有機(jī)污染指標(biāo)的測定教案

1、商丘醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)校教案首頁 第 次課 授課時(shí)間： _ 教案完成時(shí)間： _ 課程名稱 水質(zhì)理化分析 年級(jí) 11 級(jí) 專業(yè)層次 三年制專科 任課教師 王娜 職稱 講師 授課方式 講解 學(xué)時(shí) 12 授課題目（章、節(jié)）第五章 有機(jī)污染指標(biāo)的測定 基本教材及主要參考書 水質(zhì)理化分析 教學(xué)目的與要求 掌握： 1 有機(jī)污染物的特點(diǎn)； 2 三氮含量和水質(zhì)狀況的關(guān)系；“三氮三氧”測定原理及水樣分析技術(shù)； 3揮發(fā)性酚類化合物的測定方法。 熟悉： 1 總有機(jī)碳的測定方法； 2.陰離子表面活性劑的測定方法。 了解： 其他有機(jī)物例如石油、農(nóng)藥等的有關(guān)內(nèi)容。 大體內(nèi)谷與時(shí)間安排、教學(xué)方法 教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn) 1 有機(jī)污染物

2、的特點(diǎn)； 2三氮含量和水質(zhì)狀況的關(guān)系；“三氮三氧”測定原理及水樣分析技術(shù)； 3揮發(fā)性酚類化合物的測定方法。 系（部）審閱意見 系（部）主任簽名 年 月 日 商丘醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)校教案續(xù)頁 基本內(nèi)容 輔助手段和時(shí)間分配 第五章有機(jī)污染指標(biāo) 1綜合指標(biāo)：三氧指標(biāo)：CODCOD、BODBOD、DO DO ；三氮指標(biāo)：NH NH 3-N N、NO NO 2 一 - -N N、NONO3 - -N N 2類別指標(biāo)：酚類、陰離子表面活性劑 3優(yōu)先控制污染物指標(biāo) 溶解氧(DODO) 1.1.溶解氧：溶解于水中的單質(zhì)氧，稱 .，以氧的 mg/L 表示。也可以用 溶解氧飽和百分率表示。 2.2.水中的溶解氧的影響

3、因素 (1)水的溫度、大氣壓和空氣中的氧分壓等均可影響水中溶解氧的含 量。 (2 )微生物氧化分解有機(jī)物(微生物、有機(jī)物、水溫) (3)水環(huán)境條件(河流水位差、流速等) 表 5-1 為 1 個(gè)大氣壓(760mmHg , 101.32kPa),空氣中氧含量為 20.9%, 不同溫度下淡水飽和溶解氧的量。 當(dāng)用飽和百分率表示溶解氧含量時(shí)，需用此表數(shù)據(jù)。如果大氣壓改 變，可用下式計(jì)算溶解氧的含量。 3=S*P 心.013*105) (105是 10 的 5 次方) 式中:0-為大氣壓為 P 時(shí)測定的溶解氧含量(mg/L); S-為大氣壓為 1.013 x 105 ( Pa)時(shí)的溶解氧含量(mg/L

4、); P-為實(shí)際測定時(shí)的大氣壓(Pa) 3.意義：(1)間接反應(yīng)水體受有機(jī)物污染的狀況 (2)直接反映水體自凈能力和自凈速度的大小。 4.注意：(1)剛剛受有機(jī)污染不久的水體 DO 不會(huì)立即下降。 (2)水溫度較低的水體，微生物活性受抑制。 (3)微生物活性受有害物抑制或被殺死的情況。 5.5.我國衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn) 規(guī)疋:地面水的溶解氧不得低于 4mg/L ,東北地區(qū)魚業(yè) 水源不得低于 5mg/L。 采樣及樣品保存 1.1.采樣原則 避免產(chǎn)生氣泡，防止空氣混入。 2.2.采樣裝置 要用溶解氧瓶或具塞磨口瓶采集。 采集地面水時(shí)，應(yīng)使 用溶解性氣體采樣裝置 的特殊采樣裝置，水樣瓶 裝滿后再有 23 倍 的

5、體積轉(zhuǎn)換，既可起到?jīng)_洗水樣瓶的作用，又避免了產(chǎn)生氣泡并將 瓶內(nèi)原先與空氧接觸的水樣置換了出去。 3 3. .采樣無論采集何種水樣，瓶內(nèi)都不能留有氣泡。 影響水中溶解氧的因素很多，因此最好盡快測定。不能盡快測定時(shí)， 應(yīng)加 MnSO4和堿性 KI現(xiàn)場固定，固定后的水樣只能保存 48h。 溶解氧瓶塞必須是完全磨口，如果是很輕的空心塞，必須用金屬夾 或橡皮筋固定。否則瓶塞容易上浮，造成實(shí)驗(yàn)失敗。 測定方法：碘量法、溶解氧測定儀法和電導(dǎo)測定法。 碘量法準(zhǔn)確、精密，但有多種雜質(zhì)干擾，如配以適當(dāng)?shù)母蓴_消除措 施，可消除水中常見干擾物的影響，適用于測定水源水、地面水等 較清潔的水樣，目前 常用。適合于實(shí)驗(yàn)室測

6、定、儀器設(shè)備簡單、價(jià) 格低廉，但操作步驟多測定過程較復(fù)雜，需要現(xiàn)場固定溶解氧。 碘量法原理 硫酸錳與氫氧化鈉作用生成氫氧化錳，氫氧化錳與水 中溶解氧結(jié)合生成含氧氫氧化錳（或稱亞錳酸） ，亞錳酸與過量的氫 氧化錳反應(yīng)生成偏錳酸錳，在酸性條件下偏錳酸錳與碘化鉀反應(yīng)析 出碘，用硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定析出的碘而定量。 根據(jù)消耗硫代硫酸鈉的體積， V V（mlml），計(jì)算水樣溶解氧含量 （mg/L mg/L ）。 100 注意事項(xiàng)：1 試劑加入時(shí)將移液管尖端插入液面之下，緩慢加入， 以免帶入空氣中的氧。2 淀粉指示劑在顏色由棕變黃時(shí)才加，以免 終點(diǎn)反復(fù)出現(xiàn)。 化學(xué)耗氧量（CODCOD） 衛(wèi)生學(xué)意義：水中耗氧

7、物質(zhì)主要是有機(jī)物，如碳水化合物、蛋白質(zhì)、 油脂等。它們主要來源于動(dòng)植物的分解以及生活污水和工業(yè)廢水的 排放。當(dāng)水中這些物質(zhì)增多時(shí)，耗氧增加，水中溶解氧減少，水中 微生物厭氧分解有機(jī)物，水體將會(huì)變黑、發(fā)臭。引起水質(zhì)惡化。一 般采用兩個(gè)間接的方法來了解和評(píng)價(jià)水中耗氧物質(zhì)的量。 測定方法：酸性高錳酸鉀法；重鉻酸鉀法，分別記作 CODMn，和 CODCr。另外還有：在酸性高錳酸鉀法和重鉻酸鉀法的基礎(chǔ)上建立起 來的氧化還原電位滴定法和庫侖滴定法，配以自動(dòng)化的檢測系統(tǒng)， 制成 COD 測定儀，可對(duì)水質(zhì) COD 進(jìn)行連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測。 1.1.酸性高錳酸鉀法（1 1）原理 水樣在酸性條件下，加入高錳酸鉀溶液，

8、在沸水浴中加熱 30min ,使水中有機(jī)物被氧化，剩余的高錳酸鉀以草 酸回滴。根據(jù)水樣實(shí)際消耗的高錳酸鉀量計(jì)算出化學(xué)耗氧量。也稱 為高錳酸鹽指數(shù)。其反應(yīng)式為： 4KMn0 4+5C（代表有機(jī)物）+6H 2S04=2K2S04+4MnSO4+5CO2 f +4 出 0 2KMn0 4+5H2C204+3H2S04=K2S04+2MnS04+10C02 f +8H20 (2)(2) 測定：采用回滴法(或稱剩余滴定法) (1) 一般取 100.00ml 原水樣或稀釋水樣，用稀 H2SO4酸化后，加 人 0.01mol/ L 左右的 KMn0 4l0.00ml，在沸水中準(zhǔn)確加熱 30min，立 即加入

9、 0.0100mol /L 草酸 10.0ml 終DO（O2，mg/L）25 V 8 10 価 止氧化反應(yīng)，趁熱用 0.01mol/ L KMn0 4滴定至微紅色，記錄其用量為 VI ml。 (2) 標(biāo)定 KMn04溶液濃度：準(zhǔn)確加入 0.0100mol / L 草酸 10.0ml, 再用 0.010mol / L KMn0 4滴定至微紅色，記錄其用量為 S ml。 (3) 計(jì)算按下式計(jì)算水樣 COD 值(O2,mg/L) E10+V1 K-10k 0.0100 8X000 100 式中：K 為高錳酸鉀校正系數(shù)(K=10K=10/ / V2 V2 )。就是把高錳酸鉀體積換 算為草酸的體積，即

10、1ml 高錳酸鉀相當(dāng)于多少 ml 草酸，也可稱之為 換算系數(shù)。 若為稀釋水樣，則應(yīng)另取 100.00ml100.00ml 蒸餾水，按上述方法作空白實(shí)驗(yàn) 設(shè)空白消耗高錳酸鉀溶液的體積為 V0ml，按下式計(jì)算水樣 COD 值 (mg/L) 式中：R 為稀釋水樣中蒸餾水在 100ml 體積內(nèi)占的比例。 例：取 25ml 水樣，加純水稀釋至 100ml，則：R R = = (100-25)/100=0.75 V 為原水樣體積 (4) 注意事項(xiàng) 由于高錳酸鉀指數(shù)是一個(gè)相對(duì)的條件性指標(biāo)， KMnO4 對(duì)含碳有機(jī) 物氧化能力強(qiáng)，對(duì)含氮有機(jī)物的氧化能力弱，在測定過程中只有一 部分有機(jī)物被 KMnO4 氧化或者

11、說在該條件下僅僅只把有機(jī)物氧化 到一定程度。 為了保證方法具有良好的重現(xiàn)性和可比性，必須 嚴(yán)格控制以下反應(yīng) 條件。 A.酸度以 0.45mol/L H+濃度為宜。酸度過大，高錳酸鉀易自動(dòng)分解； 酸度過小，反應(yīng)速度慢，結(jié)果偏低。 酸度只能用硫酸來維持，而不 能用鹽酸和硝酸。因?yàn)辂}酸具有還原性性，硝酸具有氧化性，可干 擾測定。 B B.高錳酸鉀溶液的濃度應(yīng)準(zhǔn)確控制在 0.0100mol / L 左右，濃度大， 有機(jī)物被氧化的程度大，結(jié)果偏高；反之，濃度過小，結(jié)果偏低。 由于新配制的高錳酸鉀溶液濃度不穩(wěn)定，應(yīng)提前兩周配制。臨用時(shí) 用草酸標(biāo)準(zhǔn)溶液校正。 C C .加熱方式和加熱時(shí)間也是影響測定結(jié)果的重

12、要因素。加熱方式過 去一般采用在電爐上加熱煮沸 10min,由于電爐溫度、 各樣品加熱至 煮沸的時(shí)間不易控制，因而使測定結(jié)果可比性差。現(xiàn)行方法改用沸 水浴加熱，加熱時(shí)間必須準(zhǔn)確控制為 30min，否則結(jié)果不可靠。為了 準(zhǔn)確控制時(shí)間，在加熱后需立即加入過量的草酸溶液終止氧化反應(yīng)， 用高錳酸鉀溶液回滴，而不是直接用草酸溶液滴定剩余的高錳酸鉀。 D D 已有研究結(jié)果表明：只有當(dāng)反應(yīng)消耗的高錳酸鉀為原加入量的一 半左右時(shí)，化學(xué)耗氧量與有機(jī)物含量之間才有一定的近似比例關(guān)系， 才可作不同水體有機(jī)污染程度的比較，否則，結(jié)果無意義。故在加 熱反應(yīng)過程中溶液應(yīng)保持明顯的紫紅色，若紅色消失或變黃，說明 水樣的高錳

13、酸鉀指數(shù)過高，應(yīng)另取少量水經(jīng)稀釋后COD(O2,mg/L)二 重做，保證在沸 水浴中加熱 30min 后消耗的高錳酸鉀溶液為原加入量的 4060%, 即V1為 4ml6ml。同一水樣，由于稀釋倍數(shù)不同，測得的 COD 值 也不完全一致。因此，必須在報(bào)告結(jié)果時(shí)注明稀釋倍數(shù)。 當(dāng)水樣中含有大量的 NO?- S2- Fe2+等還原性無機(jī)物時(shí)，它們可 與高錳酸鉀反應(yīng)，COD 值會(huì)增高，顯然增高的 COD 值與有機(jī)物無關(guān)， 應(yīng)消除其影響。在這種情況下應(yīng)取另一份水樣在不加熱的情況下測 定其冷耗量，再從 COD 值中減去冷耗量即可。 水樣中氯離子濃度300mg/L 時(shí)，在酸性介質(zhì)中被高錳酸鉀氧化 而生成氯氣

14、，這樣就消耗了高錳酸鉀，使結(jié)果偏高。此時(shí)可采用 堿 性高錳酸鉀法測定，即用氧氧化鈉溶液替代硫酸溶液，讓高錳酸鉀 在堿性條件下氧化水中的有機(jī)物，這樣不但可避免大量氯離子的干 擾。但堿性高錳酸鉀法的氧化能力下降，有些難氧化的有機(jī)物測不 出。 測定 COD 的水樣，最好用玻璃瓶采集，塑料瓶恐有有機(jī)物溶出。 采集的水樣應(yīng)盡快測定。 精密度和準(zhǔn)確度：5 個(gè)實(shí)驗(yàn)室測定統(tǒng)一分發(fā)的高錳酸鹽指數(shù)為 4.0mg/L 的葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為 4.2%;實(shí)驗(yàn) 室間相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為 5.2%。 生化需氧量但 ODOD） 影響該過程及測定的因素很多： 1.物理因素（如時(shí)問、溫度等）2. 化學(xué)因素（如金屬元素、化合物等）3.生物因素（如接種液的質(zhì)量、 抑制硝化作用）等。 4.水樣的稀釋倍數(shù) 物理因素：微生物對(duì)有機(jī)物的降解與溫度有關(guān)， 一般最適宜的溫度是 1530 C,所以在測定生化需氧量時(shí) 一般以 20 20 C作為測定的標(biāo)準(zhǔn)溫 度。一般以 5 5 日作為測定 BODBOD 的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間，因而稱之為五日生化需 氧量，以 BOD5 表示之。 水樣的稀釋倍數(shù)確定合理的稀釋倍數(shù)是成功測定 BOD 的關(guān)鍵之一， 稀釋的倍數(shù)一