环境监测课程设计水中BOD的测定.doc

1、目录第一章 前言1第二章 环境调查与资料的收集2第三章 监测断面和采样点的设置33.1.采样断面布设原则33.2取样断面上取样垂线的布设33.3垂线上取样水深的确定43.4.采样前的准备43.5.采样方法和采样器43.6.水样的类型53.7河流采样频次和时间的确定原则63.8样品预处理6第四章 BOD的测定方法74.1标准稀释法74.2微生物传感器法94.3碘量法测定水中溶解氧104.4测压法104.5增温法104.6生化需氧量各种测定方法的比较11第五章 监测方案的制定135.1样品的采集135.2样品的保存与运输135.3样品的预处理135.4分析方法145.4.1原理145.4.2 仪器

2、145.4.3 试剂145.4.4 实验步骤155.4.5 计算165.4.6 注意事项165.5数据处理17第六章 质量控制186.1质量控制方案186.2采样质量保证18结论19总结19致谢20参考文献2020第一章 前言水是人类赖以生存的基本物质之一，它既是人体的基本成分，又是人体进行新陈代谢的一种介质。水污染是环境污染重的主要方面之一。水质污染主要有两类：一类是自然污染，在现代工业出现之前，这是水质污染的主要来源。例如：特殊的地质条件可以使某些地区的水域中某种化学元素大量富集，雨水对矿是的溶解作用，产生一些有害天然矿水，造成的水质污染等等。另一类是人为污染，这是目前水质污染的主要来源。

3、例如，随着现代工业的飞速发展，大量的工业废水、矿山废水流入水域引起的污染，城市生活污水及农业畜牧场得污水污染；盲目使用农用农药、化肥；工业废渣和生活垃圾直接倾倒入水域引起的污染;大气的污染物随大气降水进入水体引起的污染等。而其中对水体造成的污染最主要的来源是未经控制处理的工业废水的随意排放。随着人口的增长和工农业发展，我国的用水量急剧上升，水质严重恶化，水资源的供需矛盾日益尖锐。为解决人类面临的资源环境问题，越来越多的部门参与到水质监测中，测量次数和频率逐年增加。1936 年美国公共卫生协会将五日生化需氧量稀释法规定为水和废水的检验方法，从而形成了标准稀释法(BOD5 法) ，并为ISOPTC

4、2147 推荐，我国1987 年将此方法颁布为水质分析方法GB7488287。生化需氧量作为水质监测指标被广泛应用，在废水监测中起着不可替代的作用。BOD是反映水体被有机污染程度的综合指标，也是研究废水的可生化降解性核生化处理效果，以及生化处理废水工艺设计和动力学研究中的重要参数。与此同时，天然水中生化需氧量的含量是评价水体、水质和水体自净能力的重要指标，也是水产养殖业、自来水厂、污水处理厂和水质监测部门必不可少的测定项目。建立溶解氧测量体系，使其测量结果在国际国内达到准确一致，至关重要。但由于经典方法中或多或少都有监测耗时长、时效性差和操作烦琐等缺点与不足，限制了指标的应用，这也使生化需氧量

5、与溶解氧的监测技术的研究一直没有中断。BOD5与DO有密切的关系，本文将对有关的测量方法进行综合、比较与分析探讨，以期对进一步的研究有所参考价值。第二章 环境调查与资料的收集东风渠发源于文明世界的都江堰，是成都地区的一条灌溉渠，惠泽好几个区县。东风干渠修建于1956年，在郫县境内内江干河的毗河和府河上引水，干渠为东南走向。1954年在外江干河沙沟河以西扩并外江水系九处民间小堰，新堰名三和堰，以沙沟河和岷江支流文井江为主要水源。此外，在成都平原南部新修建了牧马干渠。其中人民渠、东风渠分期实施。至60年代末成都平原自流灌溉面积达45.2万hm2。20世纪70年代以来，人民渠、东风渠分别穿过龙泉山北

6、段和南段，像沱江、涪江流域的川东北、川东南丘陵地带延伸，在这些地区修建了一大批大中型水库，用以囤蓄汛期都江堰余水，拦截当地径流，称为川东北和川东南丘陵地区渠库串联、引蓄结合的新灌溉区。为使东风渠水利发挥更好的社会、经济和小生态环境等综合效应，促进灌溉水利快速、经济的全面发展，加大水利工程建设和整治力度，建设了工程，积极探索资源水利、数字水利、生态水利、人文水利、经济水利的新思路，树立良好的水管单位对外形象。努力为灌溉区人民群众提供优质服务，造福人民。但是，近年来，东风渠的水质发生了变化，对居民的生活造成了一定影响。其中大部分的污染源大部分来自周围居民的生活垃圾，还有一部分来自工业废料。这些垃圾

7、随意丢进东风渠，时间久了，就堆积在了分水站或水电站的闸门上。上游的水电站开闸放水，垃圾就随水飘了下来，从而造成下游水的污染。第三章 监测断面和采样点的设置3.1.采样断面布设原则1.城市或工业区河段，应布设对照断面、控制断面和消减断面。2.污染严重的河段可根据排污口分布及排污状况，设置若干控制断面，控制的排污量不得小本河段总量的80。3.本河段内有较大支流汇人时，应在汇合点支流上游处，及充分混合后的干流下游处布设断面。4.出入境国际河流、重要省际河流等水环境敏感水域，在出入本行政区界处应布设断面。5.水质稳定或污染源对水体无明显影响的河段，可只布设一个控制断面。6.河流或水系背景断面可设置在上

8、游接近河流源头处，或未受人类活动明显影响的河段。7.水文地质或地球化学异常河段，应在上、下游分别设置断面。8.供水水源地、水生生物保护区以及水源型地方病发病区、水土流失严重区应设置断面。9.城市主要供水水源地上游1000M处应布设断面。10.重要河流的人海口应布设断面。11.水网地区应按常年主导流向设置断面；有多个叉路时应设置在较大干流上，控制径流量不得少于总径流量的80。3.2取样断面上取样垂线的布设 当河流面形状为矩形或相近于矩形时，可按下列原则布设：小河：在取样断面的主流线上设一条取样垂线。 大、中河：河宽小于50 m者，共设两条取样垂线，在取样断面上各距岸边l3水面宽处各设一条取样垂线

9、；河宽大于50 m者，共设三条取样垂线，在主流线上及距两岸不少于05 m，并有明显水流的地方各设一条取样垂线。特大河(例如长江、黄河、珠江、黑龙江、淮河、松花江、海河等)：由于河流过宽，应适当增加取样垂线数，而且主流线两侧的垂线数目不必相等，拟设置排污口一侧可以多一些。如断面形状十分不规则时，应结合主流线的位置，适当调整取样垂线的位置和数目。3.3垂线上取样水深的确定在一条垂线上，水深大于5m时，在水面下0.5 m水深处及在距河底0.5m处，各取样一个；水深为15m时，只在水面下O.5m处取一个样；在水深不足1 m时，取样点距水面不应小于03 m，距河底也不应小于03 m。对于三级评价的小河不

10、论河水深浅，只在一条垂线上一个点取一个样，一般情况下取样点应在水面下05 m处，距河底不应小于0-3 m。3.4.采样前的准备（1）容器的准备高压低密度聚乙烯塑料容器用于测定金属及其他无机物的监测项目，玻璃容器用于测定有机物和生物等的监测项目。（2）采样器的准备采样前，选择合适的采样器清洗干净，晾干待用。（3）交通工具的准备最好有专用的监测船和采样船，若没有，根据气体和气候选用适当吨位的船只。根据交通条件选用陆上交通工具。3.5.采样方法和采样器（1）采样方法船只采样 适用于一般河流和水库的采样，但不容易固定采样地点，往往使收据不具有可比性。桥梁采样 安全、可靠、方便，不受天气和洪水的影响，适

11、合于频繁采样，并能在横向和纵向准确控制采样点位置。涉水采样 较浅的小河和靠近岸边浅的采样点可涉水采样，但要避免搅动沉积物而使水样受污染。索道采样 在地形复杂、险要，地处偏僻处的小河流，可架索道采样。（2）采样器水桶 适于采集表层水。单层采水瓶 最常用的采样器。急流采水器 适用于水流湍急的采样点处的采样。双层溶解气体采样瓶 测定溶解气体的水样。其他采样器 如塑料手摇泵、电动采水泵等。1、表层水可用桶、瓶等容器直接采取。一般将其沉至水面下0305m处采集。2、深层水可使用带重锤的采样器。沉入水中采集。将采样容器沉降至所需深度(可从绳上的标度看出)，上提细绳打开瓶塞，待水样充满容器后提出。3、水流急

12、的河段，用急流采样器。它是将一根长钢管固定在铁框上，管内装一根橡胶管，其上部用夹子夹紧，下部与瓶塞上的短玻璃管相连，瓶塞上另有一长玻璃管通至采样瓶底部。采样前塞紧橡胶塞，然后沿船身垂直伸入要求水深处，打开上部橡胶管夹，水样即沿长玻璃管流入样品瓶中，瓶内空气由短玻璃管沿橡胶管排出。这样采集的水样也可用于测定水中溶解性气体，因为它是与空气隔绝的。4、测定溶解气体(如溶解氧)常用的双瓶采样器采集。将采样器沉入要求水深处后，打开上部的橡胶管夹，水样进入小瓶(采样瓶)并将空气驱入大瓶，从连接大瓶短玻璃管的橡胶管排出，直到大瓶中充满水样，提出水面后迅速密封。3.6.水样的类型（1）瞬时水样在某一时间和地点

13、从水体中随机采集的分散水样。当水体水质稳定，或其组分在相当长的时间或相当大的空间范围内变化不大时，瞬时水样具有很好的代表性，当水体组分及含量随时间和空间变化时，就应隔时、多点采集瞬时样，分别进行分析，摸清水质的变化规律。（2）混合水样混合水样是指在同一采样点于不同时间所采集的瞬时水样的混合水样，有时称“时间混合水样”，以与其他混合水样相区别。这种水样在观察平均浓度时非常有用，但不适用于被测组分在保存过程中发生明显变化的水祥。（3）综合水样综合水样是把不同采样点同时采集的各个瞬时水样混合后所得到的样品。这种水样在某些情况下更具有实际意义。例如，当为几条废水河、渠建立综合处理厂时，以综合水样取得的

14、水质参数作为设计的依据更为合理。3.7河流采样频次和时间的确定原则长江、黄河干流以及其他全国重点基本站等，采样频次每年不得少于12次，每月中旬采样。一般中小河流基本站擦杨频次每年不得少于6次，丰、平、枯水期各2次。河流水系的背景断面每年采样3次，丰、平、枯水期各1次，交通不便处可酌情减少，但不得少于每年1次。流经城市或工业区污染较为严重的河段，采样频次每年不得少于12次，每月采样1次。在污染河段有季节差异时，采样频次和时间可按污染季节和非污染季节适当调整，但全年监测不得少于12次，采样时间根据具体要求确定。潮汐河段和河口采样频次每年不得少于3次，按丰、平、枯三期进行，每次采样应在当月大汛或小汛

15、日采高平潮与低平潮水样各一个；全潮分析的水样采集时间可从第一个落憩到出现涨憩，每隔12h采一个水样，周而复始直到全潮结束。3.8样品预处理预处理的方法很多，主要有预沉、混凝、澄清、过滤、软化、消毒等。用这些方法预处理之后，可以使水的悬浮物（浊度）、色度、胶体物、有机物、铁、锰、暂时硬度、微生物、挥发性物质、溶解的气体等杂质除去或降低到一定的程度。预沉：就是大容积、低流速的自然沉淀处理，如沉沙池、预沉池。混凝：利用铁盐、铝盐、高分子等混凝剂，与水中的杂质通过絮凝和架桥作用生成大颗粒沉淀物，然后通过其他设备，如澄清池、过滤池等，予以除去。澄清：通过混凝剂作用而形成的大颗粒沉淀物在澄清池内分离，沉淀

16、物除去，得到澄清水。过滤：将被处理的水流经装有特殊过滤材料装置，如各种滤池等，截留水中杂质，予以去除。软化：采用化学药剂，如石灰水、苏打粉等，使水中碳酸氢盐硬度除去；或是采用阳离子交换树脂等方法除去水中的钙、镁、铁离子等，这一过程称为软化。第四章 BOD的测定方法4.1标准稀释法生化需氧量是反映水质污染程度的一个重要指标，其经典测定方法是稀释接种法，又称标准稀释法。标准稀释法是生化需氧量测定的经典方法，是比对考核、仲裁分析等采用的方法3。目前标准稀释法BOD5的测定，指经中和及除去毒性物质或经稀释后的水样(必要时加入适量含好氧性微生物的接种液，以使水样中含有一定数量的对有机物有降解能力的微生物

17、)置入密闭容器(培养瓶)中，于20 暗处放置5d，由测定最初的溶解氧量和5d后的溶解氧量，从而计算出在5d期间的消耗氧量，根据稀释倍数求出BOD5值。微生物分解有机物是一个缓慢的过程，大致可分为两个阶段:第一阶段主要是碳水化合物被氧化，称为碳化阶段，在20下要720d才能完成;第二阶段是含氮化合物在硝化细菌的作用下被氧化为氨，当水中的氧充足时，再被氧化为亚硝酸和硝酸，称为硝化阶段。第二阶段进行缓慢， 20下需100多天才能完成。一般来说，经过5d的生化过程，碳化阶段已进行了大半，大量的吸氧过程已经过去，并开始进入硝化阶段。因此，目前国内外均采用20培养5d的生化需氧量作为水体质量的重要参数。生

18、化过程的复杂性导致影响BOD5测定的因素很多，温度、pH、重金属和合成洗涤剂都会通过影响微生物的活性和增长速度影响测定结果。人们开始尝试利用已知的微生物菌液做接种液，Lee 和Oswald4 采用混合的已知微生物接种，发现有明显的后置期。Young 用从污水中分离出的六种微生物分别进行BOD5 实验，对照用污水接种的结果表明对照组的BOD5 值偏高。1995 年日本ItsuseiFujita 用制备的标准化菌种测定葡萄糖二谷胺酸标准溶液结果令人满意，稳定性和精密度比用天然河水等做接种液有了明显提高。下面对有关影响因素作具体分析。1 稀释水通常情况下是指在500mL水中，加入lmL磷酸盐缓冲液、

19、1mLMgS04溶液lmLCaCh溶液和lmLFeCl3溶液，再稀释至1000mL后混匀。稀释水中的溶解氧要求在8-9mg/L之间(20)，并且稀释水自身的BOD5应小于0.2mg/L。BOD5的测定过程是一个生物氧化过程，微生物的生长繁殖均需要一定的无机营养元素，而N和P是最基本的无机营养素5。因此，在标准测定方法中，必须加入各无机营养物质。若想比较准确地了解水体的纳污能力，准确测定水体的BOD5数值，根据纳污种类的不同，纳污水体中的营养物种类不同，一般需要直接使用纳污水体作为稀释水。但是若选直接水体作为稀释水，水体中所含的部分藻类不仅会消耗溶解氧，也会因为无光合作用而死亡，然后作为有机物消

20、耗溶解氧，造成较为严重的正误差。因此，稀释水的选择也甚为重要。2 接种接种稀释水是BOD5进行质量控制的首要问题，要获得理想的接种水，就必须对接种液进行认真科学的选择，接种液的来源之一是生活污水，生活污水不宜用刚排出的生活污水，最好采用污水井盖下靠井壁位置的水，因为此处污水停留时间长，有利于微生物繁殖生长。在北方冬天天气寒冷，菌种生活能力差，可采用室内培养菌种；接种液的另一来源是花园土浸出液，采集花园土时要考虑季节和温度，春秋季阳光充足温和，适合细菌及微生物繁殖，可从浅层23cm处采集;夏季则因温度过高，太阳光直射的缘故要在离地表56cm处采集，否则细菌及微生物太少;冬季温度又太低，采集的土样

21、要经增菌方能使用，稀释水接种时还应考虑到接种液的浓度、均匀性及加入量。3 水样的稀释倍数稀释接种法中，稀释比的选择是一个至关重要因素。正确的稀释倍数，应使培养后剩余的溶解氧浓度为原始浓度的1 /3 - 2 /3之间，或消耗的溶解氧在2mg/L以上，而剩余溶解氧在1mg/L以上。为了获得正确的稀释倍数，首先需要仔细分析水样的特点，然后再确定稀释倍数的大小。若水样是溶解氧含量较高，有机物含量较少的清洁地表水，可以不经稀释直接进行生化培养。对于那些已受污染的废水、工业废水等，则必须先稀释再培养。4 溶液酸碱度的影响由于降解有机物的微生物只能在pH = 6.5-8.3的范围内存活，因此在标准监测方法中

22、规定，稀释水的pH值必须用缓冲溶液调至7.25。5 测定温度温度不仅对化学反应有较大的影响，对生化反应也有明显改变。般说来，温度升高，反应速率加快，有机物的氧化速率随之加快，溶解氧的消耗量也会发生变化。所以，标准监测方法中规定统一的生化培养温度在20。.6 毒害物质的影响在测定医药、医疗、化工、农药、造纸等废水的BOD5值的时候，尤其要注意的是水样中的各种不同的化学元素(例如: Cd、Cr (V1) 、Cu、Pb、Hg、Ni、Ag、Zn等重金属离子)和化合物(例如:消毒剂、有机农药等)会对微生物产生较大的毒性作用，致使生化培养过程终止，测定结果产生较大误差。.7 溶解氧一般稀释水的溶解氧控制在

23、8 9mg/L 间较为合适，稀释水中的溶解氧过高或过低都会导致BOD5 试验失败。过高时在培养过程中会因饱和溶解氧自行逸出，造成BOD5 测定值的正误差;过低则不足以氧化水样中的有机物。另外，冬季采集的地面水，水温通常低于20，尤其在北方，水温可达0对于较清洁地面水，溶解氧含量通常过饱和，若不将水温提高即直接测定，同样会因过饱和溶氧的自行逸出而造成测定误差。由于溶解氧与BOD5关系密切（水样经稀释后在约20条件下培养5天，求出培养前后水样中的溶解氧的含量，二者的差值即BOD5），下面将着重就溶解氧这一重要影响因素的测定进行分析。4.2微生物传感器法在报道的众多BOD 传感器当中，采用的单一菌种

24、有枯草芽孢杆菌、皮状丝孢酵母、假单胞菌、异常汉逊氏酵母等;混合菌种有枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌的混合菌种、皮状丝孢酵母和地衣芽孢杆菌的混合菌种和活性污泥等。单一菌种的BOD 传感器往往稳定性和重现性好，传感器响应线性范围宽，但所能检测的有机物的种类和适用的废水类型有限。使用混合菌种可使BOD 传感器广普性高适用范围广，但传感器响应线性范围窄、稳定性较差。吴雷等14曾使用天津赛普环保科技发展有限公司研制出220A 型流通式BOD 快速测定仪测定水中生化需氧量。220A 型流通式BOD 快速测定仪操作简便，自动化程度高，响应时间短，对标准样品、地表水、生活污水、工业废水进行了精密度、准确度的实验，

25、与标准BOD 5 天法实验进行了对照分析，得到了准确可靠的结果，也是对微生物传感器法很好的说明，下面是对其测定结果的分析。4.3碘量法测定水中溶解氧目前，在环境监测工作中，测定溶解氧较为常用的标准方法为碘量法。对较清洁的无干扰的地表水可直接测定其溶解氧6。它的原理是：在水样中加入硫酸锰和碱性钾，水中的溶解氧将二价锰氧化成四价锰，并生成氢氧化物沉淀。加酸后沉淀溶解，四价锰又可氧化碘离子而释放出与溶解氧量相当的游离碘。以淀粉为指示剂，用硫代硫酸钠标准溶液滴定释放出的碘可计算出溶解氧含量7。4.4测压法微生物呼吸作用而产生的与耗氧量的量相当的CO2 气体被吸收剂吸收，使密闭系统的压力降低，可由压降求

26、出水样的BOD5 值11。通过改造差压式直读BOD5测定仪的测量系统和水样培养系统，有效地提高了该仪器的灵敏度和精密度，实现了BOD5 值小于3mgPL 样品的测量，并可连续测量和直读观测。在各种测量溶解氧的方法中碘量法是溶解氧仲裁测量法，准确度高，但分析过程复杂繁琐、速度慢，不利于现场或野外作业，费时费力，误差控制比较困难，实验中间过程多；电化学探头法可在现场进行测定，人为误差较小，不受水样色度、浊度及化学滴定法中干扰物质的影响，溶解氧测定仪不但可直接测定水温、气压、溶解氧的浓度，还可直接换算成饱和度后显示于屏幕上，适于自动连续测量，但水样中含硫化物藻类碳酸盐油等物质，会使薄膜堵塞或损坏，这

27、时应及时更换薄膜。采用仪器法和化学法测定溶解氧，结果存在规律性的差异，在清洁的水域(湖库为主) ，溶解氧含量很高，接近饱和或过饱和，此情况下仪器值略低于化学值，原因是仪器探头表面水的流速(或探头移动)不够快，使大量的氧分子无法同时透过膜，导致结果偏低一点;在有污染的水域，溶解氧含量较低，且随污染的增加而下降，同时水中还有其它污染物如亚硝酸盐等还原性成分，此情况下仪器值略高于化学值，原因是仪器法不受还原性物质的干扰或干扰小于化学法。光度计法提供了一种快速、简便、抗干扰能力强的水中溶解氧的测定方法，解决了溶解氧的现场测量问题；光度法与化学法相比具有快速、简便、成本低、抗干扰能力强等特点。在环境监测

28、、石油、开采、水产养殖等领域应用前景广阔。4.5增温法增温法就是适当提高反应温度，激化微生物的活性，加速微生物的分解作用，缩短培养周期，达到快速测定。Karube I 12 根据BOD 反映动力学原理，提出了增温法快速测定BOD5 培养时间计算公式，并计算出了适用绝大多数水样的通用增温培养时间，他通过对增温法理论上的准确性和可行性的分析，证明增温法是可行的。张金华13也认为可在35 培养215 天，即可用BOD352.5 来代替BOD205。4.6生化需氧量各种测定方法的比较营养盐浓度、光照及硝化作用等因素对BOD5 的测定有一定的影响，在测试过程中应注意对这些因素的控制，使其符合规定的条件。

29、简化操作、实现快速测定和提高测定的稳定性、可靠性是BOD5测定的主要问题。接种是标准稀释法要解决的技术关键，而DO过高或过低关系到BOD5试验的成败，所以也要选择合适的方法进行DO的测定，以保证测BOD5时水样有一个合适的溶解氧值;微生物膜传感器法能快速反映各种水体的BOD5，是本领域发展的方向，但普适性不高，响应菌株和配套微生物固定化技术是传感器方法的技术关键，决定着方法的适用性和稳定性，如何适应强酸碱、毒害、高盐度等的特殊水质环境是传感器法要解决的主要问题。通过筛选、驯化获得广普、高效、对特殊测定环境适应强的菌株;多种菌种协同作用机制的研究;开发新的固定化材料和固定化技术，提高固定化膜的响

30、应稳定性和使用寿命，使固定化微生物膜标准化，是传感器研究的主要工作内容。测压法操作简便，测定值可直读、便于随时观测，测定成本低。下面将测定BOD5与DO的各种方法进行列表小结：BOD5DO测定标准测压法增温法微生物传感器法碘量法电化学探头法光度计法方法稀释法影响稀释水、稀释倍数、溶解氧等仪器的灵敏度和精密度温度等底液、有害金属离子、温度、pH 值等干扰物质、测量误差等仪器误差、DO的饱和度零值偏移、示值误差因素优点比对考核、仲裁分析等采用的方法操作简便，可直读，成本低快速能快速反映各种水体的BOD5准确人为误差小适自动连续测量快速、简便、适现场测量度高缺点过程复杂速度慢对仪器要求高需对温度控制

31、普适性过程繁琐、速度慢薄膜会因藻类等堵塞准确度不高不太高第五章 监测方案的制定5.1样品的采集选择学校后门东风渠的水源（三个桥出的水源）。用矿泉水平直接采取。5.2样品的保存与运输容器材质：P（聚乙烯瓶或桶）或G（硬质玻璃瓶）采样后直接测定吗，不需保存。5.3样品的预处理对于一般生活污水和工业废水，虽然含较多有机物，如果样品含有足够的微生物和具有足够氧气，就可以将样品直接进行测定，但为了保证微生物生长的需要，需加入一定量的无机营养盐(磷酸盐、钙、镁和铁盐)。某些不含或少含微生物的工业废水、酸碱度高的废水、高温或氯化杀菌处理的废水等，测定前应接入可以分解水中有机物的微生物，这种方法称为接种。对于

32、一些废水中存在着难被一般生活污水中微生物以正常速度降解的有机物或含有剧毒物质时，可以将水样适当稀释，并用驯化后含有适应性微生物的接种水进行接种。5.4分析方法5.4.1原理测定水中溶解氧常用碘量法及其修正法和膜电极法。清洁水可直接采用碘量法测定。其原理是：水样中加入硫酸锰和碱性碘化钾，水中溶解氧将低价锰氧化成高价锰，生成四价锰的氢氧化物棕色沉淀。加酸后，氢氧化物沉淀溶解并与碘离子反应，释出游离碘。以淀粉作为指示剂，用硫代硫酸钠滴定释出的碘，却可计算出溶解氧的含量。反应式如下：MnSO4+2NaOH=Mn(OH)2+Na2SO4（白色）2Mn(OH)2+O2=2MnO(OH)2( 棕色，即H2M

33、nO3亚锰酸)MnO(OH)2+2KI+2H2SO4=I2+MnSO4+K2SO4+3H2OI2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6（连四硫酸钠）5.4.2 仪器3.1 250ml溶解氧瓶或具塞试剂瓶2个。3.2 50ml滴定管2支。3.3 1ml移液管3支，25ml、100ml移液管各1支。3.4 10ml、100ml量筒各1个。3.5 250ml碘量瓶2个。5.4.3 试剂1 硫酸锰溶液将MnSO44H2O 480g或MnSO42H2O 400g溶于蒸馏水中，过滤后稀释成1000ml。 (此溶液中不能含有高价锰，试验方法是取少量此溶液加入碘化钾及稀硫酸后溶液不能变成黄色，如变成黄色

34、表示有少量碘析出，即表示溶液中含有高价锰)。 Mn0+2I-+6H+=I2+Mn2+3H202碱性碘化钾溶液溶解350g氢氧化钠于300400ml蒸馏水中，冷至室温。另外溶解300g碘化钾于200ml蒸馏水中，慢慢加入已冷却的氢氧化钠溶液，摇匀后用蒸馏水稀释至1000ml（为强碱性溶液，腐蚀性很大，使用时注意勿溅在皮肤或衣服上)，如有沉淀，则放过夜后，倾出上清液贮藏于塑料瓶或棕色瓶中。3 浓硫酸比重1.84，强酸腐蚀性很大，使用注意勿溅在皮肤或衣服上。4 1淀粉指示液称取2g可溶性淀粉，溶于少量蒸馏水中，用玻璃棒调成糊状：慢慢加入(边加边搅拌)刚煮沸的200mL蒸馏水中，冷却后加入0.25g水

35、杨酸或0.8g氯化锌ZnCl2防腐剂。此溶液遇碘应变为蓝色，如变成紫色表示已有部分变质，要重新配制。5 (1+1)硫酸溶液将浓硫酸(比重184)与水等体积混合。6 硫代硫酸钠溶液C(Na2S203)=0.025mol/L 称取6.2g硫代硫酸钠(Na2S2035H20)溶于煮沸放冷的蒸馏水中，加入0.2g碳酸钠，用水稀释至1000mL。贮于棕色瓶中，使用前用重铬酸钾，C(1/6K2Cr207)=0.0250mol/L标准溶液标定，标定方法如下。于250ml碘重瓶中，加入l00ml蒸馏水和1g碘化钾，加入10.00ml 0.0250 mo1/L重铬酸钾标准溶液，5mL 2 mol/L(1/2 H

36、2S04)，硫酸溶液，密塞，摇匀，于暗处静置5 min后，用待标定的硫代硫酸钠溶液滴定至溶液呈淡黄色，加入1 ml淀粉溶液，继续滴定至蓝色刚好褪尽为止，记录用量。标定反应：K2Cr207+6KI+7H2S04=Cr2(S04)3+3I2+4K2S04+7H20 (硫酸铬，绿色) I2+2Na2S203=2NaI+Na2S406 (连四硫酸钠，无色) C=10.000.0250V式中：C硫代硫酸钠溶液浓度(mol/L)V硫代硫酸钠溶液消耗量(ml)5.4.4 实验步骤1 采样将取样管插入取样瓶（溶解氧瓶）底让水样慢慢溢出，装满后再溢出半瓶左右后，取出取样管，赶走瓶壁上可能存在的气泡，盖上瓶盖(盖

37、下不能留有气泡)。2 溶解氧的固定用移液管插入溶解氧瓶的液面下，加入lml硫酸锰溶液（4.1），2ml碱性碘化钾溶液（4.2），盖好瓶盖颠倒混合数次，静置。待棕色沉淀物降至半瓶时，再颠倒混合一次，待沉淀物降到瓶底。3 碘析出轻轻打开瓶塞，立即用移液管插入液面下加入1.5ml(1+1)硫酸（4.5），小心盖好瓶塞，颠倒混合摇匀，至沉淀物全部溶解为止，放置暗处5min。4 滴定取100.0ml上述溶液于250ml锥形瓶中，用硫代硫酸钠（4.6）滴定至溶液呈淡黄色，加lml淀粉溶液（4.4），继续滴定至蓝色刚好褪去为止，记录硫代硫酸钠用量。5.4.5 计算溶解氧（O2mg/L）=CV281000/1

38、00ff=V0/(V0-V1)式中：C硫代硫酸钠溶液浓度（mol/L）V2滴定时消耗硫代硫酸钠体积（ml）8氧（1/2，0）摩尔质量（g/mol）V0250（ml）V1加入MnSO4、碱性碘化钾的体积之和（ml）5.4.6 注意事项1 一般规定要在取水样后立即进行溶解氧的测定，如果不能在取水样处完成，应该在水样采取后立即加入硫酸锰及碱性碘化钾溶液，使溶解氧“固定”在水中，其余的测定步骤可送往实验室进行。取样与进行测定时间间隔不要太长，以不超过4小时为宜。2 瓶中充满水样时，必须不留空气泡，不然空气泡中的氧也会氧化Mn(OH)2，使分析结果偏高。3 水中如果有亚硝酸盐存在，亚硝酸氮含量大于0.1

39、mg/L时，由于亚硝酸盐与碘化钾作用能析出游离碘，在反应中析出的N0在滴定时受空气氧化而生成亚硝酸 2NO2-十4H+2I-2NO+I2+2H2O 2 NO+O2 2NO2 2NO2+H2OHNO2+HNO3亚硝酸又会从碘化钾中将碘析出，这样就使分析结果偏高。为了获得正确的结果，可在用浓硫酸溶解沉淀之前，在水样瓶中加入数滴5%叠氮化钠溶液，其反应如下： 2NaN3+H2SO42HN3 +Na2SO4 叠氮化钠 叠氮酸 HNO2+HN3H2O+N2+N2O4 当Fe3+的含量大于1mg/L时，溶液酸化后Fe3+将与KI作用而析出碘，这样就使分析结果偏高。 2Fe3+ +2I-2 Fe2+I2为了

40、使测定溶解氧获得正确的结果，可以在沉淀未溶解以前，加入2ml 40的氟化钾溶液，然后用4ml 85的磷酸H3P04代替硫酸，此时沉淀溶解，同时所有的Fe3+与F-或PO络合成FeF63-或Fe(PO4)23-，这样就抑制了Fe3+与KI的作用。5 如果水样中含有还原物质Fez+、S2-、SO、NO和有机物等，则可采用在酸性条件下加高锰酸钾来去除，过量的高锰酸钾，用草酸还原去除。去除的具体步骤如下：取水样250ml，在水样瓶中，用移液管沿瓶口壁加0.7ml浓硫酸，再加1ml(0.6)高锰酸钾溶液(移液管插入溶液)，盖好瓶盖摇匀，溶液为淡红但，如溶液中红色很快褪去，则再加1ml高锰酸钾溶液摇匀，红

41、色保持5min不褪为止。5min后，用移液管加2草酸液1mL(移液管仍须插入液面之下)，盖好盖子摇匀，红色褪尽。若红色未褪尽，则需再加草酸，草酸的用量要恰好为使高锰酸钾完全作用，否则要造成测定结果偏低的可能。过程中试剂的全部加入量要准确记录以便结果计算时校正，同时注意防止水中溶解氧的损失或大气氧溶入。去除还原物质后的水样，其溶解氧的测定按碘量法步骤进行。6 硫代硫酸钠标定中的注意事项用重铬酸钾作氧化剂，必须在高酸度条件下。而碘和硫代硫酸钠定量的反应要求在微酸性或中性溶液中进行。因为酸度高，会加快硫代硫酸钠的分解，因此，必须把高酸度的溶液稀释，与此同时，溶液稀释后亦可减少碘分子在滴定过程中的损失

42、。5.5数据处理溶解氧（O2，mg/L）=MV81000/100V-滴定消耗硫代硫酸钠标准溶液的体积，mlM-硫代硫酸钠标准溶液的浓度，mol/L采样断面V(ml)DO（mg/L)BOD(mg/L)对照断面19.10 9.0218.868对照断面20.160.159控制断面18.90 8.8296.1444控制断面22.70 2.678削减断面19.559.4744.673削减断面24.844.801第六章 质量控制6.1质量控制方案质量保证和质量控制，是一种保证检测数据准确可靠的方法，也是科学管理实验室和检测系统的有效措施，它可以保证数据质量，使环境检测建立再可靠的基础上。包括实验内部质量控

43、制和外部质量控制两个部分。内部：空白试验、校准曲线核查、仪器设备的定期标定、平行样分析、加标样分析、密码样品分析和编制质量控制图外部：通常是由常规检测以外的中心监测站或其他有经验的人员来执行，对数据质量进行独立评价我们此次做的主要通过实验室内部的，采用：空白试验、校准曲线核查、平行样分析、绘制质量控制图来控制质量。6.2采样质量保证1，站位布设质量保证：将得出的最佳监测站数与实际检测站数相比较，两者应尽量接近。（水环境监测使用手册，P 322）2，采样过程质量保证：现场空白：在采集现场，以纯水做样品。按照测定项目的采集方法和要求，与样品相同条件下装瓶、保存、运输，直至送到实验室分析。运输空白：

44、以纯水作样品，从实验室到采样点又返回实验室，来测定容器的总沾污。每批样品至少有一个总运输空白样。现场平行样：采集分析样品时至少采集相同的两份，以提高测量的准确度。6.3分析测试质量保证：常用仪器的校准空白试验：以水替代每次至少做2个，取平均值来校正。校准曲线核查平行样分析绘制质量控制图空白试验：平行样分析：在进行环境样品分析的同时，平行地分析标准样品，将标准样品的分析结果与已知值对照以检验环境样品分析结果的准确度。绘制质量控制图校准曲线核查结论查地面水环境标准，东风渠的水属于类水，标准中规定此类水的BOD56，可用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区，府河一般农业灌溉用水及一般景观要求

45、水域。所以东风渠水适合用来处理后饮用和农业灌溉用水，周围居民可以放心使用。但是为了环境的可持续发展以，周围居民应禁止向河中丢垃圾，要保护好东风渠水体；对渠中已有垃圾要打捞和金立改变现状。总结在将近一个月的时间中，完成了此课程设计的编写。通过对文献的查阅，了解了许多BOD的测定方法，加以对比并从世纪操作条件出发，从中找出了目前适合我们操作的方法；通过在实验室的实际操作，掌握了碘量法测定溶解氧从而测定BOD5的原理，操作方法；通过与国家标准的比较，学会了如何对水质进行评价。尽管如此，在编写的过程中，仍然存在许多问题。尤其是在世纪操作的时候，问题更层出不穷，例如操作不熟练、不规范，很多常见仪器的使用

46、不规范，其中有些实际的作用不甚了解等等。因此在今后的学习中，要跟家注重动手能力的培养，要能将理论与联系起来，要对学过的知识活学活用。 致谢感谢程老师的悉心指导。学高为师，身正为范，程老师渊博的学识、敏锐的科学洞察力令我钦佩；严谨的求实的治学态度、高尚的人格以及平易近人的态度是我们永远学习的榜样，使我们懂得许多做人的道理；老师周围所建立起的轻松愉快的学术氛围给我们以感染和启迪。在此，我对程老师给予的培养、关心和支持致以最崇高的敬意和由衷的感谢。参考文献1 水和废水分析方法(第四版)M.北京:中国环境科学出版社2 陈浩等.水中溶解氧的测定,分析科学学报2005,21（2）3 崔建升等.生化需氧量(BOD) 测定技术进展,中国环境监测2006,22（3）4 Lee E W,Oswald WJ . Sew. Ind. Wastes ,1954 ,26 :1097- 1108.5 韩冬青.BOD5 测定的影响因素分析,内蒙古环境保护,2006