环境监测25课件

环境监测水质监测与分析水中的有机物质---化学需氧量化学需氧量(ChemistryOxygenDemand)

化学需氧量是指在一定条件下，水中易被强氧化剂氧化的还原性物质所消耗氧化剂的量，结果以氧的mg/L表示。

化学需氧量所测得的水中还原性物质主要是有机物。

化学需氧量是一个条件性指标。又分为CODCr和CODMn。标准法和快速法测定CODCr的原理

标准法和快速法基本原理相同。即：在强酸性溶液中，一定量的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亚铁灵为指示剂，用硫酸亚铁铵溶液回滴，溶液的颜色由黄色经蓝绿色至红褐色即为滴定终点，记录硫酸亚铁铵标准溶液的用量。标准法和快速法测定CODCr的原理

根据上述氧化反应中硫酸亚铁铵标准溶液的消耗量，可计算CODCr：

CODCr(O2，mg/L)＝(V0-V1)C81000/V

式中，V0—空白试验时硫酸亚铁铵的用量（ml）；

V1—测定水样时硫酸亚铁铵的用量（ml）；

V—所取水样的体积（ml）；

C—硫酸亚铁铵标液的浓度（mol/L）；

8—氧的当量质量（g/mol）。干扰及排除

氯离子：加入适量HgSO4予以消除。

亚硝酸盐：预先在重铬酸钾溶液中加入氨基磺酸便可消除其干扰。改进方法与装置金属模块加热器取代煤气灯;

用空气冷凝回流管取代传统的水冷凝管;

用Al3＋、MoO42－等助催化剂部分取代Ag2SO4;

利用分光光度法取代传统的容量滴定法……

总之，多种改进的COD测试方法更加注重测试过程中的经济效益和环境效益，代表了未来COD测试技术的发展方向。HACH公司COD测试装置金属模块加热器比色计空气冷凝COD测定装置高锰酸盐指数（CODMn）在酸性条件下，用高锰酸钾将水样中的还原性物质(有机物和无机物)氧化，反应剩余的KMnO4加入体积准确而过量的草酸钠予以还原。过量的草酸钠再以KMn04标准溶液回滴，其反应式如下：此法的最低检出限为0.5mg/L，测定上限为4.5mg/L。二、测定步骤1.水样测定取一定量(小于100mL的水样于250mL锥形瓶中，如蒸馏水稀释到100mL加5mL硫酸溶液(1+3)，用滴定管加入10.00mL，0.01mol/L高锰酸钾溶液摇匀加数粒玻璃珠，在水浴上加热到沸腾，煮沸30min，水溶液面要高于反应溶掖的液面．稍冷后，加入10.00mL的0.0100mol/L草酸钠溶液，立即用0.01mol/L高锰酸钾溶液滴定至微红色．记录耗用的高锰酸钾溶液的体积(V1)。要求回滴用的高锰酸钾量在5mL左右，如滴定耗用体积大大或太小，应更改水样取用量后重做。2．高锰酸溶液校正系数(K)的测定将上述已滴定完毕的溶液加热到60—80℃，准确加入10.00mL的0.0100mol/L草酸钠溶液，立即用高锰酸钾溶液滴定至微红色，记录耗用的高锰酸钾溶液体积(V2)。3．空白值测定苦水样用蒸馏水稀释时，则另取100mL蒸馏水，按水样操作步骤进行空白试验，记录耗用的高锰酸钾溶液的体积(V0)。溶解氧（DissolvedOxygen)定义:

溶解在水中的分子态氧称为溶解氧（DO）。

水样的采集和保存

水样中的溶解氧很不稳定，要在现场及时加入溶解氧固定化试剂（硫酸锰和碱性碘化钾），以避免水样中溶解氧在运输及保存过程中的损失。深水溶解氧采样器1、带重锤的铁框；2、小瓶；3、大瓶；4、橡胶管；5、夹子；6、塑料管；7、绳子

溶解氧瓶

采样仪器碘量法：

原理：水样中加入硫酸锰和碱性碘化钾，水中溶解氧将二价锰氧化成四价锰的棕色沉淀。加酸后，棕色沉淀溶解并与碘离子反应释放出游离碘，以淀粉为指示剂，用标准硫代硫酸钠溶液测定，通过计算得出溶解氧的含量。一系列的反应方程式如下：

碘量法化学反应式MnSO4＋2NaOH→Na2SO4＋Mn(OH)2↓

白色沉淀

2Mn(OH)2＋O2→2MnO(OH)2↓

棕色沉淀

MnO(OH)2＋2H2SO4→Mn(SO4)2＋3H2O

Mn(SO4)2＋2KI→MnSO4＋K2SO4＋I2

2Na2S2O3＋I2→Na2S4O6＋2NaI

氧的固定

碘的析出滴定碘溶解氧的计算：

DO（O2，mg/L）＝C•V×8×1000/V水

C—Na2S2O3标液浓度（mol/L）；

V—消耗Na2S2O3标液的体积（ml）；

V水—水样体积（ml）；

8—O2的克当量（g/mol）。

膜电极法：

膜电极法具有操作简便、快速和干扰少等优点，并可实现现场监测和在线监测，应用十分广泛。

台式溶解氧测定仪便携式溶解氧测定仪膜电极法的原理：94

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，而要把可降解的有机物全部分解掉需要>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。

BOD5的测定方法直接测定法稀释与接种法（GB7488-87）压力传感器法减压式库仑法微生物电极法(HJ/T86-2002)相关估算法

直接测定法：

较清洁的水样（BOD5不超过7mg/L）可以用直接测定法测其BOD5。

具体步骤：先调整水温至20℃左右，曝气使水中的溶解氧接近饱和（≈9mg/L）。将水样装满2个生化需氧量培养瓶（溶解氧瓶），测定其中1个瓶中水样的当日溶解氧，另一个瓶在20±1℃的培养箱中培养5天，5天后取出测定瓶中水样剩余的溶解氧。

当天溶解氧减去五天后溶解氧所得数值即为水样的BOD5。为减小误差，可多做几个平行样进行测定。

稀释与接种法：

大多数水样，尤其是废水样品的BOD5测定需采用稀释与接种法。

稀释的目的是降低废水中有机物的浓度，保证在五天培养过程中有充足的溶解氧。接种是为水样提供足够的微生物。

根据培养前后溶解氧的变化，并考虑到水样的稀释比，即可求得水样的五日生化需氧量。

稀释与接种法：稀释与接种法基本步骤稀释水的配制稀释倍数的确定稀释水的接种①稀释水的配制曝气使溶解氧含量接近饱和；

磷酸盐调节pH值为7.2；

加入钙镁铁、氮磷钾等微量营养元素；

不接种稀释水的BOD5不能超过0.2mg/L②稀释倍数的确定

稀释的程度应使五天培养中所消耗的溶解氧大于2mg/L，而剩余溶解氧在1mg/L以上。在此前提条件下，稀释倍数可以估算，也可以依据经验值法来确定。

③稀释水的接种

一般情况下，生活污水中有足够的微生物，不存在接种的问题。而工业废水，尤其是一些有毒工业废水，微生物含量甚微，往往需要接种才能测定BOD5。

接种的目的是把能够分解有机物的微生物菌种引入废水水样中。③稀释水的接种接种稀释水的BOD5值以不超过0.5mg/L为宜。每升稀释水中接种液的加入量见下表。

稀释水中接种液的加入量

接种液来源

每升稀释水中接种液加入量

生活污水

1－10ml

河水、湖水

10－100ml

表层土壤浸出液

20－30ml④水样BOD5的计算

BOD5（mg/L）＝[(C1-C2)–(B1-B2)f1]/f2

C1

—稀释水样在培养前的溶解氧浓度（mg/L）；

C2

—稀释水样在培养后的溶解氧浓度（mg/L）；

B1

—稀释水在培养前的溶解氧浓度（mg/L）；

B2

—稀释水在培养后的溶解氧浓度（mg/L）；

f1

—稀释水在培养液中所占比例；

f2

—水样在培养液中所占比例。

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，可以评价废水的可生化性以及是否可以采用生化法处理等。一般，若该比值大于0