水體常規(guī)理化性質(zhì)測定詳解演示文稿

1、水體常規(guī)理化性質(zhì)測定詳解演示文稿第一頁，共三十八頁。（優(yōu)選）水體常規(guī)理化性質(zhì)測定第二頁，共三十八頁。生態(tài)系統(tǒng)類型第三頁，共三十八頁。生態(tài)系統(tǒng)(ecosystem)的結(jié)構(gòu)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)：非生物、生物部分 氣候因子 （光、溫等及其他物理因子） 1非生物部分 無機(jī)物質(zhì) （H2O、N、P、K、Ca等礦質(zhì)元素） 有機(jī)物質(zhì) （糖、蛋白質(zhì)、脂類、腐殖質(zhì)等） （1）生產(chǎn)者綠色植物（把太陽能輸入生態(tài)系統(tǒng)）生態(tài)系統(tǒng) 草食動(dòng)物（一級(jí)消費(fèi)者）(herbivores) 一級(jí)肉食動(dòng)物（以食草動(dòng)物為食， 統(tǒng)稱二級(jí)消費(fèi)者） 2生物部分 （2）消費(fèi)者 肉食物動(dòng)物 二級(jí)肉食動(dòng)物（大型肉食動(dòng)物） 稱三 （能量傳遞） (comsum

2、ers) (carnivores) 級(jí)消 寄生者 三級(jí)肉食動(dòng)物（頂極肉食動(dòng)物） 費(fèi)者 雜食動(dòng)物 腐食性動(dòng)物 （3）還原者（分解者）(reducers)生態(tài)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)（組成部分）第四頁，共三十八頁。分析了解環(huán)境因子的意義 生態(tài)系統(tǒng)是由生物群落和其周圍的無機(jī)環(huán)境組成的統(tǒng)一整體。非生物環(huán)境條件對(duì)生物的生存和繁殖有顯著的影響。因此了解生態(tài)系統(tǒng)的環(huán)境因子是生態(tài)學(xué)必不可少的內(nèi)容。第五頁，共三十八頁。水生態(tài)系統(tǒng)的環(huán)境因子水生態(tài)系統(tǒng)的非生物環(huán)境因子主要有：pH溫度溶解氧光照營養(yǎng)鹽類鹽度各種無機(jī)和有機(jī)污染物等。水生態(tài)研究中水體常規(guī)的理化性質(zhì)監(jiān)測指標(biāo)有：pH，水溫、溶解氧、固體懸浮物、透明度、水下輻射強(qiáng)度、濁

3、度、堿度、總氮、總磷、氨氮、電導(dǎo)率、溶解性總固體、水色、高錳酸鹽指數(shù)、5日生化需氧量（BOD5）等。第六頁，共三十八頁。 由于理化指標(biāo)較多，鑒于課程時(shí)間的限制，兼顧測定方法的代表性和指標(biāo)的重要性，本實(shí)驗(yàn)選擇水中溶解氧指標(biāo)的測定為學(xué)習(xí)內(nèi)容，了解并掌握其監(jiān)測方法的類型、原理和操作。 通過本實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)，不僅能了解生物生存的重要基礎(chǔ)-氧在各類水體的濃度，還能通過本實(shí)驗(yàn)掌握水化學(xué)分析的基本方法，為學(xué)習(xí)各類水質(zhì)指標(biāo)的測定建立基礎(chǔ)。第七頁，共三十八頁。溶解氧（ Dissolved oxygen, DO）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DO含量的

4、因素： 大氣壓、水溫、含鹽量、水中有機(jī)物的總量。第八頁，共三十八頁。影響溶解氧的因素氧的分壓：海拔越高，溶解氧越低；氣壓：氣壓越高，溶解氧越高；水溫：水溫越高，溶解氧越低；鹽度：鹽度越高，溶解氧越低；水質(zhì)。第九頁，共三十八頁。各種溫度下飽和溶解氧值（101.3KPa）第十頁，共三十八頁。DO測定意義1）、DO是生物生存的基本要素；2）、DO是衡量水體污染的一個(gè)重要指標(biāo) 水的類型 DO值地表水清潔水DO接近飽和含大量藻類水體DO過飽和(光合作用)受污染水體DO小于飽和值(微生物氧化好氧)地下水一般較小,深層為0第十一頁，共三十八頁。3) 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

5、多DO，浪費(fèi)能源DO對(duì)活性污泥和生物膜的生長及活性影響很大4) DO是BOD測定的基礎(chǔ)第十二頁，共三十八頁。DO 測定方法 碘量法（包括修正碘量法） 電極法 （氧電極、 熒光溶氧傳感器）第十三頁，共三十八頁。一、本實(shí)驗(yàn)的目的：熟悉水中溶解氧測定的3類主要方法的原理。掌握碘量法滴定的基本操作及標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制及標(biāo)定方法。掌握溶解氧電極法測定的基本操作規(guī)程。第十四頁，共三十八頁。 2MnSO4+4NaOH=2Mn(OH)2+2Na2SO42Mn(OH)2+O2=2H2MnO3H2MnO3+Mn(OH)2MnMnO3+2H2O (棕色沉淀) 2KI+H2SO4=2HI+K2SO4MnMnO3+2H2S

6、O4+2HI=2MnSO4+I2+3H2OI2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6 注：O22Mn(OH)22MnMnO32I24Na2S2O3 1mol的O2和4mol的Na2S2O3相當(dāng)。二、實(shí)驗(yàn)原理1、碘量法第十五頁，共三十八頁。當(dāng)水中含有氧化性物質(zhì)、還原性物質(zhì)及有機(jī)物時(shí)，會(huì)干擾測定，應(yīng)預(yù)先消除并根據(jù)不同的干擾物質(zhì)采用修正的碘量法。疊氮化鈉修正法：水樣中NO2-N含量0.05mg/L, Fe21mg/L；明礬絮凝修正法：水樣有色或有懸浮物；硫酸銅一氨基磺酸絮凝修正法：含有活性污泥懸濁物的水樣；第十六頁，共三十八頁。2、氧電極法Clark 型氧電極。當(dāng)外加一個(gè)直流電壓為氧的極化電壓

7、時(shí)，則透過薄膜的氧分子在鉑陰極上得到電子，被還原:O2+2H2O+4e- 4OH-在陽極上，發(fā)生銀的氧化反應(yīng)：4Ag+4Cl- 4AgCl+4e- 氧的擴(kuò)散速度越大則電流越大。第十七頁，共三十八頁。電子部分光學(xué)部分傳感器LDO 探頭結(jié)構(gòu) HACH LDO探頭的組成: - 傳感器 - 光學(xué)部分 - 電子部分探頭3、LDO溶解氧傳感器第十八頁，共三十八頁。LDO 的工作原理?傳感器頭部覆蓋一層熒光物質(zhì)； 傳感器中的LED光源發(fā)出一束藍(lán)色光，照射在熒光物質(zhì)上；熒光物質(zhì)隨即被這束藍(lán)光激發(fā)；LED光電二極管探頭傳感器LED第十九頁，共三十八頁。LDO 的工作原理?當(dāng)被激發(fā)的物質(zhì)恢復(fù)原狀時(shí)，會(huì)發(fā)射出紅光；

8、此紅光會(huì)被傳感器中的光電二極管測量到；傳感器同時(shí)測量熒光物質(zhì)從被藍(lán)光激發(fā)到發(fā)射紅光后恢復(fù)原態(tài)的時(shí)間；LED光電二極管探頭傳感器LED第二十頁，共三十八頁。LDO 的工作原理?當(dāng)氧氣與熒光物質(zhì)接觸后，則其產(chǎn)生的紅色光的強(qiáng)度會(huì)降低；同時(shí)，其產(chǎn)生紅光的時(shí)間也會(huì)縮短。LED光電二極管探頭傳感器LED氧氣熒光指示分子透氣性的聚合物基體非透氣性透明物質(zhì)第二十一頁，共三十八頁。LDO 的工作原理?水樣中溶解的氧氣的濃度越高，則傳感器產(chǎn)生的紅光的強(qiáng)度就會(huì)越低。而其產(chǎn)生紅色熒光的時(shí)間就會(huì)越短。Oxygen ConcentrationRed Emission Light第二十二頁，共三十八頁。LDO 的工作原理?

9、不過，LDO測量的不是紅顏色光的強(qiáng)度；LDO測量的是：從激發(fā)產(chǎn)生紅顏色的光到該紅顏色的光消失的時(shí)間。 LEDPhoto DiodeProbeSensorLED第二十三頁，共三十八頁。LDO 的工作原理?第二十四頁，共三十八頁。LDO 的工作原理?傳感器上也安裝有一個(gè)紅光LED光源； 在藍(lán)色LED光源的兩次發(fā)射之間，紅色LED光源會(huì)向傳感器發(fā)射一束紅色 LED 光；這個(gè)紅色 LED 光被作為一個(gè)內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn) (或者參比光)，與傳感器產(chǎn)生的紅色熒光進(jìn)行比對(duì)。LEDPhoto DiodeProbeSensorLED第二十五頁，共三十八頁。技術(shù)指標(biāo)： LDO 傳感器測量原理：化學(xué)熒光測量范圍：0.0020

10、.00 ppm； 0.0020.00 mg/L;0200% 飽和度準(zhǔn)確度 ：1ppm0.2ppm 重復(fù)性 ：0.05ppm電纜長度：標(biāo)準(zhǔn)10米，最長300米溫度補(bǔ)償：自動(dòng)水樣流速要求：無響應(yīng)時(shí)間： 90%的測量值的響應(yīng)時(shí)間為30秒不受下列物質(zhì)干擾：H2S，pH，K+，Na+，Mg2+，Ca2+，NH4+，Al3+，Pb2+，Cd2+，Zn2+，Cr（tot），F(xiàn)e2+，F(xiàn)e3+，Mn2+，Cu2+，Mi2+，Co2+，CN-，NO3-，SO42-，S2-，PO43-，Cl-，原油，Cl2- 探頭材料 ：Foamed Noryl和316 SS第二十六頁，共三十八頁。一年之內(nèi)無需校準(zhǔn) 極少的定期清

11、洗極低的維護(hù)工作量不受流速的限制 穩(wěn)定的測量結(jié)果干擾少傳感器不會(huì)中毒 響應(yīng)速度快無需極化快速準(zhǔn)確HACH LDO 的特點(diǎn)第二十七頁，共三十八頁。硫代硫酸鈉不穩(wěn)定，在放置過程中Na2S2O3濃度會(huì)發(fā)生改變，故每次用時(shí)應(yīng)進(jìn)行標(biāo)定，以確定其當(dāng)前濃度。硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液（0.025mol/L）標(biāo)定：稱取6.2g硫代硫酸鈉（Na2S2O35H2O）溶于煮沸放冷的水中，加0.2g碳酸鈉，用水稀釋至1000mL，貯于棕色瓶中。在暗處放置714h后標(biāo)定。三、碘量法實(shí)驗(yàn)步驟第二十八頁，共三十八頁。標(biāo)定硫代硫酸鈉250ml碘量瓶 + 100ml蒸餾水 + 1g KI + 10.00ml，0.025mol/l重

12、鉻酸鉀 5ml（15）硫酸 用Na2S2O3滴定到淡黃色 1ml淀粉溶液繼續(xù)滴定至藍(lán)色剛好褪去為止，記錄硫代硫酸鈉溶液用量。 搖勻，放置暗處5min第二十九頁，共三十八頁。計(jì)算： 式中，V滴定時(shí)消耗硫代硫酸鈉溶液體積（ml） C 硫代硫酸鈉的濃度， mol/L： 第三十頁，共三十八頁。測定步驟 （看視頻）1、取樣 將膠皮管一端接水龍頭，另一端插入溶解氧測定瓶瓶底，待水溢出幾分鐘后，取出膠管，迅速塞緊塞子；若水樣有還原物懸浮物等，需硫酸鋁鉀沉淀后，取上清液測定。2、 反應(yīng)固定 取好水樣后，取下瓶塞，用刻度吸量管緊靠瓶口內(nèi)壁，插入樣品液面下0.5cm，準(zhǔn)確加入1mL硫酸錳溶液，再用同法加入堿性KI

13、溶液 2 mL。蓋好瓶塞，顛倒混合數(shù)次，靜置。待棕色沉淀物降至瓶內(nèi)一半時(shí)，再顛倒混合一次，待沉淀物下降到瓶底。（一般在取樣現(xiàn)場固定）。 第三十一頁，共三十八頁。3、析出碘輕輕打開瓶塞，立即用吸管插入液面下加入5.0 ml 1+5硫酸。小心蓋好瓶塞，顛倒混合搖勻，至沉淀物全部溶解為止，放置暗處5min。 4、滴定 吸取100.0ml上述溶液于250ml錐形瓶中用硫代硫酸鈉溶液滴定至溶液呈淡黃色，加入1ml淀粉溶液，繼續(xù)滴定至藍(lán)色剛好褪去為止，記錄硫代硫酸鈉溶液用量。第三十二頁，共三十八頁。5、計(jì)算式中：M硫代硫酸鈉溶液濃度（mol/L）； V滴定時(shí)消耗硫代硫酸鈉溶液體積（ml）。第三十三頁，共三十八頁。四、溶解氧測定儀使用步驟YSI儀器規(guī)格測量范圍：020毫克/升準(zhǔn)確率： 0.3毫克/升分辨率： 0.01毫克/升第三十四頁，共三十八頁。 儀器的校準(zhǔn)校準(zhǔn)程序確定儀器校準(zhǔn)室內(nèi)的海綿是濕潤的，將探頭放入校準(zhǔn)室內(nèi)；按下ON/OFF鍵啟動(dòng)儀器，等候溶解氧及溫度的讀數(shù)達(dá)到穩(wěn)定；同時(shí)按下鍵然后釋放；顯示器將會(huì)提示輸入當(dāng)?shù)氐母叨?，使用鍵調(diào)整數(shù)值，按一下ENTER確認(rèn)，再按ENTER進(jìn)行鹽度補(bǔ)償設(shè)定。第三十五頁，共三十八頁。 儀器的操作按下ON/OFF鍵，打開儀器；使用MODE鍵把讀數(shù)在毫克/升模式或空氣飽和度模式之間互換。 電極沒入水