水質(zhì)指標(biāo)及標(biāo)準(zhǔn).ppt

1 第一節(jié) 天然水水質(zhì)第二節(jié) 水質(zhì)指標(biāo)及其指標(biāo)分類第三節(jié) 工業(yè)用水要求及水質(zhì)控制標(biāo)準(zhǔn) 水質(zhì)指標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn) 2 1 主要離子2 一般無機(jī)物3 微量元素4 溶解氣體5 有機(jī)物6 懸浮物7 微生物 第一節(jié)天然水水質(zhì) 3 陽離子Ca2 Mg2 Na K 陰離子HCO3 SO42 Cl NO3 另外起重要作用的還有H OH CO32 等 1 主要離子 八大離子 硅酸及硅酸鹽 占第二位 存在于各種礦物鹽類中 在天然水體中并未離解 鋁 占第三位 天然水中的含量小于0 5mg L 鐵 占第四位 天然水中的含量小于1 0mg L 2 一般無機(jī)物 4 F I 與人體健康直接有關(guān) 天然水中F 由痕量到4 0mg L 在某些地下水甚至高達(dá)30mg L I 的含量更微 溴 硼 鈹 鍶 鋇等在海水中略多 淡水中甚微 銅 鉛 鋅 鎘 汞 砷 硒等含量甚微 但與人體有關(guān) 氮 硫等生物元素 稀土 放射性元素 3 微量元素 5 6 二氧化碳若與大氣中分壓平衡 水中只有約0 5 1 0mg L 但常處于過飽和狀態(tài) 達(dá)數(shù)十mg L 氧常溫飽和溶解量約8 14mg L 硫化氫 甲烷等污染性氣體 天然水中存在的較少 4 溶解氣體 7 天然水體中的有機(jī)物是光合作用的產(chǎn)物 種類甚多 碳水化合物 淀粉 纖維素 木質(zhì)素等 脂肪類 油 脂 蠟 烴等 蛋白質(zhì) 聚核苷酸等 植物素 葉綠素 高鐵血紅素等 它們在生物降解中生成多種中間產(chǎn)物 如氨基酸 脂肪酸 糖類 烴類等 可進(jìn)一步降解為更多的一般有機(jī)物 還可生成復(fù)雜的化合物 如富里酸 腐植酸等 有機(jī)物大多以高分子形式存在 5 有機(jī)物 8 天然水體中的懸浮固體是水流沖刷卷帶的巖石土壤顆粒和有機(jī)殘?jiān)任镔|(zhì) 無機(jī)的顆粒物大多是各種礦物 較主要的有石英 長石 石灰石和黏土礦物 黏土礦物主要類別有高齡土 蒙脫石 伊利石等 是細(xì)粒懸浮物的主要成分 有機(jī)懸浮物主要是動(dòng)植物的殘骸 廢物 碎屑 它們常與無機(jī)微?；祀s 一起在水中漂浮 6 懸浮物 9 在水中自由活動(dòng)的生物不包括在水質(zhì)范圍之內(nèi) 微生物則隨水流擾動(dòng)而遷移 這主要指細(xì)菌 藻類等 藻類是構(gòu)造簡單 無根 莖 葉區(qū)分的低等植物 如蘭藻 綠藻 硅藻等 細(xì)菌簡單細(xì)菌是細(xì)胞生物 放線菌 酵母菌 霉菌 病毒等 7 微生物 10 需氧污染物植物營養(yǎng)物重金屬有機(jī)毒物酸堿污染物生物污染物放射性物質(zhì) 天然水體中的污染物 11 生活污水和某些工業(yè)廢水中所含的碳水化合物 蛋白質(zhì) 脂肪和木質(zhì)素等有機(jī)化合物可在微生物作用下最終分解為簡單的無機(jī)物質(zhì) 這些有機(jī)物質(zhì)在分解過程中需要消耗大量的氧氣 故稱之為需氧污染物 需氧污染物是水體中最經(jīng)常和普遍存在的一種污染物 當(dāng)溶解氧耗盡時(shí) 產(chǎn)生厭氧分解 引起腐敗 使水質(zhì)發(fā)臭變壞 1 需氧污染物 曾經(jīng)的夫子廟景區(qū)內(nèi)秦淮河 曾經(jīng)的外秦淮河 12 植物營養(yǎng)物主要是氮 磷 鉀 硫及其化合物 但過多的營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入天然水體 將惡化水體質(zhì)量 影響漁業(yè)的發(fā)展和危害人體健康 植物營養(yǎng)物污染的危害水體富營養(yǎng)化 水體中植物營養(yǎng)物質(zhì)含量的增加 將導(dǎo)致水生生物 主要是各種藻類大量繁殖 而藻類過度旺盛的生長繁殖將造成水中的溶解氧急劇變化 使水體處于嚴(yán)重缺氧 而造成魚類大量死亡 一般來講 總磷超過20毫克 立方米 或無機(jī)氮超過300毫克 立方米 即可認(rèn)為水體處于富營養(yǎng)化狀態(tài) 2 植物營養(yǎng)物 13 海水赤潮 太湖赤潮 14 重金屬主要是指汞 鎘 鉛 鉻以及金屬砷等生物毒性顯著的重金屬 有人稱之為 五毒 也包括具有毒性的重金屬鋅 銅 鈷 鎳 錫等 重金屬污染物最主要的特性是在水體中不能被微生物降解 而只能發(fā)生各種形態(tài)之間的相互轉(zhuǎn)化 以及分散和富集的過程 這些過程統(tǒng)稱為金屬遷移 重金屬在水體中的遷移主要是下列物理化學(xué)作用 a 沉淀 b 吸附 c 氧化還原 在天然水體中 一般重金屬產(chǎn)生毒性的范圍大致在1 10毫克 升 毒性較強(qiáng)的金屬如汞 鎘的范圍在0 01 0 001毫克 升 3 重金屬 15 鎘污染 16 汞污染 17 常見的有酚 醛 苯 硝基化合物 多氯聯(lián)苯和有機(jī)農(nóng)藥等 焦化 冶金 煉油 塑料 合成纖維 農(nóng)藥等許多工業(yè)排出的廢水中均含有酚類 低濃度酚能使蛋白質(zhì)變性 高濃度酚能使蛋白質(zhì)沉淀 對各種細(xì)胞有直接損害 染料 制藥 橡膠 農(nóng)藥和塑料等工業(yè)廢水中含有較多的芳香胺類化合物及其衍生物 它們的共同特點(diǎn)是在人體內(nèi)發(fā)生羥基化作用 活化致癌 化學(xué)工業(yè) 電機(jī)制造 船舶油漆中常用的多氯聯(lián)苯是難以降解的氯化芳香烴類化合物 它們不僅存在于水和底質(zhì)中 而且普遍蓄積在水生生物體內(nèi) 造成嚴(yán)重的污染 4 有機(jī)毒物 18 19 酸性廢水主要來源于礦山排水 冶金和金屬加工酸洗廢水 雨水淋洗含SO2煙氣后流入水體而形成的酸雨 堿性廢水主要來自堿法造紙 人造纖維 制堿 制革等工業(yè)廢水 酸堿廢水破壞水體的自然緩沖作用 消滅或抑制細(xì)菌和微生物的生長 妨礙水體的自凈功能 腐蝕管道和船舶 它不僅能改變水體的pH值 而且可大大增加水中的一般無機(jī)鹽類和水的硬度 5 酸堿污染物 20 主要指各種致病微生物和其它有害的有機(jī)體 比如肝炎 傷寒 霍亂 痢疾 腦炎的病毒和細(xì)菌 蛔蟲和鉤蟲卵等 廢水中生長有鐵細(xì)菌 藻類 水草或貝殼類動(dòng)物時(shí) 會(huì)堵塞管道和輸水設(shè)備 6 生物污染物 21 放射性物質(zhì)能釋放出對人體有害的X射線 射線 射線 射線等主要危害為誘發(fā)癥 損害孕婦和胎兒 縮短壽命 引起遺傳性傷害 7 放射性物質(zhì) 放射性污染 22 一 概述1 水質(zhì)的定義2 水中雜質(zhì)的分類二 水質(zhì)指標(biāo)1 水質(zhì)指標(biāo)的分類2 物理性水質(zhì)指標(biāo)3 化學(xué)性水質(zhì)指標(biāo)4 生物學(xué)水質(zhì)指標(biāo) 第二節(jié) 水質(zhì)指標(biāo)及其指標(biāo)分類 23 24 水質(zhì)是指水和其中所含的雜質(zhì)共同表現(xiàn)出來的物理學(xué) 化學(xué)和生物學(xué)的綜合特性 各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)則表示水中雜質(zhì)的種類 成分和數(shù)量 是判斷水質(zhì)的具體衡量標(biāo)準(zhǔn) 水質(zhì)的定義 25 按其在水中存在的狀態(tài)分三類 懸浮物質(zhì) 由大于分子尺寸的顆粒組成 它們靠浮力和粘滯力懸浮于水中 溶解物質(zhì) 由分子和離子組成 被水的分子結(jié)構(gòu)所支撐 膠體物質(zhì) 介于懸浮物質(zhì)與溶解物質(zhì)之間 水中雜質(zhì)的分類 26 1 物理性水質(zhì)指標(biāo) 感官物理性指標(biāo)其它物理性水質(zhì)指標(biāo) 2 化學(xué)性水質(zhì)指標(biāo) 一般的化學(xué)性水質(zhì)指標(biāo) 有毒的化學(xué)性水質(zhì)指標(biāo)氧平衡指標(biāo) 3 生物學(xué)水質(zhì)指標(biāo) 細(xì)菌總數(shù) 總大腸菌數(shù) 各種病原細(xì)菌 病毒等 水質(zhì)指標(biāo)的分類 27 A 感官物理性指標(biāo) 溫度 色度 嗅和味 渾濁度 透明度等B 其它的物理性指標(biāo) 總固體 懸浮固體 溶解固體 可沉固體 電導(dǎo)率等 物理性水質(zhì)指標(biāo) 28 水的許多物理特性 物質(zhì)在水中的溶解度以及水中進(jìn)行的許多物理化學(xué)過程都和溫度有關(guān) 地表水的溫度隨季節(jié) 氣候條件而有不同程度的變化 地下水的溫度比較穩(wěn)定 8 12 工業(yè)廢水的溫度與生產(chǎn)過程有關(guān) 測定 現(xiàn)場測定 與地點(diǎn)和深度有關(guān) 溫度 29 純水是無色的 顏色有真色和表色之分 真色是由于水中所含溶解物質(zhì)或膠體物質(zhì)所致 即除去水中懸浮物質(zhì)后所呈現(xiàn)的顏色 表色包括由溶解物質(zhì) 膠體物質(zhì)和懸浮物質(zhì)共同引起的顏色 顏色和色度 1 30 一般只對天然水和用水作真色的測定對廢水和污水的顏色常用文字描述 如定性的或深淺程度的一般描述 必要時(shí)輔以稀釋倍數(shù)法 在比色管中將水樣用無色清潔水稀釋成不同倍數(shù) 并與液面高度相同的清潔水作比較 取其剛好看不見顏色時(shí)的稀釋倍數(shù)者 即為色度 顏色和色度 2 31 水中由于含有懸浮及膠體狀態(tài)的雜質(zhì)而產(chǎn)生渾濁現(xiàn)象 水的渾濁程度可以用渾濁度來表示 渾濁度是一種光學(xué)效應(yīng) 表現(xiàn)出光線透過水層時(shí)受到的阻礙的程度 與顆粒的數(shù)量 濃度 尺寸 形狀和折射指數(shù)等有關(guān) 渾濁度和透明度 1 32 硅單位 以不溶性硅如高齡土 漂白土等在蒸餾水中所產(chǎn)生的光學(xué)阻礙現(xiàn)象為基礎(chǔ) 規(guī)定1毫克 升的SiO2所構(gòu)成的渾濁度為1度 標(biāo)準(zhǔn)燭單位 用蜂蠟和鯨腦蠟按一定規(guī)格制成標(biāo)準(zhǔn)燭 在直立的玻璃管下點(diǎn)燃 管中注入待測水樣 自上方俯視 逐漸增大水柱高度 直到燭焰恰不能再見到時(shí)為止 此水柱高度即為標(biāo)準(zhǔn)燭光值 渾濁度和透明度 2 標(biāo)準(zhǔn)單位 33 散射濁度單位 FTU 或NTU 用硫酸肼和六次甲基四胺混合液作為標(biāo)準(zhǔn)渾濁液 可成為標(biāo)準(zhǔn)肼單位 即以1 000克硫酸肼加水配成100毫升溶液 10 00克六次甲基四胺也配成100毫升溶液 取兩溶液各5 0毫升混合靜置24小時(shí) 加水定容為100毫升 其渾濁度為400度 透明度與渾濁度相反 渾濁度和透明度 3 34 總固體 TotalSolids 水樣在103 105 下蒸發(fā)干燥后所殘余的固體物質(zhì)總量 也稱蒸發(fā)殘余物 懸浮性固體 SuspendedSolids 和溶解固體 dissolvedSolids 水樣過濾后 濾樣截留物蒸干后的殘余固體量稱為懸浮性固體 濾過液蒸干后的殘余固體量為溶解性固體 固定性固體 FixedSolids 在一定溫度下 600 將水樣中經(jīng)蒸發(fā)干燥后的固體灼燒而失去的重量 可略表示有機(jī)物含量 灼燒后殘余物質(zhì)的重量稱為固定性固體 固體含量 35 水中溶解的鹽類均以離子狀態(tài)存在 具有一定的導(dǎo)電能力 因此電導(dǎo)率可以間接地表示出溶解鹽類的含量 電導(dǎo)率的大小受溶液濃度 離子種類及價(jià)態(tài)和測量方法的影響 電導(dǎo)率是指一定體積溶液的電導(dǎo) 即在25 時(shí)面積為1平方厘米 間距為1厘米的兩片平板電極間溶液的電導(dǎo) 電導(dǎo)率 36 一般的化學(xué)性水質(zhì)指標(biāo) pH 堿度 硬度 各種陽離子 陰離子 總含鹽量 一般有機(jī)物質(zhì)等有毒的化學(xué)性水質(zhì)指標(biāo) 各種重金屬 氰化物 多環(huán)芳烴 各種農(nóng)藥等 氧平衡指標(biāo) 溶解氧DO 化學(xué)需氧量COD 生化需氧量BOD 總需氧量TOC等 化學(xué)性水質(zhì)指標(biāo) 37 重要的水質(zhì)指標(biāo)之一 一般天然水體的pH值在6 0 8 5之間 最測定可用試紙法 比色法 電位法 試紙法雖簡單 但誤差大 比色法用不同的顯色劑進(jìn)行 比較不方便 電位法用一般酸度計(jì) pH值 38 碳酸鹽硬度 由鈣鎂的碳酸鹽 重碳酸鹽所形成 可經(jīng)煮沸而除去 暫時(shí)硬度 Ca HCO3 2 CaCO3 CO2 H2O非碳酸鹽硬度 由鈣 鎂的硫酸鹽 氯化物等形成 不受加熱的影響 永久硬度 硬度 Hardness 1 39 總硬度 鈣硬度 鎂硬度 碳酸鹽硬度 非碳酸鹽硬度硬度的單位 mmol L mg L 以CaCO3計(jì) 法國度 10mg L的CaCO3德國度 10mg L的CaO 硬度 2 40 定義 水中能與強(qiáng)酸發(fā)生中和反應(yīng)的全部物質(zhì) 即水接受質(zhì)子的能力 包括各種強(qiáng)堿 弱堿和強(qiáng)堿弱酸鹽 有機(jī)堿等 天然水中的堿度主要有 CO32 HCO3 OH HSiO3 H2BO3 HPO4 HS 和NH30等 其中CO32 HCO3 OH 是主要的致堿度陰離子 堿度的測定 用中和滴定法進(jìn)行 用酚酞為指示劑測得的堿度為酚酞堿度 用甲基橙為指示劑測得的堿度為甲基橙堿度 或稱總堿度 堿度 1 41 酸度是指水中能與強(qiáng)堿發(fā)生中和作用的物質(zhì)總量 總酸度包括 a 強(qiáng)酸 HCl HNO3 H2SO4等 b 弱酸 CO2 H2CO3 H2S及有機(jī)酸 c 強(qiáng)酸弱堿鹽 FeCl3 Al2 SO4 3等 總酸度 氫離子濃度測定 中和滴定法 酸度和游離CO2 42 硫酸根SO42 水垢的重要陰離子 可轉(zhuǎn)化成H2S惡臭和腐蝕現(xiàn)象 氯離子Cl 海水達(dá)到18000mg L 一般淡水?dāng)?shù)十到數(shù)百mg L 超過500 1000mg L時(shí)有明顯的咸味 硝酸根NO3 主要來源于有機(jī)物的生物降解 酸根 43 Na K 其鹽類是溶于水的 它們的特性相近 常常合在一起測定 對水質(zhì)影響不很顯著 反映水中的含鹽量 堿金屬 44 鐵在水中以二價(jià)和三價(jià)鐵的各種化合物形式存在 地表水中 鐵以三價(jià)鐵形式存在 可形成氫氧化鐵沉淀或膠體微粒 地下水中 鐵以二價(jià)鐵的形式 可達(dá)數(shù)十毫克 升 沼澤水中鐵可能以有機(jī)鐵的形式存在 易生成沉淀或銹斑 水垢組成物 鐵 Fe 45 常與鐵伴隨 許多表現(xiàn)與鐵相似 在引用水比鐵的危害性大 在水中以二價(jià)形式存在 有機(jī)錳會(huì)使水質(zhì)變壞 帶有異味 測定 比色法 錳 Mn 46 天然水中含量在6 120mg L之間 地下水比地表水中多 存在形態(tài) 單分子的正硅酸H4SiO4 Si OH 4 可電離成SiO OH 3 SiO2 OH 22等 在高濃度 低pH時(shí) 可聚合為多核絡(luò)合物 高分子化合物以至膠體微粒 是水垢的主要離子 且難以去除 硅酸 47 定義 在一定嚴(yán)格的條件下 水中各種有機(jī)物質(zhì)與外加的強(qiáng)氧化劑 K2Cr2O7 KMnO4 作用時(shí)所消耗的氧化劑量 以氧 O 的mg L表示 按氧化劑的不同 可分為 A 重鉻酸鉀耗氧量 化學(xué)耗氧量ChemicalOxygenDemand COD B 高錳酸鉀耗氧量 化學(xué)需氧量和耗氧量 1 48 重鉻酸鉀法 在強(qiáng)酸性條件下 加熱回流2小時(shí) 有時(shí)加入催化劑 使有機(jī)物質(zhì)與重鉻酸鉀充分反應(yīng) 可將水中絕大多數(shù)有機(jī)物質(zhì)氧化 但對于苯 甲苯等芳香烴類化合物較難氧化 高錳酸鉀法 不能代表水中有機(jī)物的全部含量 一般水中不含氮的有機(jī)物質(zhì)在測定條件下易被高錳酸鉀氧化 而含氮的有機(jī)物就難分解 一般用于測定天然水和含容易被氧化的有機(jī)物的一般廢水 化學(xué)需氧量和耗氧量 2 49 BOD BiochemicalOxygenDemanded在人工控制的一定條件下 使水樣中的有機(jī)物在有氧的條件下被微生物分解 在此過程中消耗的溶解氧的mg L數(shù) 按生物氧化的時(shí)間有 BOD5 BOD20 BOD不如COD徹底 BOD5只是一部分生化需氧量 所以BOD5比COD要低得多 生化需氧量 50 在900 950 高溫下 以鉑為催化劑 使水樣氣化燃燒 有機(jī)碳即氧化成CO2 測量所產(chǎn)生的CO2量 在此總量中減去碳酸鹽等無機(jī)碳元素含量 即可求出水樣中的TOC 注 需去除無機(jī)碳的干擾 因只考慮有機(jī)碳 排除了其他元素 仍不能直接反映有機(jī)物的真正濃度 已儀器化 用以間接表示水中有機(jī)物質(zhì)含量的綜合性指標(biāo) 總有機(jī)碳 TotalOrgnicCarbon 51 在特殊的燃燒器中 以鉑為催化劑 在900 高溫下使一定量的水樣氣化 其中有機(jī)物燃燒變成穩(wěn)定的氧化物時(shí)所需的氧量 結(jié)果以氧 O 的mg L表示 測定時(shí)間只需3分鐘 可自動(dòng)控制進(jìn)行 快捷簡便 測定結(jié)果比BOD COD更接近于需氧量 一般認(rèn)為是真正的有機(jī)物完全氧化的總需氧量 總需氧量 TotalOxygenDemand 52 是測定有機(jī)物含量的最簡單 最原始的方法 常用于含有機(jī)物量多的廢渣 把樣品在105 下烘干去掉水分 稱重后用600 灼燒 然后稱量得到減量 以此代表有機(jī)物 在此溫度下可使含碳及其它有機(jī)物燃燒揮發(fā) 而無機(jī)鹽揮發(fā)量卻可降至最低 灼燒減量 53 有機(jī)氮是表明各種蛋白質(zhì) 氨基酸 尿素等含氮有機(jī)物總量的水質(zhì)指標(biāo) 有機(jī)氮是利用濃硫酸把全部有機(jī)物中的氮都分解轉(zhuǎn)化成氨 然后加以測定 有機(jī)氮在有氧條件下進(jìn)行生物氧化 逐步分解成無機(jī)的NH3 NH4 NO2 NO3 等形態(tài) NH3 NH4 稱為氨氮 NO2 稱為亞硝酸氮 NO3 稱為硝酸氮 它們代表有機(jī)氮轉(zhuǎn)化成無機(jī)氮的各個(gè)不同階段 含氮化合物 54 溶解氧常溫下水中氧的飽和量在4 14mg L 海水中的含氧量為淡水的80 用碘量法或儀器測定法進(jìn)行 硫化氫濃度達(dá)1mg L時(shí)就有明顯的臭氣 油田地下水中可能含有大量的硫化氫 對混凝土和金屬產(chǎn)生侵蝕破壞作用 用碘量法測定 其它 55 天然水中碳酸化合物 56 工業(yè)用水的水質(zhì)要求1 原料用水2 產(chǎn)品工藝用水3 生產(chǎn)過程用水4 鍋爐動(dòng)力用水5 冷卻用水6 純水和超純水 第三節(jié) 工業(yè)用水要求及水質(zhì)控制 57 應(yīng)滿足生產(chǎn)用途的需要 保證產(chǎn)品的質(zhì)量 同時(shí)不會(huì)產(chǎn)生副作用 造成生產(chǎn)故障 損害技術(shù)設(shè)備 所以不同的工業(yè)用水對水質(zhì)提出多方面的要求 規(guī)定出一定的水質(zhì)指標(biāo) 規(guī)定往往不是由國家部門正式頒發(fā)的規(guī)范 而只是一些參考性質(zhì)的技術(shù)數(shù)據(jù) 結(jié)合具體情況在使用中予以限制 工業(yè)用水的水質(zhì)要求 58 主要指飲料 食品制造工業(yè) 電解水 醫(yī)藥 藥劑制造工業(yè)等 1 飲料 食品制造工業(yè)的水質(zhì)要求基本與生活飲用水相同 也有特殊 釀酒工業(yè) 考慮對微生物發(fā)酵過程的影響 鈣鎂作為營養(yǎng)料應(yīng)有一定量 Cl 促進(jìn)糖化作用50mg L左右 NO2 在0 2以下 NO3 在5 25mg L2 電解水 醫(yī)藥 藥劑制造工業(yè)要求含鹽量低 鐵錳盡量低 最好是純水 1 原料用水 59 輕工業(yè)和化學(xué)工業(yè) 制糖 造紙 紡織 染色 人造纖維 有機(jī)合成等 在生產(chǎn)過程中 水本身并不進(jìn)入最終產(chǎn)物 但其所含成分可能進(jìn)入產(chǎn)品影響產(chǎn)品質(zhì)量 制糖用水要求盡量少含