水中有机化合物的测定PPT课件.ppt

水质监测与分析 水中的有机物质 化学需氧量 2020 1 8 可编辑 污染特点 毒性 耗氧分析特点 种类多综合指标法 需氧量 化学 COD生物 BOD燃烧 TOD总碳量 燃烧 测CO2氧化 测CO2 湿法 单项测定法 测挥发酚 油 有机农药 阴离子洗涤剂 2 2020 1 8 可编辑 定义 在一定条件下 氧化1升水样中还原性物质所消耗的氧化剂的量 是水体被还原性物质污染的主要指标 反映有机物相对含量 单位 O mg L 氧化剂的种类 浓度 加热方式 作用时间 pH值等 重铬酸钾 CODCr高锰酸钾 CODMn 有机物 亚硝酸盐 亚铁盐 硫化物等 化学需氧量 3 2020 1 8 可编辑 重铬酸钾法 CODCr 基本原理 在强酸性溶液中 重铬酸钾在催化剂作用下氧化水样中还原性物质 过量的重铬酸钾以试铁灵为指示剂 用硫酸亚铁铵溶液回滴 颜色由黄色经蓝绿色至红褐色即为滴定终点 反应式 2Cr2O72 16H 3C4Cr3 8H2O 3CO2Cr2O72 14H 6Fe2 6Fe3 2Cr3 7H2O 4 2020 1 8 可编辑 氧化 化学需氧量重铬酸钾法测试过程 5 2020 1 8 可编辑 氧化 催化剂 加热 回流2h 充分氧化有机物 除吡啶 芳族 挥发性外 化学需氧量重铬酸钾法测试过程 6 2020 1 8 可编辑 氧化 冷却 水 滴定剂 NH4 2Fe SO4 2 显示剂 试铁灵 反应 Fe2 过剩Cr2O7 Fe3 终点 蓝绿 红棕 化学需氧量重铬酸钾法测试过程 7 2020 1 8 可编辑 COD测定实验的结果 8 2020 1 8 可编辑 1 可氧化部分 直链脂肪族完全氧化不易氧化部分 芳香族 吡啶族不可氧化部分 挥发性直链脂肪 苯等于蒸气相不可与 O 接触 2 干扰及消除Cl 200mg L先定量稀释 加入HgSO4 使Cl 与Hg2 络合 消除干扰 3 CODcr高 应先稀释 0 25mol L重铬酸钾溶液可测定大于50mg L的COD值 0 025mol L重铬酸钾溶液可测定5 50mg L的COD值 三 说明 9 2020 1 8 可编辑 高锰酸盐指数 CODMn 测定方法 酸性法和碱性法 用于比较清洁的水 酸性 强 加硫酸银可掩蔽Cl 并催化KMnO4氧化 碱性 弱 不氧化Cl 适于Cl 含量高于300mg L的水样 10 2020 1 8 可编辑 酸性KMnO4法 1 酸性条件下 水样中加入过量KMnO4 在沸水浴上加热30min KMnO4将水样中某些有机物及还原性物质氧化 2 剩余的KMnO4用过量的草酸钠还原 再以KMnO4标液回滴过量的草酸钠 通过计算求出水样中所含有机物及还原性物质所消耗的KMnO4的量 11 2020 1 8 可编辑 碱性高锰酸钾法 1 在碱性溶液中 加过量KMnO4加热30分钟 氧化水样中的有机物和某些还原性无机物 2 用过量酸化的草酸钠溶液还原使溶液退色 再以KMnO4标液回滴过量的草酸钠 滴定至微红色为终点 12 2020 1 8 可编辑 KMnO4滴定 终点由无色变微红好辨认 改进 用仪器测KMnO4的过剩量 高锰酸盐指数测定过程 13 2020 1 8 可编辑 生化需氧量 定义 在有DO的条件下 好氧微生物分解水中有机物的生物化学氧化过程中所消耗的DO量 微生物好氧分解有机物分两个阶段 第一阶段主要是含碳有机物氧化为CO2和水 第二阶段硝化阶段 主要是含氮有机化合物在硝化菌的作用下分解为亚硝酸盐和硝酸盐 14 2020 1 8 可编辑 有机物质分解的两个阶段 水中有机物的分解 15 2020 1 8 可编辑 五日生化需氧量 BOD5 通常条件下 要彻底完成水中有机物的生化氧化过程历时需 100d 要把易降解的有机物全部分解需要 20d的时间 用这么长时间来测定生化需氧量是不现实的 目前 国内外普遍规定在20 温度条件下培养5天所消耗的溶解氧作为生化需氧量的数值 称为五日生化需氧量 用BOD5表示 16 2020 1 8 可编辑 五天培养法 标准稀释法 测定原理 1 水样稀释后 注入充满若干带塞玻璃瓶中 先测其中3瓶水样当天DO 2 将其余各瓶放在20 1 左右的培养箱培养5天再测其中3瓶水样DO 求出培养前后水样中DO差值为BOD5 为减小误差 可多做几个平行样 17 2020 1 8 可编辑 稀释与接种法 无菌种 如高温 过酸或过碱性条件 有毒 纯水系统等 BOD5 6mg L 18 2020 1 8 可编辑 1 接种液 不驯化 污水不含有毒物 a 城市污水 不含毒物 放1夜 取上清液b 表土浸提液 100g土1L水中 上清液c 污水厂出水 2 驯化 有毒废水 生活污水 菌种 连续曝气 加少量有毒废水 加少量生活污水 O2加有毒废水产生大量絮状物 或化学耗氧量COD突降 结束驯化 19 2020 1 8 可编辑 测定条件 规定条件法 1 t 20 1 5d 2 pH 7左右 7 2 3 含营养物 CaCl2FeCl3 MgSO4 4 曝气 DO 8mg L 5 有菌种 20 2020 1 8 可编辑 稀释倍数的确定 21 2020 1 8 可编辑 BOD测定的环境意义 BOD是一个能反映废水中可生物氧化的有机物数量的指标 根据废水的BOD5 COD比值 可评价废水的可生化性及是否可以采用生化法处理等 一般 若该比值大于0 3 认为此废水适宜用生化处理方法 若该比值小于0 3 说明废水中不可生物降解的有机物较多 需寻求其他处理途径 22 2020 1 8 23 2020 1 8 可编辑 总有机碳 TotalOrganicCarbon 总有机碳 TOC 以碳的含量表示水中有机物质的总量 结果以碳 C 的mg L表示 测定意义 由于TOC的测定采用燃烧法 因此能将有机物全部氧化 它比BOD5或COD更能反映有机物的总量 24 2020 1 8 可编辑 总有机碳 TotalOrganicCarbon 方法 燃烧氧化 非分散红外吸收法测TC 将一定量水样注入高温炉内的石英管 燃烧氧化 900 980 催化剂 Pt CoO3或Cr2O3 非色散红外吸收法 测有机物 碳酸盐测TOC 除CO32 后 酸化 曝气 TOC TC 900 IC 150 磷酸 说明 TC 总碳 IC 无机碳 阴离子浓度过高需稀释 测定结果不包括大颗粒态 有机 无机标准液分别由邻苯二甲酸氢钾 碳酸氢钠配置 25 2020 1 8 可编辑 2 8 4总有机碳 TOC 三 方法1 将水样预先酸化 通入氮气曝气 驱除各种碳酸盐分解生成的二氧化碳后再注入仪器测定 2 差减法 是使用高温炉和低温炉皆有的TOC测定仪 将同一等量水样分别注入高温炉 900 和低温炉 150 低温炉的石英管中有机物不能被分解氧化 将高 低温炉中测得的总碳 TC 和无机碳 TC 二者之差即为总有机碳 TOC 26 2020 1 8 可编辑 TOD分析仪的测定原理 1 完全燃烧 900 950 C 后测需氧量 更接近理论需氧量 Pt催化 石英燃烧管 燃烧前后原料气 氧气 氮气 中氧浓度的减少 2 活性炭吸附 氯仿萃取物 CCE 3 紫外吸收值 UVA 总需氧量 TotalOxygenDemand 总需氧量 TOD 指水中的还原性物质 主要是有机物质在燃烧中变成稳定的氧化物所需要的氧量 结果以O2的mg L计 27 2020 1 8 可编辑 酚类有机物 1 分类酚类化合物是苯的羟基衍生物 能与水蒸气一起蒸出的酚称为挥发酚 否则称为不挥发酚 挥发酚沸点多在230 以下 通常属一元酚 如苯酚 甲酚等 苯二酚 硝基苯酚等则不属于挥发酚 2 危害对水进行氯化消毒时 酚类物质会与氯气反应生成氯代酚类 使水产生明显的臭味 28 2020 1 8 可编辑 酚类化合物的来源 3 污染源主要来自炼油 焦化 造纸 化学制药 制革 化工等工业废水 4 水样的保存水中的酚类很容易受到酚类分解细菌的作用而产生生化反应 因此采样后最好立即测定 29 2020 1 8 可编辑 水样预处理 1 目的消除颜色 浑浊等的干扰 需蒸馏 若水样中含氧化剂 油 硫化物等干扰时 还需在蒸馏前作适当的预处理 2 方法取适量水样于蒸馏瓶中 用磷酸溶液调pH为4 加入硫酸铜溶液排除硫化物干扰 然后加热蒸馏 馏出液用容量瓶吸收并定容 30 2020 1 8 可编辑 4 氨基安替比林光度法 原理 蒸馏收集液中的酚类化合物于pH10 0 0 2的介质中 在铁氰化钾存在下 与4 氨基安替比林反应 生产橙红色的吲哚酚安替比林染料 显色反应式如下 31 2020 1 8 可编辑 当水中酚的含量高于0 1mg L时 可直接在波长510nm处进行吸光度测定 用标准曲线法定量 当水中酚含量低于0 1mg L时 可将生成的橙红色染料用三氯甲烷萃取 然后在波长460nm处进行吸光度测定 萃取法检测下限为0 002mg L 4 氨基安替比林光度法 32 2020 1 8 可编辑 溴化滴定法 原理 在水样或蒸馏收集液中加入过量的溴酸钾 溴化钾标准溶液 使酚与溴发生取代反应 生成三溴酚和溴代三溴酚 即有 33 2020 1 8 可编辑 溴化滴定法 过量的溴与碘化钾作用 释放出游离碘 同时溴代三溴酚与碘化钾反应也释放出碘 34 2020 1 8 可编辑 溴化滴定法 用硫代硫酸钠溶液滴定析出的游离碘 以淀粉为指示剂 根据溶液颜色由蓝变为无色时 即为滴定终点 进而可计算出挥发酚的含量 该方法的检出下限为10mg L 适合于工业废水中挥发酚含量的测定 35 2020 1 8 可编辑 溴化滴定法 36 ThankYou 2020 1 8 可编辑 分析过程中的质量检查f1 稀释水 或接种稀释水 在培养液中所占比例f2 水样在培养液中所占比例 1 DO1 DO5 2 DO5 1 2 DO空接种 BOD空 0 3 1 0mg L不接种 BOD空 0 2mg L 38 2020 1 8 可编辑 不合格原因 reasonsofdisqualification 1 DO1 DO5 2 无菌种或稀释过度 Without seeding orexcessivedilution 2 DO5 1 稀释倍数不够 Dilutionnotenough 39 2020 1 8 可编辑 分析结果质量检查 用标液测试 Analysisqualitycontrol Standardsolution 测试方法 Testingmethod葡萄糖150mg 谷氨酸150mg 1000mL 分取 20mL 稀释至1000mL 测BOD5 180 230mg L 合格Glucose150mg glutamicacid150mg 1000mL take20mL dilutedto1000mL measuretheBOD5 180 230mg L measureup 40 2020 1 8 可编辑 例题 一废水估计CODCr 1000mg L 稀释倍数分别为167 84 42 1号 2号 3号废水取样量分别为6 00 12 00 24 00mL 定容至1000