環(huán)境工程監(jiān)測教學(xué)教程

環(huán)境工程監(jiān)測教學(xué)計劃與方法教學(xué)計劃(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)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)、特點和分類三、教學(xué)內(nèi)容四、學(xué)習(xí)要求一、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)、特點和分類三、教學(xué)內(nèi)容水環(huán)境的監(jiān)測－－重點（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)量控制與環(huán)境質(zhì)量評價環(huán)境監(jiān)測新技術(shù)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)獨立開展環(huán)境監(jiān)測的技能2024/9/30環(huán)境工程監(jiān)測8PCDD&PCDF比利時二惡英污染事件Polychlorinateddibenzo-p-dioxins（75）Polychlorinateddibenzofurans（135）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)廢水達標(biāo)排放率小于75%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：三河三湖兩區(qū)一市一海我國水污染現(xiàn)狀60年代以前 3次70年代 9次80年代 74次1990年 34次1998年 22次1999年7月3日渤海赤潮面積達1500km2

我國沿海海域赤潮出現(xiàn)的頻率第二章水與水污染、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)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，將難以運動；失去20％的水將導(dǎo)致死亡水是重要的資源(？花錢如流水)2、水的物化特性(1)相圖與三態(tài)O(三相點)固(冰)液(水)氣(水蒸氣)單相1區(qū)兩相共存線三相點(0.00980C0.006026atm)溫度大氣壓(2)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個大氣壓和15℃)(3)密度水在4℃時具有最大密度1.00000g/cm3在0－4℃時水的反常膨脹現(xiàn)象

狀態(tài) 4℃水 0℃水 0℃冰 密度(g/cm3) 1.00000 0.99987 0.91675(4)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)能力水是一個極好的積性溶劑?？梢匀芙猓?/p>

極性分子物質(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2、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2720m3，僅為世界平均擁有量的1/4(2)水的自然循環(huán)和社會循環(huán)二、水污染1、自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2、水體污染物的分類和影響化學(xué)性污染：無機污染物、有機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)量物理性水質(zhì)指標(biāo) 溫度 Temperature 色度 Color 濁度

Turbidity

嗅 Odor 味 Taste 電導(dǎo)率 Conductivity(2)水質(zhì)指標(biāo)類別化學(xué)性水質(zhì)指標(biāo)

化學(xué)需氧量 COD

生物需氧量 BOD

總有機碳 TOC H+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 Mercury生物性水質(zhì)指標(biāo) 細(xì)菌總數(shù) Colonycounts

大腸桿菌數(shù) Totalcoliform

葉綠素a Chlorophylla2、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）3、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7－8之間；固體物含量僅為0.1-0.2％需監(jiān)測的項目：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3、廢水的成分和性質(zhì)(2)工業(yè)廢水污染強度大、污染物質(zhì)多、治理難度大無機工業(yè)廢水：冶金、建筑等工業(yè)廢水有機工業(yè)廢水：食品、農(nóng)藥、石油化工等廢水混合工業(yè)廢水：焦化廢水、皮革廢水等四、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：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1、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)(中國、WHO、美國)2、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3、農(nóng)業(yè)用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)灌溉用水水質(zhì)指標(biāo)中，總含鹽量是一個重要指標(biāo)。用總含鹽量小于500mg/L的水灌溉農(nóng)田不會引起鹽堿化問題，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5、水體污染控制標(biāo)準(zhǔn)(1)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）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。(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)行一級標(biāo)準(zhǔn)排入IV類和V類水域的污水，執(zhí)行二級標(biāo)準(zhǔn)排入城鎮(zhèn)下水道并進入二級污水處理廠進行生物處理的污水執(zhí)行三級標(biāo)準(zhǔn)

兩類污染物：第一類污染物是指能在環(huán)境和動物、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)2024/9/30環(huán)境工程監(jiān)測34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)果的表示方法水質(zhì)分析目的一般方法污染調(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)境保護措施污染調(diào)查（二）2、水體污染調(diào)查水樣的采集、保存和預(yù)處理水質(zhì)分析的基本方法水質(zhì)分析結(jié)果的表示方法MolarconcentrationMolar(M,mole/L)=molesperliterMassConcentrationMass/Volume=Massofsubstancepervolumeofsolutionmg/L,ug/L,ug/mLWeight/Weight=Massofsubstancepermassofsolutionppm:partspermillion,10-6ppb:partsperbillion,10-9Percent(%)W/V(%)V/VNormal(N)=Equivalentsperliter第四章水的感官物理性狀一、溫度(Temperature)二、嗅和味(OdorandTaste)三、色度(Color)四、渾濁度(Turbinity)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（9.17mg/Lat20℃and1atm）現(xiàn)場測定、溫度計、深水溫度計嗅和味嗅、嗅氣強度的六級標(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表示色度真色：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)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鉑時所產(chǎn)生的顏色為一度稀釋倍數(shù)法分光光度法——三激勵值法(Tristimulusvalue)飲用水規(guī)定小于15度渾濁度測定：目視法：濁光，比濁法測定范圍：0－1000（燭光濁度計25－1000，比濁法：0－100）散射法：NTU(Ref1989pp2-11to2-16)測定范圍：0－40飲用水規(guī)定濁度小于3第五章水中的固體物質(zhì)一、水中的固體二、污泥中的固體三、含鹽量與電導(dǎo)率水中的固體總固體（TS）——在105－110℃下將水樣蒸發(fā)至干時所殘余的固體物質(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小時后所沉下的懸浮物質(zhì)重量飲用水中的TS應(yīng)小于500mg/L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)含鹽量與電導(dǎo)率總含鹽量＝溶解固體＋1/2HCO3-溶解固體（TDS）＝(0.55～0.70)電導(dǎo)率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)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)的酸堿強弱取決于它對水分子給予和奪取質(zhì)子的強弱酸堿可以是分子、離子等形式酸堿可以相互轉(zhuǎn)化、酸堿實質(zhì)上是同時存在的酸堿反應(yīng)的實質(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+酸堿質(zhì)子理論（二）3、水的酸堿性質(zhì)指標(biāo)－－pH、酸度、堿度酸度和堿度可以同時存在水的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＝-log{H+}活度與濃度：考慮離子強度影響（2）水的離子積Kw＝[H+][OH-]=1x10(E-14)(25℃時)（3）天然水的pH二氧化碳、重碳酸鹽、碳酸鹽平衡系統(tǒng)4.5~8.5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）排水和廢水處理生活污水：7.2-7.6工業(yè)廢水進入下水道：6－9影響生物處理工藝（3）影響有毒物質(zhì)的毒性水的pH（三）3、pH值的測定方法（1）電位測定法——pH計構(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E＝E0+0.059log{H+}＝E0-0.059pH標(biāo)準(zhǔn)溶液校準(zhǔn)——磷酸二氫鉀＋磷酸氫二鈉溫度補償精度：0.1pH單位（2）比色測定法利用常用pH指示劑pH試紙水的酸度（一）水的酸度是水中所有能與強堿相互作用的物質(zhì)的總量，包括強酸、弱酸、強酸弱堿鹽等1、水中酸度來源（1）主要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物的分解（2）強酸來源于冶金、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)生硫酸水的酸度（二）2、酸度的分類水的酸度（三）3、酸度的測定（1）酸堿滴定法（2）計算法求水中游離二氧化碳含量[CO2]＝[H+][HCO3-]/K1諾模圖p258圖13-54、測定意義防止酸性腐蝕－－水中二氧化碳高于15mg/L時，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水的堿度（一）水的堿度是水中所有能與強酸相互作用的物質(zhì)的總量，包括強堿、弱堿、強堿弱酸鹽等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水的堿度（三）3、堿度的測定和計算（1）酸堿滴定法（2）三種堿度的計算法由總堿度、酚酞堿度測定值計算T——總堿度P——酚酞堿度M——由酚酞堿度滴定至總堿度時消耗的酸量T＝P+M根據(jù)堿度和pH值的測定計算(p262)根據(jù)平衡方程式的計算(p263)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）碳酸鹽硬度的計算硬度及其分類（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-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（暫時硬度）＋非碳酸鹽硬度（永久硬度）碳酸鹽硬度（暫時硬度）：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/LCaO計mg/LCaCO3計度：1升水中含10mg/LCaO時所引起的硬度（我國的定義同德國度）硬度測定的意義1、雨水的硬度極低，地面水稍高（長江水4－7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）終點現(xiàn)象：由酒紅色變?yōu)樗{色注意事項：控制溶液的pH在10左右（非）碳酸鹽硬度的計算1、S＝碳酸鹽堿度＋重碳酸鹽堿度（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：海水滲透補給－－過分開采海面上吹過來的海水夾帶氯離子水中氯化物的來源(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：總含鹽量高的水，氯離子濃度也高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、水利等工程實踐中作示蹤劑－－研究地下水動力學(xué)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：鉻酸鉀終點現(xiàn)象：白色變成磚紅色注意事項：水樣pH在6.3～10，最佳7－8。過高pH：產(chǎn)生氫氧化銀沉淀過低pH：鉻酸根變成重鉻酸根。無終點現(xiàn)象適量指示劑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）第九章水中的余氯和需氯量一、水的氯化和消毒（ChlorinationandDisinfection）二、余氯及其分類（ChlirineResidual）三、需氯量（ChlorineDemand）四、余氯的測定水的氯化和消毒（一）1、水中的細(xì)菌和病毒病原微生物傳播疾?。簜⒘〖?、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、ClO2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25－35％液氯）漂粉精（次氯酸鈣）Ca(OCl)2，60～70％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）水的氯化和消毒（三）4、氯的性質(zhì)與水作用Cl2＋H2O＝HOCl＋HClCl2，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)時間長。與雜質(zhì)作用：還原性物質(zhì)Fe2+，Mn2+，S2-，SO32-，有機物等。余氯及其分類（一）1、余氯水經(jīng)過氯消毒，接觸一定時間后（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，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：接觸量和接觸時間余氯及其分類（二）2、余氯的分類總余氯＝自由性余氯（FreeCR）＋化合性余氯(CombinedCR)自由性余氯：Cl2，HOCl，OCl-化合性余氯：氯胺化合物NH2Cl，NHCl2，NCl33、飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)接觸30分鐘后：FCR不小于0.3mg/LCl2，管網(wǎng)末端的FCR不小于0.05mg/LCl2加入過多的氯產(chǎn)生氯嗅味和副產(chǎn)物，特別是與酚時，2,5－氯酚最有嗅味。需氯量（一）1、定義需氯量＝加氯量－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需氯量（二）3、需氯量試驗同一水樣，加入不同量的氯，經(jīng)過一定時間接觸后測余氯，以余氯對加氯量作圖。（p285Figure16-4)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－－需氯量需氯量（三）根據(jù)上表分成四個區(qū)折點加氯法：按大于出現(xiàn)折點的量來投加。更安全余氯的測定（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：淀粉終點現(xiàn)象：藍色消失注意：酸性條件，pH3～4，用HAC調(diào)pH，不能用HCl,H2SO4余氯的測定（二）2、聯(lián)鄰甲苯胺法酸性條件下聯(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，5～10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。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水中溶解氣體的來源1、空氣的溶入空氣中的氮氣78％、氧氣21％在水中都有一定的溶解度2、水中有機物質(zhì)的分解二氧化碳－－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、氮氣、氫氣→二氧化碳、二氧化硫、硫化氫→氨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，氣體在溶液中的溶解度正比于該氣體在液體上方的分壓C1＝αP1Herry常數(shù)：其值等于當(dāng)該氣體分壓為1個大氣壓時在溶液中的溶解度常見氣體的Herry常數(shù)值Dalton's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)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82％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水中溶解氧的測定（一）1、測定意義衡量地面水體污染的一個重要指標(biāo)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沉淀，造成水中的Fe2+濃度下降，平衡被破壞，使新的鐵溶解水中溶解氧的測定（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，避免生物活動引起DO變化保存樣品于暗處，在6小時內(nèi)測定水中溶解氧的測定（四）3、Wenkler測定法實質(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錳氧化成四價錳，而四價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、鐵及有機物的干擾水中溶解氧的測定（五）4、溶解氧電極法原理：將兩個金屬電極浸沒在一個電解質(zhì)溶液中，電極和電解質(zhì)溶液裝在一個用氧半透膜（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，產(chǎn)生電極反應(yīng)產(chǎn)生一個擴散電流。該擴散電流在一定溫度下與水中氧的濃度成正比優(yōu)點：干擾少易于現(xiàn)場測定和深水測定易于自動連續(xù)測定水中的氨水中的硫化氫和甲烷第十一章水中的有機物質(zhì)一、水中的有機物質(zhì)的來源二、水中有機物質(zhì)的測定方法三、化學(xué)需氧量和好氧量(CODand

OC)四、生化需氧量(BOD)五、總有機碳(TOC)六、水中有機物質(zhì)的其他測定方法水中的有機物質(zhì)的來源（一）1、自然界的碳循環(huán)碳是構(gòu)成有機物的核心元素。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行動物植物呼吸和礦物燃燒→CO2進入氣圈→通過光合作用進入生物圈的植物中6CO2+6H2O+能（日光）=C6H12O6+6O2↑糖：為植物消耗，提供能量，反應(yīng)向左，二氧化碳進入氣圈被動物消耗，食物氧化，產(chǎn)生二氧化碳，進入氣圈動物植物死亡后：被微生物分解，碳變成二氧化碳，進入氣圈沉積，億萬年，變成礦物燃料水中的有機物質(zhì)的來源（二）環(huán)境中碳的小循環(huán)（見下表）整體構(gòu)成一個大循環(huán)水圈中除了無機碳外，還有有機碳。盡管其數(shù)量相對于整個碳循環(huán)很小，但在環(huán)境工程中有著十分重要的作用水中的有機物質(zhì)的來源（三）2、水中有機物的來源3、水中有機物的分類水中有機物質(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物。因為水中的有機物質(zhì)分別測定比較困難種類繁多組成復(fù)雜分子量范圍大環(huán)境中的含量較低水中有機物質(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)測定的要點是：在一定的條件下，水樣中的有機物質(zhì)經(jīng)過微生物或強氧化劑的作用被氧（水中的溶解氧或外加強氧化劑的化合氧）氧化，根據(jù)所消耗的氧量來間接表示水樣中有機物質(zhì)含量的多少?；瘜W(xué)需氧量和好氧量（一）在一定的條件下，水中的各種有機物質(zhì)與外加的強氧化劑（如K2Cr2O7、KMnO4等）作用時所消耗的的氧量（強氧化劑的化合氧，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)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（強酸性、加熱回流2小時、Ag2SO4作催化劑）與水中的有機物相互作用，剩余的K2Cr2O7

用硫酸亞鐵銨Fe(NH4)2(SO4)2滴定。指示劑：試亞鐵靈（硫酸亞鐵和1,10-phenanthroline）終點現(xiàn)象：溶液顏色由黃經(jīng)綠、灰蘭到最后的棕紅色化學(xué)需氧量和好氧量（三）（2）、主要反應(yīng)式CnHaOb＋cCr2O72-＋8cH+→nCO2＋(a+8c)/2H2O＋2cCr3+c＝2n/3＋a/6－b/36Fe2+＋Cr2O72-＋14H+→6Fe3+＋3Cr3+＋H2O（3）、注意事項可將水中的大部分有機物氧化，但不能氧化芳香烴實際上代表的是水中還原性污染物：有機物、無機物NO2-、Fe2+、S2-、Cl-

化學(xué)需氧量和好氧量（四）通常污水中的有機物含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于水中的無機還原物，因此可認(rèn)為COD是有機污染物的指標(biāo)如果水中無機還原物的含量太大，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/LK2Cr2O7

可測定大于50mg/L的COD值，用0.025mol/L的K2Cr2O7

可測定5～50mg/L的COD值應(yīng)進行空白試驗，扣除試劑和溶液中帶入的誤差化學(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)溶液一些改進的快速方法可以大大縮短測定時間，但必須做對照試驗，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/L化學(xué)需氧量和好氧量（六）化學(xué)需氧量和好氧量（七）（4）、庫侖法--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、按照法拉第定律進行計算。COD=(Qs-Qm)/96478*8000/VQs,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：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2－3mg/L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，煮沸十分鐘，使水中有機物氧化（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)時為終點，自身指示劑）根據(jù)用去的高錳酸鉀量計算出好氧量。以mg/L計化學(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)定化學(xué)需氧量和好氧量（十）（3）、注意事項此法只能將一部分不含氮的有機物（含碳的有機物）氧化，而含氮的有機物較難在此條件下氧化。因此，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Standardmethodfortheexaminationofwaterandwastewater就不用此法?；瘜W(xué)需氧量和好氧量（十一）但測定OC仍有其優(yōu)點：速度較快，20～30分鐘（COD3小時，BOD5需5天）水中如存在還原性無機物，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。但實際上：COD>OC化學(xué)需氧量和好氧量（十二）氧化條件的不同：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表示可分解的有機物－－指可以作為細(xì)菌食料的有機物微生物把這些有機物作為營養(yǎng)來源的食料，通過自身的生命活動（氧化、呼吸、合成），“吃掉”有機物，也就是分解了這些有機物。但有些有機物是不能被有機物分解的，如不溶性有機物、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生化需氧量（二）氧化分解：微生物將有機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)也要進行呼吸氧化，也會分解一些有機物質(zhì)、釋放能量。這種呼吸氧化稱為內(nèi)源呼吸。在有機物充足時不顯著，但食料不足時靠此供給能量穩(wěn)定的物質(zhì)－－分解的最終產(chǎn)物，無機化，二氧化碳、水等生化需氧量（三）消耗的氧量：氧化“吃”進體內(nèi)的有機物所需要的氧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＝Qa＋Qb但生化需氧量不包括：不可分解的有機物用于合成細(xì)胞質(zhì)的那部分有機物因此生化需氧量不代表有機物的全部，低于有機物完全氧化的理論值生化需氧量（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與溫度有關(guān)盡可能和天然條件下有機物的生物氧化分解情況相似統(tǒng)一規(guī)定，測定時的溫度應(yīng)保持在20±1℃（這是溫帶地區(qū)緩慢流動的河水的平均溫度）生化需氧量（五）測定時間生物氧化過程是一個緩慢的過程理論上講要無限長的時間才終結(jié)至少大約100天左右才基本完成實驗證明：20天大約完成95～99％，BOD20各國規(guī)定：5天，約完成70～80％，BOD5標(biāo)準(zhǔn)條件：5天，20℃。BOD5(20℃)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20±1℃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8～9mg/L豐富的營養(yǎng)物質(zhì)（FeCl3,MgSO4,CaCl2,NH4Cl,磷酸鹽等）適宜的pH6.5～8.5必要時，投加種子微生物稀釋水本身5天培養(yǎng)后的DO降低不大于0.5mg/L生化需氧量（八）稀釋比稀釋試樣的要求應(yīng)使稀釋水樣的BOD5在2～7mg/L左右培養(yǎng)后的DO不小于0.5mg/L（最好3～4）培養(yǎng)前DO的降低不小于2mg/L，應(yīng)占原DO的40～70％稀釋比的確定：（教材p305頁表18－1）稀釋比的個數(shù)：3－4個如估計BOD5為150mg/L，查表可知稀釋比為2.0％，則配成1％、2％、5％、10％BOD5可用OC來估算（或根據(jù)其它資料）生化需氧量（九）一般生活污水的BOD5約為OC的2～4倍，或根據(jù)下表考慮稀釋倍數(shù)生化需氧量（十）稀釋技術(shù)1％以上－－直接在BOD瓶中充滿水不留氣泡，虹吸、勿攪拌加水封，5天中每天檢查1％以下－－在1升量筒中，然后轉(zhuǎn)移到BOD瓶中生化需氧量（十一）BOD5計算D＝AP1＋CP2BOD5＝(D－B)/P2P1——稀釋水用量的百分?jǐn)?shù)（小數(shù)表示）P2——原水樣用量的百分?jǐn)?shù)（小數(shù)表示）D——稀釋水樣中的有效溶解氧（mg/LO2）A——稀釋水培養(yǎng)5天后的溶解氧（mg/LO2）B——稀釋水樣培養(yǎng)5天后的溶解氧（mg/LO2）C——原水樣的溶解氧（mg/LO2）BOD5測定的允許誤差一般為±5％生化需氧量（十二）（4）、儀器測定法利用的原理：壓差計法：測量密閉系統(tǒng)中由于氧量的減少而引起的氣壓變化，由此來測定BOD電解法：在密封系統(tǒng)中氧氣量的減少用電解來補給，從電解所需要的電量來求得氧的消耗量用薄膜式溶解氧電極來求得生化過程中氧的消耗量生化需氧量（十三）3、生化需氧量反應(yīng)動力學(xué)（1）、有機物質(zhì)好氧分解的兩個階段第一階段：CHO有機物→CO2＋H2O＋能量CHONPS有機物→CO2＋H2O＋NH3＋H2S＋能量主要是C→CO2

因此又稱碳化過程這時消耗的氧量叫碳化生化需氧量總的碳化生化需氧量叫第一階段生化需氧量，或完全生化需氧量生化需氧量（十四）第二階段

亞硝化細(xì)菌硝化細(xì)菌NH3－－－－→NO2-－－－－→NO3-

H2S－→SO42-……我們通常所說的生化需氧量是指“碳化生化需氧量”，即第一階段生化需氧量，不包括硝化過程所消耗的氧量。WHY?有機物質(zhì)的無機化，使碳變成二氧化碳、氮變成氨已經(jīng)無機化廢水處理的要求是無機化，并不要求硝化生化需氧量（十五）測定BOD時要盡量避免硝化作用的發(fā)生硝化作用一般在第七天時才開始硝化細(xì)菌多時導(dǎo)致硝化提前，可用硫脲、亞甲基蘭等抑制劑總之，BOD5不包括：不可分解的有機物用于合成細(xì)胞質(zhì)的那部分有機物硝化過程所消耗的氧生化需氧量（十六）（2）、生物氧化動力學(xué)公式有機物的生物氧化過程接近于單分子一級化學(xué)反應(yīng)

O2

有機物－－→CO2＋H2O＋能量微生物反應(yīng)速度與瞬時的有機物濃度成正比d(La-L)/dt=K’dtLa——有機物初始濃度L——t時有機物的剩余濃度K’——耗氧速率常數(shù)（1/日）積分可得：Xt＝La(1-10-kt)（公式1）生化需氧量（十七）（3）、耗氧速度常數(shù)耗氧速度是廢水生物處理、河流水體自凈過程中的一個重要參數(shù)k值隨溫度而變化。由Arrhenius公式可推出：k(T)＝k(20)θT-20(公式2)θ＝e(E/RT1T2)可見θ是一個溫度系數(shù)，在10～30℃時可用1.047p311圖18－7和圖18－8說明k對BOD的影響生化需氧量（十八）不同的污水水質(zhì)有不同的k(k')值，一般在0.1～0.3/日生化需氧量（十九）（4）、完全生化需氧量，即第一階段生化需氧量，La(BODu)不同的水質(zhì)有不同的LaLa也隨溫度而變化La(T)＝La(20)(0.02T+0.6)(公式3)根據(jù)公式1－3可以計算在不同溫度下不同天數(shù)的BOD生化需氧量（二十）（5）、k值和La值的確定可以通過最小二乘法、矩陣法、日差法、快速法、Thomas圖解法等確定。Thomas圖解法：適于x不大于0.9La時通過實驗測定T溫度時，水樣不同時日的BOD1,BOD2,BOD3……t(Days):1234……x(t)(BOD):x1x2x3x4

……以[t/x(t)]1/3對t作圖，得到一直線，其斜率為B，截距為A則：k＝2.61B/A，La＝1/(2.3kA3)總有機碳（一）1、總碳(TC)＝總有機碳(TOC)＋總無機碳(IC)2、測定原理將水樣注入高溫爐，在900℃溫度下，以鉑為催化劑，使水樣燃燒氣化，碳變化二氧化碳，然后一紅外分析儀測定氣體中二氧化碳的量，得到總碳值?？鄢裏o機碳，可得到TOC，以mg/L表示水樣預(yù)先加入鹽酸酸化，曝氣除去無機碳在160℃下的燃燒管中燃燒，測得總無機碳總有機碳（二）3、優(yōu)點與缺點優(yōu)點：測定迅速，可連續(xù)、自動監(jiān)測，但儀器成本貴缺點：個別相當(dāng)耐久的有機物不易被燃燒氧化，造成測定值<實際值水中有機物質(zhì)的其他測定方法（一）1、總需氧量（TOD）原理：使水樣通過特殊的燃燒器，在900℃溫度下，以鉑為催化劑，使水樣中的有機物燃燒，通過測定載氣（通常用氮氣）中氧的減少量來表示有機物完全氧化時所需要的氧量。能表示幾乎全部的有機物燃燒時所需要的氧量以mg/LO2計水中有機物質(zhì)的其他測定方法（二）2、理論需氧量ThOD（TheoreticalOxygenDemand）根據(jù)有機物的結(jié)構(gòu)式，可按化學(xué)反應(yīng)式來計算出完全氧化時所需的理論氧量如甘氨酸CH2(NH2)COOH第一步：CH2(NH2)COOH+3/2O2→NH2+2CO2+H2O第二步：NH3+3/2O2→HNO2+H2O，HNO2+1/2O2→HNO3因此：ThOD＝(3/2+3/2+1/2)molO2/mol甘氨酸＝112gO2/mol甘氨酸水中有機物質(zhì)的其他測定方法（三）3、活性碳－氯仿抽出物CCE（CarbonChloroformExtract）原理：讓水樣通過活性碳吸附器，取出含有吸附物的碳，干燥后用氯仿－乙醇提取，再蒸餾除去提取物中的氯仿和乙醇，所得殘渣重量即為CCE只是有機物的相對含量，因為活性碳不能吸附所有有機物氯仿也不能抽取全部有機物水中有機物質(zhì)的其他測定方法（四）4、重要有機物的分析意義：地下水、飲用水等環(huán)境樣品中有機物濃度低，用綜合性指標(biāo)難以反應(yīng)出，但這些微量污染物大多具有三致特性（致癌、致突變、致畸）,在水處理中必須監(jiān)測單個有機物水中有機物質(zhì)的其他測定方法（五）美國根據(jù)有毒物質(zhì)的生產(chǎn)規(guī)模、降解能力和毒性大小篩選出129中優(yōu)先污染物（見下表）分析方法：EPA標(biāo)準(zhǔn)方法采樣－－前處理－－分析（GC,HPLC,GC/MS等）水中有機物質(zhì)的其他測定方法（六）5、BOD,COD,OC等指標(biāo)的比較p315表18－3p318圖18－12第十二章水中的氮磷硫一、水中的含氮化合物二、水中的含磷化合物三、水中的含硫化合物水中的含氮化合物（一）1、環(huán)境中的氮循環(huán)2、水中含氮化合物的來源3、水中含氮化合物測定的環(huán)境意義4、水中含氮化合物的形態(tài)和測定方法5、不同測定結(jié)果的環(huán)境意義水中的含氮化合物（二）1、環(huán)境中的氮循環(huán)（1）、含氮化合物在環(huán)境中的重要性大氣組成：79％氮氣氮是形成蛋白質(zhì)的重要元素，對所有動植物的生命過程中有重要意義，是僅次于C、H、O的生物元素水中的含氮化合物（三）氮在環(huán)境中的存在形態(tài)復(fù)雜──七種氧化態(tài)其中I、II、VI三種價態(tài)的氧化物在大氣污染中占有重要位置而-III、0、III、V在生物過程中和環(huán)境氮循環(huán)中更為重要水中的含氮化合物（四）含氮化合物的污染性強大氣中的氮氧化物──NOx，酸雨水中含氮有機物難以去除水中的含氮化合物（五）氮循環(huán)循環(huán)圖──p322,圖19-1大氣是一個氮源氮氣通過雷電→N2O5→HNO3植物蛋白氮氣通過固氮細(xì)菌、藍藻→植物蛋白動物和人類不能直接從氮和無機物取得蛋白（反芻動物例外），只能從植物和其它動物得到蛋白水中的含氮化合物（六）動物排泄物經(jīng)細(xì)菌分解以及尸體腐爛→NH3或NH4+蛋白質(zhì)有機氮在好氧條件下→氨基酸→NH3→經(jīng)硝化作用→NO3-蛋白質(zhì)有機氮在厭氧條件下→氨基酸→NH3硝化作用──NH3在好氧條件下經(jīng)亞硝化細(xì)菌作用→NO2-，再經(jīng)硝化細(xì)菌作用生成→NO3-反硝化作用──NO3-在厭氧條件下經(jīng)反硝化細(xì)菌作用→NO2-，進一步作用生成氮氣，進入大氣水中的含氮化合物（七）2、水中含氮化合物的來源雷電大氣污染的氮氧化物（酸雨、汽車尾氣、燃燒生成）降雨→水體過剩植物肥料經(jīng)土壤→水體動植物尸體腐爛分解→水體生活污水、工業(yè)污水排放礦物溶解水中的含氮化合物（八）3、水中含氮化合物測定的環(huán)境意義是一項重要的衛(wèi)生質(zhì)量指標(biāo)，用于判斷水體的污染程度水中的含氮化合物（九）氮是營養(yǎng)元素。含量太高，藻類大量繁殖，產(chǎn)生富營養(yǎng)化。如何有效利用污水中的肥源？生化處理過程的控制：設(shè)計和運轉(zhuǎn)微生物正常生長的條件BOD5:N:P＝100:5:1水中的含氮化合物（十）4、水中含氮化合物的形態(tài)和測定方法根據(jù)水中含氮化合物的不同氧化階段，可將它們分為有機氮、氨氮、亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮各種氮均可用不同方法測定，結(jié)果表示成Nmg/L計有機氮(OrganicNitrogen)是以有機形態(tài)存在的氮，如蛋白質(zhì)、氨基酸、肽、核酸、尿素、有機胺、硝基物等水中的含氮化合物（十一）測定方法（凱氏法）要點水樣在凱氏瓶中調(diào)節(jié)pH到7；蒸餾除去原有的氨；有機氮硝化（硫酸、硫酸汞、硫酸鉀）生成硫酸氫銨；加堿和硫代硫酸鈉生成氨；蒸餾法測生成的氨凱氏氮＝氨氮＋有機氮（測定前不除氨所得結(jié)果）水中的含氮化合物（十二）氨氮(AmmoniaNitrogen)指以NH3和NH4+形式存在的氮，是有機氮氧化分解的第一步產(chǎn)物存在形式取決于pH水中的含氮化合物（十三）納氏試劑光度法(Nesslerreagent)納氏試劑：碘化鉀與碘化汞的強堿溶液原理：納氏試劑與氨作用生成淡紅棕色膠態(tài)化合物，該化合物在410－425nm內(nèi)有強的吸收，用目視比色、或比色計或分光光度計測定適用范圍：0.025-2mg/L注意脂肪胺、芳香胺、醛、酮、醇以及鐵錳、鎂的干擾（產(chǎn)生并色或渾濁），用絮凝過濾、蒸餾去除。水楊酸－次氯酸鹽光度法原理：在亞硝基鐵氰化鈉存在下，銨與水楊酸鹽和次氯酸鹽反應(yīng)生成藍色化合物，在697nm下有最大吸收。適于0.01-1mg/L水中的含氮化合物（十四）亞硝酸鹽氮(Nitritenitrogen)以NO2-

形式存在的氮，是氮循環(huán)的中間產(chǎn)物，不穩(wěn)定，易轉(zhuǎn)化成NO3－，或與仲胺反應(yīng)生成亞硝酸胺??！致癌物質(zhì)對氨基苯磺酸－α-奈胺法原理：在磷酸介質(zhì)中，pH為1.8±0.3時，NO2-

與對氨基苯慌酰胺反應(yīng)生成重氮鹽，再與α-奈胺偶聯(lián)生成紅色偶氮染料，在520nm下有最大吸收。適用范圍：0.003mg/L-0.20mg/L注意事項：α-奈胺有致癌性水中的含氮化合物（十五）硝酸鹽氮(Nitratenitrogen)以NO3－形式存在的氮是消化氧化的最終產(chǎn)物，是各種形態(tài)的含氮化合物中最穩(wěn)定的化合物。水中的含量從幾十μg/L到數(shù)十mg/L我國的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)：硝酸鹽氮不大于20mg/L疑易轉(zhuǎn)化成亞硝胺――致癌物酚二磺酸光度法原理：硝酸鹽與無水酚二磺酸作用生成硝基酚二磺酸，在堿性溶液中生成黃色化合物，在410nm下比色測定。適用范圍：0.02-2.0mg/L水中的含氮化合物（十六）總氮(TotalNitrogen)總氮＝氨氮＋有機氮＋亞硝酸鹽氮＋硝酸鹽氮凱氏氮＝氨氮＋有機氮總氧化氮＝亞硝酸鹽氮＋硝酸鹽氮過硫酸鉀氧化－紫外分光光度法原理：將有機氮和無機氮在一定條件下（堿性介質(zhì)、過硫酸鉀、120－140度）氧化成硝酸鹽，在220nm下比色測定。水中的含氮化合物（十七）不同測定結(jié)果的環(huán)境意義第十五章大氣污染監(jiān)測一、大氣污染與大氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)二、大氣監(jiān)測方法三、大氣污染監(jiān)測主要項目大氣污染與大氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（一）1、大氣組成與結(jié)構(gòu)2、大氣污染的來源3、大氣污染物對人類的影響4、大氣污染物的存在狀態(tài)5、大氣污染物濃度的表示方法6、大氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)大氣污染與大氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（二）1、大氣組成與結(jié)構(gòu)大氣圈：圍繞地球表面厚度1000－1400公里的大氣層大氣組成大氣層結(jié)構(gòu)均質(zhì)大氣層與非均質(zhì)大氣層大氣污染與大氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（三）均質(zhì)層結(jié)構(gòu)對流層(0-20km)、平流層(20-50km)和中層(50-80km)對流層平均厚：12km，極地厚6－10km，赤道厚16-18km對流層的空氣量占大氣圈總量的95％左右，與人類關(guān)系密切大氣污染與大氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（四）大氣污染的來源大氣污染：大氣中一些物質(zhì)的含量超過正常本底，對人體、生物、物體產(chǎn)生不良影響的大氣狀況污染來源大氣污染與大氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（五）一次污染物→大氣作用→二次污染物一次污染物：煙囪排放的SO2、NO2，汽車排放的二氧化碳、烴等大氣作用：光化學(xué)反應(yīng)等污染物之間的反應(yīng)二次污染物：SO3、H2SO4、O3等大氣污染與大氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（六）3、大氣污染物對人類的影響*一個人每次呼吸約需0.5升空氣，每天呼吸空氣總量約為6－12立方米，停止呼吸幾分鐘就可能死亡影響人類健康的途徑通過皮膚、眼睛粘膜的表面直接接觸通過消化道系統(tǒng)食入含大氣污染物的水、食物通過呼吸道系統(tǒng)吸入被污染的空氣產(chǎn)生的危害取決于：污染物的性質(zhì)、成分、濃度、持續(xù)作用時間、作用部位人體的敏感性（性別、年齡、健康狀況等）大氣污染與大氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（七）危害類型直接危害引起急性中毒。如1952年倫敦?zé)熿F事件，比歷年同期多死亡3000多人誘發(fā)疾患或慢性中毒刺激作用產(chǎn)生三致效應(yīng)：致癌、致畸變、致突變。如云南宣威縣，民用煤煙中PAH污染，居民肺癌死亡率居全國之首間接危害飄塵降低大氣透明度，減弱陽光照度影響生物生長、天氣、氣候影響建筑物、名勝古跡、設(shè)備器材、腐蝕玷污一定條件下，粉塵引起爆炸大氣污染與大氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（八）4、大氣污染物的存在狀態(tài)種類繁多、形態(tài)多樣、分子大小不一，性質(zhì)復(fù)雜?，F(xiàn)已知有100多種。按存在狀態(tài)分有氣態(tài)狀污染物和顆粒狀污染物大氣污染與大氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（九）氣態(tài)狀污染物常溫下以氣體和蒸汽的形態(tài)存在于大氣中碳?xì)浠衔顲H4,C2H4碳氧化合物CO,CO2硫化物：SO2,SO3,H2SO4,H2S氮化物：NO,NO2,NH3氧化劑：O3苯、苯酚等揮發(fā)性大、熔點低的化合物――蒸汽狀特點以分子狀態(tài)分散于大氣中，能與空氣任意混合擴散速度受氣流和溫度影響，通常與氣流速度基本相同擴散速度與它們的比重有關(guān)，比重小的上浮，如CH4，比重大的下沉，如Hg大氣污染與大氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（十）顆粒狀污染物常以多分子“集合體”存在于大氣中，運動時慣性大氣溶膠以膠體狀態(tài)懸浮于空氣中的固體或液體微粒，是一種分散體系，其中分散介質(zhì)是空氣，分散相是固體或液體煙：固體氣溶膠。高溫下物質(zhì)通過蒸發(fā)或升華以蒸汽狀進入大氣，冷凝后以極微細(xì)的固體質(zhì)點散布于空氣中，即固體氣溶膠（煙）。如鉛煙、氧化鋅煙等霧：液體氣溶膠。如硫酸霧大氣污染與大氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（十一）大氣污染與大氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（十二）灰塵（煤塵、粉塵等）受重力作用以不同速度沉降至地面煤塵：燒煤時的煤灰分或未燃燒煤粒。飄塵：小于10微米，不易降落降塵：大于10微米，很快降落粉塵：煤、礦石等固體物料在裝卸、運輸、篩分、碾磨、加工、投料等機械加工過程中產(chǎn)生，一般大于10微米，易沉降煤和石油燃燒排放：85－90％氣態(tài)狀污染物10－15％顆粒狀污染物大氣污染與大氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（十三）5、大氣污染物濃度的表示方法單位空氣體積中某種污染物質(zhì)的含量。重量濃度：mg/m3,ug/m3體積濃度體積百分?jǐn)?shù)：78.1%氮氣，21％氧氣體積百萬分率：ppm,mL/m3體積十億分率：ppb,uL/m3只適用于氣態(tài)狀污染物，不能用于顆粒狀污染物應(yīng)將不同溫度和壓力下的體積換算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積——氣體狀態(tài)方程大氣污染與大氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（十四）大氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)大氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)大氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是指居住區(qū)大氣中有害物質(zhì)的最高允許濃度。在該濃度的污染物作用下，不引起人們的急性和慢性中毒，故又稱大氣衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。大氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是大氣污染物與人和生物相互關(guān)系的數(shù)量指標(biāo)科學(xué)地管理環(huán)境、進行大氣質(zhì)量評價、制定污染物排放標(biāo)準(zhǔn)和控制污染措施的依據(jù)國家環(huán)保方針、政策的具體體現(xiàn)大氣污染與大氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（十五）大氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)”（GB－3095－82）1982年頒布(p357表22－8)三級標(biāo)準(zhǔn)大氣污染與大氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（十六）三類區(qū)（見下表）般一類區(qū)由國家確定，二、三類區(qū)由當(dāng)?shù)卣畡澏ㄒ活悈^(qū)執(zhí)行一級標(biāo)準(zhǔn)，二類區(qū)執(zhí)行二級標(biāo)準(zhǔn)，三類區(qū)執(zhí)行三級標(biāo)準(zhǔn)大氣污染與大氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（十七）大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)1973年制定“工業(yè)三廢排放試行標(biāo)準(zhǔn)”，規(guī)定了13種大氣有害污染物——p358表22－101983年制定了鍋爐煙塵排放標(biāo)準(zhǔn)GB3841-83汽油車怠速污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB3842-83柴油車自由加速煙度排放標(biāo)準(zhǔn)GB3843-83汽車柴油機全負(fù)荷煙度排放標(biāo)準(zhǔn)GB3844-83大氣監(jiān)測方法（一）1、大氣監(jiān)測方法概述化學(xué)監(jiān)測——以化學(xué)反應(yīng)為基礎(chǔ)，設(shè)備簡單、經(jīng)濟、易行，有一定可靠性。國內(nèi)外普遍采用物理或物理化學(xué)監(jiān)測——建立在儀器分析的基礎(chǔ)上，靈敏度高，操作簡便、速度快，易于自動化，氮儀器較貴。生物監(jiān)測——利用生物（動物、植物）對污染物的反應(yīng)來監(jiān)測大氣監(jiān)測方法（二）對植物影響直接影響：污染物通過葉子背部氣孔進入植物體，破壞葉綠素，使組織壞死；或干擾酶的作用，破壞新陳代謝間接影響：大氣－水－土壤－吸收大氣監(jiān)測方法（三）選擇毒氣信號植物作為大氣污染監(jiān)測的指示生物（見下表）車間、煤礦養(yǎng)鳥等人群的流行病學(xué)調(diào)查大氣監(jiān)測方法（四）2、大氣監(jiān)測布點布點原則應(yīng)包括整個監(jiān)測范圍內(nèi)高、中、低三種濃度區(qū)下風(fēng)向為主要監(jiān)測區(qū)，應(yīng)多布點，上風(fēng)向少設(shè)，作為對照點城市、工礦區(qū)多設(shè)，郊區(qū)農(nóng)村少設(shè)人口密度大多設(shè)經(jīng)常超標(biāo)地方多設(shè)大氣監(jiān)測方法（五）污染調(diào)查工業(yè)布局污染源分布?xì)庀唷⒌匦稳丝诜植疾键c方法環(huán)境大氣布點法網(wǎng)格狀布點法確定調(diào)查區(qū)域范圍按地理坐標(biāo)進行網(wǎng)格分割(等密度或非等密度)在特定位置布設(shè)一定的控制點適用于面源或線源大氣監(jiān)測方法（六）同心園軸線布點法（適于點源）以排放污染源為圓心同心圓半徑――排放物性質(zhì)、氣象條件等主導(dǎo)風(fēng)向主軸、放射線圓周與放射線交點阿基米德螺線布點法（適于點源）易于繪制污染圖形和研究污染模式大氣監(jiān)測方法（七）作業(yè)場所采樣布點場所不大時，在工人操作、休息場所場所大時，采用網(wǎng)格狀布點（3mx3m）大氣采樣高度距地面0.50-1.80米（通常1.5米），人的呼吸帶大氣監(jiān)測方法（八）3、大氣監(jiān)測采樣直接采樣法（適于濃度高、測定方法靈敏）真空采氣瓶先抽真空、到采樣點再開塞采樣采樣體積不等于瓶體積采氣管（先抽6－10倍采氣管體積的氣）塑料袋CO等不活潑氣體聚四氟乙烯、聚乙烯等材料注射器（用于少量氣體采集）大氣監(jiān)測方法（九）濃縮采樣法適于濃度低、毒性大、方法靈敏度低溶液吸收法——采氣態(tài)狀污染物吸收液——水、水溶液、有機溶劑三個條件：大的吸收率（溶解或反應(yīng)）；反應(yīng)產(chǎn)物穩(wěn)定；不干擾后續(xù)分析氣泡小、上升速度慢、液柱高，采樣效率高常用吸收管――氣泡吸收管、沖擊式吸收管、多孔玻板吸收固體阻流法吸附型固體填充劑：硅膠、分子篩、活性炭分配型固體填充劑：分配系數(shù)大的組分阻留在填充劑外涂的固定液上反應(yīng)型固體填充劑：發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而阻留大氣監(jiān)測方法（十）濾紙濾膜法——采集顆粒狀污染物低溫冷凝法——低沸點氣態(tài)污染物（有機物）電離沉淀法——電離后沉積在電極上，適于顆粒狀污染物大氣監(jiān)測方法（十一）采樣效率一般要求采樣效率大于90％用標(biāo)準(zhǔn)氣測采樣效率提高采樣效率的措施——采樣管串聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)氣標(biāo)準(zhǔn)氣是與試樣組成近似、組成穩(wěn)定均勻、濃度確知的標(biāo)準(zhǔn)參考物質(zhì)用途：評價采樣儀器、采樣方法、采樣效率制備利用揮發(fā)性強的液體用適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)反應(yīng)來制備配氣――靜態(tài)配氣法和動態(tài)配氣法大氣污染監(jiān)測主要項目（一）1、總懸浮微粒、飄塵和降塵總懸浮微粒(TSP)d小于100微米的所有顆粒物大流量濾膜采樣、重量法飄塵(SPM)d在0.1－10微米之間的微粒濾膜重量法，但在采樣前需用粒子分離器石英壓電晶體法――似微量天平，重量與諧振頻率降塵d大于10微米的微粒用集塵器、重量法大氣污染監(jiān)測主要項目（二）2、二氧化硫大氣中的含硫化合物SO2,SO3,H2SO4,H2S,有機硫氣溶膠等來源礦物燃燒（煤含硫0.5－6％）有機物分解（沼澤地、稻田等）海水浪花（SO42-進入大氣）火山爆發(fā)大氣污染監(jiān)測主要項目（三）分析方法鹽酸副玫瑰苯胺比色法二氧化硫與四氯汞鈉生成配合物，再與甲醛、鹽酸副玫瑰苯胺生成紫色配合物，在548nm有最大吸收碘量法用氨基磺酸銨、硫酸銨混合吸收，用標(biāo)準(zhǔn)碘溶液在淀粉指示劑下滴定至藍色庫侖滴定法（二氧化硫儀）二氧化硫在電極上發(fā)生的電極反應(yīng)引起電流變化，根據(jù)法拉第定律由電流測定濃度脈沖熒光法――脈沖紫外光激發(fā)二氧化硫大氣污染監(jiān)測主要項目（四）3、氮氧化物包括N2O,NO,NO2,N2O3,N2O4,N2O5等通常測總量，