清華余剛環(huán)境工程監(jiān)測.

1、環(huán)境工程監(jiān)測主講教師：主講教師：余余 剛剛 教授教授實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)：實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)：師紹琪師紹琪 副教授副教授助助 教：教：楊宏偉楊宏偉 博士生博士生2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測2教師聯(lián)系方式余剛：研究組辦公室（系館306）Tel: 62773519科研辦公室（系館102） Tel: 62785685Email: yg-師紹琪、楊宏偉：系館318 Tel: 62782049環(huán)境工程實(shí)驗(yàn)室監(jiān)測實(shí)驗(yàn)室 Tel: 627729872022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測3教學(xué)計(jì)劃與方法_教學(xué)計(jì)劃(教學(xué)日歷)_教學(xué)參考書_成績與考核方法_網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)http:/:2222/期終考試期終考試30%30%課內(nèi)練習(xí)課內(nèi)練習(xí)20

2、%20%監(jiān)測方案設(shè)監(jiān)測方案設(shè)計(jì)計(jì)15%15%實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)35%35%2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測4第一章 課程導(dǎo)言一、環(huán)境分析、環(huán)境監(jiān)測與環(huán)境工程監(jiān)測二、環(huán)境監(jiān)測的任務(wù)、特點(diǎn)和分類三、教學(xué)內(nèi)容四、學(xué)習(xí)要求2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測5一、環(huán)境分析、環(huán)境監(jiān)測與環(huán)境工程監(jiān)測一、環(huán)境分析、環(huán)境監(jiān)測與環(huán)境工程監(jiān)測環(huán)境分析環(huán)境分析環(huán)境監(jiān)測環(huán)境監(jiān)測環(huán)境工程監(jiān)測環(huán)境工程監(jiān)測對各種環(huán)境樣品進(jìn)行定性和定量分析、測試。單一的分析對描述環(huán)境質(zhì)量的各種標(biāo)志進(jìn)行鑒定和測試。既有單一的污染物分析，又有多種污染物的相互影響，也可能在一定的范圍內(nèi)較長時(shí)間應(yīng)用分析手段，研究環(huán)境要素的組成和性質(zhì)，了解環(huán)境質(zhì)量和污染狀況，為污染控

3、制工程的研究、設(shè)計(jì)和運(yùn)行服務(wù)2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測6二、環(huán)境監(jiān)測的任務(wù)、特點(diǎn)和分類任務(wù)任務(wù) 判斷環(huán)境質(zhì)量狀況 掌握環(huán)境質(zhì)量背景數(shù)據(jù)（ “七五”科技攻關(guān)、環(huán)境承載力與可持續(xù)發(fā)展） 確定污染物的濃度、分布狀況、發(fā)展趨勢 預(yù)測環(huán)境污染造成的影響特點(diǎn)特點(diǎn) 高靈敏度、高準(zhǔn)確度、高分辯率 自動(dòng)化、標(biāo)準(zhǔn)化、計(jì)算機(jī)化 多學(xué)科交叉：化學(xué)、物理、生物、生態(tài)、水文、地學(xué)、氣象等分類分類 監(jiān)視類 事故類 研究類2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測7三、教學(xué)內(nèi)容_ 水環(huán)境的監(jiān)測重點(diǎn)（水污染防治的重要性、各種介質(zhì)監(jiān)測的類似性、與其它專業(yè)課程的教學(xué)范圍界定）_ 大氣環(huán)境的監(jiān)測_ 土壤環(huán)境的監(jiān)測_ 噪聲監(jiān)測_ 環(huán)境監(jiān)測質(zhì)量

4、控制與環(huán)境質(zhì)量評價(jià)_ 環(huán)境監(jiān)測新技術(shù)2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測8四、學(xué)習(xí)要求_ 了解天然水和廢水的成分和性質(zhì)以及水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)內(nèi)容及其制定原則_ 掌握各項(xiàng)主要水質(zhì)指標(biāo)的環(huán)境意義和主要分析方法_ 了解監(jiān)測數(shù)據(jù)在水污染控制工程中的應(yīng)用及對水和廢水的物理化學(xué)性質(zhì)作出質(zhì)量評價(jià)的方法_ 了解大氣、土壤和噪聲污染的來源以及主要污染物質(zhì)的性質(zhì)和分析測定方法_ 培養(yǎng)獨(dú)立開展環(huán)境監(jiān)測的技能2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測92022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測100 050501001001501502002002502503003003503504004004504508585 86868787 8888 8989

5、9090 9191 92929393 9494 95959696 9797 9898我國歷年廢水排放量我國歷年廢水排放量_ 鄉(xiāng)鎮(zhèn)工業(yè)污染占全國總污染的52_ 城市污水處理率小于15_ 工業(yè)廢水達(dá)標(biāo)排放率小于75%2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測11_三分之一以上河段不能滿足灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)；_主要淡水湖泊富營養(yǎng)污染嚴(yán)重；_50%城市地下水水質(zhì)日趨惡化；_飲用水水源水質(zhì)顯著下降；_世界銀行：健康損失20億元/年_國家環(huán)境污染控制的重點(diǎn)：三河三湖兩區(qū)一市一海我國水污染現(xiàn)狀我國水污染現(xiàn)狀2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測12_ 6060年代以前年代以前3 3次次_ 7070年代年代9 9次次_ 8080年代年

6、代7474次次_ 19901990年年3434次次 _ 19981998年年2222次次_ 19991999年年7 7月月3 3日渤海赤潮面積達(dá)日渤海赤潮面積達(dá)15001500kmkm2 2 我國沿海海域赤潮出現(xiàn)的頻率我國沿海海域赤潮出現(xiàn)的頻率2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測13第二章 水與水污染、水質(zhì)與水質(zhì)指標(biāo)和水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)一、水二、水污染三、水質(zhì)與水質(zhì)指標(biāo)四、水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測14一、水1、水的重要性_ 地球上一切生命存在的基礎(chǔ)_ 對人的重要性 人體的2/3是水； 人體失去10的水，將難以運(yùn)動(dòng)； 失去20的水將導(dǎo)致死亡_ 水是重要的資源(？花錢如流水)2022-5-29環(huán)境工

7、程監(jiān)測152、水的物化特性(1) 相圖與三態(tài)O(三相點(diǎn))單相1區(qū)兩相共存線三相點(diǎn)(0.00980C0.006026atm)溫度大氣壓2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測16(2) 熱容量熱容量_在所有的液體和固體物質(zhì)中，水具有最大比熱_4.18 焦耳/克度(1個(gè)大氣壓和15) (3) 密度密度_水在4時(shí)具有最大密度 1.00000 g/cm3_在04時(shí)水的反常膨脹現(xiàn)象狀態(tài)4水0水0冰密度(g/cm3) 1.000000.999870.916752022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測17(4) 表面性質(zhì)表面性質(zhì)_ 所有常溫液體中，除汞以外，水具有最大的表面張力(7.28x10-4牛頓/cm)(5) 溶解與反應(yīng)

8、能力溶解與反應(yīng)能力_ 水是一個(gè)極好的積性溶劑?？梢匀芙猓簶O性分子物質(zhì)晶體化合物部分非極性化合物 （如葡萄糖等）氣體 （O2, N2, CO2, NH3）_ 參與反應(yīng)，與活潑金屬金屬氧化物非金屬氧化物等2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測182、水的分布與循環(huán)(1) 地球上水的分布_ 總量14億立方千米。其中97.252為海水，2.163存在與冰川、冰帽，而可被人類開發(fā)利用的淡水總量僅占0.3，約400萬立方千米_ 中國：地面水年逕流量27210億m3，在各國中排第六，但人均每年為2720 m3，僅為世界平均擁有量的1/4(2) 水的自然循環(huán)和社會(huì)循環(huán)2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測19二、水污染1、自

9、然污染與人為污染_環(huán)境容量：自然環(huán)境體系對其中的各種物質(zhì)的變化所具有的一定程度的調(diào)節(jié)和緩沖能力_水的自凈能力：水體所具有的在一定程度下自然降低污染的能力2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測202、水體污染物的分類和影響_ 化學(xué)性污染：無機(jī)污染物、有機(jī)污染物等_ 物理性污染：熱污染、放射性污染、懸浮物質(zhì)污染_ 生物性污染：細(xì)菌、病毒等2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測21三、三、水質(zhì)與水質(zhì)指標(biāo)1、水質(zhì)和水質(zhì)指標(biāo)(1) 水質(zhì)指標(biāo)的定義_ 水質(zhì)是指水和其中所含的雜質(zhì)共同表現(xiàn)出來的綜合特性_ 水質(zhì)指標(biāo)是水質(zhì)的具體衡量標(biāo)準(zhǔn)，表示出水中雜質(zhì)的種類、成分和數(shù)量2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測22_ 物理性水質(zhì)指標(biāo)溫度T

10、emperature色度Color濁度Turbidity嗅Odor味Taste電導(dǎo)率Conductivity(2) 水質(zhì)指標(biāo)類別2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測23_化學(xué)性水質(zhì)指標(biāo)化學(xué)需氧量COD生物需氧量BOD總有機(jī)碳TOCH+濃度pH酸度Acidity堿度Alkalinity多環(huán)芳烴PAHs多氯聯(lián)苯PCBs硝酸鹽Nitrate汞Mercury2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測24_生物性水質(zhì)指標(biāo)細(xì)菌總數(shù)Colony counts大腸桿菌數(shù)Total coliform葉綠素aChlorophyll a2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測252、天然水的成分和性質(zhì)_ 降水 （含鹽量較低、水質(zhì)較軟；酸雨pH

11、小于5.65）_ 地下水（比較干凈，但含鹽量高于降水；礦泉水；地下水污染）_ 地面水 （江、河、湖、海；渾濁度高、水質(zhì)較軟、水體易被污染）2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測263、廢水的成分和性質(zhì)(1) 生活污水_ 特征：渾濁、深色、惡臭的液體、pH在78之間；固體物含量僅為0.1-0.2_ 需監(jiān)測的項(xiàng)目：pH、懸浮固體、可沉固體、COD、BOD、氨氮、硝酸鹽氮等_ 變化因素多，水質(zhì)不穩(wěn)定，需綜合出污水水質(zhì)的平均值2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測273、廢水的成分和性質(zhì)(2) 工業(yè)廢水_ 污染強(qiáng)度大、污染物質(zhì)多、治理難度大_ 無機(jī)工業(yè)廢水：冶金、建筑等工業(yè)廢水_ 有機(jī)工業(yè)廢水：食品、農(nóng)藥、石油化工等

12、廢水_ 混合工業(yè)廢水：焦化廢水、皮革廢水等2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測28四、水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)我國的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)體系分為六類兩級(jí)：_六類標(biāo)準(zhǔn)：環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、污染物排放標(biāo)準(zhǔn)、環(huán)?；A(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)、環(huán)保方法標(biāo)準(zhǔn)、環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)樣品標(biāo)準(zhǔn)、環(huán)保儀器設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)_兩級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：國家環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)地方環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)(要求低于國家標(biāo)準(zhǔn)？)_我國已有環(huán)境國家標(biāo)準(zhǔn)300多項(xiàng)2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測291、飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(1) 水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)制定的原則_ 流行病學(xué)上安全可靠，不含各種病源細(xì)菌和寄生蟲卵，防治傳染病的傳播_ 化學(xué)組成上對人體無害，所含的有毒有害物質(zhì)的濃度對人體健康不產(chǎn)生毒害或不良影響_ 感官性狀良好，對感官無不良刺激(2) 飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)

13、(中國、WHO、美國)2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測302、工業(yè)用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)_生產(chǎn)技術(shù)用水原料用水、生產(chǎn)工藝用水和生產(chǎn)過程用水_鍋爐用水懸浮固體、硬度、溶解氧指標(biāo)_冷卻用水盡可能低的水溫、無水垢或泥渣沉積、對金屬腐蝕小、避免微生物或其它生物的繁殖2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測313、農(nóng)業(yè)用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)_ 灌溉用水水質(zhì)指標(biāo)中，總含鹽量是一個(gè)重要指標(biāo)。_ 用總含鹽量小于500mg/L的水灌溉農(nóng)田不會(huì)引起鹽堿化問題，我國規(guī)定灌溉用水的總含鹽量不得超過1500mg/L4、漁業(yè)用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)_ 考慮魚類的生存和繁殖以及毒物通過食物鏈在魚體內(nèi)的富集2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測325、水體污染控制標(biāo)準(zhǔn)(1)

14、地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB3838-88） 將水體劃分為五類（pH、DO、CODMn）I 類源頭水、國家自然保護(hù)區(qū)II 類集中式生活引用水源地一級(jí)保護(hù)區(qū)、珍貴魚類保護(hù)區(qū)、魚蝦產(chǎn)卵場等III 類集中式飲用水源地二級(jí)保護(hù)區(qū)、一般魚類保護(hù)區(qū)及游泳區(qū)IV 類一般工業(yè)用水區(qū)及人體非直接接觸的娛樂用水區(qū)V 類農(nóng)業(yè)用水區(qū)及一般景觀要求水域_同一水體兼有多種功能的，以高功能分類；_有季節(jié)性功能的，可按季節(jié)分類。2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測33(2) 污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB8978-1996）_ 地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中的I類和II類水域，不得新建排污口_ 排入III類水域的污水，執(zhí)行一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)_ 排入IV類和V類水

15、域的污水，執(zhí)行二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)_ 排入城鎮(zhèn)下水道并進(jìn)入二級(jí)污水處理廠進(jìn)行生物處理的污水執(zhí)行三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測34兩類污染物：_第一類污染物是指能在環(huán)境和動(dòng)物、植物中蓄積，對人體健康產(chǎn)生長遠(yuǎn)不良影響的污染物質(zhì)(13種）_第二類污染物是指其長遠(yuǎn)影響小于第一類的污染物質(zhì)（pH、SS、BOD5、COD）GB8978-1996(1)GB8978-1996(2)GB8978-1996(3)2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測352022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測36第三章：水質(zhì)分析概論第三章：水質(zhì)分析概論 一、水質(zhì)分析 二、污染調(diào)查 三、水樣的采集、保存和預(yù)處理 四、水質(zhì)分析的基本方法 五、水質(zhì)分析結(jié)果

16、的表示方法2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測37水質(zhì)分析 目的 一般方法2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測38污染調(diào)查（一） 1、工業(yè)污染源調(diào)查 企業(yè)自然背景和社會(huì)背景 企業(yè)的基本情況和廠區(qū)布局 生產(chǎn)和排污工藝 能源、水源和原材料 操作情況和管理水平 污染危害 污染物治理現(xiàn)狀和規(guī)劃 生產(chǎn)發(fā)展規(guī)劃和環(huán)境保護(hù)措施2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測39污染調(diào)查（二） 2、水體污染調(diào)查水體水體調(diào)查頻率調(diào)查頻率常規(guī)分析項(xiàng)目常規(guī)分析項(xiàng)目注意事項(xiàng)注意事項(xiàng)江河每月或每季度渾濁度、溫度、pH、電導(dǎo)率、懸浮固體、溶解固體、溶解氧、BOD、氨氮、細(xì)菌總數(shù)、有害物質(zhì)等1、豐水期、枯水期與平水期的差別2、漲潮和落潮的差別湖泊水庫每

17、月或每季度渾濁度、溫度、pH、電導(dǎo)率、懸浮固體、溶解固體、溶解氧、BOD、氨氮、細(xì)菌總數(shù)、有害物質(zhì)等港灣海域鹽度、pH、溶解氧、BOD、COD、氧化還原電位等漲潮和落潮的差別地下水每年總含鹽量、總硬度、pH、好氧量、氨氮、硝酸鹽氮、鉀鈉、鈣、鎂、碳酸根、硫酸根、氯離子、酚、氰、汞、鎘、鉻、砷、油、細(xì)菌等豐水期、枯水期和平水期的差別底質(zhì)燒灼減重 COD、有機(jī)氮、硫化物、重金屬（汞、鎘、鉻、鉛、銅、鋅等） 、氰、砷、殺蟲劑、農(nóng)藥、洗滌劑、石油、氧化還原電位由排放污染源至適當(dāng)距離2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測40水樣的采集、保存和預(yù)處理采樣布點(diǎn)采樣時(shí)間和頻率采樣設(shè)備和技術(shù)一般水體工 業(yè) 廢 水 和

18、生 活污水水水樣樣的的采采集集1 在污染源的上、中、下游和支流入口等處布設(shè)斷面2 小河流在其中心的主流線單點(diǎn)采樣，大河流采 35 個(gè)樣3 表層水樣（水面下 0.5-1.0 米處） 、中層水樣、深層水樣（據(jù)底質(zhì) 0.5-1.0 米處）4 一般采水面下 0.2-0.5 米處1 水面下 1/4 至 1/2水深處取樣2 接納水體離廢水入口 2030 倍管徑處1 瞬時(shí)水樣2 平均混合水樣3 平均混合比例水樣4 連續(xù)比例混合水樣5 單獨(dú)水樣1 采樣器2 盛水器3 采樣量 （單項(xiàng) 分 析 ：0.5-1升 ，一般理化全分析：3 升）水 樣保存1. 冷凍或冷藏2. 加入藥劑水 樣預(yù) 處理1. 去除渾濁度干擾：離

19、心分離、過濾、溶劑萃取、揮發(fā)或蒸發(fā)2. 消除有機(jī)物干擾：消解3. 提高濃度：濃縮富集（蒸發(fā)、蒸餾、萃取、吸附/解附等）2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測41水質(zhì)分析的基本方法2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測42水質(zhì)分析結(jié)果的表示方法 Molar concentration Molar (M, mole/L) = moles per liter Mass Concentration Mass/Volume = Mass of substance per volume of solution mg/L, ug/L, ug/mL Weight/Weight=Mass of substance per ma

20、ss of solution ppm: parts per million,10-6 ppb: parts per billion, 10-9 Percent (%) W/V (%) V/V Normal (N) = Equivalents per liter2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測43第四章第四章 水的感官物理性狀水的感官物理性狀 一、溫度(Temperature) 二、嗅和味(Odor and Taste) 三、色度 (Color) 四、渾濁度 (Turbinity)2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測44溫度 水中的反應(yīng)速率（化學(xué)反應(yīng)、生物反應(yīng)） 水中的溶解氧（9.17 mg/L at

21、20 and 1 atm） 現(xiàn)場測定、溫度計(jì)、深水溫度計(jì)2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測45嗅和味 嗅、嗅氣強(qiáng)度的六級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（見右表） 嗅閾值：水樣用無嗅水稀釋至剛能察覺的稀釋倍數(shù)。（水樣體積無嗅稀釋水體積）/水樣體積 我國規(guī)定飲用水的嗅閾值必須小于2 味：也可用類似嗅的六級(jí)表示級(jí)嗅氣強(qiáng)度性狀0無不可察覺1極微弱有經(jīng)驗(yàn)的工作者才能察覺2微弱一般使用者可以察覺3明顯容易察覺，并感覺水不好4強(qiáng)具有顯著的、不愉快的嗅氣5極強(qiáng)有很強(qiáng)烈的嗅氣，完全不適于飲用2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測46色度 真色：由水中的溶解物質(zhì)和或膠體物質(zhì)產(chǎn)生的顏色。水質(zhì)分析中一般指真色 表色：由水中的溶解物質(zhì)和膠體物質(zhì)以及懸浮物質(zhì)

22、綜合產(chǎn)生的顏色 測定方法：鈷比色法規(guī)定一升水中含有相當(dāng)于1mg鉑時(shí)所產(chǎn)生的顏色為一度稀釋倍數(shù)法分光光度法三激勵(lì)值法 (Tristimulus value) 飲用水規(guī)定小于15度2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測47渾濁度 測定：目視法：濁光，比濁法 測定范圍：01000 （燭光濁度計(jì)251000， 比濁法：0100）散射法：NTU (Ref 1989 pp 2-11 to 2-16) 測定范圍：040 飲用水規(guī)定濁度小于32022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測48第五章第五章 水中的固體物質(zhì)水中的固體物質(zhì) 一、水中的固體 二、污泥中的固體 三、含鹽量與電導(dǎo)率2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測49水中的固體 總

23、固體（TS）在105110下將水樣蒸發(fā)至干時(shí)所殘余的固體物質(zhì)總量 溶解固體和懸浮固體 揮發(fā)性固體和固定性固體水樣中的固體物質(zhì)在600灼燒時(shí)所失去的重量為揮發(fā)性固體，殘余物的重量為固定性固體 可沉固體1升水樣在可沉固體錐形筒內(nèi)靜置1小時(shí)后所沉下的懸浮物質(zhì)重量 飲用水中的TS 應(yīng)小于500 mg/L2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測50污泥中的固體 初沉泥、活性污泥、生污泥、孰污泥 污泥濃度(MLSS)、污泥沉降比(SV)、污泥體積系數(shù)(SVI)或污泥指數(shù)(SI)2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測51含鹽量與電導(dǎo)率 總含鹽量溶解固體1/2 HCO3- 溶解固體（TDS）(0.550.70)電導(dǎo)率2022-

24、5-29環(huán)境工程監(jiān)測52第六章 水中的酸堿物質(zhì) 一、酸堿質(zhì)子理論 二、水的pH 三、水的酸度(Acidity) 四、水的堿度(Alkalinity)2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測53酸堿質(zhì)子理論（一） 1、傳統(tǒng)的酸堿理論釋放出H+、OH- 2、酸堿質(zhì)子理論給出和接受質(zhì)子H+HA + B = A- + HB共軛酸堿對水溶液中物質(zhì)的酸堿強(qiáng)弱取決于它對水分子給予和奪取質(zhì)子的強(qiáng)弱酸堿可以是分子、離子等形式酸堿可以相互轉(zhuǎn)化、酸堿實(shí)質(zhì)上是同時(shí)存在的酸堿反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是質(zhì)子在化合物之間的轉(zhuǎn)移過程質(zhì)子水合質(zhì)子、H+H3O+H9O4+2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測54酸堿質(zhì)子理論（二） 3、水的酸堿性質(zhì)指標(biāo)pH、酸

25、度、堿度酸度和堿度可以同時(shí)存在pH水中氫離子濃度的負(fù)對數(shù)，表示酸的強(qiáng)度酸度水中酸性物質(zhì)的含量堿度水中堿性物質(zhì)的含量2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測55水的pH（一） 1、pH值的概念（1）pH值是溶液中氫離子活度的負(fù)對數(shù) pH-logH+ 活度與濃度：考慮離子強(qiáng)度影響（2）水的離子積 KwH+OH-=1x10(E-14) (25時(shí))（3）天然水的pH 二氧化碳、重碳酸鹽、碳酸鹽平衡系統(tǒng) 4.58.52022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測56水的pH（二） 2、pH值測定的意義（1）供水和給水處理 飲用水：6.5-8.5 鍋爐用水：7-8.5 影響水的混凝、消毒、軟化、脫鹽、腐蝕控制等處理過程（2）排水和

26、廢水處理 生活污水：7.2-7.6 工業(yè)廢水進(jìn)入下水道：69 影響生物處理工藝（3）影響有毒物質(zhì)的毒性2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測57水的pH（三） 3、pH值的測定方法（1）電位測定法pH計(jì) 構(gòu)成：r溶液中的指示電極（玻璃電極）和參比電極（飽和甘汞電極）構(gòu)成電池 原理：能斯特方程 EE0+0.059logH+E0-0.059pH 標(biāo)準(zhǔn)溶液校準(zhǔn)磷酸二氫鉀磷酸氫二鈉 溫度補(bǔ)償 精度：0.1pH單位（2）比色測定法 利用常用pH指示劑 pH試紙2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測58水的酸度（一） 水的酸度是水中所有能與強(qiáng)堿相互作用的物質(zhì)的總量，包括強(qiáng)酸、弱酸、強(qiáng)酸弱堿鹽等 1、水中酸度來源（1）主要

27、的弱酸碳酸來源于二氧化碳在水中的平衡 溶于水中的二氧化碳決大多數(shù)為游離二氧化碳 水中的二氧化碳來源于大氣中的二氧化碳和有機(jī)物的分解（2）強(qiáng)酸來源于冶金、化工等工業(yè)廢水（3）味精等含硫廢水在硫酸鹽菌作用下產(chǎn)生硫酸2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測59水的酸度（二） 2、酸度的分類總酸度、酚酞酸度酚酞終點(diǎn)時(shí)的酸度 8.3強(qiáng)酸酸度、無機(jī)酸酸度、甲基橙酸度甲基橙終點(diǎn)時(shí)的酸度 4.42022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測60水的酸度（三） 3、酸度的測定（1）酸堿滴定法 （2）計(jì)算法求水中游離二氧化碳含量 CO2H+HCO3-/K1 諾模圖 p258圖13-5 4、測定意義防止酸性腐蝕水中二氧化碳高于15mg/L時(shí)

28、，混凝土腐蝕酸性廢水和其它廢水反應(yīng)形成有害物質(zhì)廢水處理的適宜酸度影響水生生物的生長繁殖2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測61水的堿度（一） 水的堿度是水中所有能與強(qiáng)酸相互作用的物質(zhì)的總量，包括強(qiáng)堿、弱堿、強(qiáng)堿弱酸鹽等 1、水中堿度來源天然水：重碳酸鹽、碳酸鹽、氫氧化物等藻類吸收水中游離和化合的二氧化碳廢水中的洗滌劑、農(nóng)藥、化肥等含有磷酸鹽造紙、印染、化工、電鍍等工業(yè)廢水含有堿度2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測62水的堿度（二） 2、堿度的分類氫氧化物堿度、碳酸鹽堿度、重碳酸鹽堿度 p260圖13-6酚酞堿度酚酞終點(diǎn)時(shí)的酸度 8.3甲基橙堿度（總堿度）甲基橙終點(diǎn)時(shí)的酸度 4.42022-5-29環(huán)境工

29、程監(jiān)測63水的堿度（三） 3、堿度的測定和計(jì)算（1）酸堿滴定法（2）三種堿度的計(jì)算法 由總堿度、酚酞堿度測定值計(jì)算 T總堿度 P酚酞堿度 M由酚酞堿度滴定至總堿度時(shí)消耗的酸量 TP+M 根據(jù)堿度和pH值的測定計(jì)算(p262) 根據(jù)平衡方程式的計(jì)算(p263)2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測64水的堿度（四） 水的混凝處理酸化后影響效果 水的軟化處理石灰蘇打法 水質(zhì)穩(wěn)定和管道腐蝕控制 堿性工業(yè)廢水的中和處理 生物處理的適宜酸堿度2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測65第七章 水中的硬度 一、硬度及其分類 二、硬度測定的意義 三、硬度的測定 四、（非）碳酸鹽硬度的計(jì)算2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測66硬度

30、及其分類（一） 1、水的硬度：是由于能與肥皂作用生成沉淀和與水中某些陰離子化合生成水垢的兩價(jià)金屬離子的存在而產(chǎn)生的。致硬金屬離子：鈣、鎂和鐵、錳、鍶與致硬金屬離子有關(guān)的陰離子：HCO3-, CO32-,SO42-, Cl-, NO3-, SiO3-2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測67硬度及其分類（二） 2、硬度的分類總硬度鈣硬度鎂硬度總硬度碳酸鹽硬度（暫時(shí)硬度）非碳酸鹽硬度（永久硬度）碳酸鹽硬度（暫時(shí)硬度）：鈣鎂的碳酸鹽和重碳酸鹽，可經(jīng)煮沸除去非碳酸鹽硬度（永久硬度）：鈣鎂的硫酸鹽、氯化物等，不受加熱影響 3、硬度單位mg/L CaO計(jì)mg/L CaCO3計(jì)度 ： 1 升 水 中 含10mg/L

31、 CaO時(shí)所引起的硬度（我國的定義同德國度）2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測68硬度測定的意義 1、雨水的硬度極低，地面水稍高（長江水47度），地下水更高 2、水質(zhì)軟硬的分類（見下表） 3、日常生活：消耗肥皂、產(chǎn)生水垢、口感不好 4、工業(yè)：鍋爐內(nèi)結(jié)垢、冷卻水管路堵塞、產(chǎn)品質(zhì)量種類度CaCO3很軟水4軟水4-8303002022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測69硬度的測定 總硬度測定：絡(luò)合滴定法滴定劑：EDTA（乙二胺四乙酸或其鈉鹽）的標(biāo)準(zhǔn)溶液指示劑：EBT（鉻黑T）終點(diǎn)現(xiàn)象：由酒紅色變?yōu)樗{(lán)色注意事項(xiàng)：控制溶液的pH在10左右2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測70（非）碳酸鹽硬度的計(jì)算 1、S碳酸鹽堿度重碳酸

32、鹽堿度（見下表） 2、陽離子、陰離子的假想化合順序表 3、圖解法S 與總硬度關(guān)系 碳酸鹽硬度非碳酸鹽硬度 解釋S總硬度總硬度0無硫酸鈣2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測71第八章 水中的氯離子 一、水中氯化物的來源 二、水中氯化物的測定意義 三、水中氯化物的測定方法2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測72水中氯化物的來源(一） 1、來源水源流經(jīng)含有氯化物的地層水源受工業(yè)廢水或生活污水的污染近海水源受海水影響地面水：海水倒灌（潮汐、枯水期）地下水：海水滲透補(bǔ)給過分開采海面上吹過來的海水夾帶氯離子2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測73水中氯化物的來源(二） 2、含量幾乎所有天然水中都含有不同數(shù)量的氯化物一般來說

33、：總含鹽量高的水，氯離子濃度也高水體氯離子含量(mg/L)山水、溪水幾幾十河水、地下水幾十幾百苦咸水1.2k5k海水15k20k2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測74水中氯化物的測定意義 1、飲用水影響：少量對人體無害多了有咸味（鈉離子多時(shí)易感覺）太多超過4000mg/L影響健康水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)：（mg/L）中國：不大于250美國：不大于250日本：不大于200缺水國家常高達(dá)2000，將苦咸水作生活用水，未影響健康 2、工業(yè)：對鍋爐、金屬管道、建筑物有腐蝕作用 3、農(nóng)業(yè)灌溉：不大于300mg/L，影響作物生長 4、在環(huán)境工程、水文、水利等工程實(shí)踐中作示蹤劑研究地下水動(dòng)力學(xué)2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測75

34、水中氯化物的測定方法（一） 1、Mohr法最常用方法滴定劑：硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)溶液指示劑：鉻酸鉀終點(diǎn)現(xiàn)象：白色變成磚紅色注意事項(xiàng)： 水樣pH在6.310，最佳78。 過高pH：產(chǎn)生氫氧化銀沉淀 過低pH：鉻酸根變成重鉻酸根。無終點(diǎn)現(xiàn)象 適量指示劑2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測76水中氯化物的測定方法（二） 2、其它方法硝酸汞法電位滴定法離子選擇性電極，銀氯化銀電極離子色譜法分析方法：EPA標(biāo)準(zhǔn)方法 采樣前處理分析（GC, HPLC, GC/MS等）2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測77第九章 水中的余氯和需氯量 一、水的氯化和消毒（Chlorination and Disinfection） 二、余氯及其

35、分類（Chlirine Residual） 三、需氯量（Chlorine Demand） 四、余氯的測定2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測78水的氯化和消毒（一） 1、水中的細(xì)菌和病毒病原微生物傳播疾?。簜?、痢疾、上海甲肝 2、消毒：殺滅水中的病原菌及其它有害微生物不是殺滅一切，與滅菌不同即使病原病微生物，也不能絕對殺滅。如芽孢病毒方法：煮沸、氯、紫外線、臭氧、ClO22022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測79水的氯化和消毒（二） 3、水的氯化氯消毒起源于1850年，1904年英國正式用于給水消毒氯藥劑：液氯（壓縮氯氣）漂白粉（Ca(OCl)Cl,有效氯2535液氯）漂粉精（次氯酸鈣）Ca(OCl)2，

36、6070液氯水處理中的水的氯化是指水的消毒或處理（作氧化劑脫出氮和色度等）2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測80水的氯化和消毒（三） 4、氯的性質(zhì)與水作用Cl2H2OHOClHClCl2， HOCl， OCl-的比例與H+有關(guān)。殺菌作用：僅HOCl有，或認(rèn)為Cl2 ，HOCl， OCl+均有。與氨作用：生成氯胺。氯胺水解可變成HOCl，能殺菌。作用較慢，但穩(wěn)定，持續(xù)時(shí)間長。與雜質(zhì)作用：還原性物質(zhì)Fe2+， Mn2+， S2- ，SO32-， 有機(jī)物等。2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測81余氯及其分類（一） 1、余氯水經(jīng)過氯消毒，接觸一定時(shí)間后（30分鐘）還應(yīng)有適量的剩余氯留在水中以保證持續(xù)的殺菌作用

37、，這中剩余的氯稱為余氯為了保證水中所有的病原細(xì)菌都能受到氯的作用而加入的過量的氯保證飲用水安全：接觸量和接觸時(shí)間2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測82余氯及其分類（二） 2、余氯的分類總余氯自由性余氯（Free CR）化合性余氯(Combined CR)自由性余氯：Cl2， HOCl， OCl-化合性余氯：氯胺化合物NH2Cl， NHCl2， NCl3 3、飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)接觸30分鐘后：FCR不小于0.3mg/L Cl2，管網(wǎng)末端的FCR不小于0.05mg/L Cl2加入過多的氯產(chǎn)生氯嗅味和副產(chǎn)物，特別是與酚時(shí)，2,5氯酚最有嗅味。2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測83需氯量（一） 1、定義需氯量加氯

38、量余氯量（單位體積水中，在一定條件下（T, t, pH）需氯量代表了水中那些能被氯氧化的雜質(zhì)的量，如細(xì)菌、還原性有機(jī)物等 2、用途自來水廠的投氯量污水廠出水消毒的投氯量粗略反映水體受污染的程度2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測84需氯量（二） 3、需氯量試驗(yàn)同一水樣，加入不同量的氯，經(jīng)過一定時(shí)間接觸后測余氯，以余氯對加氯量作圖。（p285 Figure 16-4)45度斜線：加氯余氯，需氯量0折線：代表需氯量不為零的情況a余氯量 b需氯量2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測85需氯量（三）I 區(qū)加入氯全部與還原性 Fe2+,Mn2+ ,NO2-等作用，且無氯胺生成。余氯0消毒不可靠II 區(qū)生產(chǎn)氯胺，有余

39、氯，但為化合性余氯一定消毒效果III 區(qū)Cl，NH3比例增大，部分氨、氯胺被氧化成 N2, HCl, NO3-，這些不是余氯，故余氯降低。折點(diǎn) B 以前為化合性余氯。VI 區(qū)B 點(diǎn)后是 45 度線，所增加的投氯量完全以自由性余氯存在消毒效果最好根據(jù)上表分成四個(gè)區(qū)折點(diǎn)加氯法：按大于出現(xiàn)折點(diǎn)的量來投加。更安全2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測86余氯的測定（一） 1、淀粉碘量法（容量法，氧化還原法）滴定劑：NA2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液，碘指示劑：淀粉終點(diǎn)現(xiàn)象：藍(lán)色消失注意：酸性條件，pH34，用HAC調(diào)pH，不能用HCl, H2SO42022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測87余氯的測定（二） 2、聯(lián)鄰甲苯胺法酸性條

40、件下聯(lián)鄰甲苯胺與氯、氯胺生成黃色化合物，用比色分析測定 3、聯(lián)鄰甲苯胺、亞砷酸鹽法可分別測總余氯、自由性余氯、化合性余氯兩份水樣：加聯(lián)鄰甲苯胺，510分鐘后測定為總余氯加聯(lián)鄰甲苯胺，混合5秒后加亞砷酸鹽以抑制化合性余氯繼續(xù)與聯(lián)鄰甲苯胺作用，測定得到自由性余氯。2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測88第十章 水中的溶解氣體和溶解氧 一、水中溶解氣體的來源 二、影響氣體在水中溶解度的因素 三、水中溶解氧的來源 四、水中溶解氧的測定 五、水中的氨 六、水中的硫化氫和甲烷2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測89水中溶解氣體的來源 1、空氣的溶入空氣中的氮?dú)?8、氧氣21在水中都有一定的溶解度 2、水中有機(jī)物質(zhì)的分

41、解二氧化碳主要分解產(chǎn)物，一部分以氣態(tài)溶于水中，一部分變成碳酸鹽和重碳酸鹽氨含氮物質(zhì)的分解產(chǎn)物。pH升高時(shí)有氣態(tài)氨硫化氫和甲烷厭氧分解產(chǎn)物 3、水生生物的新陳代謝藻類呼吸作用：氧氣和二氧化碳2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測90影響氣體在水中溶解度的因素(一） 1、氣體性質(zhì)與水反應(yīng)的程度約大，溶解度越大溶解度增大：氧氣、氮?dú)?、氫氣二氧化碳、二氧化硫、硫化氫?022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測91影響氣體在水中溶解度的因素(二） 2、氣體的分壓Herry定律：溫度不變時(shí)，氣體在溶液中的溶解度正比于該氣體在液體上方的分壓C1P1Herry常數(shù)：其值等于當(dāng)該氣體分壓為1個(gè)大氣壓時(shí)在溶液中的溶解度常見氣體的He

42、rry常數(shù)值Daltons 分壓定律：混合氣體的總壓力等于各分壓力之和分壓正比于該氣體在混合氣體中所占的體積百分?jǐn)?shù)或摩爾百分?jǐn)?shù)2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測92影響氣體在水中溶解度的因素(三） 3、溫度溫度升高，溶解度下降 4、其它雜質(zhì)，如對氧：清水100，生活污水95，海水822022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測93水中溶解氧的來源 1、水中的溶解氧是指水中的分子氧 2、來源大氣中21氧在水中的溶解，水生生物的新陳代謝等 3、影響其含量的因素（見下表）諾模圖由溫度、大氣壓、溶解氧得出氧飽和度影響因素溶解氧含量大氣壓正比水溫反比含鹽量反比2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測94水中溶解氧的測定（一） 1、

43、測定意義衡量地面水體污染的一個(gè)重要指標(biāo)清潔水DO 接近飽和地面水含大量藻類水體DO 過飽和（光合作用）受污染水體DO 小于飽和值微生物氧化有機(jī)物耗氧地下水一般較小，深層為零2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測95水中溶解氧的測定（二）在廢水生化處理過程中 控制曝氣速度：既保持好氧條件，又避免過多DO，浪費(fèi)能源 DO對活性污泥和生物膜的生長及活性影響很大DO是BOD測定的基礎(chǔ)給水水源中，DO過高 加速水處理設(shè)備（泵、管道等金屬）的腐蝕 鍋爐給水：DO不大于0.05mg/L（高壓）0.1mg/L（中壓），除氧處理 使供水帶有鐵味造成玷污 Reason: Fe2+ 氧化成Fe3+，從而生成Fe(OH)3沉

44、淀，造成水中的Fe2+濃度下降，平衡被破壞，使新的鐵溶解2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測96水中溶解氧的測定（三） 2、測溶解氧水樣的采集避免和空氣接觸、避免攪動(dòng)用溶解氧瓶(BOD瓶)，磨口塞、裝滿，不留氣泡河、湖、水池取水，專用取樣器最好現(xiàn)場測定，避免生物活動(dòng)引起DO變化保存樣品于暗處，在6小時(shí)內(nèi)測定2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測97水中溶解氧的測定（四） 3、Wenkler測定法實(shí)質(zhì)：容量法、氧化還原法、碘量法基本原理：氧在堿性溶液中使二價(jià)錳氧化成四價(jià)錳，而四價(jià)錳在酸溶液中使碘離子氧化成碘分子，釋放出來的碘量水中的溶解氧量，碘用硫代硫酸鈉溶液測定普通法適用于比較清潔的水疊氮化鈉修正法用于消除

45、亞硝酸鹽的干擾高錳酸鹽修正法用于消除亞硝酸鹽、鐵及有機(jī)物的干擾2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測98水中溶解氧的測定（五） 4、溶解氧電極法原理：將兩個(gè)金屬電極浸沒在一個(gè)電解質(zhì)溶液中，電極和電解質(zhì)溶液裝在一個(gè)用氧半透膜（僅氧和其它一些氣體可以通過）包圍的容器內(nèi)。當(dāng)外加電壓時(shí)，產(chǎn)生電極反應(yīng)產(chǎn)生一個(gè)擴(kuò)散電流。該擴(kuò)散電流在一定溫度下與水中氧的濃度成正比優(yōu)點(diǎn)： 干擾少 易于現(xiàn)場測定和深水測定 易于自動(dòng)連續(xù)測定2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測99水中的氨2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測100水中的硫化氫和甲烷2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測101第十一章 水中的有機(jī)物質(zhì) 一、水中的有機(jī)物質(zhì)的來源 二、水中有機(jī)物質(zhì)

46、的測定方法 三、化學(xué)需氧量和好氧量(COD and OC) 四、生化需氧量(BOD) 五、總有機(jī)碳(TOC) 六、水中有機(jī)物質(zhì)的其他測定方法2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測102水中的有機(jī)物質(zhì)的來源（一） 1、自然界的碳循環(huán)碳是構(gòu)成有機(jī)物的核心元素。是地殼、巖石及礦物燃料的主要成分環(huán)境中的碳循環(huán)主要通過二氧化碳來進(jìn)行動(dòng)物植物呼吸和礦物燃燒CO2進(jìn)入氣圈通過光合作用進(jìn)入生物圈的植物中6CO2 + 6H2O + 能（日光）= C6H12O6 + 6 O2糖：為植物消耗，提供能量，反應(yīng)向左，二氧化碳進(jìn)入氣圈被動(dòng)物消耗，食物氧化，產(chǎn)生二氧化碳，進(jìn)入氣圈動(dòng)物植物死亡后：被微生物分解，碳變成二氧化碳，進(jìn)入氣

47、圈沉積，億萬年，變成礦物燃料2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測103水中的有機(jī)物質(zhì)的來源（二）環(huán)境中碳的小循環(huán)（見下表）整體構(gòu)成一個(gè)大循環(huán)水圈中除了無機(jī)碳外，還有有機(jī)碳。盡管其數(shù)量相對于整個(gè)碳循環(huán)很小，但在環(huán)境工程中有著十分重要的作用氣圈水圈通過溶解平衡，CO2，CO32-，HCO3-生物圈水圈通過呼吸作用、光合作用巖石圈水圈通過沉積作用、風(fēng)化作用2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測104水中的有機(jī)物質(zhì)的來源（三） 2、水中有機(jī)物的來源 3、水中有機(jī)物的分類2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測105水中有機(jī)物質(zhì)的測定方法（一） 綜合指標(biāo)測定環(huán)境工程中常用綜合指標(biāo)來間接測定水中的有機(jī)物。因?yàn)樗械挠袡C(jī)物質(zhì)分別測

48、定比較困難種類繁多組成復(fù)雜分子量范圍大環(huán)境中的含量較低2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測106水中有機(jī)物質(zhì)的測定方法（二）常用的綜合指標(biāo)（見上表）在環(huán)境工程中最普遍適用和最有重要意義的指標(biāo)帶的指標(biāo)測定的要點(diǎn)是：在一定的條件下，水樣中的有機(jī)物質(zhì)經(jīng)過微生物或強(qiáng)氧化劑的作用被氧（水中的溶解氧或外加強(qiáng)氧化劑的化合氧）氧化，根據(jù)所消耗的氧量來間接表示水樣中有機(jī)物質(zhì)含量的多少。物理性指標(biāo)化學(xué)性指標(biāo)生物化學(xué)性指標(biāo)懸浮固體的燒灼減重水的外觀指標(biāo)，如色度、嗅閾值等化學(xué)需氧量COD好氧量 OC總需氧量 TOD總有機(jī)碳 TOC氯仿抽提物 CCE生化需氧量BOD2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測107化學(xué)需氧量和好氧量（一）

49、 在一定的條件下，水中的各種有機(jī)物質(zhì)與外加的強(qiáng)氧化劑（如K2Cr2O7、KMnO4等）作用時(shí)所消耗的的氧量（強(qiáng)氧化劑的化合氧，而不是溶解氧）。結(jié)果一般用mg/L表示 根據(jù)所用的強(qiáng)氧化劑的不同，可分成：重鉻酸鉀好氧量習(xí)慣上稱化學(xué)好氧量，COD高錳酸鉀好氧量習(xí)慣上稱好氧量，OC，又稱高錳酸鉀指數(shù)2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測108化學(xué)需氧量和好氧量（二） 1、化學(xué)需氧量COD（1）、標(biāo)準(zhǔn)法的測定原理 在水樣中加入一定量的K2Cr2O7，在一定條件（強(qiáng)酸性、加熱回流2小時(shí)、Ag2SO4作催化劑）與水中的有機(jī)物相互作用，剩余的K2Cr2O7 用硫酸亞鐵銨Fe(NH4)2(SO4)2滴定。 指示劑：試亞

50、鐵靈（硫酸亞鐵和1,10-phenanthroline） 終點(diǎn)現(xiàn)象：溶液顏色由黃經(jīng)綠、灰蘭到最后的棕紅色2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測109化學(xué)需氧量和好氧量（三）（2）、主要反應(yīng)式 CnHaObcCr2O72-8cH+nCO2(a+8c)/2H2O2cCr3+c2n/3a/6b/3 6Fe2+Cr2O72-14 H+6 Fe3+3Cr3+H2O（3）、注意事項(xiàng) 可將水中的大部分有機(jī)物氧化，但不能氧化芳香烴 實(shí)際上代表的是水中還原性污染物：有機(jī)物、無機(jī)物NO2- 、Fe2+、S2- 、Cl- 2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測110化學(xué)需氧量和好氧量（四） 通常污水中的有機(jī)物含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于水中的無機(jī)

51、還原物，因此可認(rèn)為COD是有機(jī)污染物的指標(biāo) 如果水中無機(jī)還原物的含量太大，就要設(shè)法消除干擾。如：氨基磺酸除NO2- 干擾，硫酸汞消除Cl-干擾（生成難離解的HgCl2） 測定范圍：用0.25mol/L K2Cr2O7 可測定大于50mg/L的COD值，用0.025mol/L的K2Cr2O7 可測定550mg/L的COD值 應(yīng)進(jìn)行空白試驗(yàn)，扣除試劑和溶液中帶入的誤差2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測111化學(xué)需氧量和好氧量（五）硫酸亞鐵銨易氧化，應(yīng)經(jīng)常標(biāo)定該標(biāo)準(zhǔn)溶液一些改進(jìn)的快速方法可以大大縮短測定時(shí)間，但必須做對照試驗(yàn)，且注意其適用性可用鄰苯二甲酸氫鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液檢查試劑質(zhì)量和操作技術(shù)。1克鄰苯二甲酸

52、氫鉀的理論COD為1176mg/L。溶解0.4251g鄰苯二甲酸氫鉀于1L蒸餾水中，其COD值為500mg/L2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測112化學(xué)需氧量和好氧量（六）水樣體積(mL)0.25mol/LK2Cr2O7 mLH2SO4-Ag2SO4mLHgSO4gFeSO4(NH4)2SO4mol/L滴定前總體積 mL10.05.0150.20.0507020.010.0300.40.10014030.015.0450.60.15021040.020.0600.80.20028050.025.0751.00.2503502022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測113化學(xué)需氧量和好氧量（七）（4）、庫侖法

53、-COD儀 方法原理：水樣以K2Cr2O7 為氧化劑，在10.2mol/L硫酸介質(zhì)中回流氧化后，過量的K2Cr2O7 用電解產(chǎn)生的亞鐵離子作為庫侖滴定劑，進(jìn)行庫侖滴定。根據(jù)電解產(chǎn)生亞鐵離子所消耗的電量、按照法拉第定律進(jìn)行計(jì)算。 COD=(Qs-Qm)/96478*8000/V Qs, Qm分別為標(biāo)定K2Cr2O7和過量K2Cr2O7 所消耗的電量，V為水樣的體積(mL) 特點(diǎn)：簡便、快速、試劑用量少可制作成儀器，注意儀器的使用說明書適用范圍：可測定23 mg/L2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測114化學(xué)需氧量和好氧量（八） 2、好氧量OC的測定（1）、測定原理 在水中加入一定量的高錳酸鉀，煮沸十

54、分鐘，使水中有機(jī)物氧化（紅色） 加入草酸，使過量的高錳酸鉀與草酸作用（無色） 最后用高錳酸鉀反滴定多余的草酸（紅色出現(xiàn)時(shí)為終點(diǎn)，自身指示劑） 根據(jù)用去的高錳酸鉀量計(jì)算出好氧量。以mg/L計(jì)2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測115化學(xué)需氧量和好氧量（九）（2）、測定OC的意義 污水處理廠的運(yùn)轉(zhuǎn)效率 廢水處理科學(xué)研究 天然水水質(zhì) 估算BOD 我國地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB3838-88)規(guī)定類別IIIIIIVIVOC(mg/L)2468102022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測116化學(xué)需氧量和好氧量（十）（3）、注意事項(xiàng) 此法只能將一部分不含氮的有機(jī)物（含碳的有機(jī)物）氧化，而含氮的有機(jī)物較難在此條件下氧化。因

55、此，此法一般用于天然水、輕污染的水、一般生活污水 只是相對結(jié)果，因此一定要按照規(guī)定的條件進(jìn)行（所用試劑、加入順序、煮沸） 英國、德國、東歐、前蘇聯(lián)、以色列等國家的標(biāo)準(zhǔn)方法用在沸水浴上加熱30分鐘 我國和日本用直接煮沸10分鐘 美國在1971年的第13版Standard method for the Standard method for the examination of water and wastewaterexamination of water and wastewater就不用此法。2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測117化學(xué)需氧量和好氧量（十一） 但測定OC仍有其優(yōu)點(diǎn)：速度較快，20

56、30分鐘（COD3小時(shí)，BOD5需5天） 水中如存在還原性無機(jī)物，如NO2- 、Fe2+、SO32- 、S2-等，也要消耗高錳酸鉀。消除干擾的方法：在不加熱煮沸的情況下，用高錳酸鉀滴定至粉紅色，測定時(shí)扣除此部分 水中的氯離子大于300mg/L采用堿性條件，避免氯離子與硫酸加熱時(shí)生成鹽酸，而鹽酸消耗高錳酸鉀。 酸性條件下，E0( MnO4- / Mn2+ )1.51V，而： E0( Cr2O72- / Cr3+ )1.36V 表明：高錳酸鉀比重鉻酸鉀的氧化能力更強(qiáng)。但實(shí)際上：CODOC2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測118化學(xué)需氧量和好氧量（十二） 氧化條件的不同：測定條件加熱條件試劑量COD回流

57、 2 小時(shí)30ml 濃硫酸，催化劑OC加熱 10 分鐘5 毫升 1:3 硫酸2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測119生化需氧量（一） 1、生化需氧量的定義：在有氧的條件下，水中可分解的有機(jī)物由于好氣微生物（主要是細(xì)菌）的作用而被氧化分解，變成穩(wěn)定的物質(zhì)，完成該過程所需要的氧量稱為生化需氧量。結(jié)果用氧的mg/L表示可分解的有機(jī)物指可以作為細(xì)菌食料的有機(jī)物微生物把這些有機(jī)物作為營養(yǎng)來源的食料，通過自身的生命活動(dòng)（氧化、呼吸、合成），“吃掉”有機(jī)物，也就是分解了這些有機(jī)物。但有些有機(jī)物是不能被有機(jī)物分解的，如不溶性有機(jī)物、洗衣粉等必須在好氧的條件下（水中的溶解氧，不是化合氧）在好氣微生物的作用下2022

58、-5-29環(huán)境工程監(jiān)測120生化需氧量（二）氧化分解： 微生物將有機(jī)物氧化分解成簡單的化合物和能量 微生物又利用簡單化合物和能量合成細(xì)胞，生長繁殖。 微生物體內(nèi)的細(xì)胞質(zhì)也要進(jìn)行呼吸氧化，也會(huì)分解一些有機(jī)物質(zhì)、釋放能量。這種呼吸氧化稱為內(nèi)源呼吸。在有機(jī)物充足時(shí)不顯著，但食料不足時(shí)靠此供給能量 穩(wěn)定的物質(zhì)分解的最終產(chǎn)物，無機(jī)化，二氧化碳、水等2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測121生化需氧量（三）消耗的氧量： 氧化“吃”進(jìn)體內(nèi)的有機(jī)物所需要的氧Qa 細(xì)胞質(zhì)自身氧化（內(nèi)源呼吸）所需要的氧Qb 生化需氧量QaQb 但生化需氧量不包括： 不可分解的有機(jī)物 用于合成細(xì)胞質(zhì)的那部分有機(jī)物 因此生化需氧量不代表有

59、機(jī)物的全部，低于有機(jī)物完全氧化的理論值2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測122生化需氧量（四） 2、生化需氧量的測定（1）、BOD測定的條件 基本條件足夠的氧氣（溶解氧）加稀釋水微生物（不能有毒物抑制它）接種(seed)必要的營養(yǎng)物質(zhì)（K, Na, Ca, Mg, Fe, S, P, N) 測定溫度微生物活動(dòng)與溫度有關(guān)盡可能和天然條件下有機(jī)物的生物氧化分解情況相似統(tǒng)一規(guī)定，測定時(shí)的溫度應(yīng)保持在201（這是溫帶地區(qū)緩慢流動(dòng)的河水的平均溫度）2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測123生化需氧量（五）測定時(shí)間生物氧化過程是一個(gè)緩慢的過程理論上講要無限長的時(shí)間才終結(jié)至少大約100天左右才基本完成實(shí)驗(yàn)證明：20天

60、大約完成9599，BOD20各國規(guī)定：5天，約完成7080，BOD5標(biāo)準(zhǔn)條件：5天，20。BOD5(20)2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測124生化需氧量（六）（2）、直接法測定BOD 培養(yǎng)前測溶解氧 另一水樣在201的恒溫箱內(nèi)培養(yǎng)5天后再測溶解氧 兩次溶解氧的差值即為BOD5 適用范圍：BOD5小于7mg/L的較清潔水 不能用于一般生活污水、工業(yè)廢水、處理廠出水2022-5-29環(huán)境工程監(jiān)測125生化需氧量（七）（3）、稀釋法測定BOD 用特別的稀釋水將原水稀釋后再測定。 稀釋水幾乎飽和的溶解氧89mg/L豐富的營養(yǎng)物質(zhì)（FeCl3,MgSO4,CaCl2,NH4Cl,磷酸鹽等）適宜的pH6.