1、化學需氧量（CODcr）和生化需氧量（BOD5）的測定化學需氧量（CODcr）的測定（重鉻酸鉀法）一. 實驗目的1 了解化學需氧量（CODcr ）的含義。2 掌握微波閉式 CODcr消解儀的使用方法。3 掌握重鉻酸鉀法測定水樣中有機污染物的基本原理。4 .熟練掌握氧化-還原滴定的操作技術。二實驗原理在強酸性溶液中，準確加入過量的 K2Cr2O7標準溶液，密封催化微波消解， 將水樣中還原性物質（主要是有機物）氧化，過量的 K2Cr2O7以試亞鐵靈作指示劑，用硫酸亞鐵銨標準溶液回滴，根據(jù)所消耗的K2Cr2O7標準溶液的量計算水樣化學需氧量。反應式如下：二Cr2O72- + 14H+ +6e2Cr3

2、+7H2O（水樣的氧化）Cr2O72- + 14H+ +6Fe2+2Cr3+6Fe3+7H2O（滴定）Fe2+ +試亞鐵靈（指示劑）t 紅褐色（終點）三.實驗儀器、設備1 . WMX-IIIA型微波閉式 CODCr消解儀。2 聚四氟乙烯消解罐。3 半微量滴定管。4. 1mL和5mL吸管。5. 250mL錐形瓶。6 .容量瓶。7 .小燒杯。& 20mL量筒。四實驗試劑1. 重鉻酸鉀標準溶液(c 1/6 K2Cr207=0.025mol/L):稱取預先在120 C烘干2h的基準或優(yōu)級純重鉻酸鉀1.2258g溶于水中，移入1000mL容量瓶內，稀釋至標線，搖勻。2 .硫酸亞鐵銨標準溶液 c

3、(NH4)2Fe (SO4)2 6H2O P.01 mol/L:稱取3.952g硫酸亞鐵銨溶于水 中，邊攪拌邊緩慢加入 20mL濃硫酸，冷卻后移入1000mL容量瓶中，稀釋至標線，搖勻。臨用前， 用重鉻酸鉀標準溶液標定。標定方法：準確吸取10.00 mL重鉻酸鉀標準溶液于 500mL錐形瓶中，加水稀釋至110mL左右， 緩慢加入30mL濃硫酸，混勻。冷卻后，加入 3滴試亞鐵靈指示劑(約0.15 mL ),用硫酸亞鐵銨溶液滴 定，溶液的顏色由黃色經(jīng)藍綠色至紅褐色即為終點(標定應在做樣品分析時當天進行) 。按下式計算硫酸亞鐵銨溶液濃度： 0,025x10.00I 卩 I式中：C 硫酸亞鐵銨標準溶液

4、的濃度，mol/L ;V硫酸亞鐵銨標準溶液的用量，mL。3 .濃硫酸一硫酸銀溶液(5g/500mL )：于500mL濃硫酸中加入5g硫酸銀，放置12d,不時搖 動使其溶解。4. 10%硫酸一硫酸汞溶液(10g/100mL )。5 .試亞鐵靈指示劑：稱取1.485g鄰菲啰啉(C12H8N2 H2O )和0.695g硫酸亞鐵(FeSO4 H2O ) 溶于水中稀釋至100mL，貯于棕色瓶內。五.實驗步驟1. 準確吸取5.00mL水樣置于消解罐中，加入 I.OOmL H2SO4 HgSO4溶液（消除Cl-的干擾），然后加入5.00mL重鉻酸鉀標準溶液，再慢慢加入 5.00mL H2SO4 Ag2SO4

5、溶液，搖勻后，旋緊消解 罐的密封蓋，將其均勻放入微波閉式CODCr消解儀玻璃盤周邊上，關好消解儀的門。2. 按動消解儀停止/取消鍵，再按功率鍵1次，按照下式規(guī)定的消解時間按分鍵或分鍵設定消 解時間，最后按啟動鍵開始進行消解，時間進入倒計時，待裝置發(fā)出三聲嘟提示消解完畢。CODCr消解時間（分）=消解罐數(shù)（個）+53 .消解完后，打開儀器門讓其冷卻或取出（注意：戴手套，手抓住罐的上部）豎放入冷水盆中速冷，冷至45C以下，小心旋開罐帽，將試樣移入錐形瓶中，用20mL蒸餾水分三次沖洗帽內和罐內部，沖洗液并入錐形瓶中，控制總體積為3040 mL o4. 加入23滴試亞鐵靈指示劑，用硫酸亞鐵銨標準溶液滴

6、定，溶液的顏色由黃色經(jīng)藍綠色至紅 褐色即為終點，記錄硫酸亞鐵銨標準溶液的用量。5. 測定水樣的同時，取 5.00mL重蒸餾水，按同樣操作步驟作空白試驗，記錄滴定空白時硫酸亞 鐵銨標準溶液的用量。6 .計算式中:C硫酸亞鐵銨標準溶液的標定濃度，mol/L ;V0 -滴定空白時硫酸亞鐵銨標準溶液的用量，mL;V1 -滴定水樣時硫酸亞鐵銨標準溶液的用量，mL;V水樣的體積，mL ;8-氧（1/2O ）摩爾質量，g/mol。六.實驗報告要求1寫出實驗名稱、實驗方法、采樣時間和地點。2 .寫出實驗目的、實驗原理、實驗儀器設備、實驗試劑、實驗步驟。3 認真做好課后思考題。七.注意事項1.對于化學需氧量大于

7、 50mg/L的水樣，應改用0.050mol/L重鉻酸鉀標準溶液。2 .水樣加熱回流后，溶液中重鉻酸鉀剩余量應為加入量的1/54/5為宜。3 .用鄰苯二甲酸氫鉀標準溶液檢查試劑的質量和操作技術時，由于每克鄰苯二甲酸氫鉀的理論CODCr值為1.176g，所以溶解0.4251g 鄰苯二甲酸氫鉀（HOOCC6H4COOK） 于重蒸餾水中，轉入1000mL容量瓶中，稀釋至標線，使之成為500mg/L的CODCr標準溶液。用時新配。4. CODCr的測定結果應保留三位有效數(shù)字。5 .每次實驗時，應對硫酸亞鐵銨滴定液進行標定，室溫較高時尤其應注意其濃度的變化。6 .對于化學需氧量高的廢水樣，判斷是否要稀釋

8、，方法是取5mL原廢水樣于15mm X150mm硬質玻璃試管中，加入 5 mL重鉻酸鉀標準溶液，再慢慢加入5mL H2SO4 Ag2SO4溶液，搖勻，觀察是否成綠色，如溶液顯綠色，要進行水樣稀釋，直至溶液不變綠色為止。稀釋時，所取廢水樣量不得少于5 mL。生化需氧量（BOD5）的測定（五日培養(yǎng)法）一. 實驗目的1.了解生化需氧量（BOD5 ）的含義。2 .掌握五日培養(yǎng)法測定生化需氧量的基本原理。3 .熟練掌握碘量法測定DO的操作技術。4 .明確化學需氧量和生化需氧量的相關性。二. 實驗原理五日培養(yǎng)法也稱標準稀釋法或稀釋接種法。其測定原理是：水樣經(jīng)稀釋后，在20 C ±1 C條件下培B

9、0D5。養(yǎng)5天，求出培養(yǎng)前后水樣中溶解氧含量，二者的差值為如果水樣五日生化需氧量未超過 7 mg/L，則不必進行稀釋，可直接測定。很多較清潔的河水就屬 于這一類水。溶解氧測定方法一般用碘量法。三. 實驗儀器、設備1. 20 °C ±1 C恒溫培養(yǎng)箱。2. 520L細口玻璃瓶。3. 250mL溶解氧瓶：帶有磨口玻璃塞，并具有供水封用的鐘形口。4. 1000mL 量筒。5 玻璃攪拌棒：棒長應比所用量筒高度長20cm，棒的底端固定一個直徑比量筒直徑略小，并有幾個小孔的硬橡膠板。6 虹吸管：供分取水樣和添加稀釋水用。四實驗試劑1.磷酸鹽緩沖溶液：將 0.85g磷酸二氫鉀(KH2PO

10、4 )、2.175g磷酸氫二鉀(K2HPO4 )、3.34g 磷酸氫二鈉(Na2HPO4 7H2O )和0.17g氯化銨(NH4C1 )溶于水中，稀釋至100mL。此溶液的pH 應為7.2。2 硫酸鎂溶液：將2.25g硫酸鎂(MgSO4 7H2O )溶于水中，稀釋至100mL。3 氯化鈣溶液：將2.75g無水氯化鈣溶于水中，稀釋至100mL。4 .氯化鐵溶液：將0.025g氯化鐵(FeCI3 6H2O )溶于水中，稀釋至100mL。5. 鹽酸溶液(0.5mol/L ):將4mL ( p=1.18g/mL )鹽酸溶于水，稀釋至 100mL。6. 氫氧化鈉溶液(0.5mol/L ):將2g氫氧化鈉

11、溶于水，稀釋至 100mL。7. 亞硫酸鈉溶液(c 1/2Na2SO3=0.025mol/L):將0.1575g 亞硫酸鈉溶于水，稀釋至 100mL。此溶液不穩(wěn)定，需當天配制。&葡萄糖-谷氨酸標準溶液：將葡萄糖(C6H12O6 )和谷氨酸(HOOC-CH2-CH2-CHNH2-COOH 在103 C干燥1h后，各稱取15mg溶于水中，移入100mL容量瓶內并稀釋至標線，混合均勻。此標準 溶液臨用前配制。9 .稀釋水：在520L玻璃瓶內裝入一定量的水，控制水溫在20 C左右。然后用無油空氣壓縮機或薄膜泵將此水曝氣 28h，使水中的溶解氧接近于飽和，也可以鼓入適量純氧。瓶口蓋以兩層經(jīng)洗滌晾

12、干的紗布，置于20 C培養(yǎng)箱中放置數(shù)小時，使水中溶解氧含量達8 mg/L左右。臨用前于每升水中加入氯化鈣溶液、氯化鐵溶液、硫酸鎂溶液、磷酸鹽緩沖溶液各1mL，并混合均勻。稀釋水pH應為7.2，其 BOD5 應小于 0.2mg/L。10 接種液：可選用以下任一方法獲得適用的接種液。 城市污水，一般采用生活污水，在室溫下放置一晝夜，取上層清液供用。 表層土壤浸出液，取100g花園土壤或植物生長土壤，加入1L水，混合并靜置10min，取上清溶液供用。 用含城市污水的河水或湖水、污水處理廠的出水。 當分析含有難于降解物質的廢水時，在排污口下游38km處取水樣作為廢水的馴化接種液。如無此種水源，可取中和

13、或經(jīng)適當稀釋后的廢水進行連續(xù)曝氣，每天加入少量該種廢水，同時加入適量表層土壤或生活污水，使能適應該種廢水的微生物大量繁殖。當水中出現(xiàn)大量絮狀物，或檢查其化 學需氧量的降低值出現(xiàn)突變時，表明適用的微生物已進行繁殖，可用做接種液。一般馴化過程需要38天。11.接種稀釋水：取適量接種液，加于稀釋水中，混勻。每升稀釋水中接種液加入量為：生活污水110mL ;表層土壤浸出液2030mL ;河水或湖水10100mL。接種稀釋水pH應為7.2 ,其BOD5 在0.31.0mg/L之間為宜。接種稀釋水配制后應立即使用。五.實驗步驟1.水樣的預處理： 水樣的pH值若超出6.57.5范圍時，可用鹽酸或氫氧化鈉稀溶

14、液調pH值近于7,但用量不要超過水樣體積的0.5%。若水樣的酸度或堿度很高，可改用高濃度的堿或酸液進行中和。 水樣中含有銅、鋅、鉛、鎘、鉻、砷、氰等有毒物質時，可使用經(jīng)馴化的微生物接種液的稀釋 水進行稀釋，或提高稀釋倍數(shù)，降低毒物的濃度。 含有少量游離氯的水樣，一般放置12h，游離氯即可消失。對于游離氯在短時間不能消散的水樣，可加入亞硫酸鈉溶液，以除去之。其加入量的計算方法是：取中和好的水樣100 mL ,加入1+1乙酸10 mL , 10% （ m/V）碘化鉀溶液1 mL ,混勻。以淀粉溶液為指示劑，用亞硫酸鈉標準溶液滴定 游離碘。根據(jù)亞硫酸鈉標準溶液消耗的體積及其濃度，計算水樣中所需亞硫酸

15、鈉溶液的量。 從水溫較低的水域或富營養(yǎng)化的湖泊采集的水樣，可遇到含有過飽和溶解氧， 此時應將水樣迅速升溫至20 C左右，充分振搖，以趕出過飽和的溶解氧。從水溫較高的水域或廢水排放口取得的水樣，則應迅速使其冷卻至 20 C左右，并充分振搖，使與空氣中氧分壓接近平衡。2 水樣的測定： 不經(jīng)稀釋水樣的測定：對于溶解氧含量較高、有機物含量較少的清潔地表水，可不經(jīng)稀釋，而直接以虹吸法將約20 C的混勻水樣轉移至兩個溶解氧瓶內，轉移過程中應注意不使其產(chǎn)生氣泡。以同 樣的操作使兩個溶解氧瓶充滿水樣后溢出少許，加塞水封（瓶內不應有氣泡）。立即測定其中一瓶溶解氧，將另一瓶放入培養(yǎng)箱中，在 20 ±1

16、C培養(yǎng)5d后，測其溶解氧。 需經(jīng)稀釋水樣的測定： 對于污染的地表水和大多數(shù)工業(yè)廢水，需要稀釋后再培養(yǎng)測定。根據(jù)實踐經(jīng)驗，稀釋倍數(shù)（指稀釋后體積與原水樣體積之比）用下述方法計算。地表水由測得的高錳酸鹽指數(shù)（CODMn ）乘以適當?shù)南禂?shù)求得（見下表）v 551010 20> 20高錳酸鹽指數(shù)（CODMn ） / （ mg L-1 ）系數(shù)0.2、0.30.4、0.60.5 、 0.7、 1.0工業(yè)廢水可由重鉻酸鉀法測得的CODcr值確定。通常需作三個稀釋比， 使用稀釋水時，由CODcr值分別乘以系數(shù)0.075、0.15、0.225，即獲得三個稀釋倍數(shù)；使用接種稀釋水時，則CODcr值分別乘以系

17、數(shù)0.075、0.15、0.25，獲得三個稀釋倍數(shù)。稀釋倍數(shù)確定后，按下法之一測定水樣。a 一般稀釋法：按照選定的稀釋比例，用虹吸法沿筒壁先引入部分稀釋水（或接種稀釋水）于1000mL量筒中，加入需要量的均勻水樣，再引入稀釋水（或接種稀釋水）至800mL，用帶膠板的玻璃棒小心上下攪勻。攪拌時勿使攪棒的膠板露出水面，防止產(chǎn)生氣泡。按不經(jīng)稀釋水樣的測定步驟，進行裝瓶，測定當天溶解氧和培養(yǎng)5天后的溶解氧含量。另取兩個溶解氧瓶，用虹吸法裝滿稀釋水（或接種稀釋水）作為空白，分別測定5天前、后的溶解氧含量。b.直接稀釋法：在溶解氧瓶內直接稀釋。在已知兩個容積相同（其差小于1mL ）的溶解氧瓶內，用虹吸法加

18、入部分稀釋水（或接種稀釋水），再加入根據(jù)瓶容積和稀釋比例計算出的水樣量，然后引入稀釋水（或接種稀釋水）至剛好充滿，加塞，勿留氣泡于瓶內。其余操作與上述一般稀釋法相同。在BOD5測定中，一般采用碘量法測定溶解氧。如遇干擾物質，應根據(jù)具體情況采用其他測定法。 溶解氧的測定方法附后。3. BOD5 計算： 不經(jīng)稀釋直接培養(yǎng)的水樣：BOD5 （mg/L ） =C1 C2式中：C1 水樣在培養(yǎng)前的溶解氧濃度，mg/L ;C2水樣經(jīng)5天培養(yǎng)后，剩余的溶解氧濃度，mg/L。 經(jīng)稀釋后培養(yǎng)的水樣：BOD5 （mg/L）式中:C1 稀釋后的水樣在培養(yǎng)前的溶解氧濃度，mg/L ;C2 稀釋后的水樣經(jīng)5天培養(yǎng)后，剩

19、余的溶解氧濃度，mg/L ;B1稀釋水（或接種稀釋水）在培養(yǎng)前的溶解氧濃度，mg/L ；B2稀釋水（或接種稀釋水）經(jīng)5天培養(yǎng)后，剩余的溶解氧濃度，mg/L ；fl 稀釋水（或接種稀釋水）在培養(yǎng)液中所占比例；f2 原水樣在培養(yǎng)液中所占比例。六實驗報告要求1 寫出實驗名稱、實驗方法、采樣時間和地點。2 .寫出實驗目的、實驗原理、實驗儀器設備、實驗試劑、實驗步驟。3 認真做好課后思考題。七.注意事項1 水中有機物的生物氧化過程分為碳化階段和硝化階段，測定一般水樣的B0D5時，硝化階段不明顯或根本不發(fā)生，但對于生物處理池的出水，因其中含有大量硝化細菌，因此，在測定BOD5時也包括了部分含氮化合物的需氧

20、量。對于這種水樣，如只需測定有機物的需氧量，應加入硝化抑制劑，如丙烯基硫脲（ATU、C4H8N2S ）等。2 在兩個或三個稀釋比的樣品中，凡消耗溶解氧大于2 mg/L和剩余溶解氧大于1 mg/L都有效，計算結果時，應取平均值。3為檢查稀釋水和接種液的質量，以及化驗人員的操作技術，可將20mL葡萄糖-谷氨酸標準溶液用接種稀釋水稀釋至 1000 mL ,按測定BOD5的步驟操作，測其BOD5 ,其結果應在180230 mg/L 之間。否則，應檢查接種液、稀釋水或操作技術是否存在問題。附：碘量法測定水中溶解氧（DO ）實驗原理在水樣中加入硫酸錳和堿性碘化鉀溶液，水中的溶解氧將二價錳氧化成四價錳的氫氧

21、化物棕色沉淀。加酸后，沉淀溶解，四價錳又可氧化碘離子而釋放出與溶解氧量相當?shù)挠坞x碘。以淀粉為指示劑，用硫代硫酸鈉標準溶液滴定釋放出的碘，可計算出溶解氧含量。反應式如下：Mn SO4+2NaOH=Na2SO4+M n(0 H)2J2Mn(0H)2 +02=2 Mn0(0H)2J (棕色沉淀)MnO (0H)2+2H2S04=Mn (S04)2+3H20Mn( SO4)2+2KI= Mn SO4+K2SO4+I22Na2S2O3+l2=Na2S4O6+2Nal二實驗儀器、設備1 250mL溶解氧瓶。2 250mL錐形瓶。3 25mL酸式滴定管。4 1mL、2mL 吸管。5 50mL移液管。三.實驗

22、試劑1. 硫酸錳溶液：稱取36.4g硫酸錳(MnS04 H20 )或48g ( MnS04 4H2O )溶于水中，稀釋至100mL。 此溶液加至酸化過的碘化鉀溶液中，遇淀粉不得產(chǎn)生藍色。2. 堿性碘化鉀溶液：稱取 50g氫氧化鈉，溶解于3040mL水中，另稱取15g碘化鉀溶于20mL水中，待氫氧化鈉溶液冷卻后，將兩溶液混合，加水稀釋至100mL。如有沉淀則放置過夜，傾出上清液，貯于棕色瓶中，用橡膠塞塞緊，避光保存。此溶液酸化后，遇淀粉應不呈藍色。3 ( 1+5 )硫酸溶液(標定硫代硫酸鈉溶液用)。4 1% ( m/V )淀粉溶液：稱取1g可溶性淀粉，用少量水調成糊狀，再用剛煮沸的水稀釋至100mL。冷卻后，加入0.1g水楊酸或0.4g氯化鋅防腐。5 .重鉻酸鉀標準溶液(c 1/6 K2Cr207=0.025mol/L):稱取在105110 C烘干2h，并冷卻的優(yōu)級純重鉻酸鉀1.2258g溶于水中，移入1000mL容量瓶內，稀釋至標線，搖勻。6 .硫代硫酸鈉溶液c Na2S2O3 5H2O -0.0125 mol/L:稱取3.1g硫代硫