3958.堯山校區(qū)景觀湖水溶解氧濁度和高錳酸鹽指數(shù)的檢測與分析

1、課程設(shè)計(jì)1（論文）課 題： 堯山校區(qū)景觀湖水溶解氧濁度 和高錳酸鹽指數(shù)的檢測與分析 學(xué) 院： 生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院 專 業(yè)： 環(huán)境工程 學(xué)生姓名： 學(xué) 號： 姓 名： 職 稱： 副教授 題目類型： 理論研究 實(shí)驗(yàn)研究 工程設(shè)計(jì) 工程技術(shù)研究 軟件開發(fā)2010年 1 月 12日摘 要現(xiàn)在大多數(shù)城市的工業(yè)用水、生活用水目前均以地下水為主要水源。因此，地下水質(zhì)量的優(yōu)劣，已經(jīng)引起了有關(guān)部門的高度重視。適時掌握地下水質(zhì)量的優(yōu)劣及其變化趨勢，已顯得尤為重要。對地下水進(jìn)行現(xiàn)狀評價和污染變化趨勢分析，并提出切實(shí)可行的防治措施和建議。在地下水保護(hù)實(shí)際工作中，在促進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)、人與水資源和諧發(fā)展建設(shè)中，具有指導(dǎo)和

2、借鑒意義。本次的分析與評價通過溶解氧、濁度和高錳酸鹽指數(shù)這三個指標(biāo)來分析堯山校區(qū)兩個景觀湖水質(zhì)，再根據(jù)地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)gb14848-9來評價該水質(zhì)。關(guān)鍵詞：湖水；溶解氧；濁度；高錳酸鉀指數(shù)；分析；評價目 錄引言.41 實(shí)驗(yàn)計(jì)劃.42 試劑的配制.42.1溶解氧的測定試劑 42.2 高錳酸鹽指數(shù)的測定試劑.53 實(shí)驗(yàn)部分.53.1溶解氧測定 53.1.1實(shí)驗(yàn)原理 53.1.2 實(shí)驗(yàn)方法.63.1.3 實(shí)驗(yàn)計(jì)算.63.2 高錳酸鹽指數(shù)的測定.7 3.2.1實(shí)驗(yàn)原理. 73.2.2所需試劑. 73.2.3所需儀器. 73.2.4樣品的保存. 73.2.5高錳酸鉀的標(biāo)定. 73.2.6分析步驟. 83

3、.2.7結(jié)果的表示. 83.2.8精密度. 83.3 濁度儀法測水的濁度.93.3.1方法原理. 93.3.2實(shí)驗(yàn)步驟. 93.3.3注意事項(xiàng). 94 結(jié)果與討論.104.1水樣理化指標(biāo)原始記錄表. 104.2硫代硫酸鈉的標(biāo)定. 114.3 溶解氧（do）的測定結(jié)果.124.4 高錳酸鹽指數(shù)的測定結(jié)果.134.4.1高錳酸鉀溶液的標(biāo)定. 134.4.2高錳酸鹽指數(shù)的計(jì)算. 134.5 濁度的測定結(jié)果.144.6 水質(zhì)評價.15結(jié)論.17參考文獻(xiàn).18引言 桂林是世界聞名的旅游城市，其工業(yè)用水、生活用水目前均以地下水為主要水源。適時掌握地下水質(zhì)量的優(yōu)劣及其變化趨勢，已顯得尤為重要。本次實(shí)驗(yàn)?zāi)康木?/p>

4、是要對堯山校區(qū)兩個景觀湖水的水質(zhì)進(jìn)行分析與評價。1 實(shí)驗(yàn)計(jì)劃 通過測定水樣的溶解氧、濁度和高錳酸鹽指數(shù)三個指標(biāo)來對景觀湖水的水質(zhì)進(jìn)行分析，在根據(jù)國標(biāo)gb14848-9來評價水質(zhì)質(zhì)量。2 試劑的配制 2.1溶解氧的測定試劑2.1.1硫酸錳溶液溶解480g分析純硫酸錳(mns04 h20)溶于蒸餾水中，過濾后稀釋成1l。2.1.2堿性碘化鉀溶液取500g分析純氫氧化鈉溶解于300400ml蒸餾水中(如氫氧化鈉溶液表面吸收二氧化碳生成了碳酸鈉，此時如有沉淀生成，可過濾除去)。另取得氣150g碘化鉀溶解于200ml蒸餾水中。將上述兩種溶液合并，加蒸餾水稀釋至1l。2.1.3硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液稱取25g

5、硫代硫酸鈉(na2s2035h20)，溶于1000ml煮沸放涼的去離子水中，加入0.4gnaoh或0.2gna2c03。貯于棕色瓶中。此溶液濃度約為o.1mol/l，準(zhǔn)確濃度可按下法標(biāo)定：于250ml碘量瓶中，加入100ml去離子水和1gki，用移液管吸取10.00ml0.1000mol/lk2cr207標(biāo)準(zhǔn)溶液、5ml l：5h2s04溶液密塞，搖勻。置于暗處5min，取出后用待標(biāo)定的硫代硫酸鈉溶液滴定至由棕色變?yōu)榈S色時，加入1ml淀粉溶液，繼續(xù)滴定至藍(lán)色剛好退去為止，記錄用量。計(jì)算硫代硫酸鈉的濃度：m = 10.000.1000/v式中，m硫代硫酸鈉的濃度， mol/l： v一滴定時消耗

6、硫代硫酸鈉的體積， ml。將計(jì)算的準(zhǔn)確濃度標(biāo)記在盛硫代硫酸鈉溶液的瓶上，并以此溶液作為配制o.0250mol/l硫代硫酸鈉溶液的原液。0.o25omol/l硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液配制：取一定量上述硫代硫酸鈉原液，用剛煮沸并冷卻的去離子水稀釋至1000ml即成。所需硫化硫酸鈉原液量可按下式求得：na2s203標(biāo)準(zhǔn)溶液所需na2s203ml=25/na2s203于每升0.0250mol/lna2s203標(biāo)準(zhǔn)溶液中加入0.4gnaoh或0.2g無水na2c03以便保存(溶液貯于棕色瓶中)。此溶液每兩周配制次。2.2 高錳酸鹽指數(shù)的測定試劑2.2.1不含還原物質(zhì)的水將1l蒸餾水至于全玻璃蒸餾器中，加入10

7、ml硫酸和少量的高錳酸鉀溶液，蒸餾。棄去100ml初餾液，余下餾出液貯于具玻璃塞的細(xì)口瓶中。2.2.2硫酸溶液將100ml密度為1.84g/ml的濃硫酸慢慢加入到300ml水中，趁熱加入數(shù)滴高錳酸鉀溶液直至溶液出現(xiàn)粉紅色。氫氧化鈉溶液（500g/l）：稱取50g氫氧化鈉溶于水并稀釋至100ml。草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液（c0.0100mol/l）：稱取0.06705g經(jīng)120烘干2h并放冷的草酸鈉（na2c2o4）溶解水中，移入100ml容量瓶中，用水稀釋至標(biāo)線，混勻。高錳酸鉀貯備溶液（c0. 1 mol/l）：稱取32g高錳酸鉀溶解于水并稀釋至1000 ml。于9095水浴中加熱此溶液兩小時，冷卻。存

8、放兩天后，傾出清夜，貯于棕色瓶中。高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液（c0.01 mol/l）：吸取100ml高錳酸鉀貯備溶液于1000 ml容量瓶中，用水稀釋至標(biāo)線，混勻。此溶液在暗處可保存幾個月，使用當(dāng)天標(biāo)定其濃度。3 實(shí)驗(yàn)部分3.1溶解氧測定 3.1.1實(shí)驗(yàn)原理水中溶解氧的測定，一般用碘量法。在水中加入硫酸錳及堿性碘化鉀溶液，生成氫氧化錳沉淀。此時氫氧化錳性質(zhì)極不穩(wěn)定，迅速與水中溶解氧化合生成錳酸錳：2mnso4+4naoh=2mn(oh)2+2na2so42mn(oh)2+o2=2h2mno3h2mno3十mn(oh)2mnmno3+2h2o(棕色沉淀)加入濃硫酸使棕色沉淀(mnmn02)與溶液中所加入

9、的碘化鉀發(fā)生反應(yīng)，而析出碘，溶解氧越多，析出的碘也越多，溶液的顏色也就越深。2ki+h2so4=2hi+k2so4mnmno3+2h2so4+2hi=2mnso4+i2+3h2oi2+2na2s2o3=2nai+na2s4o6用移液管取一定量的反應(yīng)完畢的水樣，以淀粉做指示劑，用標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，計(jì)算出水樣中溶解氧的含量。3.1.2 實(shí)驗(yàn)方法水樣的采集與固定：用溶解氧瓶取水面下2050cm的湖水，使水樣充滿250ml的磨口瓶中，用尖嘴塞慢慢蓋上，不留氣泡。在湖岸邊取下瓶蓋，用移液管吸取硫酸錳溶液1ml插入瓶內(nèi)液面下，緩慢放出溶液于溶解氧瓶中。取另一只移液管,按上述操作往水樣中加入2ml堿性碘化鉀溶液

10、,蓋緊瓶塞，將瓶顛倒振搖使之充分搖勻。此時，水樣中的氧被固定生成錳酸錳(mnmno3)棕色沉淀。將固定了溶解氧的水樣帶回實(shí)驗(yàn)室備用。酸化：往水樣中加入2ml濃硫酸，蓋上瓶塞，搖勻，直至沉淀物完全溶解為止(若沒全溶解還可再加少量的濃酸)。此時，溶液中有i2產(chǎn)生，將瓶在陰暗處放5分鐘，使i2全部析出來。用標(biāo)準(zhǔn)na2s2o3溶液滴定：用50ml移液管從瓶中取水樣于錐形瓶中。用標(biāo)準(zhǔn)na2s2o3溶液滴定至淺黃色。向錐形瓶中加入淀粉溶液2ml(此時確芤合岳渡?。繼續(xù)用na2s2o3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至藍(lán)色變成無色為止。記下消耗na2s2o3標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積。 按上述方法平行測定三次。3.1.3 實(shí)驗(yàn)計(jì)算 溶解氧

11、(mgl)cna2s2o3vna2s2o332/41000/v水o22mn(oh)2mnmno32i24na2s2o3 1mol的o2和4mol的na2s2o3相當(dāng)用硫代硫酸鈉的摩爾數(shù)乘氧的摩爾數(shù)除以4可得到氧的質(zhì)量(mg)，再乘1000可得每升水樣所含氧的毫克數(shù)。3.2高錳酸鹽指數(shù)的測定3.2.1實(shí)驗(yàn)原理樣品中加入已知量的高錳酸鉀和硫酸，在沸水浴中加熱30min,高錳酸鉀將樣品中的某些有機(jī)物和無機(jī)還原物質(zhì)氧化，反應(yīng)后加入過量的草酸鈉還原剩余的高錳酸鉀，再用高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液回滴過量的草酸鈉。通過計(jì)算得到樣品中高錳酸鹽指數(shù)。3.2.2所需試劑硫酸溶液：將100ml密度為1.84g/ml的濃硫酸慢

12、慢加入到300ml水中，趁熱加入數(shù)滴高錳酸鉀溶液直至溶液出現(xiàn)粉紅色。草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液（c0.0100mol/l）：稱取0.06705g經(jīng)120烘干2h并放冷的草酸鈉（na2c2o4）溶解水中，移入100ml容量瓶中，用水稀釋至標(biāo)線，混勻。高錳酸鉀貯備溶液（c0. 1 mol/l）：稱取1.6g高錳酸鉀溶解于水并稀釋至500 ml。于9095水浴中加熱此溶液兩小時，冷卻。存放兩天后，傾出清夜，貯于棕色瓶中。高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液（c0.01 mol/l）：用砂芯漏斗過濾高錳酸鉀貯備溶液，過濾后用試劑瓶裝好。然后吸取100ml高錳酸鉀貯備溶液于1000 ml容量瓶中，用水稀釋至標(biāo)線，混勻。此溶液在暗處可保

13、存幾個月，使用當(dāng)天標(biāo)定其濃度。3.2.3所需儀器全玻璃蒸餾器，具玻璃塞的細(xì)口瓶，100ml容量瓶，1000 ml容量瓶，玻璃砂芯漏斗，電子天平，水浴器，50ml酸式滴定管，移液管，燒杯。3.2.4樣品的保存采樣后要加入硫酸溶液，是樣品ph=12并盡快分析，在這里按照400ml加入4.6ml（1+3）硫酸來使ph=12。如保存時間超過6h，則需置暗處，05下保存，不得超過2天。3.2.5高錳酸鉀的標(biāo)定準(zhǔn)確吸取25.00毫升草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液，分別置于250毫升錐形瓶中，加入6毫升（1+3）硫酸，在水浴上加熱到75-85度.趁熱用高錳酸鉀溶液滴定。開始滴定時反應(yīng)速率慢，待溶液中產(chǎn)生了mn2+后，滴定速

14、度可加快，直到溶液呈現(xiàn)微紅色并持續(xù)半分鐘內(nèi)不褪色即為終點(diǎn)。3.2.6分析步驟吸取100.0ml經(jīng)充分搖動、混合均勻的樣品，置于250.0ml錐形瓶中，加入50.5ml硫酸溶液，用滴定管加入10.00ml高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液，搖勻。將錐形瓶置于沸水浴內(nèi)302min(水浴沸騰，開始計(jì)時)。取出后用滴定管加入10.00ml草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液至溶液變?yōu)闊o色。趁熱用高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至出現(xiàn)粉紅色，并保持30s不變色。記錄消耗的高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液體積?？瞻自囼?yàn)：用100ml水代替樣品，按步驟，測定，記錄下回滴的高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積。向空白試驗(yàn)滴定后的溶液中加入10.00ml草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液。如果需要，將溶液加熱至

15、80.用高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液繼續(xù)滴定至剛出現(xiàn)粉紅色，并保持30秒不退。記錄下消耗的高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液體積。注： 沸水浴的水面要高于錐形瓶內(nèi)的液面。 樣品量以加熱氧化后殘留的高錳酸鉀為其加入量1213為宜。加熱時，如溶液紅色退去，說明高錳酸鉀量不夠，需重新取樣，經(jīng)稀釋后測定。 滴定時溫度如低于60，反應(yīng)速度緩慢，因此應(yīng)加熱至80左右。3.2.7結(jié)果的表示高錳酸鹽指數(shù)（imn）以每升樣品消耗毫克氧數(shù)來表示（o2,mg/l），按式（1）計(jì)算。式中：v1樣品滴定時，消耗高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液體積，ml；v2標(biāo)定時，所消耗高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液體積，ml；c草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液，0.0100moll。3.2.8精密度5個實(shí)驗(yàn)室

16、測定高錳酸鉀值為4.0mgl的葡萄糖統(tǒng)一分發(fā)標(biāo)準(zhǔn)溶液。 重復(fù)性實(shí)驗(yàn)室內(nèi)相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為4.2. 再現(xiàn)性實(shí)驗(yàn)室間總相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為5.2.3.3 濁度儀法測水的濁度3.3.1方法原理利用一束紅外線穿過含有待測樣品的樣品池，光源為波長890nm的高發(fā)射強(qiáng)度的紅外發(fā)射管，以確保使樣品顏色引起的干擾達(dá)到最小。通過傳感器測量由樣品中懸浮顆粒散射的光量，經(jīng)微電腦處理器將該數(shù)值轉(zhuǎn)化為濁度值。3.3.2實(shí)驗(yàn)步驟(1)校準(zhǔn)儀器：插上電源，按 on/off 鍵打開濁度儀電源先按住 alt 鍵不放，再按cal鍵使儀器進(jìn)入調(diào)零狀態(tài)將“0”標(biāo)樣放入暗孔中，按 cal 鍵待顯示數(shù)值“10”時，取出“0”標(biāo)樣將“10”標(biāo)樣放入

17、暗孔中按 cal 鍵待顯示數(shù)值“500”時，取出“10”標(biāo)樣，將“500”標(biāo)樣放入暗孔中，按 cal 鍵待數(shù)值穩(wěn)定后先按住 alt 鍵不放，再按cal，結(jié)束調(diào)零。(2)水樣濁度的測定：將待測樣裝入比色管中放入暗孔中按 read 鍵讀數(shù)待數(shù)值穩(wěn)定后按store鍵保存數(shù)據(jù)放入待測樣依次測量。3.3.3注意事項(xiàng)(1)為了獲得有代表性的水樣，取樣前輕輕攪拌水樣，使其均勻，禁止震蕩(防止產(chǎn)生氣泡)和懸浮物沉淀，(2)樣品收集在具塞玻璃瓶內(nèi)，應(yīng)在取樣后盡快測定。如需保存可在 4 冷藏、暗處保存 24h，測試前要激烈振搖水樣并恢復(fù)到室溫4 結(jié)果與討論4.1水樣理化指標(biāo)原始記錄表樣品采集時部分水樣用硫酸錳和堿

18、性碘化鉀進(jìn)行固定（測do時使用的水樣），固定過程可以見到棕色絮狀沉淀物生成。樣品采集記錄表1地點(diǎn)編號采樣日期時間（始/末）水深透明度顏色氣味溫度ph湖1(科技樓前)a-12011-1-910:27 / 10:280.5m較好極淺綠色無2.56.1a-22011-1-910:42 / 10:430.5m較好極淺綠色無3.06.2a-32011-1-910:56 / 10:570.5m較好極淺綠色無3.16.1湖2(科技樓前)b-12011-1-911:27 / 11:280.5m一般淺綠色無6.06.5b-22011-1-912:50 / 12:510.5m一般淺綠色無6.46.7b-32011

19、-1-913:11 / 13:120.5m一般淺綠色無7.06.7地點(diǎn)編號采樣日期時間（始/末）水深透明度顏色氣味溫度ph湖1(科技樓前)a-12011-1-128:46 / 8:470.5m較好極淺綠色無2.86.1a-22011-1-129:22 / 9:230.5m較好極淺綠色無2.86.2a-32011-1-129:43 / 9:440.5m較好極淺綠色無3.06.1湖2(科技樓前)b-12011-1-1210:00 / 10:020.5m一般淺綠色無5.76.5b-22011-1-1210:10 / 10:110.5m一般淺綠色無5.66.7b-32011-1-1210:17 / 1

20、0:180.5m一般淺綠色無5.86.7樣品采集記錄表24.2硫代硫酸鈉的標(biāo)定標(biāo)定na2s2o3溶液的濃度實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表（原始）記錄項(xiàng)目序 號123vna2s2o3/ml10.1010.0710.13c na2s2o3 (moll-1)0.024820.024750.02468c na2s2o3的計(jì)算公式c=10.000.0250/v=10.000.0250/10.10c na2s2o3的平均值0.02475 mol/l按照實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行標(biāo)定，得的消耗的硫代硫酸鈉體積如下：次數(shù)123硫代硫酸鈉體積（ml）10.0710.1010.13由公式： 可得：c1=（10.000.025）/10.07=0.0

21、2482 mol/lc2=（10.000.025）/10.10=0.02475 mol/lc3=（10.000.025）/10.13=0.02468 mol/l平均可得 c =0.02475 mol/l即標(biāo)得的硫代硫酸鈉的濃度為0.02475 mol/l4.3 溶解氧（do）的測定結(jié)果溶解氧（do）測定數(shù)據(jù)記錄分析編號消耗硫代硫酸鈉的體積/ml1（23平均a-13.413.433.423.42a-23.533.523.553.53a-33.333.373.323.34b-13.683.753.733.72b-23.793.773.763.77b-33.803.723.653.73根據(jù)公式得a湖

22、各點(diǎn)的溶解氧值（水樣取50ml）doa-1=0.024753.4281000/50=13.54doa-2=0.024753.5381000/50=13.98doa-3=0.024753.3481000/50=13.12平均do=（13.54+13.98+13.12）/3=13.55b湖各點(diǎn)的溶解氧值（水樣取50ml）dob-1=0.024753.7281000/50=14.73dob-2=0.024753.7781000/50=14.95dob-3=0.024753.7381000/50=14.70平均do=（14.73+14.95+14.70）/3=17.794.4 高錳酸鹽指數(shù)的測定結(jié)果4

23、.4.1高錳酸鉀溶液的標(biāo)定所需高錳酸鉀體積如下：123草酸鈉體積（ml）25.0025.0025.00高錳酸鉀體積（ml）19.3219.3319.33算得高錳酸鉀的濃度為0.01296mol/l4.4.2高錳酸鹽指數(shù)的計(jì)算滴定數(shù)據(jù)如下表編號消耗高錳酸鉀溶液的體積v1/ml空白消耗高錳酸鉀溶液的體積v2/mla-11.72平均5.00平均1.731.724.954.971.724.97a-21.471.464.995.001.445.001.475.00a-31.471.484.904.901.454.801.575.00b-14.854.825.105.024.835.054.814.90b

24、-24.974.985.135.104.975.104.995.08b-34.454.445.125.124.435.104.445.14由公式(水樣取50ml，其他減半)式中：v1樣品滴定時，消耗高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液體積，ml；v2標(biāo)定時，所消耗高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液體積，ml；c草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液，0.0100moll。得a湖：ia-1=2.97ia-2=2.67ia-1=2.86則a湖的平均高錳酸鹽指數(shù)為：ia=（2.97+2.67+2.86）/3=2.83b湖：ib-1=7.90ib-2=8.12ib-3=7.75則b湖的平均高錳酸鹽指數(shù)為：ib=（7.90+8.12+7.75）/3=7.894.5

25、 濁度的測定結(jié)果使用濁度儀測量，每個樣點(diǎn)的水樣測量3次，得數(shù)據(jù)如下編號平均a-133.8032.4035.2833.79a-228.0932.1028.9929.42a-324.5724.9123.1324.20b-149.6251.0450.0450.23b-246.6445.6446.5946.29b-346.6747.3448.0447.35算得a湖湖水的平均濁度值為：（33.79+29.42+24.2）/3=29.14b湖湖水的平均濁度值為：（50.23+46.29+47.35）/3=47.964.6 水質(zhì)評價現(xiàn)由以上三個結(jié)果來對水質(zhì)進(jìn)行評價（根據(jù)地下水水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)gb14848-9）指標(biāo)溶解氧mg/l濁度高錳酸鹽指數(shù)mg/la湖13.5529.142.83b湖17.7947.967.89依據(jù)我國地下水水質(zhì)現(xiàn)狀、人體健康基準(zhǔn)值及地下水質(zhì)量保護(hù)目標(biāo)，并參照生活飲用水、工業(yè)水水質(zhì)要求，將地下水質(zhì)量劃分為五類。 類 主要反映地下水化學(xué)組分的天然低背景含量。適用于各種用途。 類 主要反映地下水化學(xué)組分的天然背景含量。適用于各種用途。 類 以人體健康基準(zhǔn)值為依據(jù)。主要適用于集中式生活飲用水水源及工、農(nóng)業(yè)用水。 類