第五章___有机污染物指标的测定

第五章有机污染物指标的测定有机污染的特点：种类繁多，数量大污染源分布广泛易被氧化分解而彻底消失污染严重时，也能使水质变坏全分析困难有机污染指标：综合指标：“三氧”、“三氮”…单一类别指示：挥发性酚、阴离子表面活性剂等。第一节溶解氧（dissolvedoxygen，DO）一、概述1.定义：溶解于水中的单质氧，称为溶解氧以氧的mg/L表示。2.影响因素：水温、P、PO2、藻类植物（光合作用）、暴气状况、有机污染、水中溶解的盐类（浓度、种类）；深度。有机污染与溶解氧的关系有机物分解消耗氧，可使水中溶解氧逐渐减少，当氧化作用的耗氧速度超过水体从空气中吸收氧的速度时，水溶解氧不断减少，甚至接近于零。此时，厌氧性微生物迅速生长繁殖，有机物发生腐败作用，使水质恶化发臭。因此，测定水中溶解氧，可间接反映水体受有机物污染的状况。同时，水中溶解氧含量越高，有机物越容易被分解和破坏，水体就越容易达到自净，所以，测定水中溶解氧，又可反映水体自净能力和自净速度。值得注意的是，有机污染不久的水体，其溶解氧不会立即发生大的变化。3.水中溶解氧的大体情况：4.卫生标准：表面水≥4mg/L5.测定意义：1）间接了解水体受有机污染的状况2）估计水体的自净能力一、概述6.水样的采集与保存：原则：避免产生气泡，防止空气混入方法：地面水：溶解性气体采样装置特点大小冲洗符合原则作用自来水：保存：固定.MnSO4+碱性KI4-8小时地面水：二：测定方法1.碘量法（国标法）1）固定溶解氧：MnSO4+2NaOHMn(OH)2+Na2SO42Mn(OH)2+O22MnO(OH)2MnO(OH)2+Mn(OH)2MnMnO3+2H2O2）游离碘：MnMnO3+2KI+2H2SO4MnSO4+K2SO4+I2+3H2O3）滴定碘：I2+2Na2S2O32NaI+Na2S4O6二：测定方法2.操作：加入H2SO4游离碘，待沉淀完全溶解后，吸取100ml样液用0.0250mol/LNa2S2O3溶液滴定3.指示：O2与Na2S2O3的摩尔系数之比O2∽2I2∽4Na2S2O3∴DO==2V(mg/L)10001003241V0250.0标二：测定方法4.注意：试剂的加入方式淀粉的加入时机氧化性：耗I-干扰及消除还原性：耗悬浮物吸附I2明矾沉淀法2NO2O3NaN363FeFNaFFe2FeNaFKMnO4后加第二节化学耗氧量（chemicaloxygendemand，COD）一、概述1.定义：还原性物质，在规定条件下，被强氧化剂氧化时所消耗的氧化剂的量换算成相当于氧的量有机的：碳水、蛋白、油脂、腐殖质还原性物质无机的：222NOSFe、、一、概述2.意义：间接评价有机污染状况估计稀释倍数KMnO4法3.方法简介：K2Cr2O7法其它方法二、测定方法一）酸性KMnO4滴定法1、原理及步骤①氧化有机物OH4CO5MnSO4SOK2SOH6C5KMnO422442424二、测定方法②滴定（KMnO4滴定过剩的草酸）2、操作OH8CO10MnSO2SOKSOH3OCH5KMnO222442424224二、测定方法3、计算1.KMnO4的准确浓度：2.与有机物反应所消耗的KMnO4的量：3.换算成O2的量即COD：(前为稀释水样)52005000.0V10M25205.010005.052V10V102110001100455205.010005.052V10V10COD21L/mgO100100016005.010V10V10221当水样稀释时当高锰酸钾和草酸浓度用100015016005.0R10V10V1010V10V10COD2221c()1Na2C2O42KMnO415()c1001000801.010101021VVCOD水样或VRVVVVCOD1000801.01010101010102021二、测定方法4.严格规定的条件：0.45mol/L[H+]过大KMnO4易分解酸度[H+]过小反应速度小，结果只能用H2SO4来维持HClCl2HNO3？[KMnO4]0.002M过大、过小都影响结果，应提前一周配制，并在用时校正加热方式与时间温度水样应适当稀释反应后剩余KMnO4体积约4-6ml(为原体积1/2)二、测定方法注意的问题:1）趁热滴定.自身氧化还原反应.氧化过程保持红色不褪2）KMnO4的问题3）报结果4）干扰：冷耗量Cl-300ml/L，被KMnO4氧化生成氯气，结果偏高，碱性条件下测定可避免。5）样本保存：pH2，Hg2+，2周二、其它方法重铬酸钾法库仑测定仪法密封管法光度法氧化还原电位滴定法第三节化学需氧量（biologicaloxygendemand，BOD）一、概述1.定义：略2.微生物分解有机物的氧化反应：（细菌细胞）OH28CO16NOHC4NHO6OHC6NHO6OHCO6O6OHC22275326126322226126不完全氧化丙氨酸盐吲哚色氨酸一、概述特点：吸氧放出CO2，自然条件下反应速度很慢。自然条件下，微生物分解有机物速度很慢。20℃培养，需要100天才能全部分解。所以测定时：测定一定时间内的耗氧量，以此来衡量有机物污染的程度。3.意义：根据耗氧量计算BOD根据放出CO2量来检测BOD一、概述4.测定方法：标准稀释法：稳定，重现性好，准确度高，常用。仪器测定法：操作简单，节约试剂，准确度好，可同时测定数个水样。微生物传感器法：简便快速，重现性好，灵敏。二、测定方法㈠.标准稀释法:采样同DO。原理：步骤：1、倍数的估计[c]2mg/L，不稀释。2mg/L，应稀释。方法：凭经验。依COD计算，COD/n,n=1~2预实验稀释程度：之间即可51DDBOD%70~40%100DDD21二、测定方法2.制备稀释水作用：提供营养和环境及充足的氧气。条件：1)富贵营养物质：Na、K、Ca、Mg、Fe、N、P。2)DO充足，20℃8mg/L。3)PH维持在7左右，且有缓冲作用。4)空白值0.2mg/L。二、测定方法5)水样含有毒害物质时，Cu2+、Hg2+、CN-、甲醛等，则应接种驯化微生物。制备：将H2O置大瓶中，加营养物质抽气1~2天，密塞静置一天待用。3.水样稀释：1000ml量筒中进行先加稀释水至一半，再加水样用稀释水稀释至1000ml，搅匀，虹吸！插入液体内二、测定方法4、装瓶：用溶解氧瓶装2瓶，虹吸，装满，剩余的弃之。5、培养：20℃，五天，水封，每天检查2次。6、DO的测定：分别测定D1，D5。二、测定方法7、结果计算：⑴先算OD下降率=⑵选择上述数值在40~70%的倍数来计算BOD⑶求出每一个符合计算条件的倍数的BOD。根据定义：BOD=D1-D2，为总的DO下降值。它来源于二部分：即水样和稀释水。%100DDD151二、测定方法设稀释水下降值为xmg/L则f:表示稀释水在1000ml混合液中所占的比例P：水样在1000ml混合液中所占比例计算BOD的平均值Pf)BB()DD(BOD1000/V1000950)BB()DD(X1000950)BB(1000/1XDD212121212121样样二、测定方法8.注意事项：1)采样同DO，但不得加防腐剂，无明显的酸性或碱性。含余氯应除去。2)稀释时，避免产生气泡，防止空气混入。用虹吸法加稀释水及装瓶。且管口插入容器底部，用特制搅拌器搅匀。3)装瓶时要装满，不能留气泡。4)培养时严格控制条件20℃，水封，并检查2次/天5)水样有大量悬浮时，混凝沉淀消除其它测定方法：略（自学）㈡其它方法BOD测定仪法库仑法微生物传感器法例题例1：有一水样，测其BOD的数据如下倍数010203050水样（ml）01005033.320总体积1000ml当天4.504.404.304.204.10五天后4.303.603.002.701.00DO下降率18%43%55%75%322OSNaV322OSNaV%100DDD121例题)/(3010003.3310006.966)3.45.4(2)7.22.4(230LmgBOD)/(4.441000501000950)3.45.4(2)0.33.4(220LmgBOD例题例2：取水样50ml加蒸馏水50ml，测其CODMn，得V1=5.5ml，V2=9.5ml，V0=1.0ml。求该水样COD。解：代公式100015016005.0R10V10V1010V10V10COD2221100015016005.021105.9100.110105.9105.510L/mg99第五节氨氮一、概述1.三氮的含义：指氨氮（NH3-N）、亚硝酸盐氮(NO2--N)、硝酸盐氮（NO3--N）。2.三氮与有机污染的关系：含氮有机物多肽氨基酸NH3NO2NO3微生物微生物氧化还原氧化还原微生物第五节氨氮3.意义含氮有机物和粪便污染的评价指标自净程度的评价指标评价水质卫生状况第五节氨氮4.三氮与水质的关系NH3-NNO2--NNO3--N水质状况＋－－新近污染－＋－不久前污染－－＋曾受污染，已达自净＋＋＋连续污染第五节氨氮5.氨氮：定义：指氨（NH3）和铵盐（NH4+）意义:氨和铵盐本身无害，但如果超标，说明含氮有机物正在分解，有大量的微生物在繁殖，水质差。第五节氨氮二、氨氮的测定方法（一）钠氏比色法1.原理：生产的黄色配合物可温度15～30′目视或420nm处比色定量。NH3＋2K2HgI4＋3KOHOHgHgI＋KI＋2H2ONH2第五节氨氮2.注意⑴采样时应装满、密封。⑵样品保存时加入硫酸（0.8ml/L），使pH至1.5～4，低温保存。⑶水样中余氯会与氨反应使结果偏低，加流代硫酸钠消除。第五节氨氮⑷水样有色、浑浊、需蒸馏处理：取一定水样，用磷酸盐缓冲液调pH至7.4，20ml4％的硼酸接收。⑸环境、蒸馏水、试剂（酒石酸）无氨。⑹水样中钙、镁、铁等金属离子在碱性条件下生产沉淀干扰比色，加酒石酸作掩蔽剂消除。⑺水样氨＞300mg/L应稀释后测定，否则会有沉淀出现。废液含汞应回收。第五节氨氮（二）酚盐比色法1.原理：氨在碱性条件下与次氯酸反应生成一氯胺，在亚硝基铁氰化钠催化下与酚生成靛酚蓝染料，630nm处比色定量。如用正丁烷萃取后比色，可提高灵敏度。第五节氨氮NH3＋HClONH2Cl＋H2OOHHONH2HONH2ONH2ONH2OH＋OOHNNH3Cl＋第五节氨氮2.说明⑴氯胺的形成与pH有关pH＞7.5，主要生成一氯氨；pH5～7，主要生成二氯胺；pH＜4.5，主要生成三氯氨；pH10.5～11.5生成的一氯胺和有色染料最稳定且吸光度最大。⑵加入柠檬酸铵消除钙、镁等金属离子的干扰。第五节氨氮（三）水杨酸盐光度法用水杨酸代替苯酚即可。（四）氨选择电极法第六节亚硝酸盐氮一、概述1.来源：动物性含氮有机物分解产生氨，氨被氧化形成亚硝酸。生活污水化肥第六节亚硝酸盐氮2.本身的致病性：人体摄入一定量的亚硝酸盐可产生高铁血红蛋白血症。3.毒性：在酸性条件下与仲胺反应生成强致癌性的亚硝胺类化合物。4.卫生标准：≤0.001mg/L意义：水中亚硝酸盐超标，说明不久前受污染，水质质量差。第六节亚硝酸盐氮二.测定方法光度法：有数十种，其中催化光度法是李贵荣老师取得的科技成果，获湖南省科技进步二等奖。常用的为重氮化偶合