결과에 따라 과망간산염지수를 계산한다.전체 작업 과정은 검사 결과의 정확성과 비교 가능성을 보장하기 위해 온도, 시간 및 산도와 같은 반응 조건을 엄격히 제어해야합니다.
과망간산염 지수는 수질 모니터링에서 중요한 의미를 가진다.이는 수체 중 유기물의 오염 정도를 반영하여 물 환경 품질 평가, 오염원 추적과 수처리 공정 최적화에 과학적인 근거를 제공할 수 있다.식수 안전 보장에서 과망간산염 지수는 수질이 기준에 도달했는지 여부를 측정하는 중요한 매개 변수 중 하나입니다.환경 모니터링에서 하천, 호수 등 지표수의 일반적인 모니터링에 자주 사용된다;산업 폐수 처리에서 과망간산염 지수의 변화는 처리 효과를 평가하는 데도 사용될 수 있다.
분석 기술이 발전함에 따라 망간산염 지수 측정 방법도 끊임없이 개선되고 있다.전통적인 수공 적정법은 조작이 번거롭고 시간이 비교적 오래 걸려서 대량의 샘플의 신속한 검측 수요를 만족시키기 어렵다.최근 몇 년 동안 유동 주사 분석기 (FIA) 와 전자동 고망간산염 지수 분석기와 같은 자동화 분석 기기가 점차 실제 검사에 응용되어 분석 효율과 데이터 정확성을 크게 향상시켰다.이밖에 시약용량을 줄이고 페기물발생을 낮추는 등 록색검사기술의 도입도 고망간산염지수검사발전의 중요한 방향으로 되였다.