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媒体：原创 作者：环境与健康协会
专业号：环境与健康协会
2009/11/15 13:19:59
安徽师范大学2009湿地使者行动水质调研方案
安徽师范大学2009湿地使者行动水质调研方案
第一部分：水样的采集和保存
一、环境水样的采集
（一）采样部位的布设
在湖的上、中、下游采样，每处设3个点，每个点采2~3个样。
（二）采样方法
采集水样前，应先用水样洗涤取样瓶及塞子2~3次。
在湖泊，水库等处采集一定深度的水时，在采样器下系上适宜重量的坠子，当达到预定的深度时，采样器汲取水样。
（三）水样采样的类型——瞬时水样
对于组成较稳定的水体，或水体的组成在相当长的时间和相当大的空间范围变化不大，采瞬时样品具有很好的代表性。当水体的组成随时间发生变化，则要在适当时间间隔内进行瞬时采样，分别进行分析，测出水质的变化程度、频率和周期。当水体的组成发生空间变化时，就要在各个相应的部位采样。
（四）采样容器
无色具塞硬质玻璃瓶或具塞聚乙烯瓶
二、水样的保存
各种水质的水样，从采集到分析这段时间里。由于物理的、化学的和生物的作用会发生各种变化。为了使这些变化降低到最小的程度，必须在采样时根据水样的不同情况和要测定的项目，采取必要的保护措施，并尽可能快的进行分析，特别当被分析的组分浓度低到微克/升的范围时。
（一）水样保存的要求
适当的保护措施虽然能够降低变化的程度或减缓变化的速度，但是，并不能完全抑制其变化。有些测定项目特别容易发生变化，必须在采样现场进行测定。有一部分项目可以在采样现场采取一些简单的预处理措施后，能够保存一段时间。水样允许保存的时间，与水样的性质、分析的项目、溶液的酸度、贮存容器、存放温度等多种因素有关。
保存水样的基本要求是：
（1） 减缓生物作用。
（2） 减缓化合物或者络合物的水解及氧化还原作用。
（3） 减少组分的挥发和吸附损失。
保存措施多采用：
（1） 选择适当材料的容器。
（2） 控制溶液的pH。
（3） 加入化学试剂抑制氧化还原反应和生化方应。
（4） 冷藏或冷冻以降低细菌活性和化学方应速度。
（二）容器材质的选择
（三）水样的过滤和离心分离
（四）水样的保存技术
|
序号 |
测定项目 |
容器材质 |
保存方法 |
最长保存时间 |
备注 |
|
1 |
溶解氧（电极法）
（碘量法） |
G
G |
加硫酸锰和碱性碘化钾试剂 |
4~8h |
现场测定 |
|
2 |
总氮 |
P、G |
加H2SO4酸化至pH<2 |
24h |
|
|
3 |
总磷 |
P、G |
加H2SO4酸化至pH<2,2~5oC冷藏 |
数月 |
|
|
4 |
COD |
P、G |
加H2SO4酸化至pH<2
2~5oC冷藏 |
7d
24h |
最好尽早测定 |
|
5 |
BOD5 |
P、G |
冷冻
pH<2 |
1个月
4d |
|
注：G——硼硅玻璃；P——塑料。
第二部分：水质重要指标的测定
测定的指标包括：溶解氧、总氮、总磷、COD 和BOD5。
实验一 碘量法测定水中溶解氧
一、实验目的
1．了解测定溶解氧（dissolved oxygen，DO）的意义和方法。
2．掌握碘量法测定溶解氧的操作技术。
二、实验原理
溶于水中的分子态氧称为溶解氧。天然水的溶解氧含量取决于水体与大气中氧的平衡。当水体受到还原性物质污染时，溶解氧即下降，而有藻类繁殖时，溶解氧呈过饱和，因此，水体中溶解氧的变化情况，在一定程度上反映了水体受污染的程度。
碘量法测定溶解氧的原理为：水样中加入硫酸锰和碱性碘化钾，水中溶解氧将二价锰氧化成四价锰，生产四价锰的氢氧化物沉淀，加酸后，氢氧化物沉淀溶解，四价锰氧化碘离子而释放出与溶解氧相当的游离碘。以淀粉作指示剂，用硫代硫酸钠标准溶液滴定释放出的碘，根据硫代硫酸钠的用量，可以计算溶解氧的含量。
MnO(OH)2+ 2H2SO4 = Mn(SO4 )2 + 3H2O
Mn(SO4 )2 + 2KI = MnSO 4+ I2 + K2SO4
I2 + 2Na2S2O3 = 2 NaI + Na2S4O6
三、仪器与试剂
1．溶解氧瓶（250mL或300mL）。
2．硫酸锰溶液：称取480克MnSO4·4H2O或364克MnSO4·H2O溶于300~400mL水中，用水稀释至1000mL。
3．碱性碘化钾溶液：称取500g氢氧化钠溶解于300—400mL水中；另称取150g碘化钾溶于200mL水中，待氢氧化钠溶液冷却后，将两种溶液混合，稀释至1000mL，储于棕色瓶中，用橡皮塞塞紧，避光保存。
4．浓硫酸。
5．（1+5）硫酸溶液。
6．1%淀粉溶液：称取1g可溶性淀粉，用少量水调成糊状，然后加入刚煮沸的100mL水（也可加热1~2min）。冷却后加入0.1g水杨酸或0.4氯化锌防腐。
7．重铬酸钾标准溶液C(1/6K2CrO7)0.025mol/L：称取1.2258g在105~110。C烘干2h的重铬酸钾，溶解后转入1000mL容量瓶内，用水稀释至刻度、摇匀。
8．0.025mol/L硫代硫酸钠溶液：称取6.2gNa2S2O3·5H2O,溶于经煮沸冷却的水中，加入0.2g碳酸钠，稀释至1000mL，储于棕色试剂瓶内，使用前用0.0250mol/L重铬酸钾标准溶液标定。标定方法如下：
在250mL碘量瓶中加入100mL水、1.0g碘化钾、10.00mL0.0250mol/L 重铬酸钾溶液和5mL（1+5）硫酸，摇匀，加塞后置于暗处5min，用待标定的硫代硫酸钠溶液滴定至浅黄色，然后加入1％淀粉溶液1mL，继续滴定至蓝色刚好消失，记录用量。平行做3份。
硫代硫酸钠溶液的浓度c1为
c1 =
式中： c2——重铬酸钾标准溶液的浓度(mol/L)；
V1——消耗的硫代硫酸钠溶液的体积(mL)；
V2——重铬酸钾标准溶液的体积(mL)。
四、实验步骤
1．采集水样。 将洗净的250mL溶解氧瓶用待测水样荡洗3次。用虹吸法取水样注满溶解氧瓶，迅速盖紧瓶盖，瓶中不能留有气泡。平行做3份水样。
2．溶解氧的固定。 取下瓶塞，分别加入1.0mL硫酸锰溶液和2.0mL碱性碘化钾溶液（加溶液时，移液管顶端应插入液面以下）。盖上瓶塞，注意瓶内不能留有气泡，然后将溶解氧瓶反复摇动数次，静置，当沉淀物下降至瓶高一半时，再颠倒摇动一次。继续静置，待沉淀物下降至瓶底。一般在取样现场固定。
3．析出碘。 轻启瓶塞，加入2.0mL硫酸（移液管插入液面以下）。小心盖好瓶塞颠倒摇匀。此时沉淀应溶解。若溶解不完全，可再加入少量浓硫酸至溶液澄清且呈黄色或棕色（因析出游离碘）。置于暗处5min。
4．滴定。 移取100.0mL上述溶液于250mL碘量瓶中，用硫代硫酸钠溶液滴定至溶液呈微黄色时，加入1%淀粉溶液1mL，继续滴定至蓝色刚好消失为止，记录用量。
五、数据处理
溶解氧（O2, mg/L）＝
式中：c——硫代硫酸钠溶液的浓度(mol/L)；
V——消耗的硫代硫酸钠溶液的体积(mL)。
六、注意事项
1．水样呈强酸或强碱时，可用氢氧化钠或盐酸调至中性后测定。
2．水样中游离氯大于0.1mg/L时，应加入硫代硫酸钠除去，方法如下：
250mL的碘量瓶装满水样，加入5mL (1+5)硫酸和1g碘化钾，摇匀，此时应有碘析出，吸取100.0mL该溶液与另一个250mL碘量瓶中，用硫代硫酸钠标准溶液滴定至浅黄色，加入1% 淀粉溶液1.0mL，再滴定至蓝色刚好消失。根据计算得到氯离子浓度，向待测水样中加入一定量的硫代硫酸钠溶液，以消除游离氯的影响。
3．水样采集后，应加入硫酸锰和碱性碘化钾溶液以固定溶解氧，当水样含有藻类、悬浮物、氧化还原性物质，必须进行预处理。
实验二 总氮的测定——过硫酸钾氧化—紫外分光光度法
一、实验目的
1.了解水中总氮测定的意义。
2.掌握水中总氮的测定方法与意义。
二、实验原理
1.方法原理
在60oC以上的水溶液中过硫酸钾按如下反应式分解，生成氢离子和氧。
加入氢氧化钠以中和氢离子，使过硫酸钾分解完全。
在120oC~124oC的碱性介质条件下，用过硫酸钾作氧化剂，不仅可将水样中的氨氮和亚硝酸盐氮氧化为硝酸盐，同时将水样中大部分有机氮化合物氧化为硝酸盐。而后，用紫外分光光度法分别于波长220nm与275nm初测定其吸光度，按下式计算硝酸盐氮的吸光度：
A=A220—2A275
从而计算总氮的含量。其摩尔吸光系数为1.47×103。
2.干扰及消除
（1）水样中含有六价铬离子及三价铁离子时，可加入5%盐酸羟胺溶液1~2ml，以消除其对测定的影响。
（2）碘离子及溴离子对测定的干扰。测定20ug硝酸盐氮时，碘离子含量相对于总氮含量的0.2倍时无干扰。溴离子含量相对于总氮含量的3.4倍时无干扰。
（3）碳酸盐及碳酸氢盐对测定的影响，在加入一定量的盐酸后可消除。
（4）硫酸盐及氯化物对测定无影响。
3.方法的适用范围
该方法主要适用于湖泊、水库、江河水中总氮的测定。方法检测下限为0.05mg/L；测定上限为4mg/L。
三、仪器与试剂
仪器
（1） 紫外分光光度计。
（2） 压力蒸汽消毒器或家用压力锅（压力为1.1~1.3kg/cm2，相应温度为120~124oC）。
（3） （25ml）具塞玻璃磨口比色管。
试剂
（1） 无氨水：每升水中加入0.1ml浓硫酸，蒸馏。收集馏出液于玻璃容器中。
（2） 20%（m/V）氢氧化钠：称取20g氢氧化钠，溶于无氨水中，稀释至100ml。
（3） 碱性过硫酸钾溶液：称取40g过硫酸钾（K2S2O8），15g氢氧化钠，溶于无氨水中，稀释至1000ml，溶液存放在聚乙烯瓶内，可贮存一周。
（4） 1+9盐酸。
（5） 硝酸钾标准溶液：①标准贮备液：称取0.7218g经105~110 oC烘干4h的硝酸钾（KNO3）溶于无氨水中，移至1000ml容量瓶中，定容。此溶液每毫升含100ug硝酸盐氨。
②硝酸钾标准使用液：将贮备液用无氨水稀释10倍而得。此溶液每毫升含10ug硝酸盐氮。
四、实验步骤
1. 校准曲线的绘制
（1）分别吸取0、0.50、1.00、2.00、3.00、5.00、7.00、8.00ml硝酸钾标准使用溶液于25ml比色管中，用无氨水稀释至10ml标线。
（2）加入5ml碱性过硫酸钾溶液，塞紧磨口塞，用纱布及纱绳裹紧管塞，以防蹦出。
（3）将比色管置于压力蒸汽消毒器中，加热0.5h，放气使压力指针回零。然后升温至120~124oC开始计时。（或将比色管置于家用压力锅中，加热至顶压阀吹气开始计时），使比色管在过热水蒸气中加热0.5h。
（4）自然冷却，开阀放气，移去外盖。取出比色管并冷至室温。
（5）加入1+9盐酸1ml，用无氨水稀释至25ml标线。
（6）在紫外分光光度计上，以新鲜无氨水作参比，用10mm石英比色皿分别在220nm及275nm波长处测定吸光度。用校正的吸光度绘制标准曲线。
2. 样品测定步骤
取10ml水样，或取适量水样（使氮含量为20~80ug）。按校准曲线绘制步骤（2）~（6）操作。然后按校正吸光度，在校准曲线上查出相应的总氮量。
五、数据处理
可用下列公式计算总氮含量：
总氮（mg/L）=m/V
式中，m——从校准曲线上查得的含氮量（ug）；
V——所取水样体积（ml）。
六、注意事项
（1）参考吸光值比值A220/ A275 ×100%小于20%时，应予鉴别。
（2）玻璃具塞比色管的密和性应良好。使用压力蒸汽消毒器时，冷却后放气要缓慢；使用家用压力锅时，要充分冷却方可揭开锅盖，以免比色管塞蹦出。
（3）玻璃器皿可用10%盐酸浸洗，用蒸馏水冲洗后再用无氨水冲洗。
（4）使用高压蒸汽消毒器时，应定期校核压力表；使用民用压力锅时，应检查橡胶密封圈，使不致漏气而减压。
（5）测定悬浮物较多的水样时，在过硫酸钾氧化后可能出现沉淀，遇此情况，可吸取氧化后的上清液进行紫外分光光度法测定。
实验三 水中磷的形态分析
一、实验目的
1．了解钼锑抗分光光度法测定磷的基本原理和方法
2．掌握水中磷的形态分析方法
二、实验原理
在天然水和废水中，磷几乎都以各种磷酸盐的形式存在，它们分为正磷酸盐、缩合磷酸盐（焦磷酸盐、偏磷酸盐、多磷酸盐）和有机结合的磷（如磷脂等）。它们存在于溶液中、腐殖质粒子中或水生生物中。
水中磷的测定，通常按其存在的形式而分别测定总磷、溶解性正磷酸盐和溶解性总磷。采集水样立即经0.45μm微孔滤膜过滤，其滤液供可溶性正磷酸盐的测定。滤液经强氧化剂的氧化分解，测得可溶性总磷。取混合水样（包括悬浮物），经强氧化剂的氧化分解，测得水中总磷含量。强氧化剂的氧化分解是将水中各种形态的磷转化成正磷酸盐。
图11-1 测定水中各种磷的流程图
在酸性条件下，正磷酸盐与钼酸铵、酒石酸锑氧钾反应，生成磷钼杂多酸，被还原剂抗坏血酸还原，则变成蓝色络合物，通常即称磷钼蓝。
砷酸盐与磷酸盐一样也能生成钼蓝，砷含量大于2mg/L时会干扰测定，可用硫代硫酸钠除去。
三．仪器与试剂
1．仪器
（1）可调温电炉或电热板
（2）250mL凯氏烧瓶
（3）722型分光光度计
2．试剂
（1）浓硝酸
（2）1:1硫酸、1 mol/L硫酸
（3）6 mol/L氢氧化钠溶液
（4）1%酚酞：1g酚酞溶于90mL乙醇中，加水至100mL。
（5）10%抗坏血酸溶液： 溶解10g抗坏血酸于100mL蒸馏水中，转入棕色瓶，若在4℃时保存，可稳定一周。
（6）钼酸盐溶液： 溶解13g钼酸铵于100mL水中。溶解0.35g酒石酸锑氧钾于100mL水中。在不断搅拌下，将钼酸铵溶液徐徐加到300mL 1:1硫酸中，加酒石酸锑氧钾溶液且混合均匀。储存在棕色玻璃瓶中于约4℃保存，至少稳定2个月。
（7）浊度—色度补偿液：混合两份体积的 1:1H2SO4和一份体积的10%抗坏血酸溶液。此溶液当天配制。
（8）磷酸盐储备液（1.00mg/mL磷）：称取1.098 gKH2PO4 ，溶解后转入250mL容量瓶中，加1∶1H2SO4 2mL，用水稀释至刻度。此溶液每毫升含1.00mg磷。
（9）磷酸盐标准溶液：吸取5.00mL储备液于500mL容量瓶中，用水稀释至刻度。此溶液每毫升含10.0μg磷。
四、实验步骤
1．水样预处理：
水样中的总磷要经强氧化剂氧化分解后才能测定。水样氧化分解的操作步骤如下：吸取25.0mL水样两份分别置于凯氏瓶中，加数粒玻璃珠，加2mL 1:1硫酸及2~5mL硝酸。在可调温电炉上加热至冒白烟，如液体尚未清澈透明，放冷后，加5mL硝酸，再加热至冒白烟，并获得透明液体。放冷后加水约30mL,加热煮沸5min。冷却后，加一滴酚酞，并用6mol/L NaOH将溶液中和至微红色。再滴加1mol/L硫酸使微红色恰好褪去，摇匀后，移至50mL比色管中。如溶液浑浊，则用滤纸过滤，并用水洗凯氏瓶和滤纸，洗液一并移入比色管中，稀释至标线备用。
2．标准曲线的绘制
分别吸取10μg /mL磷的标准溶液0.00、0.10、0.50、1.00、1.50、2.00mL于50mL比色管中，加水稀释至50mL。向比色管中加入1.0mL 10%抗坏血酸溶液，混匀。30s后加2.0mL钼酸盐溶液，充分摇匀后放置15min。用1cm比色皿于700nm波长处，以试剂空白为参比，测量吸光度。
3．样品测定
将处理好的水样备用液按照绘制标准曲线的步骤进行显色和测量。
五、数据处理
由标准曲线查得磷的含量，按下式计算水中磷的含量：
磷酸盐（P,mg/L）=
式中: m — 由标准曲线上查得磷量（μg）；
V — 测定时吸取水样的体积（mL）。
六、注意事项
1．水样预处理需在通风橱中进行。
2．显色时，室温若低于13℃，可在20-30℃水浴中显色15min。
3．操作所用的玻璃器皿，可用（1+5）的盐酸浸泡2h，或用不含磷酸盐的洗涤剂刷洗。
4．比色皿用后应以稀硝酸或铬酸洗液浸泡片刻，以除去吸附的钼蓝有色物。
实验四 化学需氧量的测定---重铬酸钾法
一、实验目的
1．了解测定CODcr的意义和方法。
2．掌握重铬酸钾法测定CODcr的原理和方法。
二、实验原理
在强酸性溶液中，一定量的重铬酸钾氧化水中还原性物质，过量的重铬酸钾以试亚铁灵作为指示剂。用硫酸亚铁铵溶液回滴，根据用量算出水样中还原性物质消耗氧的量。
酸性重铬酸钾氧化性很强，可氧化大部分有机物，加入硫酸银做催化剂时，直链脂肪族化合物可完全被氧化，而芳香族有机物却不易被氧化，吡啶不被氧化，挥发性直链脂肪族化合物、苯等有机物存在于蒸气相，不能与氧化剂液体接触，氧化不明显。氯离子含量高于2000mg/L的样品应先做定量稀释，使含量降低至2000mg/L以下，再进行测定。
用0.25mol/L浓度的重铬酸钾溶液可测定大于50mg/L的COD值，用0.025mol/L浓度的重铬酸钾溶液可测定5-50mg/L的COD值，但准确度较差。
三、仪器与试剂
1．回流装置。带250mL锥形瓶的全玻璃回流装置（如取样量在30mL以上，采用500mL锥形瓶的全玻璃回流装置）。
2．加热装置。六联变阻电炉。
3．50mL酸式滴定管。
4．重铬酸钾标准溶液（K2Cr2O7=0.2500mol/L）。称取预先在120℃烘干的基准或优级纯重铬酸钾12.258g溶于水中，移入1000mL容量瓶，稀释至标线，摇匀。
5．试亚铁灵指示液。称取1.485g邻菲罗啉（C12H8N2·H2O 1，10-phenanthnoline）,0.695g硫酸亚铁（FeSO4·7H2O）溶于水中，稀释至100mL，储于棕色瓶内。
6．硫酸亚铁铵标准溶液[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O 约0.1mol/L] 。称取39.5g硫酸亚铁铵溶于水中，边搅拌边缓慢加入20mL浓硫酸，冷却后移入1000mL容量瓶中，加水稀释至标线，摇匀。临用前，用重铬酸钾标准溶液标定。
7．标定的方法：准确吸取10.00mL重铬酸钾标准溶液于250mL锥型瓶中，加水稀释至110mL左右，缓慢加入30mL浓硫酸，混匀。冷却后，加入3滴亚铁灵指示液（约0.15mL），用硫酸亚铁铵溶液滴定，溶液的颜色有黄色经蓝绿色至红褐色即为终点。
C[(NH4)2Fe(SO4)2]=
式中：C[(NH4)2Fe(SO4)2] ——硫酸亚铁铵标准溶液的浓度（mol/L）；
V ——硫酸亚铁铵标准滴定溶液的用量（mL）。
8．硫酸-硫酸银溶液。于2500mL浓硫酸溶液中加入25g硫酸银。放置1-2d，不时摇动使其溶解（如无2500mL容器，可在500mL浓硫酸中加入5g硫酸银）。
9．硫酸汞。结晶或粉末。
四、实验步骤
1．移取20.00mL混合均匀的水样（或适量水样稀释至20.00mL）置250mL磨口的回流锥形瓶中，准确加入10.00mL重铬酸钾标准溶液及数粒小玻璃珠或沸石，连接磨口回流冷凝管，从冷凝管上慢慢加入30mL硫酸银溶液。轻轻摇动锥形瓶使溶液混匀，加热回流2h（自开始沸腾时计时）。
（1）对于测定化学需氧量的废水样，可先取上述操作所需体积1/10的废水样和试剂：于15mm ×150mm硬质玻璃试管中，摇匀，加热后观察是否变成绿色。如溶液显绿色，再适当减少废水取样量，直至溶液不变绿色为止。从而确定废水样分析时应取用的体积。稀释时，所取废水样量不得少于5mL，如果化学需氧量很高，则废水应多次稀释。
（2）废水中氯离子含量超过30 mg/L时，应先把0.4g硫酸汞加入回流锥形瓶中，再加20.00mL废水（或适量废水稀释至20.00mL），摇匀。以下操作同实验步骤。
2．冷却后，用90mL蒸馏水冲洗冷凝管壁，取下锥形瓶。溶液总体积不得少于140mL，否则因酸度太大，滴定终点不明显。
3．溶液再度冷却后，加3滴试亚铁灵指示液，用硫酸亚铁铵标准溶液滴定溶液的颜色由黄色经蓝绿色至红褐色即为终点，记录硫酸亚铁铵标准溶液的用量。
4．测定水样的同时，以20.00mL重蒸馏水，按同样操作步骤做空白实验。
5．记录滴定空白时硫酸亚铁铵标准溶液的用量。
五、数据处理
CODcr浓度（以O2计）（mg/L）
式中：c-------硫酸亚铁铵标准溶液的浓度(mol/L)；
V0------滴定空白时硫酸亚铁铵标准溶液的用量(mL)；
V1------滴定水样时硫酸亚铁铵标准溶液的用量(mL)；
V------水样的体积(mL)；
8------氧（ O）摩尔质量(g/mol)。
六、注意事项
1．使用0.4g硫酸汞络合氯离子的最高量可达40mg，如取用20.00mL水样，即最高可铬合2000g/l氯离子浓度的水样。若氯离子浓度较低，也可少加硫酸汞，使保持硫酸汞：氯离子=10：1（质量分数）。若出现少量氯化汞沉淀，并不影响测定。
2．水样取用体积可在10.00-50.00mL范围之间，但试剂用量及浓度需按表6-1进行相应调整，也可得到满意的结果。
3．于化学需氧量小于50mg/L的水样，应改用0.0250mol/L重铬酸钾标准溶液，回滴时用0.01mol/L硫酸亚铁铵标准溶液。
4．水样加热回流后，溶液中重铬酸钾剩余量应为加入量的1/5-4/5为宜。
5．用邻苯二钾酸氢钾标准溶液检查试剂的质量和操作技术时，由于每克邻苯二钾酸氢钾的理论CDOcr为1.176g，所以溶解0.4251g 邻苯二钾酸氢钾（HOOCC6H4COOK）于重蒸馏水中，转入1000mL容量瓶，用重蒸馏水稀释至标线，使之成为500mg/L的CODcr标准溶液，用时新配。
6．CODcr的测定结果应保留三位有效数字。
7．每次实验时应对硫酸亚铁铵标准溶液进行标定，室温较高时尤其注意其浓度变化。
表6-1 水样取用量和试剂用量表
|
水样体积
/mL |
0.2500mol/L
K2Cr2O7溶液/mL |
H2SO4-Ag2SO4
/mL |
HgSO4
/g |
FeSO4(NH3)2SO4
/(mol/L) |
滴定前总体积 |
|
10.0 |
5.0 |
15 |
0.2 |
0.050 |
70 |
|
20.0 |
10.0 |
30 |
0.4 |
0.100 |
14. |
|
30.0 |
15.0 |
45 |
0.6 |
0.150 |
210 |
|
40.0 |
20.0 |
60 |
0.8 |
0.200 |
280 |
|
50.0 |
25.0 |
75 |
1.0 |
0.250 |
350 |
实验五 生物化学需氧量的测定——BOD5
一、实验目的
1．了解BOD测定的意义及稀释法测定BOD的基本原理。
2．掌握本实验操作技能（稀释水制备、稀释倍数选择、稀释水校核和溶解氧的测定等）。
二、实验原理
生物化学需氧量是指在规定条件下，微生物分解存在于水中的某些可氧化物质，特别是有机物质所进行的生物化学过程中消耗溶解氧的量。
根据参加反应的物质和最终生成的物质，可用下列的反应式来概括生物化学反应过程：
6C6H12O6+16O2+4NH3 4C5H7O2N+16CO2+28H2O
有机污染物 CO2+H2O+NH3
微生物分解有机物是一个缓慢的过程，要把可分解的有机物全部分解掉常需要20d以上的时间，微生物的活动与温度有关，所以测定生化需氧量时，常以20℃作为测定的标准温度。一般来说，在第5天消耗的氧量大约是总需氧量的70%，为便于测定，目前国内外普遍规定20℃±1℃培养5d，分别测定样品培养前后的溶解氧，二者之差即为BOD5值，以氧的mg/L表示。
水体发生生物化学过程必须具备：
1．水体中存在能降解有机物的好气微生物。对易降解的有机物，如碳水化合物、脂肪酸、油脂等，一般微生物均能将其降解，如硝基或磺酸基取代芳烃等，则必须进行生物菌种驯化。
2．有足够的溶解氧。为此，实验用的稀释水要充分曝气以达到氧的饱和或接近饱和。稀释还可以降低水中有机污染物的浓度，使整个分解过程在有足够的溶解氧的条件下进行。
3．有微生物生长所需的营养物质。本实验加入了一定量的无机营养物质，如磷酸盐、钙盐、镁盐和铁盐等。
稀释法测定BOD是将水样经过适当稀释后，使其中含有足够的溶解氧供微生物5d生化需氧的要求，才能进行BOD5的测定。
水中有机污染物的含量越高，水中溶解氧消耗愈多，BOD值也愈高，水质愈差。BOD是一种量度水中可被生物降解部分有机物（包括某些无机物）的综合指标，常用来评价水体有机物的污染程度，并已成为污水处理过程中的一项基本指标。
三、仪器与试剂
1．恒温培养箱（20±1）℃。
2．20L细口玻璃瓶。
3．抽气泵（或无油压缩泵）。
4．特制搅拌棒：在玻棒下端装一个2mm厚，大小和量筒相匹配的有孔像皮片。
5．250~300mL溶解氧瓶。
6．氯化钙溶液：称取27.5g无水氧化钙，溶于水中，稀释至1L。
7．三氯化铁溶液：称取0.25g三氯化铁（FeCl3·6H2O），溶于水中，稀释至1L。
8．硫酸镁溶液：称取22.5g硫酸镁（MgSO4·7H2O），溶于水中，稀释至1L。
9．磷酸盐溶液：称取8.5g磷酸二氢钾（KH2PO4）、21.75g磷酸氢二钾（K2HPO4）、33.4g磷酸氢二钠（Na2HPO4·7H2O）和1.7g氯化铵（NH4Cl），溶于水中，稀释至1L，此溶液的pH应为7.2。
10．葡萄糖-谷氨酸溶液：分别称取于130℃烘过1h的150mg葡萄糖(C6H12O6)和谷氨酸(HOOC-CH2-CH2-CHNH2-COOH)，溶于水中，稀释至1L。
11．1mol/L盐酸溶液：量取80mL浓盐酸，用水稀释至1000mL。
12．1mol/L氢氧化钠溶液：称取40克氢氧化钠溶于水中，稀释至1000mL。
13． 稀释水： 在20L玻璃瓶内加入18L水，用抽气泵或无油压缩机通入清洁空气2~8h，使水溶解氧饱和或接近饱和（20℃时溶解氧大于8 mg/L）。使用前，每升水中加入氯化钙溶液、三氯化铁溶液、硫酸镁溶液和磷酸盐溶液各1mL，混匀。稀释水pH应为7.2，BOD5值应小于0.2mg/L。
14．接种稀释水：分取适量接种液加于稀释水中，混匀。每升稀释水中接种液加入量为：生活污水1~10mL；或表层土壤浸出液20~30mL；或河水、湖水10~100mL。对某些特殊工业废水最好加入专门培养驯化过的菌种。接种稀释水配制后应立即使用。
15．其他溶液：与碘量法测定溶解氧实验相同的硫酸锰溶液、碱性碘化钾溶液、浓硫0.025mol硫代硫酸钠标准液和1%的淀粉溶液（详见实验1“水中溶解氧的测定”）。
四、实验步骤
1．水样的采集、储存和预处理
（1）采集水样于适当大小的玻璃瓶中（根据水质情况而定），用玻塞塞紧，且不留气泡。采样后，需在2h内测定；否则，应在4℃以下保存，且应在采集后10h内测定。
（2）用1mol/L氢氧化钠或1mol/L盐酸溶液调节pH为7.2。
（3）游离氯大于0.10mg/L的水样，加亚硫酸钠或硫代硫酸钠除去[见注意事项1]
（4）确定稀释倍数[见注意事项2]
2．水样的稀释
根据确定的稀释倍数，用虹吸法把一定量的污水引入1L量筒中，再沿壁慢慢加入所需稀释水（接种稀释水），用特制搅棒在水面以下慢慢搅匀（不应产生气泡），然后沿瓶壁慢慢倾入两个预先编号、体积相同的（250mL）的溶解氧瓶中，直到充满后溢出少许为止。盖严并水封，注意瓶内不应有气泡。
用同样方法配制另两份稀释比水样。
3．对照样的配制
另取两个有编号的溶解氧瓶加入稀释水或接种水作为空白。
4．培养
将各稀释比的水样，稀释水（接种稀释水）空白各取一瓶放入（20±1）℃的培养箱内培养5d，培养过程中需每天添加封口水。
5．溶解氧的测定
参见实验3“水中溶解氧的测定”。
（1）用碘量法测定未经培养的各份稀释比的水样和空白水样中的剩余溶解氧。
（2）用同样方法测定经培养5d后，各份稀释水样和溶解水样中的剩余溶解氧。
五、数据处理
根据公式计算BOD5，并以表格形式表示测定数据和结果。
BOD5浓度（以O2计）（mg/L）=
式中：D1——稀释水样培养前的溶解氧量（mg/L）；
D2——稀释水样培养5d后残留溶解氧量（mg/L）；
B1——稀释水（或接种稀释水）培养前的溶解氧量（mg/L）；
B2——稀释水（或接种稀释水）经培养5d后残留溶解氧量（mg/L）；
六、注意事项
1．为除去水样中游离氯而加入亚硫酸钠或硫代硫酸钠的量可用实验方法得到。取100.0mL待测水样于碘量瓶中，加入1mL1%硫酸溶液，1mL10%碘化钾溶液，摇匀，以淀粉为指示剂，用标准硫代硫酸钠或亚硫酸钠溶液滴定，计算100mL水样所需硫代硫酸钠溶液的量，推算所用水样应加入的量。
2．稀释比应根据水中有机物的含量来确定。
（1）较为清洁的水样，不需稀释。
（2）污染严重的水样，稀释100～1000倍。
（3）常规沉淀过污水，稀释20～100倍。
（4）受污染的河水，稀释0～4倍。
（5）性质不了解的水样，稀释倍数从COD值估算，取大于酸性高锰酸盐指数值的1/4，小于CODCr值的1/5。原则上，是以培养后减少的溶解氧占培养前溶解氧的40%～70%为宜。
3．本实验操作最好在20℃左右室温下进行，实验用稀释水和水样应保持在20℃左右。
4．所用试剂和稀释水如发现浑浊有细菌生长时，应弃去重新配制，或用葡萄糖-谷氨酸标准溶液校核。当测定2%稀释度的葡萄糖-谷氨酸标准溶液时，若BOD5超过（200±37）mg/L范围，则说明试剂或衡释水有问题或操作技术有问题。
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 游客于2010/11/14 15:32:37写道：实验方案较全面！加油！！！ |
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