第一章水質(zhì)指標(biāo)與水體自凈

【教學(xué)目標(biāo)】認(rèn)識(shí)水體污染的嚴(yán)重性，掌握有關(guān)水質(zhì)指標(biāo)知識(shí)，了解水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)知識(shí)；了解廢水的成分與性質(zhì)。通過(guò)學(xué)習(xí)讓學(xué)生了解水處理的基本概念性知識(shí)，重點(diǎn)掌握水體自凈的相關(guān)內(nèi)容?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】水資源的分布、水的循環(huán)、水污染原因及水污染物分類，COD、BOD、固體指標(biāo)等等；水質(zhì)指標(biāo)的計(jì)算氧垂曲線圖形、公式及計(jì)算【教學(xué)手段】講授舉例當(dāng)前第1頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)第1章水質(zhì)與水體自凈Waterquality&self-purification第一節(jié)水的循環(huán)與污染1.水的分布極不均衡淡水資源有限而且時(shí)空分布上不均衡FORWARD當(dāng)前第2頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)地球蘊(yùn)水總量約14億Km3，地球表面約有70%以上被水覆蓋，所以，地球素有水的行星之稱。3.5%海水96.5%海水淡水淡水水資源缺乏（人均僅世界平均值的期1／4）當(dāng)前第3頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)我國(guó)降雨量分布我國(guó)城市平均月降雨量分布當(dāng)前第4頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)

南水北調(diào)工程

分別從長(zhǎng)江上、中、下游調(diào)水，以適應(yīng)西北、華北各地的發(fā)展需要，當(dāng)前第5頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)

自然界的水在太陽(yáng)熱力、地心引力、大氣環(huán)流的作用下發(fā)生形態(tài)變化，蒸發(fā)的水分隨著氣流運(yùn)行而轉(zhuǎn)移，遇冷凝結(jié)成云或以降水的形式到達(dá)地表，到達(dá)地表的水又重新蒸發(fā)、凝結(jié)、降落，這種循環(huán)過(guò)程持續(xù)不斷，稱之水循環(huán)。2.水的循環(huán)(Watercycle)

自然循環(huán)、社會(huì)循環(huán)（1）自然循環(huán)當(dāng)前第6頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)水循環(huán)（Hydrologicalcycle）水循環(huán)的主要方式：蒸發(fā)和輸運(yùn)當(dāng)前第7頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)人類為了滿足生活和生產(chǎn)的需要，要從各種天然水體中取用大量的水。人體為了維持體內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定，每日需要補(bǔ)充一定的水。在一般情況下，每人每日通過(guò)飲水和食物攝入的水量約在2-3升，而全部的生活用水量需幾十至幾百升。各類生產(chǎn)部門的用水量也很大，且日益增大。生活用水和工業(yè)用水，在使用后就會(huì)成為生活污水和工業(yè)廢水，經(jīng)過(guò)處理后，最終又流入天然水體。這樣水在人類社會(huì)中也構(gòu)成了一個(gè)循環(huán)體系。這個(gè)局部循環(huán)體系為社會(huì)循環(huán)。社會(huì)循環(huán)中形成的生活污水和各種工業(yè)廢水是天然水體中最大的污染來(lái)源。（2）社會(huì)循環(huán)當(dāng)前第8頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)3.水污染自然污染和人為(Man-made)污染水體自凈能力：一定程度下能自身調(diào)節(jié)和降低污染的能力水污染：水體因某些物質(zhì)的介入，其污染程度超過(guò)了水體自凈的能力而導(dǎo)致其化學(xué)、物理、生物或者放射性等方面特性的改變，從而影響水的有效利用，危害人體健康或者破壞生態(tài)環(huán)境，造成水質(zhì)惡化的現(xiàn)象。當(dāng)前第9頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)4.水污染的分類和影響工業(yè)廢水農(nóng)業(yè)廢水生活污水礦山廢水來(lái)源污染物性質(zhì)化學(xué)性污染物理性污染生物性污染水污染分類(Classification)當(dāng)前第10頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)Ⅰ化學(xué)性污染（1）無(wú)機(jī)污染物質(zhì)：eg.酸、堿、無(wú)機(jī)鹽（2）無(wú)機(jī)有毒物質(zhì)：eg.重金屬、氰化物(電鍍20-70ppm）（3）有機(jī)有毒物質(zhì)：eg.PAHs、農(nóng)藥（4）需氧污染物質(zhì)：eg.碳水化合物、蛋白質(zhì)、醇等（5）植物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)（富營(yíng)養(yǎng)化）：eg.N、P（6）油類：eg.礦物油、動(dòng)植物油、原油當(dāng)前第11頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)無(wú)機(jī)污染公害事件：水俁病事件無(wú)機(jī)汞甲基汞氯化甲基汞水體人體水生食物鏈胃酸隨血流進(jìn)入各器官主要侵犯腦當(dāng)前第12頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)需氧型污染-案例水體處于厭氧狀態(tài)河流河床表層O2廢水排放CODCOD增加氧濃度分布曲線當(dāng)前第13頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)富營(yíng)養(yǎng)型污染-案例藻類大量繁殖毒物型污染-案例四川沱江污染造成魚類大量死亡當(dāng)前第14頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)Ⅱ物理性污染（1）懸浮物質(zhì)污染（2）熱污染（3）放射性污染熱污染（thermalpollution）冷卻水是水體熱污染的主要來(lái)源。水體水溫增加導(dǎo)致當(dāng)前第15頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)Temperatureprobes

TempprobeTempprobeSomeprobeexamples:Temperatureisalwaysmeasuredconcurrentlywithoxygen,pH,andconductivitybecausealloftheseparametersaretemperaturedependent.當(dāng)前第16頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)Ⅲ生物性污染生物性污染的危害引起介水傳染病的暴發(fā)流行，對(duì)人體健康造成危害。最常見(jiàn)的疾病包括霍亂、傷寒、痢疾、肝炎等腸道傳染病及血吸蟲病、賈第蟲病等寄生蟲病。介水傳染病流行特點(diǎn)醫(yī)院污水eg.SARs當(dāng)前第17頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)水污染防治途徑法律、監(jiān)督（防）管理（清潔生產(chǎn)、源頭治理、排污收費(fèi)）（管）工程（高效、低耗）（治）公眾參與當(dāng)前第18頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)第二節(jié)水質(zhì)指標(biāo)和水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)一.水質(zhì)指標(biāo)Waterqualityindicators（重點(diǎn)）1、概念（1）水質(zhì)：水和其中所含的雜質(zhì)共同表現(xiàn)出來(lái)的物理學(xué)、化學(xué)和生物學(xué)的綜合特性（2）水質(zhì)指標(biāo)：水中雜質(zhì)的種類、成分和數(shù)量，判斷水質(zhì)的具體衡量標(biāo)準(zhǔn)2、雜質(zhì)分類懸浮物質(zhì)膠體物質(zhì)colloid溶解物質(zhì)solute

～10-310-3～10-610-6～（mm)當(dāng)前第19頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)3、水質(zhì)指標(biāo)分類物理性質(zhì)測(cè)定物理感官性狀溫度、色度、嗅、味、混濁度、透明度等其他物理特性固體含量、電導(dǎo)率、放射性元素化學(xué)性質(zhì)測(cè)定一般化學(xué)性質(zhì)pH、堿度、硬度、各種陰陽(yáng)離子、一般有機(jī)物等有毒物重金屬、氰化物、多環(huán)芳烴、農(nóng)藥等氧平衡指標(biāo)DO、BOD、COD、TOD生物性質(zhì)測(cè)定細(xì)菌總數(shù)、大腸桿菌數(shù)、病原微生物、病毒當(dāng)前第20頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)4、幾種重要的水質(zhì)指標(biāo)（1）渾濁度（2）顏色、色度（3）固體（4）電導(dǎo)率與總含鹽量（5）堿度alkalinity（6）硬度hardness（7）水中溶解氧（DO）（8）化學(xué)需氧量（COD）和耗氧量（OC）（9）生物化學(xué)需氧量（BOD）（10）總有機(jī)碳（TOC）和總需氧量（TOD）當(dāng)前第21頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)（1）渾濁度概念：不溶性物體對(duì)光線透過(guò)時(shí)所產(chǎn)生的阻礙程度發(fā)展變化：JTU（杰克遜濁度單位）

NTU（散射光濁度單位）＝光電濁度計(jì)，與入射光呈90度角

FTU（福爾馬肼濁度單位）＝甲簪濁度單位硫酸肼+六亞甲基四胺配置標(biāo)準(zhǔn)渾濁液分光光度法：將一定量的硫酸肼與6次甲基四胺聚合，生成白色高分子聚合物，以此作為濁度標(biāo)準(zhǔn)溶液。于680nm波長(zhǎng)處測(cè)定。目視法：濁光，比濁法：當(dāng)前第22頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)themostdirectissomemeasureofattenuation(thatis,reductioninstrength)oflightasitpassesthroughasamplecolumnofwater.Thenowlittle-usedJacksonCandlemethod(units=JacksonTurbidityUnitorJTU)isessentiallytheinversemeasureofthelengthofacolumnofwaterneededtocompletelyobscureacandleviewedthroughit(Figure33).Themorewaterneeded(thelongerthewatercolumn),theclearerthewaterhttp://io.uwinnipeg.ca/~simmons/ysesp/images/mvc-002f.jpg

當(dāng)前第23頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)濁度計(jì)發(fā)出光線，使之穿過(guò)一段樣品，并從與入射光呈90°的方向上檢測(cè)有多少光被水中的顆粒物所散射。這種散射光測(cè)量方法稱作散射法。當(dāng)前第24頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)水的顏色:真色;表色真色測(cè)定方法：鉑鈷標(biāo)準(zhǔn)比色法（氯鉑酸鉀和氯化鈷配成與天然水黃色色調(diào)相同的標(biāo)準(zhǔn)比色系列），度（TCU）表色:稀釋倍數(shù)法——比色管＋無(wú)色清潔水（2）顏色、色度當(dāng)前第25頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)（3）固體水中固體（蒸發(fā)殘?jiān)阂欢囟认聦⑺畼诱舭l(fā)至干時(shí)所殘余的固體物質(zhì)總量；103～105℃時(shí)蒸發(fā)稱“總固體”總固體（mg/L）＝[（A-B)×1000×1000]/VA-總殘?jiān)驼舭l(fā)皿質(zhì)量,g；B－蒸發(fā)皿質(zhì)量,g；V-水樣體積,mL。溶解固體：過(guò)濾后，取濾液103～105℃烘干后質(zhì)量懸浮固體：過(guò)濾后，取濾渣103～105℃烘干后質(zhì)量揮發(fā)性固體(灼燒減重)：600℃蒸發(fā)干燥后固體失去的重量固定性固體＝總固體－揮發(fā)性固體

溶解固體＋懸浮固體當(dāng)前第26頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)當(dāng)前第27頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)（4）比電導(dǎo)與總含鹽量

電導(dǎo)率測(cè)量?jī)x的測(cè)量原理是將兩塊平行的極板，放到被測(cè)溶液中，在極板的兩端加上一定的電勢(shì)（通常為正弦波電壓），然后測(cè)量極板間流過(guò)的電流。電導(dǎo)率的基本單位是西門子（S），原來(lái)被稱為姆歐，取電阻單位歐姆倒數(shù)之意。電導(dǎo)儀電阻儀當(dāng)前第28頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)（4）比電導(dǎo)與總含鹽量總含鹽量(總礦化度)：水體中所含各種溶解性礦物鹽類的總量總含鹽量＝∑陽(yáng)離子＋∑陰離子

天然水主要陽(yáng)離子：Ca2+、Mg2+、Na+、K+

陰離子：HCO3-、CO32-、SO42-、CL-離子平衡思想的用途：檢測(cè)測(cè)量結(jié)果是不是全面水的電導(dǎo)率與其所含無(wú)機(jī)酸、堿、鹽的量有一定關(guān)系。常用于推測(cè)水中離子的總濃度或含鹽量。也可以間接表示水中溶解性固體的多少。當(dāng)前第29頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)當(dāng)前第30頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)（5）堿度（alkalinity）概念：水接受質(zhì)子的能力測(cè)定方法：中和滴定法指示劑：酚酞（變色范圍pH8.3）；甲基橙（變色范圍pH4.4）酚酞堿度（P）甲基橙堿度（總堿度T）碳酸鹽堿度重碳酸鹽堿度氫氧化物堿度

甲基橙3.1-4.4紅橙黃酚酞8.2-10.0無(wú)色淺紅紅紫色石蕊5.0-8.0紅紫藍(lán)當(dāng)前第31頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)當(dāng)前第32頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)當(dāng)前第33頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)（6）硬度概念：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二價(jià)金屬離子的存在而產(chǎn)生的。（鈣和鎂離子），多用EDTA絡(luò)合滴定法測(cè)定，分為以下兩種硬度：碳酸鹽硬度（暫時(shí)硬度）：受熱煮沸除去非碳酸鹽硬度（永久硬度）總硬度＝碳酸鹽硬度＋非碳酸鹽硬度總硬度：染液、皂洗用水<0.36mg當(dāng)量/L，一般洗滌用水<3.6mg當(dāng)量/L當(dāng)前第34頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)總硬度度數(shù)（°）0~44~88~1616~3030以上標(biāo)志很軟水軟水中等硬度水硬水很硬水當(dāng)前第35頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)當(dāng)前第36頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)常用金屬指示劑

鉻黑

T（EriochromeBlackT，EBT）

1-(1-羥基-2-萘偶氮)-5-硝基-2-萘酚-4-磺酸鈉

pKa=6.3pKa=

11.6H2In-

HIn2-

In3-

紫紅藍(lán)橙

Mg2+、Zn2+、Pb2+、Cd2+、Mn2+等不穩(wěn)定——固體指示劑

（鉻黑T∶NaCl=1∶100）M

-

EBTpH7

11當(dāng)前第37頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)滴定前：滴定中：Ca2++Mg2++In

Ca2++Mg2++MgIn+Y終點(diǎn)時(shí)：Ca2++MgY+MgIn+Y終點(diǎn)顏色：

Ca2++Mg2++MgIn酒紅色CaY+MgY＋Mg2+＋MgIn酒紅色純藍(lán)色酒紅色純藍(lán)色CaY+MgY＋Mg2+＋MgIn反應(yīng)如下：當(dāng)前第38頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)在pH為10.0±0.1的被測(cè)溶液（氨性緩沖溶液）中，用鉻黑T作指示劑，以乙二胺四乙酸二鈉鹽(簡(jiǎn)稱EDTA)標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至藍(lán)色為終點(diǎn)，根據(jù)消耗EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，即可計(jì)算出水中硬度的含量。滴定時(shí)，F(xiàn)e3+、Al3+等干擾離子可用三乙醇胺予以掩蔽；Cu2+、Pb2+、Zn2+等重屬離子，可用KCN、Na2S或巰基乙酸予以掩蔽。當(dāng)前第39頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)當(dāng)前第40頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)(7)水中溶解氧

DO（每升水里氧氣的毫克數(shù)

）Winkler溶氧測(cè)定：(碘量法測(cè)定水中溶解氧)

1）氧的固定Mn2++OH—===Mn(OH)22Mn(OH)2+O2===2MnO(OH)2↓（即H2MnO3，棕黃色沉淀）2）氧的測(cè)定

MnO(OH)2+4H++2I—===Mn2++I2+3H2O

I2+2S2O3

2—===S4O6

2—+2I—測(cè)定意義:衡量地面水體污染的一個(gè)重要指標(biāo)

水樣中加入硫酸錳和堿性碘化鉀，水中溶解氧將低價(jià)錳氧化成高價(jià)錳，生成四價(jià)錳的氫氧化物棕色沉淀。加酸后，氫氧化物沉淀溶解，并與碘離子反應(yīng)而釋放出游離碘。以淀粉為指示劑，用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定釋放出的碘，據(jù)滴定溶液消耗量計(jì)算溶解氧含量。

當(dāng)前第41頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)當(dāng)前第42頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)

控制滴定終點(diǎn)：指示劑不應(yīng)過(guò)早加入，因?yàn)榈矸蹠?huì)吸附大量的碘而析回溶液中速度慢，所以要等接近終點(diǎn)才加入，否則誤差較大，溶液藍(lán)色剛消失為終點(diǎn)。滴定接近終點(diǎn)，速度不宜太慢，否則終點(diǎn)變色不敏銳，若終點(diǎn)前溶液顯紫色表示淀粉溶液變質(zhì)當(dāng)前第43頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)（8）化學(xué)需氧量和耗氧量（COD）化學(xué)需氧量(COD，CODCr)：一定嚴(yán)格的條件下，水中各種有機(jī)物質(zhì)與外加的強(qiáng)氧化劑（重鉻酸鉀K2Cr2O7）作用時(shí)所消耗的氧化劑量。代表廢水有機(jī)質(zhì)總量耗氧量（高錳酸鹽指數(shù),OC，CODMn）：高錳酸鉀KMnO4此法只能將一部分不含氮的有機(jī)物（含碳的有機(jī)物）氧化，而含氮的有機(jī)物較難在此條件下氧化。

當(dāng)前第44頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)法的測(cè)定原理:在水樣中加入一定量的K2Cr2O7，在一定條件（強(qiáng)酸性、加熱回流2小時(shí)、Ag2SO4作催化劑）與水中的有機(jī)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；終點(diǎn)現(xiàn)象：溶液顏色由黃經(jīng)綠、灰蘭到最后的棕紅色主要反應(yīng)式CnHaOb＋cCr2O72-＋8cH+→nCO2＋(a+8c)/2H2O＋2cCr3+-c＝2n/3＋a/6－b/36Fe2+＋Cr2O72-＋14H+→6Fe3+＋3Cr3+＋H2O實(shí)際上代表的是水中還原性污染物：有機(jī)物、無(wú)機(jī)物NO2-

、Fe2+、S2-

、Cl-

當(dāng)前第45頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)法測(cè)定步驟標(biāo)定：準(zhǔn)確吸取10.00mL重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液于500mL錐形瓶中，加水稀釋至110mL左右，緩慢加入30mL濃硫酸，搖勻。冷卻后，加入3滴試亞鐵靈指示液(約0.15mL)，用硫酸亞鐵銨溶液滴定，溶液的顏色由黃色經(jīng)藍(lán)綠色至紅褐色即為終點(diǎn)。測(cè)定：水樣中加如一定量的重鉻酸鉀和催化劑硫酸銀，在強(qiáng)酸性介質(zhì)中加熱回流

2h冷卻后，用90.00mL水沖洗冷凝管壁，取下錐形瓶。

溶液再度冷卻后，加3滴試亞鐵靈指示液，用硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，溶液的顏色由黃色經(jīng)藍(lán)綠色至紅褐色即為終點(diǎn)，記錄硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的用量。測(cè)定水樣的同時(shí)，取20.00mL重蒸餾水，按同樣操作步驟作空白實(shí)驗(yàn)。記錄滴定空白時(shí)硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的用量。計(jì)算CODCr(O2，mg/L)=8×1000(V0-V1)·C/V當(dāng)前第46頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)重鉻酸鉀回流法

優(yōu)點(diǎn)：準(zhǔn)確可靠缺點(diǎn)：（1）該方法耗時(shí)太多（2）回流設(shè)備占用較大空間，使批量測(cè)定有困難（3）分析費(fèi)用較高(銀鹽耗量大)（４）造成二次污染（汞）當(dāng)前第47頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)微波消解光度法實(shí)驗(yàn)方法準(zhǔn)確移取待測(cè)水樣10mL十50mL錐形瓶中，加入0.2g硫酸汞，再加入5mL重鉻酸鉀溶液和10mL硫酸硫酸銀溶液，充分混勻，放入微波爐中，調(diào)整微波功率為250W,消解10min．取出，冷卻至室溫，稀釋50倍，在波長(zhǎng)351nm處，以蒸餾水為參比，用分光光度測(cè)定過(guò)量的重鉻酸鉀，并作空白校正。

當(dāng)前第48頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)CODMn的測(cè)定1、方法原理：在堿性加熱條件下，用已知量并且是過(guò)量的高錳酸鉀，氧化海水中的需氧物質(zhì)，然后在硫酸酸性條件下，用碘化鉀還原過(guò)量的高錳酸鉀和二氧化錳，所生成的游離碘用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定。

2、分析步驟：（1）取100mL水樣于250mL錐形瓶中（測(cè)平行雙樣，若有機(jī)物含量高，可取少量水樣，加蒸餾水稀釋至100mL），加入1mLNaOH溶液（250gNaOH溶于1000mL水中）混勻，加10.00mL0.010mol/L的KMnO4(1/5KMnO4)溶液混勻。（2）于電爐上加熱至沸，準(zhǔn)確煮沸10min（從冒出第一個(gè)氣泡開(kāi)始計(jì)時(shí)），然后迅速冷卻至室溫。（3）加入5mL1：3H2SO4,加0.5gKI混勻，暗處放置5min，用已標(biāo)定的Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至溶液呈淡黃色，加1mL淀粉溶液（5g/L），繼續(xù)滴定至藍(lán)色剛退去為止。記下滴定管讀數(shù)V1

（兩平行樣讀數(shù)不超過(guò)0.10mL）。（4）另取100mL重蒸餾水代替水樣，按上述步驟分析空白滴定值V2

。當(dāng)前第49頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)當(dāng)前第50頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)（9）生物化學(xué)需氧量（BOD）概念：有氧條件下，水中可分解有機(jī)物由好氧微生物氧化分解所需的氧量。生活污水BOD570~250mg/L;綜合污水100～300mg/L;垃圾滲濾液2000～30000mg/LBOD5：5日生物化學(xué)需氧量（20℃），≈總BOD的70％COD和BOD關(guān)系：COD>BOD>OCBOD/COD>0.3則適宜用水物化學(xué)處理當(dāng)前第51頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)BOD測(cè)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(yíng)養(yǎng)物質(zhì)（K,Na,Ca,Mg,Fe,S,P,N)測(cè)定溫度：微生物活動(dòng)與溫度有關(guān)，盡可能和天然條件下有機(jī)物的生物氧化分解情況相似，統(tǒng)一規(guī)定，測(cè)定時(shí)的溫度應(yīng)保持在20±1℃（這是溫帶地區(qū)緩慢流動(dòng)的河水的平均溫度）測(cè)定時(shí)間：生物氧化過(guò)程是一個(gè)緩慢的過(guò)程，理論上講要無(wú)限長(zhǎng)的時(shí)間才終結(jié)，至少大約100天左右才基本完成，實(shí)驗(yàn)證明：20天大約完成95～99％，BOD20，國(guó)規(guī)定：5天，約完成70～80％，BOD5標(biāo)準(zhǔn)條件：5天，20℃。BOD5(20℃)當(dāng)前第52頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)當(dāng)前第53頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)直接法測(cè)定BOD

培養(yǎng)前測(cè)溶解氧另一水樣在20±1℃的恒溫箱內(nèi)培養(yǎng)5天后再測(cè)溶解氧兩次溶解氧的差值即為BOD5適用范圍：BOD5小于7mg/L的較清潔水對(duì)于污染較重的濃水用稀釋法測(cè)定BOD：用特別的稀釋水將原水稀釋后再測(cè)定。當(dāng)前第54頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)當(dāng)前第55頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)當(dāng)前第56頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)BOD、COD和OC的比較項(xiàng)目BOD5CODOC定義有氧條件下可分解有機(jī)物被微生物氧化分解所需的氧量在一定條件下，有機(jī)物被K2Cr2O7氧化所需的氧量在一定條件下，有機(jī)物被KMnO4氧化所的氧量氧化動(dòng)力微生物生物氧化強(qiáng)氧化劑化學(xué)氧化作用氧源水中分子態(tài)O2強(qiáng)氧化劑中的化合態(tài)氧測(cè)定時(shí)間5天3小時(shí)（半天）1小時(shí)被測(cè)有機(jī)物范圍不含氮有機(jī)物與含氮有機(jī)物中的碳部分不含氮有機(jī)物與部分含氮有機(jī)物部分不含氮有機(jī)物適用范圍河湖水、生活污水、一般工業(yè)廢水河湖水、生活污水、工業(yè)廢水較清潔的水當(dāng)前第57頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)有關(guān)BOD的計(jì)算有機(jī)物－－→CO2

＋H2O＋能量（反應(yīng)速度與瞬時(shí)的有機(jī)物濃度成正比）

d(L)/dt=-K’L

（La——有機(jī)物初始濃度；L——t時(shí)有機(jī)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）（Xt：任何時(shí)日t的BOD(BODt);K=0.43K’）當(dāng)前第58頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)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(guò)程中的一個(gè)重要參數(shù)

k值隨溫度而變化。由阿累尼烏斯公式可得

K(T)＝k(20)θT-20(公式2)（θ是溫度系數(shù)，在10～30℃時(shí)可用1.047）不同的污水水質(zhì)有不同的k(k')值，一般在0.1～0.3/日當(dāng)前第59頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)當(dāng)前第60頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)（10）總有機(jī)碳（TOC）和總需氧量（TOD）TOC：900-950℃，將水樣在高溫下燃燒，當(dāng)中的有機(jī)碳生成的二氧化碳量，[常以碳表示(mg/L)，應(yīng)先去除無(wú)機(jī)碳的干擾（加酸）]，測(cè)出所產(chǎn)生的二氧化碳量即可求出水樣的總有機(jī)碳值，從而且間接的表示水中有機(jī)物質(zhì)含量。TOD：900℃，將水樣中的有機(jī)物高溫燃燒變成穩(wěn)定的氧化物的需氧量當(dāng)前第61頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)圖1氣體對(duì)紅外吸收示意圖氣體對(duì)紅外輻射的吸收程度可用比耳－朗伯定律來(lái)表示：

E＝E0e-KCl……（1）E0:入射光能量E:透過(guò)光能量K:氣體吸收系數(shù)C:氣體摩爾濃度或質(zhì)量/體積濃度l:氣體層厚度當(dāng)前第62頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)光束通過(guò)氣體層后被吸收的能量△E則為△E＝E0-E＝E0(1-e-KCl)……(2)(2)式表明,對(duì)于某一氣體而言,當(dāng)選定吸收波長(zhǎng)和氣體層厚度(l)之后，其紅外光吸收的能量△E將與氣體的濃度C有單值對(duì)應(yīng)的指數(shù)關(guān)系。當(dāng)KCl的數(shù)值很小時(shí)∵E-KCl≈1-KCl

∴△E＝E0-E＝E0(1-e-KCl)≈E0[1-(1-KCl)]

＝E0KCl………………(3)

（3）式表明，氣體濃度較小時(shí)，紅外光吸收的能量△E將與氣體濃度有對(duì)應(yīng)的線性關(guān)系（圖2）。圖2紅外光吸收能量與氣體濃度的關(guān)系由圖2可見(jiàn)，當(dāng)直接或間接測(cè)得△E時(shí)，便可知?dú)怏w濃度C，這就是紅外氣體分析儀的理論基礎(chǔ)。當(dāng)前第63頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)CO2在中紅外波段區(qū)在4.3μ和15μ處有兩個(gè)強(qiáng)吸收峰.來(lái)自源(S)的紅外輻射通過(guò)氣室(C)，氣室有1個(gè)入口(I)和1個(gè)出口(Q)，這兩個(gè)口允許被分析氣體連續(xù)地流過(guò)，經(jīng)過(guò)氣室的紅外輻射被濾光片(F)過(guò)濾，一般只讓4.3μ波段輻射通過(guò)，然后到達(dá)檢測(cè)器(D)。檢測(cè)器的信號(hào)被整流、放大(RA)，最后由顯示器顯示。當(dāng)前第64頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)有機(jī)物綜合指標(biāo)相互關(guān)系圖

當(dāng)前第65頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)二.水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)waterstandard1、概念：水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)：水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)是人們?cè)谝欢ǖ臅r(shí)期和地區(qū)內(nèi)，依據(jù)水質(zhì)污染與效應(yīng)的關(guān)系及一定的目標(biāo)而制定的對(duì)水的質(zhì)量要求的規(guī)定。它是經(jīng)權(quán)威機(jī)關(guān)批準(zhǔn)和頒布的特定形式的文件。

2、水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)分類（1）國(guó)家正式頒布的統(tǒng)一規(guī)定（2）各用水部門或設(shè)計(jì)等單位的要求3、常用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（1）飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（2）地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：5類（3）污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)：有毒富集和其它（4）工業(yè)用水水質(zhì)要求與先進(jìn)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)差距當(dāng)前第66頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)第三節(jié)廢水的成分與性質(zhì)生活污水:生活污水是指人們?nèi)粘Ｉ钪杏眠^(guò)的水，包括從廁所、浴室、廚房、食堂和洗衣房等排出的水。工業(yè)廢水:在工業(yè)生產(chǎn)中所排出的廢水，來(lái)自車間或礦場(chǎng)。工業(yè)廢水按照污染程度的不同，可分為生產(chǎn)廢水和生產(chǎn)污水兩類。農(nóng)業(yè)廢水:主要來(lái)源于農(nóng)藥和化肥。當(dāng)前第67頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)一、水體自凈含義：污染物隨污水排入水體后，經(jīng)過(guò)物理的、化學(xué)的與生物化學(xué)的作用，使污染的濃度降低或總量減少，受污染的水體部分的或完全的恢復(fù)原狀的現(xiàn)象。二、凈化機(jī)理1.物理作用：稀釋（對(duì)流、擴(kuò)散）、混合、沉淀與揮發(fā)2.化學(xué)作用：氧化還原、酸堿反應(yīng)、吸附凝聚3.

生物化學(xué)凈化：分解、轉(zhuǎn)化第四節(jié)水體自凈作用與水環(huán)境容量當(dāng)前第68頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)三、廢水在水體中的稀釋與擴(kuò)散

1、稀釋機(jī)理推流（平流）：由于水流的推動(dòng)而產(chǎn)生的沿著水流前進(jìn)方向的運(yùn)動(dòng)，稱為推流或平流；擴(kuò)散：由于污染物質(zhì)在水中濃度的差異而形成的污染物從高濃度處向低濃度處的遷移，這一運(yùn)動(dòng)被稱為擴(kuò)散。2、水體混合稀釋混合系數(shù)a

稀釋倍數(shù)N

稀釋比nn=Q1/q=Q/q

當(dāng)前第69頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)影響污染物質(zhì)與水完全混合的因素有三：1、河水流量與廢水流量之比，比值越大，需要的距離越長(zhǎng)，才能在整個(gè)斷面上，完全混合均勻2、廢水排放口的形式：在岸邊集中排放，時(shí)間距離較長(zhǎng);分散于河中央排放，完全混合時(shí)間較短3、河流水文條件河深、流速、河道彎曲情況，是否有急流跌水等等計(jì)算斷面上（取水點(diǎn)處）污染物濃度：當(dāng)前第70頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)四、水體的生化自凈

1、水體中氧的消耗與溶解

A、氧的消耗(耗氧）

B、氧的補(bǔ)充(復(fù)氧)C、氧垂曲線

2、氧垂曲線公式

當(dāng)前第71頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)在某一時(shí)刻，溶解氧增加的量為：

氧垂曲線公式的推導(dǎo)由于水中溶解氧的消耗與BOD的衰減是一致的，可得：為耗氧速度常數(shù)而氧氣的恢復(fù)速率正比于水中飽和溶解氧量與河水實(shí)際溶解氧量之間的差值，即：K2為復(fù)氧速率常數(shù)，D稱為虧氧量當(dāng)前第72頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)氧垂曲線公式的推導(dǎo)：因此，一定溫度下，水中溶解氧的變化速率為：用虧氧量的變化速率表示為：這是一個(gè)y’+Py=Q一元線性非齊次方程。當(dāng)前第73頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)河流中氧垂曲線方程（菲利浦斯方程）當(dāng)前第74頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)氧垂曲線到達(dá)氧垂點(diǎn)的時(shí)間當(dāng)前第75頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)氧垂點(diǎn)的虧氧量（臨界虧氧量）當(dāng)前第76頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)當(dāng)前第77頁(yè)\共有90頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)某一個(gè)大河川復(fù)氧系數(shù)為0.4/天，流速是每小時(shí)5km，污染排放點(diǎn)的河川飽和溶氧為10mg/L。廢水流量遠(yuǎn)低于河川流量，因此混合處河水仍假設(shè)為飽和溶氧狀態(tài)，其最終生化需氧量為20mg/L。耗氧系數(shù)假設(shè)為0.2/天。試問(wèn)：污染