水体富营养化波.docx

环境化学实验报告 实验项目：_水体富营养化程度的评估_ 实验考核标准及得分内容分数得分平时成绩出勤、纪律、预习、课堂回答、态度等20考核成绩实验前期准备、仪器规范使用、药品正确使用、实验操作、实验记录、动手能力、创新精神、严谨程度、环保意识等。50数据计算，数据分析及结论表述，思考题回答，个人心得体会与总结，报 告 格 式等。30成绩 满分为100分100分任课教师 刘敬勇学号3111007397姓名黄仰波班级环境科学2班合作者黄植梅 吴振升 李宝携 一、实验目的与要求1、掌握用钼锑抗分光光度法测定水中总磷，理解其基本原理、方法和熟悉操作。2、了解西区河涌水体的污染状况，尤其是水体中磷的含量，认识水体富营养化的形成原因和对动植物生长的危害。3、结合之前所做的实验，给学校相关领导提供西区河涌废水的各项指标，为学生提供一个良好的学习、生活环境。二、实验原理水体富营养化是指氮、磷、钾、硫等生物营养物质含量过多所引起的水质污染现象。导致水体富营养化的主要营养物是磷酸盐和硝酸盐。水体N、P含量过多，停留时间过长，会导致水生生物，特别是各种藻类大量繁殖，有机体的呼吸作用及死亡个体的分解作用会导致溶解氧浓度急剧下降，致使水体严重缺氧，从而使生活于其中的鱼类和其他水生生物大量死亡。溶解氧量（DO）受水温、气压和溶质（如盐分）的影响，随水温升高而减少，与大气中氧分压成比例增加。越干净的水，所含溶解氧越多；水污染越厉害，溶解氧就越少。因此常用水体总氮含量、总磷含量、溶解氧量和化学需氧量（COD）表示水体的富营养化程度。化学需氧量是在一定条件下，用一定的强氧化剂处理水样时所消耗的氧化剂的量，以氧的毫克升表示。它利用化学氧化剂，将水样中的还原物质加以氧化，然后从剩余的氧化剂的量计算出氧的消耗量。三、实验方案1、药品：磷储备溶液（50mg/L）、蒸馏水、西区河涌废水、过硫酸钾溶液（50g/L）、10%抗坏血酸（100g/L）、钼酸盐溶液：溶解13g钼酸铵于100mL水中，溶解0.35g酒石酸锑钾于100mL水中。在不断搅拌下把钼酸铵溶液徐徐加到300mL硫酸中，加酒石酸锑钾溶液并且混合均匀；2、仪器：烧杯、移液管、吸量管、洗耳球、洗瓶、消解管（25ml）、消解装置、比色管（100ml）、分光光度计、比色皿；3、步骤：取4ml磷储备溶液（50mg/L）于100ml比色管中，定容至标线，配制成2mg/L的磷标准溶液；按照下表表1，表1 磷标准曲线所取磷标准溶液体积磷标准溶液体积/ml00.52.55.07.5磷含量/ug01.05.010.015.0分别取0ml、0ml 、0.5ml、1.5ml、2.5ml、5.0ml、7.5ml磷标准溶液于7支25ml消解管中，并加蒸馏水至15ml线处，并做好标签；将所取的西区河涌水样混匀后，取15ml于25ml消解管中，共取3支做为平行实验，并做好标签；取第三个取水点的水样混匀后，取15ml于25ml消解管中，共取2支做为平行实验，并做好标签往、总共12支消解管中加入过硫酸钾2.5ml，旋紧密封盖，依次将消解管插入已达140的消解装置恒温体孔中，启动消解15min；消解结束后，将消解管取出，待管内液体冷却至室温后，用蒸馏水定容至25ml；向消解管中加入0.6ml抗坏血酸，混匀30秒后，加入1.2ml钼酸盐溶液充分混匀；将上述12支消解管室温下放置15min后，调节分光光度计=880nm，校零后测出吸光度，并记下读数。三、实验结果与数据处理1、磷标准溶液数据表2 磷标准溶液数据表1皿差序号a1a2皿差0.009-0.002标准曲线V标液(mL)011.52.557.5标液C（mg/L）00.1330.20.3330.6671吸光度A10.0160.0500.0720.1110.2040.298吸光度A20.0080.0420.0660.1020.1980.287A1-a10.0070.0410.0630.1020.1950.289A2-a20.0100.0440.0680.1040.2000.289平均吸光度0.0090.0430.0660.1030.1980.289由于由于实验室助理在配置总磷标液过程中缺少一个稀释20倍的过程，因此放置在我们实验台面上的P浓度是1000mg/L而不是50mg/L，因此导致我们总P标线颜色很深，带来很大实验误差，因此我们稀释后的磷标准液浓度是40ug/ml，按照此浓度测得的磷标准液吸光度如下表所示表3 磷标准溶液数据表2皿差=-0.001项目00.51.52.557.5磷含量/ug02060100200300吸光度0.0030.5131.0021.6072.826吸光度皿差0.0040.5141.0031.6082.827所以由表1，用磷含量（ug）做横坐标，其真实吸光度做纵坐标，可绘制出磷标准曲线。如下图，图2图2 磷标准曲线图2、西区河涌水样数据记录表3 西区河涌水样数据记录表皿差=-0.001项目S4S4S4S3S3吸光度0.2030.2080.2030.2800.281吸光度皿差0.2040.2090.2040.2810.282以上数据为以空白试剂为参照测得的吸光度。3、计算结果：1）、将水样的吸光度代入磷标准曲线1的回归方程y=0.2821x+0.008中的y值，解得 x3=x1=（0.2040.008）0.2821ug/ml0.6948ug/ml x2=（0.2080.008）0.2821ug/ml0.7090ug/ml x4=（0.2810.008）0.2821ug/ml0.9677ug/ml x5=（0.2820.008）0.2821ug/ml0.9713 ug/ml其平均数S4的平均浓度为=(x1+x2+x3)3=0.6995ug/mlS3的平均浓度为 =（x4+x5）2=0.9695 ug/ml2）、将水样的吸光度代入磷标准曲线2的回归方程y = 0.0137x + 0.1504中的y值，解得 x3=x1=（0.2040.1504）0.0137ug3.912ug x2=（0.2080.1504）0.0137ug4.204ug x4=（0.2810.1504）0.0137ug9.533ug x5=（0.2820.1504）0.0137ug9.606ug其平均数S4的吸光度为=(x1+x2+x3)3=4.009ugS3的吸光度为 =（x4+x5）2=9.570 ug总磷含量以C（mg/L）表示，按下式计算： 式中：m试样测得含磷量，ug；V测定用试样体积，ml。则总磷含量C1= C3=3.912ug/15ml=0.261mg/L C2=4.204ug/15ml=0.280mg/L C4=9.533ug/15ml=0.636mg/L C5=9.606ug/15ml=0.640mg/L四、结论1、数据可靠性评价：图2的磷标准曲线图显示，其相关系数R2=0.99970.995，线性相关性极强，可用做测定水样的磷含量。但事实是，标准曲线1是往届师兄制作的标准曲线，是用3cm比色皿700nm波长下测得的，与我水样测定的仪器因素、时间、波长、比色皿等都不一样，因此我觉得水样测得的吸光度代进标准曲线1不合理！所以应该是标准曲线2是跟本次水样吸光度测定的环境是一样的，应采用曲线2求水样吸光度，而虽然曲线2的相关系数R2=0.9911，没有大于0.995，但线性相关性还是很强的另外，水样的平均值=（C1+ C2+ C3）3=0.267mg/L方差S=（ C1）2 +（C2）2+（C3）23=0.0001mg2/L2标准差=0.01mg/L变异系数Cv=/100%=37.5%由上述数据可见，实验数据的准确度和精确度都较好，能充分和真实地反应西区河涌水样的真实含磷值，有利于选取合适的处理方法处理水样。2、根据地表水环境质量标准（GB 3838-2002），其总磷的各项指标如下表， 表4 地表水环境质量标准磷项目标准限制 单位：mg/L分类项目总磷（以P计）0.02（湖、库0.01）0.1（湖、库0.025）0.2（湖、库0.05）0.3（湖、库0.1）0.4（湖、库0.2）其中广东工业大学大学城校区生活西区河涌水样属于类地表水，其限值为0.2mg/L，很明显西区河涌水样的总磷为0.267mg/L，2.730.2=1.335倍磷含量超出标准1.335倍，磷含量略微超标，与往届测得的超标十几倍相比已经有很大的改善，不过还是有可能导致富营养化，使水质恶化，为了避免西区河涌的水质恶化再次发生，必须坚持有效措施进行处理。3、面对磷超标的西区河涌水样，一般可用化学沉淀法:包括化学沉淀、离子交换、反渗透、电渗析等方法，例如价格较便宜的铁盐、铝盐和石灰处理；生物法处理主要是运用某些细菌交替地处于厌氧与好氧条件下，并把水中的磷以PHB的形式聚集在细菌体内以达到除磷的目的，目前这种优势菌的效率还不是很高，需要加快科研水平发现优势菌种；人工湿地除磷也是目前一种比较廉价且有效的方法，但要进一步弄清人工湿地除磷的机理，扩大研究。五、问题与讨论1、思考题：分析不同取样地水质的富营养化程度及形成原因。答：这次的取水样地点是西十三的水渠，这里的水体的富营养程度有些高。由于在新桃源的排污口测得的磷含量为0.638mg/L已超过限值的三倍多，较其他取水点高，可看出主要的原因是新桃园的生活污水和厨房污水没有经过任何处理就直接排放到水渠中。并且通过数据分析可看出，男生宿舍排污口的取样水磷含量也相对较高，因此西区水沟水体富营养化与学生宿舍的生活污水排出造成的污染也有关系。广美路口下水道堵塞造成水流不流通也是一个原因。比较不同富营养化程度水体对动植物生长的影响。富营养化造成水的透明度降低，阳光难以穿透水层，从而影响水中植物的光合作用和氧气的释放，同时浮游生物的大量繁殖，消耗了水中大量的氧，使水中溶解氧严重不足，而水面植物的光合作用，则可能造成局部溶解氧的过饱和。溶解氧过饱和以及水中溶解氧少，都对水生动物(主要是鱼类)有害，造成鱼类大量死亡。富营养化水体底层堆积的有机物质在厌氧条件下分解产生的有害气体，以及一些浮游生物产生的生物毒素(如石房蛤毒素)也会伤害水生动物。富营养化水中含有亚硝酸盐和硝酸盐，人畜长期饮用这些物质含量超过一定标准的水，会中毒致病等等。水体富营养化，常导致水生生态系统紊乱，水生生物种类减少，多样性受到破坏。 分析水体富营养化的形成机制，并探讨其解决办法。富营养化是在人类活动的影响下,为生物所需的氮磷等营养物质大量进入湖泊,河口、海湾等缓流水体,引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖,水体溶解氧下降,水质恶化,鱼类及其他生物大量死亡的现象.。富营养化可分为天然富营养化和人为富营养化.在自然条件下,湖泊会从贫营养化过渡到富营养状态,沉积物不断增多。不过这种自然过程非常缓慢,常需要几千年甚至几万年.而人为排放含营养物质的工业废水和生活污水所引起的水体富营养化现象,可在短时间出现.。治理方法：控制外源营养性物质输入，包括制定营养物质排放标准和水质标准、根据水环境磷总量，实施总量控制、实施截污工程或者引排污染源、合理使用土地，最大限制地减少土壤侵蚀、水土流失与肥料流失。减少内