《环境监测第二章有机化合物的测定精选文档.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《环境监测第二章有机化合物的测定精选文档.ppt（121页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、环境监测第二章有机化合物的测定本讲稿第一页，共一百二十一页2.8.1化学需氧量(COD)(一一)重铬酸钾法重铬酸钾法重铬酸钾法重铬酸钾法(COD(CODCrCr)一、原理一、原理一、原理一、原理 二、计算二、计算 三、说明三、说明三、说明三、说明(二二二二)恒电流库仑滴定法恒电流库仑滴定法恒电流库仑滴定法恒电流库仑滴定法 化学需氧量是指水样在一定条件下，氧化化学需氧量是指水样在一定条件下，氧化1 1升水样中还原性物质所消耗的氧化剂的量，以氧的升水样中还原性物质所消耗的氧化剂的量，以氧的升水样中还原性物质所消耗的氧化剂的量，以氧的升水样中还原性物质所消耗的氧化剂的量，以氧的mgL L表示。水中还
2、原性物质包括有机物和亚硝酸盐、表示。水中还原性物质包括有机物和亚硝酸盐、表示。水中还原性物质包括有机物和亚硝酸盐、表示。水中还原性物质包括有机物和亚硝酸盐、硫化物、亚铁盐等无机物。化学需氧量反映了水中受还硫化物、亚铁盐等无机物。化学需氧量反映了水中受还硫化物、亚铁盐等无机物。化学需氧量反映了水中受还硫化物、亚铁盐等无机物。化学需氧量反映了水中受还原性物质污染的程度。原性物质污染的程度。原性物质污染的程度。原性物质污染的程度。本讲稿第二页，共一百二十一页重铬酸钾回流法n n优点：准确可靠准确可靠n n缺点：（1 1）该方法耗时太多）该方法耗时太多（2 2）回流设备占用较大空间，）回流设备占用较大
3、空间，使批量测定有困难使批量测定有困难（3 3）分析费用较高）分析费用较高(银盐耗量银盐耗量大大)（）造成二次污染（汞）（）造成二次污染（汞）本讲稿第三页，共一百二十一页(一一)重铬酸钾法重铬酸钾法(CODCr)一、原理一、原理一、原理一、原理:在强酸性溶液中，用重铬酸钾将水中的还原性物质在强酸性溶液中，用重铬酸钾将水中的还原性物质（主要是有机物）氧化，过量的重铬酸钾以试铁灵作指（主要是有机物）氧化，过量的重铬酸钾以试铁灵作指示剂，用硫酸亚铁铵溶液回滴，根据所消耗的重铬酸钾示剂，用硫酸亚铁铵溶液回滴，根据所消耗的重铬酸钾量算出水样中的化学需氧量，以氧的量算出水样中的化学需氧量，以氧的mg/L表
4、示。表示。二、计算二、计算二、计算二、计算:式中：式中：V0滴定空白时硫酸亚铁铵体积（滴定空白时硫酸亚铁铵体积（mL）V1滴定水样消耗硫酸亚铁溶液体积（滴定水样消耗硫酸亚铁溶液体积（mL）V水样体积水样体积(mL)c硫酸亚铁铵标准溶液浓度（硫酸亚铁铵标准溶液浓度（mol/L）8氧（氧（1/2O）的摩尔质量（）的摩尔质量（g/mol）CODcr=（V0-V1）c81000/V本讲稿第四页，共一百二十一页 取取取取20ml20ml水样于锥形瓶水样于锥形瓶水样于锥形瓶水样于锥形瓶混匀混匀0.4gHgSO4（消除（消除Cl-干扰干扰0.25mol/L（1/6K2Cr2O7）10ml和沸石数粒和沸石数粒
5、混匀，接上回流装置混匀，接上回流装置自冷凝管上口加入自冷凝管上口加入Ag2SO4-H2SO430ml（催化剂（催化剂)混匀，回流加热混匀，回流加热2h冷却冷却自冷凝管上口加入水自冷凝管上口加入水80ml取下锥形瓶取下锥形瓶0.1mol/L硫酸亚铁铵滴定，蓝绿色硫酸亚铁铵滴定，蓝绿色-红棕色红棕色试铁灵指示剂试铁灵指示剂3滴滴本讲稿第五页，共一百二十一页1可氧化部分：直链脂肪族完全氧化可氧化部分：直链脂肪族完全氧化不易氧化部分：芳香族不易不易氧化部分：芳香族不易O；吡啶族不易；吡啶族不易O不可氧化部分：挥发性直链脂肪、苯等于蒸气相不可氧化部分：挥发性直链脂肪、苯等于蒸气相不可与不可与O接触接触.
6、2干扰及消除干扰及消除Cl-200mg/L先定量稀释；先定量稀释；含含Cl-水样，先加入水样，先加入HgSO4，使，使Cl-与与Hg2+络合络合消除干扰；消除干扰；3CODcr高，应先稀释。高，应先稀释。4.0.25mol/L重铬酸钾溶液可测定大于重铬酸钾溶液可测定大于50mg/L的的COD值；值；0.025mol/L重铬酸钾溶液可测定重铬酸钾溶液可测定550mg/L的的COD值值三、说明三、说明三、说明三、说明:本讲稿第六页，共一百二十一页密封催化消解法n n原理原理n n本方法在经典重铬酸钾-硫酸消解体系中加入助催化剂硫酸铝钾与钼酸铵同时密封法消n n消解过程是在加压下进行的因此大大缩短了
7、消解时间消解后测定化学需氧量的方法既可n n以采用滴定法亦可采用比色法本讲稿第七页，共一百二十一页快速法与标准法的比较n n反应条件反应条件反应条件反应条件 标准法标准法标准法标准法 快速法快速法快速法快速法 n n重铬酸钾标准溶液重铬酸钾标准溶液重铬酸钾标准溶液重铬酸钾标准溶液 10 ml 15 ml 10 ml 15 ml n n浓硫酸浓硫酸浓硫酸浓硫酸 30 ml 40 ml 30 ml 40 ml n n氧化反应温度氧化反应温度氧化反应温度氧化反应温度 146 146 C 165 C 165 C Cn n回流反应时间回流反应时间回流反应时间回流反应时间 2 h 10 min 2 h 1
8、0 min n n氧化率氧化率氧化率氧化率 90%70%90%70%本讲稿第八页，共一百二十一页改进方法与装置改进方法与装置 金属模块加热器取代煤气灯金属模块加热器取代煤气灯金属模块加热器取代煤气灯金属模块加热器取代煤气灯;n n用空气冷凝回流管取代传统的水冷凝管用空气冷凝回流管取代传统的水冷凝管用空气冷凝回流管取代传统的水冷凝管用空气冷凝回流管取代传统的水冷凝管;n n用用用用AlAl3+3+、MoOMoO4 42-等助催化剂部分取代等助催化剂部分取代等助催化剂部分取代等助催化剂部分取代AgAg2 2SOSO4 4n n利用分光光度法取代传统的容量滴定法利用分光光度法取代传统的容量滴定法利用
9、分光光度法取代传统的容量滴定法利用分光光度法取代传统的容量滴定法 n n总之，多种改进的总之，多种改进的总之，多种改进的总之，多种改进的CODCOD测试方法更加注重测试过程中的测试方法更加注重测试过程中的测试方法更加注重测试过程中的测试方法更加注重测试过程中的经济效益和环境效益，代表了未来经济效益和环境效益，代表了未来经济效益和环境效益，代表了未来经济效益和环境效益，代表了未来CODCOD测试技术的发测试技术的发测试技术的发测试技术的发展方向。展方向。展方向。展方向。本讲稿第九页，共一百二十一页空气冷凝COD测定装置本讲稿第十页，共一百二十一页HACH公司COD测试装置金属模块加热器金属模块加
10、热器比色计比色计本讲稿第十一页，共一百二十一页恒电流库仑分析法（库仑滴定）恒电流库仑分析法（库仑滴定）（coulometric coulometric titrationtitration）恒电流库仑分析法：恒电流库仑分析法：恒电流库仑分析法：恒电流库仑分析法：用一恒定强度的电流通过电解池，在电极附近由于电极反应用一恒定强度的电流通过电解池，在电极附近由于电极反应用一恒定强度的电流通过电解池，在电极附近由于电极反应用一恒定强度的电流通过电解池，在电极附近由于电极反应而产生一种试剂，犹如普通滴定分析中的而产生一种试剂，犹如普通滴定分析中的而产生一种试剂，犹如普通滴定分析中的而产生一种试剂，犹如普
11、通滴定分析中的“滴定剂滴定剂滴定剂滴定剂”，这种电生，这种电生，这种电生，这种电生试剂即刻与被测物质起反应，作用完毕后反应终点可由适当的方试剂即刻与被测物质起反应，作用完毕后反应终点可由适当的方试剂即刻与被测物质起反应，作用完毕后反应终点可由适当的方试剂即刻与被测物质起反应，作用完毕后反应终点可由适当的方法确定。通过恒定电流法确定。通过恒定电流法确定。通过恒定电流法确定。通过恒定电流i i和电解开始至反应终止所消耗的时间和电解开始至反应终止所消耗的时间和电解开始至反应终止所消耗的时间和电解开始至反应终止所消耗的时间t t，可，可，可，可求得电量求得电量求得电量求得电量Q Q=it it，通过法
12、拉第电解定律可求得物质的含量。库仑滴定，通过法拉第电解定律可求得物质的含量。库仑滴定，通过法拉第电解定律可求得物质的含量。库仑滴定，通过法拉第电解定律可求得物质的含量。库仑滴定装置见图。装置见图。装置见图。装置见图。本讲稿第十二页，共一百二十一页本讲稿第十三页，共一百二十一页方法原理：方法原理：方法原理：方法原理：以重铬酸钾或高锰酸钾为氧化剂，对水样进行氧化，剩余的氧以重铬酸钾或高锰酸钾为氧化剂，对水样进行氧化，剩余的氧以重铬酸钾或高锰酸钾为氧化剂，对水样进行氧化，剩余的氧以重铬酸钾或高锰酸钾为氧化剂，对水样进行氧化，剩余的氧化剂以恒电流电生滴定剂化剂以恒电流电生滴定剂化剂以恒电流电生滴定剂化
13、剂以恒电流电生滴定剂FeFe2+2+进行滴定。进行滴定。进行滴定。进行滴定。阴极反应：阴极反应：阴极反应：阴极反应：FeFeFeFe3+3+3+3+eFe+eFe+eFe+eFe2+2+2+2+次级化学反应为：次级化学反应为：次级化学反应为：次级化学反应为：CrCrCrCr2 2 2 2O O O O7 7 7 72 2 2 2+6Fe+6Fe+6Fe+6Fe2+2+2+2+14H=2Cr+14H=2Cr+14H=2Cr+14H=2Cr3+3+3+3+6Fe+6Fe+6Fe+6Fe3+3+3+3+7H+7H+7H+7H2 2 2 2O O O O 用来滴定用来滴定用来滴定用来滴定CrCr2 2
14、OO7 722；或或或或 MnOMnO4 4+5Fe+5Fe2+2+8H+8H+=Mn=Mn2+2+5Fe+5Fe3+3+4H+4H2 2OO用来滴定用来滴定用来滴定用来滴定MnOMnO44 。扣除本底的重铬酸钾或高锰酸钾总氧化量作为空白值，扣除本底的重铬酸钾或高锰酸钾总氧化量作为空白值，扣除本底的重铬酸钾或高锰酸钾总氧化量作为空白值，扣除本底的重铬酸钾或高锰酸钾总氧化量作为空白值，则由则由则由则由FaradayFaraday定律可得：定律可得：定律可得：定律可得：本讲稿第十四页，共一百二十一页催化快速法n n原理原理 在强酸性溶液中加入一定量重铬酸钾作氧化剂在在强酸性溶液中加入一定量重铬酸钾
15、作氧化剂在专用专用复合催化剂复合催化剂存在下于存在下于165165 恒温加热消化水样恒温加热消化水样10min 10min 重铬酸钾被水中还原性物质重铬酸钾被水中还原性物质(主要是有机物主要是有机物)还原还原为三价铬在波长为三价铬在波长610nm610nm处测定三价铬含量根据三价铬的量换算成消耗氧的质量浓度本讲稿第十五页，共一百二十一页1 吸取3mL3mL混合均匀的水样混合均匀的水样(或适量水样稀释至或适量水样稀释至3mL)3mL)置于置于专用反应管中加入专用反应管中加入1mL1mL掩蔽剂，摇匀再加入掩蔽剂，摇匀再加入1mL1mL专用专用氧化剂摇匀最后垂直快速加入氧化剂摇匀最后垂直快速加入5m
16、L5mL催化剂使用液催化剂使用液2 将反应管依次置于恒温加热装置的孔穴内将反应管依次置于恒温加热装置的孔穴内(严禁加盖消化严禁加盖消化)当温度回升到当温度回升到165 165 开始计时消化水样开始计时消化水样19min 取出取出反应管室温下冷却再水冷数分钟用水定容至反应管室温下冷却再水冷数分钟用水定容至12mL12mL刻度线刻度线加盖摇匀冷至室温后待测定加盖摇匀冷至室温后待测定3 3 于619nm619nm波长处用30mm30mm的比色皿以水作参比液测定的比色皿以水作参比液测定吸光度并做空白校正从校准曲线吸光度并做空白校正从校准曲线(或经回归方程计算出或经回归方程计算出的的)查出查出COD值值
17、本讲稿第十六页，共一百二十一页微波消解光度法仪器与试剂n n硫酸硫酸银溶液硫酸硫酸银溶液n n重铬酸钾标准液重铬酸钾标准液n n硫酸汞粉末硫酸汞粉末n nCary 50Cary 50型紫外可见分光光度计(美国美国VarianVarian公司公司);n n格兰仕普通家用微波炉。格兰仕普通家用微波炉。本讲稿第十七页，共一百二十一页实验方法n n准确移取待测水样准确移取待测水样10 m10 m于于50 mL50 mL锥形瓶中，锥形瓶中，n n加入加入0.2 g0.2 g硫酸汞，再加入硫酸汞，再加入5 mL重铬酸钾溶液和重铬酸钾溶液和10 10 mLmL硫酸硫酸银溶液，充分混匀，放入微波炉中，调整硫酸
18、硫酸银溶液，充分混匀，放入微波炉中，调整微波功率为微波功率为250 W,250 W,消解消解10 min10 minn n取出，冷却至室温，稀释取出，冷却至室温，稀释5050倍，在波长倍，在波长351 nm351 nm处，处，以蒸馏水为参比，用分光光度测定过量的重铬酸钾，以蒸馏水为参比，用分光光度测定过量的重铬酸钾，并作空白校正。并作空白校正。本讲稿第十八页，共一百二十一页2.8.2高锰酸盐指数n n高锰酸盐指数：以高锰酸钾溶液为氧化剂测得的化高锰酸盐指数：以高锰酸钾溶液为氧化剂测得的化高锰酸盐指数：以高锰酸钾溶液为氧化剂测得的化高锰酸盐指数：以高锰酸钾溶液为氧化剂测得的化学耗氧量。学耗氧量。
19、学耗氧量。学耗氧量。n n按测定溶液的介质不同，分为酸性高锰酸钾法和按测定溶液的介质不同，分为酸性高锰酸钾法和碱性高锰酸钾法。碱性高锰酸钾法。n n当当当当Cl-含量高于含量高于含量高于含量高于300mg/L300mg/L时，应采用碱性高锰酸时，应采用碱性高锰酸钾法；对于较清洁的地面水和被污染的水体中氯钾法；对于较清洁的地面水和被污染的水体中氯化物含量不高化物含量不高(Cl(Cl-300mg/L300mg/L）的水样，常用酸）的水样，常用酸）的水样，常用酸）的水样，常用酸性高锰酸钾法。性高锰酸钾法。性高锰酸钾法。性高锰酸钾法。本讲稿第十九页，共一百二十一页n n酸性高锰酸钾法：酸性高锰酸钾法：
20、酸性高锰酸钾法：酸性高锰酸钾法：原理原理原理原理:在酸性条件下的水样中加入过量高锰酸钾，在沸水在酸性条件下的水样中加入过量高锰酸钾，在沸水在酸性条件下的水样中加入过量高锰酸钾，在沸水在酸性条件下的水样中加入过量高锰酸钾，在沸水浴上加热浴上加热浴上加热浴上加热30分钟，利用高锰酸钾将水样中某些有机分钟，利用高锰酸钾将水样中某些有机分钟，利用高锰酸钾将水样中某些有机分钟，利用高锰酸钾将水样中某些有机物及还原性物质氧化，反应后剩余的高锰酸钾用过物及还原性物质氧化，反应后剩余的高锰酸钾用过物及还原性物质氧化，反应后剩余的高锰酸钾用过物及还原性物质氧化，反应后剩余的高锰酸钾用过量的草酸钠还原，再以高锰酸
21、钾标准溶液回滴过量量的草酸钠还原，再以高锰酸钾标准溶液回滴过量量的草酸钠还原，再以高锰酸钾标准溶液回滴过量量的草酸钠还原，再以高锰酸钾标准溶液回滴过量的草酸钠，微红色为终点的草酸钠，微红色为终点的草酸钠，微红色为终点的草酸钠，微红色为终点 本讲稿第二十页，共一百二十一页n n水样不经稀释：水样不经稀释：水样不经稀释：水样不经稀释：水水样经样经稀稀释释：本讲稿第二十一页，共一百二十一页2.8.3生化需氧量BiochemicalOxygenDemand(BOD)BiochemicalOxygenDemand(BOD)n n生化需氧量：是指在有溶解氧的条件下，好氧微生物生化需氧量：是指在有溶解氧的条
22、件下，好氧微生物生化需氧量：是指在有溶解氧的条件下，好氧微生物生化需氧量：是指在有溶解氧的条件下，好氧微生物在分解水中有机物的生物化学氧化过程中所消耗的溶在分解水中有机物的生物化学氧化过程中所消耗的溶在分解水中有机物的生物化学氧化过程中所消耗的溶在分解水中有机物的生物化学氧化过程中所消耗的溶解氧量。同时亦包括如硫化物、亚铁等还原性无机物解氧量。同时亦包括如硫化物、亚铁等还原性无机物解氧量。同时亦包括如硫化物、亚铁等还原性无机物解氧量。同时亦包括如硫化物、亚铁等还原性无机物质氧化所消耗的氧量。质氧化所消耗的氧量。质氧化所消耗的氧量。质氧化所消耗的氧量。n n有机物在微生物作用下好氧分解大体为两个
23、阶段：有机物在微生物作用下好氧分解大体为两个阶段：1、含碳物质氧化阶段，主要是含碳有机物氧化为二、含碳物质氧化阶段，主要是含碳有机物氧化为二、含碳物质氧化阶段，主要是含碳有机物氧化为二、含碳物质氧化阶段，主要是含碳有机物氧化为二氧化碳和水；氧化碳和水；氧化碳和水；氧化碳和水；2 2、硝化阶段，主要是含氮有机化合物在、硝化阶段，主要是含氮有机化合物在、硝化阶段，主要是含氮有机化合物在、硝化阶段，主要是含氮有机化合物在硝化菌的作用下分解为亚硝酸盐和硝酸盐。硝化菌的作用下分解为亚硝酸盐和硝酸盐。硝化菌的作用下分解为亚硝酸盐和硝酸盐。硝化菌的作用下分解为亚硝酸盐和硝酸盐。本讲稿第二十二页，共一百二十一
24、页 有机物有机物质分解的两个分解的两个阶段段 水中有机物的分解水中有机物的分解本讲稿第二十三页，共一百二十一页BOD测定方法n n（一）（一）（一）（一）五天培养法（五天培养法（五天培养法（五天培养法（20）n n（二）微生物电极法（二）微生物电极法（二）微生物电极法（二）微生物电极法n n（三）其他方法（三）其他方法（三）其他方法（三）其他方法n n 1检压库仑式检压库仑式BODBOD测定仪测定仪测定仪测定仪n n 2 2测压法测压法本讲稿第二十四页，共一百二十一页1.标准稀释法标准稀释法n n这种方法是最经典的也是最常用的方法。简单的说，就是测定在201温度下培养五天前后溶液中的溶氧量的差
25、值。求出来的BOD值称为“五日生化需氧量（BOD5）”。其实污水中有机物的分解共需一百天左右的时间，但对于生活污水来说，BOD5约等于完全氧化分解量的70%。本讲稿第二十五页，共一百二十一页n n 稀释水的配制稀释水的配制n n曝气使溶解氧含量接近饱和；曝气使溶解氧含量接近饱和；磷酸盐调节磷酸盐调节pH值为值为7.2；加入钙镁铁、氮磷钾等微量营养元素；加入钙镁铁、氮磷钾等微量营养元素；不接种稀释水的不接种稀释水的BOD5不能超过不能超过0.2mg/L本讲稿第二十六页，共一百二十一页n n 稀释倍数的确定稀释倍数的确定n n 稀释的程度应使五天培养中所消耗的溶稀释的程度应使五天培养中所消耗的溶解
26、氧大于解氧大于2mg/L，而剩余溶解氧在，而剩余溶解氧在1mg/L以上。在此前提条件下，稀释倍数以上。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。可以估算，也可以依据经验值法来确定。本讲稿第二十七页，共一百二十一页n n 稀释水的接种稀释水的接种n n 一般情况下，生活污水中有足够的微生一般情况下，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接种的目的是把能够分解有机物的
27、微生物菌种引入废水水样中物菌种引入废水水样中本讲稿第二十八页，共一百二十一页n n 稀释水的接种稀释水的接种n n接种稀释水的接种稀释水的BOD5值以不超过值以不超过0.5mg/L为宜。每升稀释水中接种液的加为宜。每升稀释水中接种液的加入量如下入量如下:n n生活污水生活污水 1-10ml/Ln n河水或湖水河水或湖水 10-100ml/Ln n土壤浸出液土壤浸出液 20-30ml/L本讲稿第二十九页，共一百二十一页水样的预处理稀释水样测定其中一份测定另一份恒温培养箱中培养5日调节pH，减小有毒物质的浓度，除去游离氯判断是否需要稀释，稀释倍数以及稀释方法计算BOD5的量本讲稿第三十页，共一百二
28、十一页水样水样BOD5的计算的计算 BODBOD5 5（mg/Lmg/L）(C1-C2)(C1-C2)(B1-B2)f1/f2(B1-B2)f1/f2 C1 C1 稀释水样在培养前的溶解氧浓度（稀释水样在培养前的溶解氧浓度（稀释水样在培养前的溶解氧浓度（稀释水样在培养前的溶解氧浓度（mg/Lmg/L）；）；）；）；C2 C2 稀释水样在培养后的溶解氧浓度（稀释水样在培养后的溶解氧浓度（稀释水样在培养后的溶解氧浓度（稀释水样在培养后的溶解氧浓度（mg/Lmg/L）；）；）；）；B1 B1 稀释水在培养前的溶解氧浓度（稀释水在培养前的溶解氧浓度（稀释水在培养前的溶解氧浓度（稀释水在培养前的溶解氧浓
29、度（mg/Lmg/L）；）；）；）；B2 B2 稀释水在培养后的溶解氧浓度（稀释水在培养后的溶解氧浓度（稀释水在培养后的溶解氧浓度（稀释水在培养后的溶解氧浓度（mg/Lmg/L）；）；）；）；f1 f1 稀释水在培养液中所占比例；稀释水在培养液中所占比例；稀释水在培养液中所占比例；稀释水在培养液中所占比例；f2 f2 水样在培养液中所占比例。水样在培养液中所占比例。水样在培养液中所占比例。水样在培养液中所占比例。本讲稿第三十一页，共一百二十一页n n某造纸厂生化出水的测定数据如下:水样体积(ml)(ml)当天当天 DO DO（mg/L）五天后五天后 DO DO 0.0 8.16 6.92 0.
30、0 8.16 6.92 20.0 7.91 6.34 20.0 7.91 6.34 40.0 7.80 5.66 100.0 7.48 2.40 2.40 V V总总 800ml 800ml，不接种。试计算上述生化出水的不接种。试计算上述生化出水的 DO DO 消耗率和 BODBOD5 值。值。本讲稿第三十二页，共一百二十一页n n一般清净河流的一般清净河流的一般清净河流的一般清净河流的BOD5不超过不超过不超过不超过2毫克升，若高于毫克升，若高于毫克升，若高于毫克升，若高于1010毫克升，就会散发出恶臭味。工业、农业、水产用水等毫克升，就会散发出恶臭味。工业、农业、水产用水等毫克升，就会散发
31、出恶臭味。工业、农业、水产用水等毫克升，就会散发出恶臭味。工业、农业、水产用水等要求生化需氧量应小于要求生化需氧量应小于要求生化需氧量应小于要求生化需氧量应小于5 5毫克升，而生活饮用水应小毫克升，而生活饮用水应小毫克升，而生活饮用水应小毫克升，而生活饮用水应小于于于于 1 1毫克升。毫克升。毫克升。毫克升。n n我国规定，在工厂排出口，废水的我国规定，在工厂排出口，废水的我国规定，在工厂排出口，废水的我国规定，在工厂排出口，废水的BODBOD5；的最高容许浓；的最高容许浓；的最高容许浓；的最高容许浓度为度为度为度为6060毫克升，地面水的毫克升，地面水的BODBOD不得超过不得超过不得超过不
32、得超过4 4毫克升。毫克升。毫克升。毫克升。返回返回缺点：缺点：操作复杂，耗时耗力，重现性差。本讲稿第三十三页，共一百二十一页2.微生物电极法微生物电极法n n原理：n n 插入不含插入不含BODBOD物质的底液时，溶氧透过微生物物质的底液时，溶氧透过微生物物质的底液时，溶氧透过微生物物质的底液时，溶氧透过微生物膜扩散进入氧电极的速率一定，输出一恒定电流，当膜扩散进入氧电极的速率一定，输出一恒定电流，当膜扩散进入氧电极的速率一定，输出一恒定电流，当膜扩散进入氧电极的速率一定，输出一恒定电流，当插入底液时，该物质和氧分子一起进入膜，与微生物插入底液时，该物质和氧分子一起进入膜，与微生物插入底液时
33、，该物质和氧分子一起进入膜，与微生物插入底液时，该物质和氧分子一起进入膜，与微生物反应耗氧，输出电流减少，电流的降低值和反应耗氧，输出电流减少，电流的降低值和反应耗氧，输出电流减少，电流的降低值和反应耗氧，输出电流减少，电流的降低值和BODBOD物质物质物质物质浓度有线性关系。进而得浓度有线性关系。进而得浓度有线性关系。进而得浓度有线性关系。进而得BODBOD值。值。值。值。本讲稿第三十四页，共一百二十一页以微生物电极法为原理的以微生物电极法为原理的BOD速测仪速测仪优点：优点：使用简便，快速测定，精确度高返回返回本讲稿第三十五页，共一百二十一页3.测压法n n在密闭的培养瓶中，水样中溶解氧被
34、微生物在密闭的培养瓶中，水样中溶解氧被微生物消耗，微生物因呼吸作用产生与耗氧量相当消耗，微生物因呼吸作用产生与耗氧量相当的的CO2,当当CO2被吸收后使密闭系统的压力被吸收后使密闭系统的压力降低，根据压力测得的压降可求出水样的降低，根据压力测得的压降可求出水样的BOD值。值。返回返回本讲稿第三十六页，共一百二十一页4.活性污泥曝气降解法活性污泥曝气降解法n n控制温度为30-35，利用活性污泥强制曝气降解样品2小时，经重铬酸钾消解生物降解后的样品，测定生物降解前后的化学计量需氧量，其差值即为BOD。根据与标准方法的对比实验结果，可换算成为BOD5值。絮状污泥菌胶团形成菌，原生动物，有机和无机胶
35、体以及悬浮物组成。本讲稿第三十七页，共一百二十一页2.8.4总有机碳（TOC）n n（一）定义与测定意义（一）定义与测定意义（一）定义与测定意义（一）定义与测定意义 总有机碳：是以碳的含量表示水体中有机物质总量总有机碳：是以碳的含量表示水体中有机物质总量总有机碳：是以碳的含量表示水体中有机物质总量总有机碳：是以碳的含量表示水体中有机物质总量的综合指标。的综合指标。的综合指标。的综合指标。由于由于由于由于TOCTOC的测定采用燃烧法，因此能将有机物全的测定采用燃烧法，因此能将有机物全的测定采用燃烧法，因此能将有机物全的测定采用燃烧法，因此能将有机物全部氧化，它比部氧化，它比部氧化，它比部氧化，它
36、比BODBOD5 5或或或或CODCOD更能反映有机物的总量。更能反映有机物的总量。更能反映有机物的总量。更能反映有机物的总量。本讲稿第三十八页，共一百二十一页TOC环境意义环境意义:碳是一切有机物的共同成份，组成有机碳是一切有机物的共同成份，组成有机物的主要元素，水的物的主要元素，水的TOC值越高，说明水值越高，说明水中有机物含量越高，因此，中有机物含量越高，因此，TOC可以作为可以作为评价水质有机污染的指标。评价水质有机污染的指标。本讲稿第三十九页，共一百二十一页n n（二）测定原理（二）测定原理（二）测定原理（二）测定原理 广泛应用的测定方法是燃烧氧化广泛应用的测定方法是燃烧氧化广泛应用
37、的测定方法是燃烧氧化广泛应用的测定方法是燃烧氧化非色散红外吸非色散红外吸非色散红外吸非色散红外吸收法。将一定量水样注入高温炉内的石英管，收法。将一定量水样注入高温炉内的石英管，收法。将一定量水样注入高温炉内的石英管，收法。将一定量水样注入高温炉内的石英管，900900950950温度下，以铂和三氧化钴或三氧化二铬温度下，以铂和三氧化钴或三氧化二铬温度下，以铂和三氧化钴或三氧化二铬温度下，以铂和三氧化钴或三氧化二铬为催化剂，有机物燃烧裂解转化为二氧化碳，用红外为催化剂，有机物燃烧裂解转化为二氧化碳，用红外为催化剂，有机物燃烧裂解转化为二氧化碳，用红外为催化剂，有机物燃烧裂解转化为二氧化碳，用红外
38、线气体分析仪测定线气体分析仪测定线气体分析仪测定线气体分析仪测定COCO2 2含量，从而确定水样中碳的含量。含量，从而确定水样中碳的含量。含量，从而确定水样中碳的含量。含量，从而确定水样中碳的含量。本讲稿第四十页，共一百二十一页 方法系根据方法系根据CO2对波长对波长4.26m的红的红外线有特定的吸收高峰，不同浓度的外线有特定的吸收高峰，不同浓度的CO2吸收的强度不同，被吸收的强度不同，被CO2吸收后的红外线吸收后的红外线能量损耗，损耗的多少与能量损耗，损耗的多少与CO2的浓度呈线的浓度呈线性关系。性关系。本讲稿第四十一页，共一百二十一页2.8.4总有机碳（TOC）n n（三）方法（三）方法（
39、三）方法（三）方法 高温下，水样中的碳酸盐也分解产生二氧化碳，高温下，水样中的碳酸盐也分解产生二氧化碳，高温下，水样中的碳酸盐也分解产生二氧化碳，高温下，水样中的碳酸盐也分解产生二氧化碳，故上面测得的为总碳故上面测得的为总碳故上面测得的为总碳故上面测得的为总碳(TC)(TC)。为获得有机碳含量，可采。为获得有机碳含量，可采。为获得有机碳含量，可采。为获得有机碳含量，可采用两种方法：用两种方法：用两种方法：用两种方法：1、将水样预先酸化，通入氮气曝气，驱除各种碳酸盐、将水样预先酸化，通入氮气曝气，驱除各种碳酸盐、将水样预先酸化，通入氮气曝气，驱除各种碳酸盐、将水样预先酸化，通入氮气曝气，驱除各种
40、碳酸盐分解生成的二氧化碳后再注入仪器测定。分解生成的二氧化碳后再注入仪器测定。分解生成的二氧化碳后再注入仪器测定。分解生成的二氧化碳后再注入仪器测定。本讲稿第四十二页，共一百二十一页n n2 2、差减法：是使用高温炉和低温炉皆有的、差减法：是使用高温炉和低温炉皆有的、差减法：是使用高温炉和低温炉皆有的、差减法：是使用高温炉和低温炉皆有的TOC测定测定测定测定仪。将同一等量水样分别注入高温炉仪。将同一等量水样分别注入高温炉仪。将同一等量水样分别注入高温炉仪。将同一等量水样分别注入高温炉(900(900)和低温和低温和低温和低温炉炉炉炉(150(150)，低温炉的石英管中有机物不能被分解，低温炉的
41、石英管中有机物不能被分解氧化。将高、低温炉中测得的总碳氧化。将高、低温炉中测得的总碳(TC)(TC)和无机碳和无机碳(IC)(IC)二者之差即为总有机碳二者之差即为总有机碳二者之差即为总有机碳二者之差即为总有机碳(TOC)。n n 该方法最低检出浓度为该方法最低检出浓度为0.5mg0.5mgL L。本讲稿第四十三页，共一百二十一页高温炉高温炉低温炉低温炉CO2CO2900150冷却冷却冷却冷却流路切换流路切换红红外外分分析析仪仪水样水样本讲稿第四十四页，共一百二十一页TOC水质连续自动监测仪本讲稿第四十五页，共一百二十一页总需氧量（TOD）n n总需氧量：是指水中能被氧化的物质，主要总需氧量：
42、是指水中能被氧化的物质，主要是有机物质在燃烧中变成稳定的氧化物时所是有机物质在燃烧中变成稳定的氧化物时所需要的氧量，结果以需要的氧量，结果以O2的的mgL表示。表示。本讲稿第四十六页，共一百二十一页 TOD环境意义环境意义:TOD是用燃烧法测定的，它能反映出几乎全部有是用燃烧法测定的，它能反映出几乎全部有是用燃烧法测定的，它能反映出几乎全部有是用燃烧法测定的，它能反映出几乎全部有机物质（机物质（机物质（机物质（CHONPS）经燃烧后变成）经燃烧后变成COCO2 2、HH2 2OO、NONO、P P2 2OO5 5和和SO2时所需要的氧量，比时所需要的氧量，比时所需要的氧量，比时所需要的氧量，比
43、BOD和和和和CODCOD都都都都更接近理论需氧量的值。更接近理论需氧量的值。更接近理论需氧量的值。更接近理论需氧量的值。本讲稿第四十七页，共一百二十一页n n测定方法及原理测定方法及原理测定方法及原理测定方法及原理 将一定量水样注入燃烧管，通入含已知氧浓度将一定量水样注入燃烧管，通入含已知氧浓度的载气的载气(氮气氮气)，水样中的还原性物质在高温下瞬间，水样中的还原性物质在高温下瞬间氧化，用氧量测定仪测定燃烧前后载气中氧浓度的氧化，用氧量测定仪测定燃烧前后载气中氧浓度的减少量，计算。减少量，计算。本讲稿第四十八页，共一百二十一页本讲稿第四十九页，共一百二十一页n n有机物综合测试方法比较n n
44、 理论耗氧量及氧化率理论耗氧量及氧化率 COD、BOD、TOC和和TOD等综合指标等综合指标的不同之处仅在于氧化方式的不同。的不同之处仅在于氧化方式的不同。氧化率是指实际测得的需氧量与理论需氧化率是指实际测得的需氧量与理论需氧量的比值。氧量的比值。本讲稿第五十页，共一百二十一页n nCODCODCrCr与与与与CODMnMn之间的比较之间的比较n n n n CODCODCrCr和和和和CODCODMnMn 是采用两种不同的氧化剂在是采用两种不同的氧化剂在各自的氧化条件下测定的。各自的氧化条件下测定的。CODCODCr在强氧化剂重铬在强氧化剂重铬在强氧化剂重铬在强氧化剂重铬酸钾和酸钾和酸钾和酸
45、钾和146146 C C反应温度等条件下反应，而反应温度等条件下反应，而反应温度等条件下反应，而反应温度等条件下反应，而CODCODMnMn则则在氧化性相对较弱的高锰酸钾和在氧化性相对较弱的高锰酸钾和9797 C反应温度等条反应温度等条反应温度等条反应温度等条件下反应。件下反应。件下反应。件下反应。总体而言，总体而言，总体而言，总体而言，CODCODCrCr氧化率可达氧化率可达氧化率可达氧化率可达90%、而、而、而、而CODCODMn的的氧化率仅为氧化率仅为50%50%，两者均未达到完全氧化。根据氧，两者均未达到完全氧化。根据氧化率比较可得到化率比较可得到CODCODCrCr CODMnMn本
46、讲稿第五十一页，共一百二十一页 对于同一种水样，对于同一种水样，对于同一种水样，对于同一种水样，CODCODCrCr与与与与CODCODMnMn之间存在一定的线性关之间存在一定的线性关之间存在一定的线性关之间存在一定的线性关系性，其线性回归方程式如下：系性，其线性回归方程式如下：系性，其线性回归方程式如下：系性，其线性回归方程式如下：CODCODCrCr=kCOD=kCODMnMn+b+b b b 表示可被表示可被表示可被表示可被CODCODCrCr法氧化而不被法氧化而不被法氧化而不被法氧化而不被CODCODMnMn法氧化的那一部分物法氧化的那一部分物法氧化的那一部分物法氧化的那一部分物质的质
47、的质的质的CODCODCrCr值；值；值；值；k k反应水样中的还原性物质用两种不同方法测定时，每单位反应水样中的还原性物质用两种不同方法测定时，每单位反应水样中的还原性物质用两种不同方法测定时，每单位反应水样中的还原性物质用两种不同方法测定时，每单位CODCODMnMn值所引起的值所引起的值所引起的值所引起的CODCODCrCr值的变化。一般来说，值的变化。一般来说，值的变化。一般来说，值的变化。一般来说，1.5 k 1.5 k BOD BOD5 5 CODCODMnMn。它们之间的具体比值因水质不同而异。它们之间的具体比值因水质不同而异。本讲稿第五十三页，共一百二十一页BODBOD5 5、
48、CODCODCrCr和和和和CODCODMnMn测试方法的比较测试方法的比较测试方法的比较测试方法的比较 项目项目 BODBOD5 5 CODCODCrCr CODCODMnMn 定义 在有氧的条件下，可分解的 有机物被微生物氧化分解所 需的氧量（O2mg/L）在一定条件下，有机 物被 K2Cr2O7 氧化所需 的氧量（O2mg/L）在一定条件下，有机物 被KMnO4氧化所需的氧量（O2mg/L）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
49、 有机物 的范围 不含氮有机物 含氮有机物中的碳素部分 不含氮有机物 含氮有机物（但芳 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 本讲稿第五十四页，共一百二十一页n nTOC与与TOD之间的比较之间的比较n n TOC与与TOD都是利用燃烧法来测定水中都是利用燃烧法来测定水中有机物的含量。所不同的是，有机物的含量。所不同的是，TOC是以碳是以碳的含量表示，的含量表示，TOD是以还原性物质所消耗是以还原性物质所消耗氧的数量表示，且氧的数量表示，且TOC所反映的只是含碳所反映的只是含碳有机物，而有机物，而TOD反映的是
50、几乎全部有机物反映的是几乎全部有机物质。质。本讲稿第五十五页，共一百二十一页n nTOCTOC与与与与TODTOD之间的比较之间的比较之间的比较之间的比较n n根据根据根据根据TOD对对TOC的比例关系，可以大体确定水中的比例关系，可以大体确定水中有机物的种类。有机物的种类。对于只含碳的化合物而言，因为一个碳原子燃烧对于只含碳的化合物而言，因为一个碳原子燃烧时消耗两个氧原子，时消耗两个氧原子，O2/CO2/C2.672.67，所以从理论上讲，所以从理论上讲，所以从理论上讲，所以从理论上讲，TOD2.67TOC2.67TOC。若水样的若水样的若水样的若水样的TOD/TOC2.67，可认为水样中主