1、水質(zhì)監(jiān)測(cè)與分析溶解氧(Dissolved Oxygen)定義：溶解于水中的分子態(tài)氧稱為溶解氧。水中的溶解氧雖然并不是污染物質(zhì)，但通過(guò)溶解氧 的測(cè)定，可以大體估計(jì)水中的有機(jī)物為主的還原性 物質(zhì)的含量，是衡量水質(zhì)優(yōu)劣的重要指標(biāo)。評(píng)價(jià)地面水質(zhì)和水處理過(guò)程控制 指標(biāo)水中溶解氧測(cè)定的環(huán)境意義/水體受污染程度；/廢水處理過(guò)程控制指標(biāo)；/控制工業(yè)給水設(shè)備及管路金屬材料 腐蝕；/評(píng)價(jià)水生生物的生存狀況。溶解氧濃度的影響因素（1）:溫度：/水溫越高，水中的飽和溶解氧濃度越低。大氣壓：/海拔高度越低，大氣壓越高，水中的飽和溶解氧濃度 越高。溶解氧濃度的影響因素(2):鹽度：/鹽度值越高，水中的溶解氧濃度越低；/溶

2、解性固體過(guò)高會(huì)干擾溶解氧的電極法測(cè)定，但在溶 解性固體過(guò)高時(shí)測(cè)定的溶解氧值可以進(jìn)行數(shù)值修正。備注：海水中飽和溶解氧濃度為清水的82% ,生活污水中溶解氧濃度約為清水的95 %飽和溶解氧濃度與溫度、鹽度的關(guān)系:* 1rar09.018.027.036.0IJ14.6213.7312.8912.1111.371.014.2213.3612.5511.7911.082.013.8313.0012.2211.4910.803.013.4612.6611.9111.2010.544.013.1112.3411.6110.9310.285.012.7712.0311.3310.6610.046.012.4

3、511.7311.0510.419.817.012.1411.4410.7910.179.588.011.B411.1710.549.949.379.011.5610.9110.299719.1610.0溶解氧11.2910.6610.069.50i?.97mg/L溶解氧說(shuō)明：鹽度值越高，水中的溶解氧濃度越低從裝置或容器中采樣時(shí)宜用虹吸法。帶重錘的鐵框溶解氧采水器飽和溶解氧測(cè)定：水樣的現(xiàn)場(chǎng)固定水樣中的溶解氧很不穩(wěn)定，要在現(xiàn)場(chǎng)及時(shí) 加入溶解氧固定化試劑（硫酸錳和堿性碘化 鉀），以避免水樣中溶解氧在運(yùn)輸及保存過(guò)程 中的損失。碘量法(又稱溫克勒法，GB7489-87 )修正碘量法碘量法是基于溶解氧的

4、氧化性質(zhì)采用容量滴定進(jìn)行 定 量測(cè)定膜電極法(GB11913-89)。膜電極法是基于分子態(tài)氧通過(guò)膜的擴(kuò)散速率所產(chǎn)生的 電流來(lái)進(jìn)行定量，適合于現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定。熒光溶解氧法纟新進(jìn)展溶解氧的測(cè)定方法：(1)碘量法原理基本反應(yīng)氧的固定碘的析出滴定碘MnSO4 + 2NaOH Na2SO4 + Mn(OH)2 I白色沉淀2 Mn(OH)2 + O2 2MnO(OH)2 I棕色淀MnO(OH)2 + 2H2SO4 - Mn(SO4)2 + 3H2OMn(SO4)2 + 2KI - MnSO4 + K2SO4 + I22Na2S2O3 + I2 Na2S4O6 + 2NaI溶解氧的計(jì)算：DO （ O2, mg/L

5、）= CVx 8x1000 / V水CNa2S2O3標(biāo)液濃（ mol/L）；V消耗Na2S2O3標(biāo)液的體積（ml）；V水水樣體積（ml）；8 O2的克當(dāng)量（g/mol）。誤差來(lái)源:溶解氧的測(cè)定方法：()碘量法誤差來(lái)源【2的揮發(fā)及I-被氧化設(shè)碘量法實(shí)驗(yàn)耗時(shí)10min,則在燒杯中12揮發(fā)23.9%,錐形瓶，損失降低至35%。過(guò)量KI，設(shè)濃度為0.17 mo卜L-1則lOmin內(nèi)I2損失降至約0.4%措施加入過(guò)量I-控制溶液酸度碘量瓶中滴定避免光照+ 2KI + HSO4 T KSO4 + 2H2O +noJ+i2B當(dāng)水樣和空氣接觸時(shí)，新溶入的氧將與上式反應(yīng) 產(chǎn)物仏4作用，又形成亞硝酸鹽，即：2 N

6、2 O2 + 2 H 2 O + O2 T 4 HNO2這樣循環(huán)反應(yīng),更多的碘會(huì)被釋放出,導(dǎo)致測(cè)定 結(jié)果的正誤差。高錳酸鉀修正法：排除Fe2 +干擾，適合Fe2+ lmg/L ; 明磯絮凝修正法：消除顏色、藻類及懸浮物等的干擾； 硫酸銅-氨基磺酸絮凝修正法：排除活性污泥等懸浮物干擾。原理：根據(jù)分子氧透過(guò)薄膜的擴(kuò)散速率來(lái)測(cè)定水中 的溶解氧。分類：rI極譜型I對(duì)電極施加一定的電壓。原電池型I利用電解槽的電池作用。膜電極結(jié)構(gòu)極譜式氧電極由黃金 陰極、銀-氯化銀陽(yáng)極、聚 四氟乙烯薄膜和塑料殼體組測(cè)定時(shí)，將電極插入待 測(cè)溶液中，當(dāng)外加一個(gè)電壓 時(shí)，水中的溶解氧可穿過(guò)薄 膜在黃金陰極上還原，單質(zhì) 銀在陽(yáng)極

7、上氧化。探頭中半透膜的作用:金屬電極浸沒(méi)在電解液中；電極、電解液裝在由半透膜所包的塑料小室內(nèi)。半透膜只允許氧和其它一些氣體進(jìn)入電解液，幾乎可完全 阻擋水和溶解性固體進(jìn)入電解液。陽(yáng)極：4Ag+4CI-= 4AgCI + 4e陽(yáng)極：4Ag+4CI-= 4AgCI + 4e電子由陰極流向陽(yáng)極，產(chǎn)生擴(kuò) 一定溫度下，擴(kuò)散電流與溶解氧濃度成建立電流與溶解氧濃度的定量關(guān)系；儀器將電流計(jì)讀數(shù)自動(dòng)轉(zhuǎn)換為溶解氧濃度，并在屏幕 上顯示解氧值。測(cè)定過(guò)程中水樣需連續(xù)攪拌。因?yàn)槟?nèi)DO不斷被消 耗，使溶氧快速擴(kuò)散到膜內(nèi)，保證溶解氧在膜內(nèi)與水 樣中的濃度一致，進(jìn)而獲得準(zhǔn)確的測(cè)定結(jié)果。薄膜易被水中雜質(zhì)（如藻類、膠體性物質(zhì)或碳

8、酸鹽 等）堵塞或損壞，需及時(shí)清洗并更換。溶解氧的測(cè)定方法：(3)膜電極法電解液中少量去極化雜質(zhì)，會(huì)使電極產(chǎn)生污垢，甚至毒 化電極，如：“硫化氫h2s/鐵、亞鐵如果半透膜損壞，電解液容易被污染，會(huì)造成電池電勢(shì)漂 移，而漂移會(huì)被錯(cuò)誤地顯示為水樣中溶解氧的濃度，因 此需定期更換電解液及半透膜。半透膜容易被污垢覆蓋，氧氣擴(kuò)散將受到限制，導(dǎo)致儀 器讀數(shù)不斷降低，直至為“0”。新型一熒光溶氧儀熒光法溶解氧測(cè)量技術(shù)LDO(Luminescence Dissolved Oxygen )*一種采用光學(xué)原理測(cè)量溶解氧的獨(dú)特技術(shù)*幾乎克服了傳統(tǒng)電化學(xué)溶氧儀的所有缺點(diǎn)Hach公司于2005年6月28日獲得LD0熒光法

9、溶氧儀的美國(guó)專利授工作原理（2 ）傳感器頭部覆蓋一層熒光物 質(zhì)；傳感器中的LED光源發(fā)出一束 藍(lán)色光，照射在熒光物質(zhì)上；熒光物質(zhì)隨即被這束藍(lán)光激 發(fā)，會(huì)發(fā)射出紅光；此紅光會(huì)被傳感器中的光電二 極管測(cè)量到；傳感器同時(shí)測(cè)量熒光物質(zhì)從被 藍(lán)光激發(fā)到發(fā)射紅光后恢復(fù)原 態(tài)的時(shí)間新型_熒光溶氧當(dāng)氧氣與熒光物質(zhì)接觸 后，則其產(chǎn)生的紅色光的 強(qiáng)度會(huì)降低；同時(shí)，其產(chǎn)生紅光的時(shí)間 也會(huì)縮短水樣中溶解的氧氣的濃度 越高，則傳感器產(chǎn)生的紅 光的強(qiáng)度就會(huì)越低。而其產(chǎn)生紅色熒光的時(shí)間 就會(huì)越短非透氣性 透明物質(zhì)熒光指示分子氧氣RedEmissionLightOxygen Concentration隅嘶礙I0 OoOOO

10、0 o此透氣性的聚合物基體Sensor工作原理(4)傳感器上也安裝有一個(gè)紅光LED 光源；在藍(lán)色LED光源的兩次發(fā)射之 間，紅色LED光源會(huì)向傳感器發(fā) 射一束紅色LED光這個(gè)紅色LED光被作為一個(gè)內(nèi) 部標(biāo)準(zhǔn)(或者參比光)，與傳感 器產(chǎn)生的紅色熒光進(jìn)行比對(duì)新型一熒光溶氧儀工作原理（5 ）熒光溶解氧測(cè)量?jī)x生化需氧量(Biochemical Oxygen Demand)生化需氧量是指在一定條件下，好氧微生物 分解水中的可氧化物質(zhì)，特別是有機(jī)物的生物化 學(xué)過(guò)程中所消耗溶解氧的量，用BOD表示。水中存在的硫化物、亞鐵等還原性物質(zhì)也會(huì) 消耗部分溶解氧，但通常它們的含量都比較低， 因此，BOD可以間接表示水

11、中有機(jī)物質(zhì)的含量。在生物氧化中，有機(jī)物是微生物的食物而被氧 化分解，其過(guò)程如下：水體呈厭氧或缺氧狀態(tài)BOD作為有機(jī)物相對(duì)含量的指標(biāo)。 當(dāng)水體中有機(jī)物含量過(guò)高時(shí)，微生物降解 有機(jī)物所消耗的02量增加，當(dāng)空氣中O2的 溶解速度水中氧氣的消耗速度時(shí)，將造 成：此時(shí)，厭氧微生物活動(dòng)加劇，產(chǎn)生硫化 氫等物質(zhì)，造成水體腐化，發(fā)黑發(fā)臭， 水質(zhì)嚴(yán)重惡化：不僅影響環(huán)境衛(wèi)生，而 且會(huì)導(dǎo)致水生生物大量死亡，水源受到 污染等。碳化階段的生物氧化反應(yīng)式可表示為:廠口a b 3、GHQbNc + n+- - - 4 丿c O2nCO2 +c IH2O+cNH3五日生化需氧量（bod5 ）通常條件下，要徹底完成水中有機(jī)物的

12、生化 氧化過(guò)程歷時(shí)需100d，而要把可降解的有機(jī)物 全部分解掉需要20 d的時(shí)間。國(guó)際上普遍規(guī)定：在20 C溫度條件下培養(yǎng)5 天所消耗的溶解氧作為生化需氧量的數(shù)值，稱為 五日生化需氧量，用BOD5表示。廠直接法：地表水、清潔水樣 稀釋倍數(shù)法：生活污水、工業(yè)廢水 高溫法：為縮短培養(yǎng)時(shí)間，改用37。C、1 天；35 C、2.5天；30 C、3天I等來(lái)替代20 C、5天的方法；BOD庫(kù)倫計(jì)法：可測(cè)出任一時(shí)間的BOD,常用于科研和在線監(jiān)測(cè)。壓力傳感器法：便攜式、科研，如Oxitop （WTW,德 國(guó)）、BODTrakM （HACH,美國(guó)）、Hi 99724 （HANNA,意大利）、SKALARISP

13、100 （全自動(dòng)機(jī)械手臂，荷蘭）。生物傳感器法：是一種將微生物技術(shù)與電化學(xué)檢測(cè)技 術(shù)結(jié)合的生物傳感器。微生物電極有溶 解氧電極+固定化為生物膜電機(jī)構(gòu)成。BOD測(cè)試方法：直接測(cè)試法使用范圍：較清潔的水樣（B0D5不超過(guò)7mg/L）具體步驟：先調(diào)整水溫至20左右，曝氣使水中 的溶解氧接近飽和（ 9mg/L ）。將水樣裝滿2個(gè) 生化需氧量培養(yǎng)瓶（溶解氧瓶）,測(cè)定其中1個(gè) 瓶中水樣的當(dāng)日溶解氧，另一個(gè)瓶在20 1 C的 培養(yǎng)箱中培養(yǎng)5天，5天后取出測(cè)定瓶中水樣剩余 的溶解氧。當(dāng)天溶解氧減去五天后溶解氧所得數(shù)值即為 水樣的BOD5。BOD測(cè)試方法：稀釋與接種法適用范圍：生活污水、廢水樣品等(BOD510

14、mg/L)稀釋目的：降低廢水中有機(jī)物的濃度，保證在五 天培養(yǎng)過(guò)程中有充足的溶解氧。接種：為水樣提供足夠的微生物。根據(jù)培養(yǎng)前后溶解氧的變化，并考慮到水樣 的稀釋比，即可求得水樣的五日生化需氧量。稀釋水準(zhǔn)備稀釋水接種確定測(cè)量范圍與取樣體積 樣品培養(yǎng) 數(shù)據(jù)分析第一步：稀釋水的配制溶解氧含量:曝氣使接近飽和，于201C培養(yǎng) 箱中放置一定時(shí)間pH值:磷酸鹽調(diào)節(jié)pH值為7.2,應(yīng)保持在6.58. 5范圍內(nèi)微量營(yíng)養(yǎng)元素:硫酸鎂、氯化鈣、氯化鐵溶液及 由磷酸二氫鉀、磷酸氫二鉀、磷 酸氫二鈉和氯化銨所組成的緩沖溶液 稀釋水的bod5：采用干凈的蒸餾水配制，不能超_2mg/L第二步：稀釋倍數(shù)的確定原則：稀釋倍數(shù)太

15、大或太小，則五天培養(yǎng)后剩余的溶解氧太 多或太少，甚至為零，都不能得到可靠的結(jié)果。稀釋的程度應(yīng)使五天培養(yǎng)中所消耗的溶解氧大于 2mg/L,而剩余溶解氧在1 mg/L以上。在此前提條件下，稀 釋倍數(shù)可以估算，也可以依據(jù)經(jīng)驗(yàn)值法來(lái)確定。bod5稀釋與接種法:步驟第二步：稀釋倍數(shù)的確定估算法要確定稀釋倍數(shù)，首先要估計(jì)出水樣可能的bod5值。 生活污水的BODj/CoDUo|4，可據(jù)此估計(jì)bod5的值； 工業(yè)廢水的BOD5與CODCr的比值因水質(zhì)不同而差別很 大，通常在0208范圍。造紙、印染等廢水B/C比值較 低，食品工業(yè)廢水則較高，測(cè)定時(shí)可據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行估算。第二步：稀釋倍數(shù)的確定估算法經(jīng)bod5值估算

16、，再根據(jù)：五天內(nèi)耗氧量不少于2mg/L;五天后剩余溶解氧不小于lmg/L的原則；20時(shí)水中飽和溶解氧為9 mg/L左右（保守些取 8mg/L）可得出稀釋后水樣的BOD5應(yīng)為27mg/L,用原水樣估 算的BOD5分別除以2和7,便得到水樣的最大和最小稀釋 倍數(shù)。bod5稀釋與接種法:步驟第二步：稀釋倍數(shù)的確定經(jīng)驗(yàn)值法水樣稀釋倍數(shù)也可根據(jù)大量的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行 估算。對(duì)于地表水等天然水體，可根據(jù)其高錳酸鹽 指數(shù)來(lái)估算稀釋倍數(shù)，即稀釋倍數(shù)=CODMn X稀釋系數(shù)bod5稀釋與接種法:步驟第二步：稀釋倍數(shù)的確定經(jīng)驗(yàn)值法地表水稀釋系數(shù)的選擇高錳酸鹽指數(shù) (mg/L)稀釋系數(shù) 200.5, 0.7, 1.0B

17、OD5稀釋與接種法:步驟第二步：稀釋倍數(shù)的確定經(jīng)驗(yàn)值法對(duì)于生活污水和工業(yè)廢水，其稀釋倍數(shù)可由CODCr值分 別乘以稀釋系數(shù)0075, 0. 15和0. 25獲得。一般需要同時(shí)作 三個(gè)稀釋比的水樣。稀釋系數(shù)的估算值均是依據(jù)估算法原則，經(jīng)過(guò)大量實(shí) 驗(yàn)數(shù)據(jù)的數(shù)理統(tǒng)計(jì)處理而得到的經(jīng)驗(yàn)值，并已列入我國(guó)的 BOD5國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)分析方法(GB7488-87 )中。第三步：稀釋水的接種一般情況下，生活污水中有足夠的微生物， 不存在接種的問(wèn)題。而工業(yè)廢水，尤其是一些有 毒工業(yè)廢水，微生物含量甚微，往往需要接種才 能測(cè)定bod5。接種目的：把能夠分解有機(jī)物的微生物菌種引入 廢水水樣中。第三步：稀釋水的接種接種液來(lái)源:

18、生活污水上清液、河水、湖水或表層土壤 浸出液，但要注意避免采用含有大量藻類或硝化細(xì)菌的 水。有些含有不易被一般微生物分解的工業(yè)廢水，可以 采用該種廢水所排入的河道的水作為接種水；或者進(jìn)行 微生物菌種馴化。接種液可事先加入稀釋水中，但稀釋水樣中的微生 物濃度要適量，其含量過(guò)大或過(guò)小都將影響微生物在水 中的生長(zhǎng)規(guī)律，從而影響bod5的測(cè)定值。第三步：稀釋水的接種接種量接種稀釋水的BOD5值以不超過(guò)05mg/L為宜。每升稀 釋水中接種液的加入量見(jiàn)下表。接種液來(lái)源每升稀釋水中接種液加入量生活污水河水、湖水表層土壤浸出液20- 30mlbod5稀釋與接種法:步驟sension水樣bod5的計(jì)算BOD5

19、（mg/L） = （C-C2） - （B1-B2） fj /f2C 稀釋水樣在培養(yǎng)前的溶解氧濃度 （mg/L）；C2 稀釋水樣在培養(yǎng)后的溶解氧濃度（mg/L）;B稀釋水在培養(yǎng)前的溶解氧濃度（mg/L）； B2 稀釋水在培養(yǎng)后的溶解氧濃度（mg/L）； fj 稀釋水在培養(yǎng)液中所占比例； f2 水樣在培養(yǎng)液中所占比例bod5測(cè)量結(jié)果分析不同曲線所代表的意義:A：正常結(jié)果。B：有一波谷狀，說(shuō)明裝置漏氣，密封 不嚴(yán)密。H：最初一段時(shí)間內(nèi)，沒(méi)有顯示測(cè)量 值，說(shuō)明細(xì)菌活性較差。Ak： BOD值突然增大，說(shuō)明有硝化細(xì)菌 參與有機(jī)物的分解。K： BOD值增長(zhǎng)過(guò)快，造成在曲線上已 無(wú)法讀出BOD測(cè)量值，說(shuō)明水樣

20、中 BOD濃度過(guò)高，超出了選定的測(cè)量 范圍。壓力法BOD測(cè)定：原理：在密閉的培養(yǎng)瓶中，水樣中微生物分解有機(jī)物消耗水 中溶解氧，培養(yǎng)瓶?jī)?nèi)液上空間中的氧便會(huì)不斷溶解進(jìn)入壓力法BOD測(cè)定:水樣，所產(chǎn)生的二氧化碳被 吸收劑吸收后，瓶?jī)?nèi)的氧分 壓和總氣壓下降，下降的量 由壓力計(jì)記錄、轉(zhuǎn)換成電訊 號(hào)，并自動(dòng)換算為BOD的值， 每天可由瓶蓋外側(cè)的數(shù)字顯 示器讀取測(cè)試數(shù)據(jù)。五天后 的讀數(shù)即為培養(yǎng)瓶?jī)?nèi)水樣的 BOD5 值。生活污水可直接取 一定體積水樣測(cè)定，所 讀得的bod5值乘上相應(yīng) 的系數(shù)（可查表得到） 即為原水樣的bod5值；工業(yè)廢水需稀釋后 取一定體積測(cè)定，儀器 所顯示的bod5值除了要 乘相應(yīng)系數(shù)外還

21、要乘 上稀釋倍數(shù)方為原水樣 的bod5值。項(xiàng)目H ach公司BODTrak測(cè)定儀稀釋接種法營(yíng)養(yǎng)鹽的制備預(yù)制試劑，無(wú)需手工配制需要基礎(chǔ)試劑進(jìn)行手工配制菌種來(lái)源商品化的菌種，使用時(shí)，一般在去離子 水中曝氣后即可使用。直接取自污水處理廠或湖水中，直接取上 清液或者曝氣馴化后使用。水樣稀釋一般情況下水樣無(wú)需稀釋 （由于培養(yǎng)過(guò)程中消耗的氧氣為水樣中 的溶解氧及瓶子上方的氧氣，使得該儀 器最大量程可達(dá)700m g/L。）一般情況下水樣需要稀釋（由于培養(yǎng)過(guò)程中消耗的氧氣為水樣中的 溶解氧，20C、1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，水中飽和 溶解氧濃度為9.08m g/L，而大部分的水樣 中BOD值甚至咼于該數(shù)值。）稀釋水的曝

22、氣稀釋水無(wú)需曝氣稀釋水需要曝氣，曝氣使水中的溶解氧達(dá) 到飽和值。溶解氧的測(cè)定儀器通過(guò)壓差與溶解氧的關(guān)系曲線，將 壓差值直接轉(zhuǎn)化為所消耗的氧氣量，在 儀器上直接顯示BOD值。滴定法或者將儀器法測(cè)定。專人值守?zé)o一般需要專人值守，補(bǔ)充“水封”蒸發(fā)的水量。1生化需氧量（BOD）的測(cè)定 微生物傳感器快速測(cè)定法日本人首先公布了微生物傳感器快速測(cè)定法測(cè)定標(biāo) 準(zhǔn)2002年我國(guó)公布了生化需氧量（BOD）的測(cè)定微 生物傳感器快速測(cè)定法HJ/T86-2002生化需氧量（BOD）的測(cè)定 微生物傳感器快速測(cè)定法原理：測(cè)定水中BOD的微生物傳感器是由氧電極和微 生物菌膜構(gòu)成，其原理是當(dāng)水樣進(jìn)入流通池中與 微生物傳感器接觸，水中溶