水體常規(guī)理化性質(zhì)測(cè)定

水體常規(guī)理化性質(zhì)測(cè)定第一頁(yè)，共三十六頁(yè)，編輯于2023年，星期日生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型第二頁(yè)，共三十六頁(yè)，編輯于2023年，星期日生態(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(wú)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(lèi)、腐殖質(zhì)等）（1）生產(chǎn)者—綠色植物（把太陽(yáng)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(chēng)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(chēng)三

（能量傳遞）(comsumers)(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）第三頁(yè)，共三十六頁(yè)，編輯于2023年，星期日分析了解環(huán)境因子的意義

生態(tài)系統(tǒng)是由生物群落和其周?chē)臒o(wú)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。第四頁(yè)，共三十六頁(yè)，編輯于2023年，星期日水生態(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(yíng)養(yǎng)鹽類(lèi)鹽度各種無(wú)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(cè)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。第五頁(yè)，共三十六頁(yè)，編輯于2023年，星期日

由于理化指標(biāo)較多，鑒于課程時(shí)間的限制，兼顧測(cè)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(cè)定為學(xué)習(xí)內(nèi)容，了解并掌握其監(jiān)測(cè)方法的類(lèi)型、原理和操作。通過(guò)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(lèi)水體的濃度，還能通過(guò)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(lèi)水質(zhì)指標(biāo)的測(cè)定建立基礎(chǔ)。第六頁(yè)，共三十六頁(yè)，編輯于2023年，星期日溶解氧（Dissolvedoxygen,DO）1）水中的溶解氧是指水中的分子氧2）來(lái)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含量的因素：大氣壓、水溫、含鹽量、水中有機(jī)物的總量。第七頁(yè)，共三十六頁(yè)，編輯于2023年，星期日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)。第八頁(yè)，共三十六頁(yè)，編輯于2023年，星期日各種溫度下飽和溶解氧值（101.3KPa）第九頁(yè)，共三十六頁(yè)，編輯于2023年，星期日DO測(cè)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(lèi)型DO值地表水清潔水DO接近飽和含大量藻類(lèi)水體DO過(guò)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第十頁(yè)，共三十六頁(yè)，編輯于2023年，星期日3)在廢水生化處理過(guò)程中控制曝氣速度：既保持好氧條件，又避免過(guò)多DO，浪費(fèi)能源DO對(duì)活性污泥和生物膜的生長(zhǎng)及活性影響很大4)DO是BOD測(cè)定的基礎(chǔ)第十一頁(yè)，共三十六頁(yè)，編輯于2023年，星期日DO測(cè)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）第十二頁(yè)，共三十六頁(yè)，編輯于2023年，星期日一、本實(shí)驗(yàn)的目的：１．熟悉水中溶解氧測(cè)定的3類(lèi)主要方法的原理。２．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。３．掌握溶解氧電極法測(cè)定的基本操作規(guī)程。第十三頁(yè)，共三十六頁(yè)，編輯于2023年，星期日

2MnSO4+4NaOH=2Mn(OH)2↓+2Na2SO4

2Mn(OH)2+O2=2H2MnO3

H2MnO3+Mn(OH)2＝MnMnO3↓+2H2O

(棕色沉淀)

2KI+H2SO4=2HI+K2SO4

MnMnO3+2H2SO4+2HI=2MnSO4+I2+3H2O

I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6

注：O2―→2Mn(OH)2―→2MnMnO3―→2I2―→4Na2S2O3

1mol的O2和4mol的Na2S2O3相當(dāng)

。二、實(shí)驗(yàn)原理1、碘量法第十四頁(yè)，共三十六頁(yè)，編輯于2023年，星期日當(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(cè)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,Fe2＋<1mg/L時(shí)，適用于多數(shù)污水及生化處理出水；高錳酸鉀修正法：水樣中Fe2＋>1mg/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；第十五頁(yè)，共三十六頁(yè)，編輯于2023年，星期日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時(shí)，則透過(guò)薄膜的氧分子在鉑陰極上得到電子，被還原:

O2+2H2O+4e-＝4OH-

在陽(yáng)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。第十六頁(yè)，共三十六頁(yè)，編輯于2023年，星期日電子部分光學(xué)部分傳感器LDO?

探頭結(jié)構(gòu)HACHLDO?探頭的組成:-傳感器

-光學(xué)部分

-電子部分探頭3、LDO溶解氧傳感器第十七頁(yè)，共三十六頁(yè)，編輯于2023年，星期日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第十八頁(yè)，共三十六頁(yè)，編輯于2023年，星期日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；此紅光會(huì)被傳感器中的光電二極管測(cè)量到；傳感器同時(shí)測(cè)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第十九頁(yè)，共三十六頁(yè)，編輯于2023年，星期日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)第二十頁(yè)，共三十六頁(yè)，編輯于2023年，星期日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。OxygenConcentrationRedEmissionLight第二十一頁(yè)，共三十六頁(yè)，編輯于2023年，星期日LDO的工作原理?不過(guò)，LDO測(cè)量的不是紅顏色光的強(qiáng)度；LDO測(cè)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。LEDPhotoDiodeProbeSensorLED第二十二頁(yè)，共三十六頁(yè)，編輯于2023年，星期日LDO的工作原理?第二十三頁(yè)，共三十六頁(yè)，編輯于2023年，星期日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)。LEDPhotoDiodeProbeSensorLED第二十四頁(yè)，共三十六頁(yè)，編輯于2023年，星期日技術(shù)指標(biāo)：LDO?

傳感器測(cè)量原理：化學(xué)熒光測(cè)量范圍：0.00~20.00ppm；

0.00~20.00mg/L;0~200%飽和度準(zhǔn)確度：<1ppm±0.1ppm；>1ppm±0.2ppm重復(fù)性：0.05ppm電纜長(zhǎng)度：標(biāo)準(zhǔn)10米，最長(zhǎng)300米溫度補(bǔ)償：自動(dòng)水樣流速要求：無(wú)響應(yīng)時(shí)間：90%的測(cè)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：FoamedNoryl和316SS第二十五頁(yè)，共三十六頁(yè)，編輯于2023年，星期日一年之內(nèi)無(wú)需校準(zhǔn)極少的定期清洗極低的維護(hù)工作量不受流速的限制穩(wěn)定的測(cè)量結(jié)果干擾少傳感器不會(huì)中毒響應(yīng)速度快無(wú)需極化快速準(zhǔn)確HACHLDO?

的特點(diǎn)第二十六頁(yè)，共三十六頁(yè)，編輯于2023年，星期日硫代硫酸鈉不穩(wěn)定，在放置過(guò)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(chēng)取6.2g硫代硫酸鈉（Na2S2O3?5H2O）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7~14h后標(biāo)定。三、碘量法實(shí)驗(yàn)步驟第二十七頁(yè)，共三十六頁(yè)，編輯于2023年，星期日標(biāo)定硫代硫酸鈉250ml碘量瓶

+100ml蒸餾水

+1gKI+10.00ml，0.025mol/l重鉻酸鉀

＋

5ml（1＋5）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第二十八頁(yè)，共三十六頁(yè)，編輯于2023年，星期日計(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：第二十九頁(yè)，共三十六頁(yè)，編輯于2023年，星期日測(cè)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(cè)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(cè)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溶液2mL。蓋好瓶塞，顛倒混合數(shù)次，靜置。待棕色沉淀物降至瓶?jī)?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(chǎng)固定）。第三十頁(yè)，共三十六頁(yè)，編輯于2023年，星期日3、析出碘輕輕打開(kāi)瓶塞，立即用吸管插入液面下加入5.0ml1+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。