有机污染指标的测定教案.doc

商丘医学高等专科学校教案首页第 次课 授课时间： 教案完成时间： 课程名称水质理化分析年级11级专业层次三年制专科任课教师王娜职称讲师授课方式讲解学时12授课题目（章、节）第五章 有机污染指标的测定基本教材及主要参考书水质理化分析教学目的与要求掌握：1有机污染物的特点；2三氮含量和水质状况的关系；“三氮三氧”测定原理及水样分析技术；3挥发性酚类化合物的测定方法。熟悉：1总有机碳的测定方法；2阴离子表面活性剂的测定方法。了解：其他有机物例如石油、农药等的有关内容。大体内容与时间安排、教学方法教学重点、难点1有机污染物的特点；2三氮含量和水质状况的关系；“三氮三氧”测定原理及水样分析技术；3挥发性酚类化合物的测定方法。系（部）审阅意见 系（部）主任签名 年 月 日商丘医学高等专科学校教案续页基本内容辅助手段和时间分配 第五章 有机污染指标1.综合指标：三氧指标：COD、BOD、DO；三氮指标：NH3-N、NO2-N、NO3-N2.类别指标：酚类、阴离子表面活性剂 3.优先控制污染物指标溶解氧（DO）1.溶解氧:溶解于水中的单质氧，称.，以氧的mg/L表示。也可以用溶解氧饱和百分率表示。 2.水中的溶解氧的影响因素 (1)水的温度、大气压和空气中的氧分压等均可影响水中溶解氧的含量。（2） 微生物氧化分解有机物（微生物、有机物、水温）（3）水环境条件（河流水位差、流速等）表5-1为1个大气压（760mmHg，101.32kPa），空气中氧含量为20.9%，不同温度下淡水饱和溶解氧的量。当用饱和百分率表示溶解氧含量时，需用此表数据。如果大气压改变，可用下式计算溶解氧的含量。S1=S*P/(1.013*105) （105是10的5次方）式中:S1-为大气压为P时测定的溶解氧含量（mg/L） ；S-为大气压为1.013105（Pa）时的溶解氧含量（mg/L）；P-为实际测定时的大气压（Pa）3. 意义：(1) 间接反应水体受有机物污染的状况 (2) 直接反映水体自净能力和自净速度的大小。4. 注意：（1）刚刚受有机污染不久的水体DO不会立即下降。 （2）水温度较低的水体，微生物活性受抑制。 （3）微生物活性受有害物抑制或被杀死的情况。5.我国卫生标准规定:地面水的溶解氧不得低于4mg/L，东北地区鱼业水源不得低于5mg/L。采样及样品保存1.采样原则 避免产生气泡，防止空气混入。2.采样装置 要用溶解氧瓶或具塞磨口瓶采集。采集地面水时，应使用溶解性气体采样装置的特殊采样装置，水样瓶装满后再有23倍的体积转换，既可起到冲洗水样瓶的作用，又避免了产生气泡并将瓶内原先与空氧接触的水样置换了出去。3.采样无论采集何种水样，瓶内都不能留有气泡。影响水中溶解氧的因素很多，因此最好尽快测定。不能尽快测定时，应加MnSO4和碱性KI现场固定，固定后的水样只能保存48h。 溶解氧瓶塞必须是完全磨口，如果是很轻的空心塞，必须用金属夹或橡皮筋固定。否则瓶塞容易上浮，造成实验失败。 测定方法:碘量法、溶解氧测定仪法和电导测定法。碘量法准确、精密，但有多种杂质干扰，如配以适当的干扰消除措施，可消除水中常见干扰物的影响，适用于测定水源水、地面水等较清洁的水样，目前常用。适合于实验室测定、仪器设备简单、价格低廉，但操作步骤多测定过程较复杂，需要现场固定溶解氧。碘量法原理硫酸锰与氢氧化钠作用生成氢氧化锰，氢氧化锰与水中溶解氧结合生成含氧氢氧化锰（或称亚锰酸），亚锰酸与过量的氢氧化锰反应生成偏锰酸锰，在酸性条件下偏锰酸锰与碘化钾反应析出碘，用硫酸钠标准溶液滴定析出的碘而定量。根据消耗硫代硫酸钠的体积，V(ml)，计算水样溶解氧含量（mg/L）。注意事项：1 试剂加入时将移液管尖端插入液面之下，缓慢加入，以免带入空气中的氧。2 淀粉指示剂在颜色由棕变黄时才加，以免终点反复出现。化学耗氧量(COD)卫生学意义:水中耗氧物质主要是有机物，如碳水化合物、蛋白质、油脂等。它们主要来源于动植物的分解以及生活污水和工业废水的排放。当水中这些物质增多时，耗氧增加，水中溶解氧减少，水中微生物厌氧分解有机物，水体将会变黑、发臭。引起水质恶化。一般采用两个间接的方法来了解和评价水中耗氧物质的量。测定方法:酸性高锰酸钾法;重铬酸钾法，分别记作CODMn，和CODCr。另外还有:在酸性高锰酸钾法和重铬酸钾法的基础上建立起来的氧化还原电位滴定法和库仑滴定法，配以自动化的检测系统，制成COD测定仪，可对水质COD进行连续自动监测。1. 酸性高锰酸钾法(1)原理 水样在酸性条件下，加入高锰酸钾溶液，在沸水浴中加热30min，使水中有机物被氧化，剩余的高锰酸钾以草酸回滴。根据水样实际消耗的高锰酸钾量计算出化学耗氧量。也称为高锰酸盐指数。其反应式为：4KMn04+5C(代表有机物)+6H2S04=2K2S04+4MnS04+5C02+4H202KMn04+5H2C204+3H2S04=K2S04+2MnS04+10C02+8H20(2)测定：采用回滴法（或称剩余滴定法）（1）一般取100.00ml原水样或稀释水样，用稀H2S04 酸化后，加人0.01molL 左右的KMn0410.00ml，在沸水中准确加热30min，立即加入0.0100molL草酸10.0ml终止氧化反应，趁热用0.01molL KMn04滴定至微红色，记录其用量为Vl ml。（2）标定KMn04溶液浓度：准确加入0.0100molL草酸10.0ml，再用0.010molL KMn04滴定至微红色，记录其用量为V2 ml。(3)计算 按下式计算水样COD值(O2,mg/L)式中：K为高锰酸钾校正系数（K=10/ V2）。就是把高锰酸钾体积换算为草酸的体积，即1ml高锰酸钾相当于多少ml草酸，也可称之为换算系数。若为稀释水样，则应另取100.00ml蒸馏水，按上述方法作空白实验。设空白消耗高锰酸钾溶液的体积为V0ml，按下式计算水样COD值（mg/L）式中： R为稀释水样中蒸馏水在100ml体积内占的比例。 例：取25ml水样，加纯水稀释至100ml，则：R =（100-25）/100=0.75 ； V为原水样体积（4） 注意事项由于高锰酸钾指数是一个相对的条件性指标，KMnO4对含碳有机物氧化能力强，对含氮有机物的氧化能力弱，在测定过程中只有一部分有机物被KMnO4氧化或者说在该条件下仅仅只把有机物氧化到一定程度。为了保证方法具有良好的重现性和可比性，必须严格控制以下反应条件。 A. 酸度以0.45molL H+ 浓度为宜。酸度过大，高锰酸钾易自动分解；酸度过小，反应速度慢，结果偏低。酸度只能用硫酸来维持，而不能用盐酸和硝酸。因为盐酸具有还原性性，硝酸具有氧化性，可干扰测定。 B.高锰酸钾溶液的浓度应准确控制在0.0100molL左右，浓度大，有机物被氧化的程度大，结果偏高；反之，浓度过小，结果偏低。由于新配制的高锰酸钾溶液浓度不稳定，应提前两周配制。临用时用草酸标准溶液校正。 C.加热方式和加热时间也是影响测定结果的重要因素。加热方式过去一般采用在电炉上加热煮沸10min，由于电炉温度、各样品加热至煮沸的时间不易控制，因而使测定结果可比性差。现行方法改用沸水浴加热，加热时间必须准确控制为30min，否则结果不可靠。为了准确控制时间，在加热后需立即加入过量的草酸溶液终止氧化反应，用高锰酸钾溶液回滴，而不是直接用草酸溶液滴定剩余的高锰酸钾。 D.已有研究结果表明：只有当反应消耗的高锰酸钾为原加入量的一半左右时，化学耗氧量与有机物含量之间才有一定的近似比例关系，才可作不同水体有机污染程度的比较，否则，结果无意义。故在加热反应过程中溶液应保持明显的紫红色，若红色消失或变黄，说明水样的高锰酸钾指数过高，应另取少量水经稀释后重做，保证在沸水浴中加热30min后消耗的高锰酸钾溶液为原加入量的4060，即V1为4ml6ml。同一水样，由于稀释倍数不同，测得的COD值也不完全一致。因此，必须在报告结果时注明稀释倍数。当水样中含有大量的NO2、S2、Fe2+ 等还原性无机物时，它们可与高锰酸钾反应，COD值会增高，显然增高的COD值与有机物无关，应消除其影响。在这种情况下应取另一份水样在不加热的情况下测定其冷耗量，再从COD值中减去冷耗量即可。水样中氯离子浓度300mgL时，在酸性介质中被高锰酸钾氧化而生成氯气，这样就消耗了高锰酸钾，使结果偏高。此时可采用碱性高锰酸钾法测定，即用氧氧化钠溶液替代硫酸溶液，让高锰酸钾在碱性条件下氧化水中的有机物，这样不但可避免大量氯离子的干扰。但碱性高锰酸钾法的氧化能力下降，有些难氧化的有机物测不出。测定COD的水样，最好用玻璃瓶采集，塑料瓶恐有有机物溶出。采集的水样应尽快测定。精密度和准确度：5个实验室测定统一分发的高锰酸盐指数为4.0mg/L的葡萄糖标准溶液，实验室内相对标准偏差为4.2%；实验室间相对标准偏差为5.2%。生化需氧量(BOD)影响该过程及测定的因素很多：1.物理因素(如时问、温度等) 2.化学因素(如金属元素、化合物等) 3.生物因素(如接种液的质量、抑制硝化作用)等。 4.水样的稀释倍数物理因素 :微生物对有机物的降解与温度有关，一般最适宜的温度是1530，所以在测定生化需氧量时一般以20作为测定的标准温度。一般以5日作为测定BOD的标准时间，因而称之为五日生化需氧量，以BOD5表示之。水样的稀释倍数确定合理的稀释倍数是成功测定BOD 的关键之一，稀释的倍数一般以五日