(一)、化学需氧量: (COD) 是指在一定条件下1升水中的还原性物质,包括有机物、NO2-、S2-、Fe2+等无机物,在外加强氧化剂K2Cr2O7的作用下被氧化分解时所消耗的氧化剂的量,以O2的mg/L表示。

1、重铬酸钾法 在水样中加入一定体积的K2Cr2O7标准溶液,加入H2SO4、Ag2SO4(催化剂),回流,以试铁灵作指示剂,用(NH4)2Fe(SO4)2标液滴定水样中未被还原的K2Cr2O7,计算水样的COD.   

Cr2O72? + 14H+ + 6e → 2Cr3+ + 7H2O   

Cr2O72? + 14H+ + 6Fe2+→2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2O   

若水样中C(Cl?)> 30 mg/L,则预先加HgSO4   

Hg2+ + 4Cl? → HgCl42?  

终点:蓝绿 红棕   

2、COD测定仪测定水样COD的原理:以一定量的K2Cr2O7标液作为氧化剂,在10.2 mol/L H2SO4中回流15分钟,冷却,加Fe2(SO4)3,搅拌   

Fe3+ + e→Fe2+   

Cr2O72? + 14H+ + 6Fe2+→2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2O   

(二)、高锰酸盐指数:高锰酸盐指数又称锰法化学耗氧量,它是指在一定条件下,以高锰酸钾为氧化剂,氧化水中还原性物质时所消耗的高锰酸钾的量,以O2的mg/L来表示。在高锰酸盐指数法规定的条件下,高锰酸钾的氧化能力有限,因此常用高锰酸盐指数法作比较清洁水的有机物含量的评价。   

A、碱性法   碱性法适用于CCl > 300 mg/L 的水样,在碱性溶液中:   MnO4– + 2H2O + 3e →MnO2 + 4OH –   

B、酸性法   酸性法适用于CCl < 300 mg/L 的水样,在酸性溶液中:   MnO4– +8H++5e→Mn2++ 4H2O(沸水浴加热30分钟)   剩余的KMnO4用一定量、过量的Na2C2O4还原,再用KMnO4标液返滴定过量的Na2C2O4,滴定反应为:   2MnO4 – + 5C2O42 – + 16H+→2Mn2+ + 10CO2 + 8H2O   

测定过程可以表示为:取水样100 mL   

(1:3) H2SO4 5mL   

混匀   

加C(KMnO4) = 0.01 mol/L标液10.0 mL   

沸水浴加热30分钟   

加C( Na2C2O4) = 0.01 mol/L标液10.0 mL   

褪色   

用0.01mol/L KMnO4标液回滴   

终点微红色   

(三)、生化需氧量(Biochemical Oxygen Demand, BOD)是指在有溶解氧的条件下,水中可以分解的有机物由于好氧微生物的作用被氧化分解成H2O、CO2等无机物的过程所需要的氧量。结果以O2的mg/L表示。有机物质的生物氧化过程进行的比较缓慢,在20 oC时培养5天,此时完成大约70%左右,由此测出的BOD称为5日生化需氧量,用BOD5表示。   

1、 有机物在微生物的作用下的好氧分解分两个阶段进行:   

阶段是含碳物质氧化阶段,主要是含碳物质氧化为CO2和H2O;第二阶段是硝化阶段,主要是在硝化菌的作用下将NH3或NH4+进一步氧化为NO2-和NO3-的过程,这个过程称 为消化需氧量。   

通常所说的BOD只是指阶段的生化需氧量(即:碳化需氧量)。有机污水的硝化过程要到大约5~7天后才显著进行,所以测定的BOD5值不包括硝化阶段。   

五天培养法(20 oC)   

该方法也称为标准稀释法。   

直接测定法   

原理:将水样稀释后,测定水中的溶解氧含量,在20±1oC条件下培养5天后再测定水中的溶解氧含量,两次测定值之差即为BOD5,若水样的BOD5< 7 mg/L,则不必对水样进 行稀释。   

对于不经稀释,直接培养的水样:   

BOD5(mg/L)= ρ1-ρ2   

ρ1 水样在培养前溶解氧的浓度(mg/L);   

ρ2 水样经5天培养后剩余溶解氧的浓度(mg/L).   

2、稀释水 对于绝大多数污水和工业污水,它们的BOD > 7 mg/L,为了保证测定过程中有充足的溶解氧存在,就需要稀释后再培养、测定。   

稀释的程度应达到使培养过程中:   

消耗的溶解氧量 > 2 mg/L,   

剩余的溶解氧量 > 1 mg/L.   

稀释水一般用蒸馏水配制,先曝气2~8 小时,在20 oC下放置数小时,临用前加入少量CaCl2、 FeCl3、NH4Cl、MgSO4等营养盐溶液和K2HPO4-NaH2PO4缓冲溶液,混匀,使稀 释水pH = 7.2, BOD5 < 0.2 mg/L.   

3、 对不含微生物或微生物含量很少的工业污水,在测定BOD5时应当进行接种,即往污水中加入的稀释水中应当含有一些能降解有机物的微生物。即在每升稀释水中加入 :   

生活污水的上层清液1~10mL;   

表层土壤浸出液20~30 m;,   

河水、湖水10~100 mL。   

这种水称为接种稀释水,调节其pH = 7.2,   

BOD5=0.3~1.0 mg/L.   

配制含葡萄糖和谷氨酸各150 mg/L的标液,按1︰50的倍数稀释后,与水样同步测定BOD5,测定结果应当在BOD5 = 180~230 mg/L之间。   

4、水样稀释倍数   

例如,工业污水:   

由K2Cr2O7法测得的COD值分别乘以0.075,0.15,0.25,获得3个稀释倍数。   

按几种不同的稀释比,将水样稀释成若干个稀释试样。经过20 oC 5天的培养后:   

水中剩余的溶解氧应≧1 mg/L,   

培养期间溶解氧的损失应≧2 mg/L.   

方法:水样经稀释后,测定其培养前和20±1 oC培养5日后的溶解氧量,再按稀释比计算BOD5.   

(四)、总有机碳   

总有机碳(Total Organic Carbon, TOC)是以碳的含量表示水中有机物质总量的一项综合性指标,把水中所有的有机物的碳通过燃烧法转变成CO2而加以测定的,以C;mg/L表 示。TOC比BOD5或COD更能反映有机物的总含量。   

常用方法:燃烧氧化-非色散红外吸收法   

(五)、挥发酚

挥发酚一般是指沸点 < 230 oC的酚。它们一般属于一元酚,例如苯酚(BP,181.8 oC)。 4-氨基安替比林分光光度法,该方法适用于测定酚含量 < 5 mg/L 的比较清洁水。