水体有机化合物的测定

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1、7水体有机化合物 的测测定水体综合性有机物指标 化学需氧量（COD） 生化需氧量（BOD） 总需氧量（TOD） 总有机碳（TOC）一、COD(Chemistry Oxygen Demand)强氧化剂氧化分解水中还原性物质所消耗的 氧化剂的量，折合成单位体积废水的耗氧量。氧化剂+还原性物质无机物间接表示水中有机物的量水中存在无机还原物会使COD值升高化学需氧量又分为CODCr和CODMn。 1、重铬酸钾法测定COD消解: 2Cr2O72-+16H+3C 4Cr3+8H2O+3CO2 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。滴定: Cr2O72-+14H+6Fe2+ 6Fe3

2、+ 2Cr3+7H2O 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。重铬酸钾法标准法快速法适合于水样的COD初探重铬铬酸钾钾快速法与标标准法的比 较较反应条件标准法快速法 重铬酸钾标准溶液 浓硫酸 氧化反应温度 回流反应时间 氧化率10mL 30mL 146 2h 90%15mL 40ml 165 10min 70%水样20mL(原样或经稀释)于锥形瓶中 HgS04 混匀0.25mol/L K2Cr207 10mL 沸石数粒 混匀，接上回流装置 自冷凝管上口加入Ag2S04-H2S04 30mL 混匀,回流加热2h 冷却 自冷凝管上口加入80mL水于反应液中

3、取下锥形瓶 加试铁灵指示剂3滴 用0.1mol/L(NH4)2Fe(S04)2标液滴定至终点重铬铬酸钾标钾标 准法步骤:（P110）滴定前接近终点终点重铬酸钾法 滴定过程COD测定实验的结果终 点接近终点滴定前CODCr计算CODCr (O2 ，mg/L)(V0-V1)C81000/VV0 滴定空白时硫酸亚铁铵的用量（ml）； V1 滴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 氧的摩尔质量（g/mol）。重铬酸钾硫酸亚铁铵氧有机物注意事项回流过程中若水样变绿；水样中无机还原物会使CODcr值高；部分有机物不能被氧化;消解时间问

4、题；Cl-的干扰（正偏差），加入适量HgSO4予以 消除；滴定前硫酸亚铁铵需标定；用0.25mol/L K2Cr207可测定大于50mg/L的 COD值。有机物 浓度过高重铬铬酸钾标钾标 准法的缺点操作步骤繁锁分析时间长能耗高水资源浪费使用的多种试剂会造成二次污染成本高重铬铬酸钾钾法改进进采用微波加热器取代煤气灯;用空气冷凝回流管取代传统的水冷凝管;用KAl( SO4) 2、MnSO4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 HACH 微回流法原理:在强酸介质中， 重铬酸钾与水样在专 用反应管中于150密闭回流2h， 试剂中 的Cr6+被水样中还原性物质还原成绿色

5、Cr3+，在一定波长下测定Cr3+的吸光值， 根据仪器内存工作曲线， 可从分光光度 计上直接读取水样COD 值。n高量程消解液测定低浓度样品时， 相对 误差比较大n量程范围越大， 产生的误差也越大， 如 果单纯的按照各个量程消解液所表征的浓 度范围来测定其相应浓度的水样， 可能 会带来非常大的误差， n对于不确定量程范围的样品， 应用两个 量程的消解液消解， 以选取最佳结果。2、库仑滴定法原理： 水样以K2Cr207为氧化剂,在HgS04介质中 ,进行消解,过量的K2Cr207用电解产生的亚铁离子 作为库仑滴定剂,进行库仑滴定。根据电解产生亚 铁离子所消耗的电量，按照法拉第定律计算水样 中CO

6、D值。W电极反应物的质量,g; I电解电流,A； t电解时间,s； 96500法拉第常数，C； M电极反应物的摩尔质量; n每摩尔电极反应物的电子转移数 。3、高锰酸盐指数（CODMn）原理：高锰酸钾与水样在沸水中加热反应一定时 间，用草酸钠还原剩余的高锰酸钾并加至过量， 过量的草酸钠再用高锰酸钾标准溶液回滴。通过 计算求出CODMn 。计算：CODMn （O2，mg/L） =（10+V1）K-10M81000100K校正系数（每mL高锰酸钾标准溶液相当于草酸钠标准 溶液mL数；K=10/V标定 V1滴定水样消耗高锰酸钾标准溶液量，mL； M草酸钠标准溶液浓度，mol/L。高锰酸盐指数测定方法

7、酸性高锰酸钾法 适用于氯离子含量不超过300mg/l 水样碱性高锰酸钾法 适用于氯离子浓度较高的水样常被作为反映地表水受有机物和还原性无 机物污染程度的综合指标。重铬酸钾法的氧化率可达90%左右，而高锰 酸钾法的氧化率为50%左右，两者均未完全 氧化，因而都只是一个相对参考数据。测定BOD5时确定稀释倍数高锰酸盐指数的应用CODCr与CODMn之间的比较是采用两种不同的氧化剂在各自的氧化条件下 测定的根据氧化率比较可得到CODCr CODMn对于同一种水样，CODCr与CODMn之间存在一定的 线性关系不同类型的水样之间，CODCr与CODMn的相关性很 难确定，可比性也很差。例题n配制理论C

8、OD值为600mg/L的葡萄糖溶 液400mL,需称取多少克葡萄糖?解:C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O180 192X 0.60.4 X=1800.60.4/192=0.225g二、生化需氧量BOD5在氧气充分的条件下，微生物将水中有 机物降解为无机物所消耗的氧量。间接表示水中可降解的有机物的量有机物+氧气 无机物碳化阶段硝化阶段微生物水中有机物的分解的两个阶段BODt=La(1-10-Kt)BOD测定的环境意义间接表示水中可降解的有机物的 指标 ，是研究废水的可生化降解性和生化处 理效果的重要参数。根据废水的BOD/COD，可以评价废水 的可生化性是废水生化处理工艺设计和动力学研

9、究 中的重要参数。 BOD与时间、温度的关系 BOD20 BOD10 BOD5 BOD5（30） BOD5（25） BOD5（20 ）BOD5的测定方法n微生物电极法 n直接测定法 n稀释与接种法 n其它微生物电极结构示意图氧电极的结构示意图n微生物电极法 微生物电极BOD测定仪原理：有机物浓度一定，扩散到电极表面的氧质量恒定， 产生的恒电流与有机物浓度变化存在定量关系适合于2500mg/L的水样思考题 在测定CODcr实验消解回流过程中,如水样变绿, 说明什么问题?应如何处理? 重铬酸钾法测定COD的实验中使用的催化剂为何 种物质？Cl-的干扰如何消除？ 说明测定水样BOD5的原理，测定OC

10、 值对水样 BOD5的测定有何意义？ 水质指标中哪些是代表有机物含量的指标？对 一种水体而言比较它们大小。 高锰酸盐指数和化学需氧量在应用上和测定方 法上有何区别?二者在数量上有何关系?为什么? 直接测定法测定BOD5.水仿真BOD5的测定.exe较清洁的水样（BOD57mg/L）可以用直接测定法 测其BOD5。 步骤：n调整水温至20左右n曝气使水中的溶解氧接近饱和n将水样装满2个生化需氧量培养瓶n测定其中1个瓶中水样的当日溶解氧n另一个瓶在201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 BOD5 =DO0-DO5.稀释与接种法测定BOD5 大多数水样，尤其是废水样品的 BO

11、D5测定需采用稀释与接种法。稀释的目的? 降低废水中有机物浓度，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。稀释与接种法 关键步骤稀释水的配制稀释倍数的确定稀释水的接种稀释与接种法稀释水的配制曝气使溶解氧含量接近饱和；20放置数小时磷酸盐调节pH值为7.2；加入钙镁铁、氮磷钾等微量营养元 素；稀释水的BOD5不能超过0.2mg/L稀释倍数的确定实际经验估算严重污染的水样：1001000倍普通污水样： 20100倍轻污染水样： 14倍以CODcr乘以0.075、0.15、0.25三个倍数由CODMn估算高锰酸盐指数 /(mgL-1)系数20 0.2，0.3 0.4，0.6

12、 0.5，0.7，1.0由高锰酸盐指数估算稀释倍数乘以的系数稀释水的接种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生活污水一般不需接种一些工业废水中含有不易被一般微生 物降解的有机物需接种接种稀释水的BOD5值以不超过0.5mg/L为宜。每升稀释水中接种液的加入量接种液来源 每升稀释水中接种液加 入量 生活污水 110ml 河水、湖水 10100ml 表层土壤浸出液 2030ml 稀释水的接种BOD5（mg/L）(C1-C2)(B1-B2)f1/f2BOD5的计算C1 水样在培养前的溶解氧浓度（mg/L）； C2 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

13、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。例题n测定某水样中的BOD5，测定结果列于下表，试计 算水样中的BOD5值。编编号稀释释倍 数水样样体 积积/mLNa2S2O3 标标液浓浓度 /（mol/L）Na2S2O3 标标液用量 /mL 当天5d后水样样501000.029.004.00稀释释水01000.029.508.50解：水样当天的DO=0.029.0081000/100=14.4mg/L 水样5d后的DO=0.024.0081000/100=6.4mg/L 稀释水当天的DO=0.029.508

14、1000/100=15.2mg/L 稀释水5d后的DO=0.028.5081000/100=13.6mg/L BOD5(C1-C2)(B1-B2)f1/f2=50（14.4-6.4）-49（15.2-13.6）=321.6mg/L注意事项适合于26000mg/L几个稀释比的样品中，选五天内消耗 DO2mg/l，剩余DO 2mg/l对含大量硝化细菌的生物处理出水，应加 硝化抑制剂玻璃器皿应彻底洗净检验方法将每升含葡萄糖和谷氨酸150mg 的标准溶液以1：50稀释比稀释后 ，与水样同步测定BOD5，测得值 应在180-230mg/l之间。BOD5、CODCr和CODMn测试方法的比 较 项目BOD

15、5 CODCrCODMn 氧化动力 微生物的生物氧化 作用 强氧化剂的化学氧化作用氧源 水中的溶解氧（分 子态氧）强氧化剂中的化合态氧反应温度 20C 146C 97C 测定所需 时间5 天 3 小时（半天）1 小时 被测定有机物的 范围 不含氮有机物 含氮有机物中碳素 部分 不含氮有机物 含氮有机物（芳 香烃和杂环类除 外）一部分不含 氮有机物 适用范围河湖水、生活污水 、 一般工业废水 河湖水、生活污 水、 工业废水 较清洁的水CODCr、CODMn、BOD之间的比较CODCr、CODMn和BOD都是利用定量的数值来间 接、相对地表示水中有机物质的总量。CODCr和CODMn是利用化学强氧化剂氧化水中的 有机物，BOD5则是利用微生物氧化水中有机 物。对同一种废水而言，CODCr BODu BOD5 CODMn 它们之间的具体比值因水质不同而异。总需氧量（TOD）是指水中的还原性 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。三、总需氧量(Total Oxygen Dem