コンテンツにスキップ
🛠️
Whiz Tools

COD計算機 - 滴定データから化学的酸素要求量（COD）を計算

二クロム酸塩滴定のデータから化学的酸素要求量（COD）を求める計算ツールです。空試験とサンプルそれぞれの滴定量、滴定液の規定度、サンプルの体積（mL）を入力すると、標準的なAPHA法の公式に基づいてCOD値を算出し、廃水処理施設や環境モニタリングでの水質検査に利用できます。

化学的酸素要求量（COD）計算機

二クロム酸滴定データからCODを計算します。ブランクおよびサンプルの滴定量を入力して、酸素要求量をmg/Lで決定します。

入力パラメータ

mL
mL
N
mL

COD計算式

COD (mg/L) = ((Blank − Sample) × N × 8000) / Volume

ここで：

  • ブランク = ブランク滴定量 (mL)
  • サンプル = サンプル滴定量 (mL)
  • N = 滴定液の規定度 (N)
  • 体積 = サンプル体積 (mL)
  • 8000 = 酸素の当量重量 × 1000 mL/L
COD結果
50.00mg/L

COD可視化

50.00 mg/L
0 mg/L500 mg/L1000+ mg/L
中程度のCOD：処理された排水に典型的
ローディング計算機...
📚

ドキュメンテーション

化学的酸素要求量（COD）とは何か？

化学的酸素要求量（COD）は、水試料中の有機物を化学的に分解するために必要な酸素量を示す指標です。水1リットル当たりの酸素のミリグラム数（mg/L）で表します。CODの値が高いほど、酸化され得る物質が多く含まれており、通常は有機汚染がより大きいことを示します。分析室では滴定試験によってCODを測定し、この計算機は滴定値をCODの結果に変換します。

CODは、水質管理で最も一般的な試験の一つです。下水処理場では、流入水と放流水を確認するために測定します。環境科学者は河川や湖沼の調査に使用します。工場では、排水が法的基準を満たしていることを証明するために使用します。

二クロム酸滴定試験の仕組み

標準的なCOD試験では、二クロム酸カリウムという化学物質を使って、水試料中の有機物を酸化します。分析技術者は、試料を二クロム酸カリウムおよび強酸とともに150 °C（302°F）で2時間加熱します。その後、試料と反応しなかった二クロム酸カリウムを滴定によって測定します。滴定とは、反応が完了したことを色の変化が示すまで、別の化学物質（硫酸鉄（II）アンモニウム）を少しずつ加える操作です。

試験は2回実施します。1回は実際の水試料を使い、もう1回は「ブランク」と呼ばれる、水試料を加えず同じ化学物質を混合したものを使います。ブランクは、滴定液の使用量の最大値を示します。ブランクの滴定値と試料の滴定値を比較すると、試料中の有機物が実際に消費した二クロム酸カリウムの量が分かります。

CODの計算式

CODの計算式は次のとおりです。

C=(B−S)×N×8000VC = \frac{(B - S) \times N \times 8000}{V}

ここで、

  • C = 化学的酸素要求量（mg/L）
  • B = 空試験に用いた滴定液の体積（mL）
  • S = 水試料に用いた滴定液の体積（mL）
  • N = 滴定液の規定度（リットル当たりの当量、eq/L）
  • V = 分解処理した水試料の体積（mL）
  • 8000 = 固定の換算値（下記で説明）

結果が負の値になることはありません。負の酸素要求量は物理的にあり得ないためです。計算機は計算式を適用する前に入力値を確認します。ブランクの体積、規定度、試料の体積は、すべて0より大きくなければなりません。試料の滴定液の体積は0以上で、ブランクの体積を超えてはなりません。

計算式で8000を使う理由

酸素の分子量は1モル当たり32グラムです。酸素分子1モルは、水に還元される際に4個の電子を受け取るため、酸素1当量の質量は32 ÷ 4 = 8グラムです。これは1ミリ当量当たり8ミリグラムに相当します。滴定液の体積はミリリットルで表されるため、結果をミリリットルからリットルに換算する必要があり、さらに1000倍します。この2つを掛けると、8 × 1000 = 8000となります。

計算例

ある分析技術者が、次の結果でCOD試験を実施したとします。

  • ブランクの滴定液の体積：10.0 mL
  • 試料の滴定液の体積：7.5 mL
  • 滴定液の規定度：0.1 N
  • 試料の体積：20 mL

計算式に当てはめると、

COD = ((10.0 − 7.5) × 0.1 × 8000) / 20 COD = (2.5 × 0.1 × 8000) / 20 COD = 2000 / 20 = 100 mg/L

100 mg/Lという結果は中程度の範囲に入り、処理済み下水に典型的な値です。

CODの結果の読み方

計算機は結果を3つの区分に分類します。

  • 50 mg/L未満：CODは低い。飲料水や十分に処理された放流水など、清浄な水に典型的です。
  • 50 mg/L以上、200 mg/L未満：CODは中程度。処理場から放流される処理済み下水に典型的です。
  • 200 mg/L以上：CODは高い。生下水や未処理の工業排水など、深刻な有機汚染を示します。

未処理の生活排水は通常、およそ250～1,000 mg/Lの範囲に入ります。醸造所や食品工場などの工業排水は、処理前には数千mg/Lに達することがあります。

COD試験でよくある問題

試料の滴定液の体積がブランクより大きい。 これは起こるはずがありません。試料は必ず二クロム酸カリウムの一部を消費するためです。通常は、2つの測定値を取り違えたか、ブランクが汚染されたことを意味します。計算機はこの入力を拒否し、結果の代わりにエラーを表示します。

塩化物による干渉。 塩水や濃塩水には塩化物イオンが含まれており、二クロム酸カリウムは有機物と同じように塩化物イオンも酸化します。そのため、CODの結果が実際より高くなります。Standard Methods 5220では、塩化物を結合させるため、分解混合液に硫酸水銀（II）を加えます。この方法でも、塩化物濃度が約2,000 mg/Lを超える試料には対応できず、その場合は別の手順が必要です。

非常に高い結果。 試料のCODが高すぎて試験で正確に測定できない場合、分析室では試料を清浄な水で希釈して再試験し、結果に希釈倍率を掛けます。

よくある質問

CODとBODの違いは何か。 CODは、強力な化学酸化剤によって分解され得る試料中のすべての物質を測定します。生物化学的酸素要求量（BOD）は、細菌が5日間で分解できる物質だけを測定します。CODの試験には約2時間かかり、分析室間でより一貫した結果が得られます。一方、BODは自然の河川や湖沼への影響をよりよく予測します。河川では、廃棄物が化学的ではなく生物学的に分解されるためです。

CODが負の値にならないのはなぜか。 酸素要求量は0未満にはなりません。計算式で負の結果が出る場合は、試料の滴定でブランクより多くの滴定液を使用したことを意味します。これは実際に負の要求量があるのではなく、測定誤差または汚染を示しています。計算機はその入力を受け付けず、測定値の修正を求めます。2つの滴定値が完全に一致する場合、要求量は0 mg/Lです。

どの試料体積を使用すべきか。 方法によって異なります。Standard Methods 5220の開放還流法では50 mLを分解処理します。閉鎖還流法では、はるかに小さい容器を使用し、数mLだけを分解処理します。計算機は0より大きい任意の体積を受け付けるため、分析室で実際に分解処理した体積を入力してください。

この計算機は正確か。 計算機は計算式をそのまま適用するため、算術計算は正確です。最終的なCOD値の正確さは、入力された分析室の測定値、滴定液の体積や滴定液の規定度などの正確さに左右されます。

CODは工業排水に使用できるか。 はい。同じ計算式をあらゆる水試料に適用できます。工業試料は生活排水よりCODがはるかに高いことが多く、結果を試験の測定範囲内に収めるため、滴定前に希釈が必要になる場合があります。

参考文献

  1. American Public Health Association、American Water Works Association、Water Environment Federation。（2017）。Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater（23rd ed.）。
  2. U.S. Environmental Protection Agency。（1993）。Method 410.4: The Determination of Chemical Oxygen Demand by Semi-Automated Colorimetry.
  3. ISO 6060:1989. 水質—化学的酸素要求量の測定. 国際標準化機構。
  4. Tchobanoglous, G., Burton, F. L., & Stensel, H. D.（2014）。Wastewater Engineering: Treatment and Resource Recovery（5th ed.）。McGraw-Hill Education.