第9章水環(huán)境與水污染檢測技術(shù)9.1概述水質(zhì)原來是水質(zhì)量的略語，但水質(zhì)現(xiàn)在已成為一條具有特定科技內(nèi)容的用語。通過水質(zhì)監(jiān)測，可了解水的性質(zhì)、污染程度，為水的利用及水污染治理提供依據(jù)。水質(zhì)監(jiān)測可分為環(huán)境水體監(jiān)測和水污染源監(jiān)測。環(huán)境水體監(jiān)測包括地表水（江、河、湖、庫、海水）和地下水；水污染源包括生活污水、醫(yī)院污水及各種廢水。水的監(jiān)測指標(biāo)由以下幾部分組成：①一般指標(biāo)：水溫、電導(dǎo)、氧化還原電位、溶解氧、濁度、懸浮物等。②水質(zhì)的污染度指標(biāo)：BOD、COD、TOC、TOD、UV吸收等。③水質(zhì)的污染成分：金屬離子、氰化物、酚、農(nóng)藥等。④水質(zhì)的生物指標(biāo)：大腸桿菌、細(xì)菌總數(shù)等。水質(zhì)污染自動監(jiān)測系統(tǒng)是由水樣的采集裝置、檢測儀器、數(shù)據(jù)的傳遞及處理系統(tǒng)三部分組成。（1）水樣的采集裝置水樣的采集是水質(zhì)污染監(jiān)測的關(guān)鍵。對于環(huán)境水體的采樣，采樣時要根據(jù)河流的流向、河寬、河深等因素，同時根據(jù)氣象、水文及沿岸污染源排放的情況，綜合考慮。對于污染源的監(jiān)測，采樣點應(yīng)根據(jù)監(jiān)測內(nèi)容及要求，可在車間排放口，污水處理廠的進(jìn)、出口等。

（2）檢測儀器目前，水質(zhì)污染檢測儀器從測定原理上有浸漬式檢出法、間歇取樣檢出法及流通式檢出法。

從儀器結(jié)構(gòu)上大體可分兩類，一類是將手工操作的濕化學(xué)分析法的操作流程連續(xù)化、儀器化，使之適于自動監(jiān)測要求。另一類是選擇各種傳感元件直接連續(xù)測定，通常浸漬式檢出法、流通式析出法屬于這一類。（3）數(shù)據(jù)的傳遞及處理系統(tǒng)各水質(zhì)監(jiān)測站檢測出的污染數(shù)據(jù)，用有線電或無線電遙傳到監(jiān)測中心站，中心站設(shè)有計算機及各種處理設(shè)備，收集各子站的實測數(shù)據(jù)。

9.2水質(zhì)一般指標(biāo)及其檢測方法9.2.1水溫

水的物理化學(xué)性質(zhì)與水溫有密切關(guān)系。通常，水的溫度因水源不同而有很大差異。工業(yè)廢水的溫度因工業(yè)類型、生產(chǎn)工藝的不同有很大差別。（1）測量方法及原理①水溫計法

水溫計是安裝于金屬半圓槽內(nèi)的水銀溫度表，下端連接一金屬貯水杯，溫度表水銀球部懸于杯中，其頂端的槽殼帶一圓環(huán)，拴以一定長度的繩子。測量范圍通常為－6～41℃，最小分度為0.2℃，測量時，將其插入一定深度的水中，放置5min后同，迅速提出水面并讀數(shù)。②顛倒溫度計法顛倒溫度計用于測量深層水溫度，一般裝在采水器上使用。它由主溫表和輔溫表構(gòu)成。主溫表是雙端式水銀溫度計，用于觀測水溫；輔溫表為普通水銀溫度計，用于觀測讀取水溫時的氣溫，以校正因環(huán)境改變而引起的主溫表讀數(shù)的變化。測量時，將其沉入預(yù)定深度水層，感溫7min，提出水面后立即讀數(shù)，并根據(jù)主、輔溫度表的讀數(shù)，用海洋常數(shù)進(jìn)行校正。③熱敏電阻溫度計法測量水溫一般用感溫元件如鉑電阻、熱敏電阻做傳感器。將感溫元件浸入被測水中并接入平衡電橋的一個臂上，當(dāng)水溫變化時，感溫電阻隨之變化，則電橋平衡狀態(tài)被破壞，有電壓信號輸出，根據(jù)感溫元件電阻變化值與電橋輸出電壓值的定量關(guān)系實現(xiàn)對水溫的測量，其原理如圖9-1所示。

圖9-1水溫自動測量原理9.2.2pH值

pH值是最常用的水質(zhì)指標(biāo)之一。它表示水的酸堿性的強弱，而酸度或堿度是水中所含酸或堿物質(zhì)的含量。（1）測量方法及原理測定水的pH值的方法有玻璃電極法和比色法。如果粗略地測定水樣pH值，可使用pH試紙。①比色法比色法是基于各種酸堿指示劑在不同pH的水溶液中顯示不同的顏色，而每種指示劑都有一定的變色范圍。將系列已知pH值的緩沖溶液加入適當(dāng)?shù)闹甘緞┲瞥蓸?biāo)準(zhǔn)色液并封裝在小安瓿瓶內(nèi)，測定時取與緩沖溶液同量的水樣，加入與標(biāo)準(zhǔn)系列相同的指示劑，然后進(jìn)行比較，以確定水樣的pH值。該方法不適用于有色、渾濁或含較高游離氯、氧化劑、還原劑的水樣。②玻璃電極法玻璃電極法測定pH值是以pH玻璃電極為指示電極，飽和甘汞電極為參比電極，并將二者與被測溶液組成原電池，其電動勢為：

(9-1)式中：－飽和甘汞電極的電極電位，不隨被測溶液中氫離子活度（aH+）變化，可視為定值；－pH玻璃電極電位，隨被測溶液中氫離子活度的變化而變化?？捎媚芩固胤匠淌奖磉_(dá)，故上式表示為（25℃時）

(9-2)設(shè)pH標(biāo)準(zhǔn)溶液和被被測溶液的pH分別為pHs和pHx,其相應(yīng)的電動動勢分別為Es和Ex，則25℃時：(9-3)(9-4)兩式相減并移移項得：(9-5)pH玻璃電極的內(nèi)內(nèi)阻一般高達(dá)達(dá)幾十到幾百百兆歐，所以以與之匹配的的pH計都是高阻抗抗輸入的場效效應(yīng)管毫伏計計或電子電位位計。為校正正溫度對pH測定的影響，，pH計上都設(shè)有溫溫度補償裝置置。為簡化和和方便操作，，適于現(xiàn)場使使用，已廣泛泛使用復(fù)合pH電極，制成多多種袖珍和筆筆式pH計。玻璃電極測定定法準(zhǔn)確、快快速、受水色色度、濁度、、膠體物質(zhì)、、氧化劑、還還原劑及鹽度度等因素的干干擾程度小。。表9-1為各種pH值測定方法的的比較。表9-1pH值測定方法的的比較方法比較原理特點適用范圍比色法根據(jù)各種酸堿指示劑在不同氫離子濃度的水溶液中所產(chǎn)生的不同顏色來比色測定目視比色，可準(zhǔn)確到0.1pH單位渾濁度色度很低的天然水、飲用水玻璃電極法以玻璃電極為指示電極，飽和甘汞電極為參比電極，插入溶液中組成原電池。25℃時，電動勢每變化59.1mV相當(dāng)于1pH單位，在儀器上直接以pH值標(biāo)度簡便快速，可準(zhǔn)確到0.01pH單位各種天然水、污水和廢水（2）pH監(jiān)測儀pH監(jiān)測儀由復(fù)合合式pH玻璃電極、溫溫度自動補償償電極、電極極夾、電極連連接箱、專用用電纜、放大大指示系統(tǒng)及及計算機等組組成。為防止止電極長期浸浸泡于水中表表面沾附污物物，在電極上上帶有超聲波波清洗裝置，，定時自動清清洗電極。其其原理如圖9.2所示。圖9-2pH連續(xù)自動測定定原理1復(fù)合式pH電極2溫度自動補償償電極3電極夾4電線連接箱5電纜6阻抗轉(zhuǎn)換及放放大器7指示表8記錄儀9小型計算機9.2.3電導(dǎo)率電導(dǎo)率表示溶溶液傳導(dǎo)電流流的能力。所所謂水的電導(dǎo)導(dǎo)率是指電流流通過橫截面面積各為1cm2，相距1cm的兩電極之間間水樣的電導(dǎo)導(dǎo)。電導(dǎo)率常常用于間接推推測水中離子子成分的總濃濃度。水溶液液的電導(dǎo)率取取決于離子的的性質(zhì)和濃度度、溶液的溫溫度和粘度等等。（1）測定方法及及原理由于電導(dǎo)(L)是電阻(R)的倒數(shù)，因此此，兩個電極極（通常為鉑鉑電極或鉑黑黑電極）插入入溶液中，可可以測出兩電電極間的電阻阻R。根據(jù)歐姆定定律，當(dāng)水溫溫一定時，這這個電阻值與與電極的間距距L(cm)成正比，與電電極的截面積積A（cm2）成反比。即即：(9-6)由于電極面積積A與間距L都是固定不變變的，故是一一常數(shù)，稱電電導(dǎo)池常數(shù)（（以Q表示）。比例例常數(shù)為電阻阻率。其倒倒數(shù)稱稱為電導(dǎo)率，，以K表示。(9-7)S表示電導(dǎo)度，，反映導(dǎo)電能能力的強弱。。所以，或當(dāng)當(dāng)已知電導(dǎo)池池常數(shù)，并測測出電阻后，，即可求出電電導(dǎo)率。（2）電導(dǎo)儀電導(dǎo)儀由電導(dǎo)導(dǎo)池系統(tǒng)和測測量儀器組成成。根據(jù)測量量電導(dǎo)的原理理不同，電導(dǎo)導(dǎo)儀可分為平平衡式電導(dǎo)儀儀、電阻分壓壓式電導(dǎo)儀、、電流測量式式電導(dǎo)儀、電電磁誘導(dǎo)式電電導(dǎo)儀等。①平衡電橋式電電導(dǎo)儀Rx（電導(dǎo)池）和和R1、R2、R3組成四個橋臂臂，當(dāng)電橋調(diào)調(diào)至平衡時，，則下式成立立式中：R1、R2—均為標(biāo)準(zhǔn)電阻阻，稱為倍率率電阻，其比比值可為0.1、1、10、100，以適應(yīng)不同同測量范圍的的要求，R3－帶刻度盤的的標(biāo)準(zhǔn)可變電電阻。測量時，調(diào)節(jié)節(jié)R1，使電橋輸出出端AB間電壓減小至至零（由平衡衡指示器得知知），則電橋橋達(dá)到平衡，，故從R1的刻度盤上可可以讀出被測測溶液的電阻阻（Rx）或電導(dǎo)（Lx）。其原理如如圖9-3所示。圖9-3平衡電橋式電電導(dǎo)檢測儀原原理圖②電阻分壓法電電導(dǎo)儀電阻分壓法電電導(dǎo)儀其原理理如圖9-4所示：被測溶液電阻阻（Rx）與分壓電阻阻（Rm）串聯(lián)。接通通外加電源后后，構(gòu)成閉合合回路，則Rm上的分壓(Em)為：(9-8)由上式可知，，因為輸入電電壓（E）和分壓電阻阻(Rm)均為定值，則則被測溶液的的電阻(Rx)或電導(dǎo)(Lx)的變化必將引引起輸出分壓壓(Em)的相應(yīng)變化，，所以通過測測量Em便可得知Rx或Lx。電導(dǎo)檢測儀儀可直接讀出出測量結(jié)果。。圖9-4電阻分壓式電電導(dǎo)儀檢測原原理圖③電流測量法電電導(dǎo)率儀運算放大器4有兩個輸入端端，其中A為反相輸入端端，B為同相輸入端端，它有很高高的開環(huán)放大大倍數(shù)。如果果把放大器輸輸出電壓通過過反饋電阻Rf向輸入端A引入深度負(fù)反反饋，則運算算放大器就變變成電流放大大器，此時流流過Rf的電流I2等于流過電導(dǎo)導(dǎo)池(電阻為Rx,電導(dǎo)為Lx)的電流I1,即(9-9)(9-10)式中V0—輸入電壓；Vc—輸出電壓；Rx—溶液電阻；Rf—反饋電阻。當(dāng)V0和Rf恒定時，則溶溶液的電導(dǎo)(Lx)正比于輸出電電壓(Vc)，反饋電阻Rf即為儀器的量量程電阻，可可根據(jù)被測溶溶液的電導(dǎo)來來選擇其值。。另外，還可可將振蕩電源源制成多檔可可調(diào)電壓供測測定選擇，以以減小極化作作用的影響。。電流測量法電電導(dǎo)儀如圖9-5所示。圖9-5電流法電導(dǎo)率儀儀工作原理1－電導(dǎo)電極2－溫度補償電電阻3－發(fā)送池4－運算放大器器5整流器9.2.4溶解氧溶解在水中的的分子態(tài)氧稱稱為溶解氧。。它是水生生生物主要的生生存條件之一一。水中溶解解氧的含量與與大氣壓力、、水溫及含鹽鹽量等因素有有關(guān)。（1）測定方法及及原理測定水中溶解解氧的方法有有碘量法及其其修正法和氧氧電極法。清清潔水可用碘碘量法；受污污染的地表水水和工業(yè)廢水水采用碘量法法或氧電極法法。①碘量法在水中加入硫硫酸錳和堿性性碘化鉀，水水中的溶解氧氧將二價錳氧氧化成四價錳錳，并生成氫氫氧化物沉淀淀。加酸后，，沉淀溶解，，四價錳又可可氧化碘離子子而釋放出與與溶解氧量相相當(dāng)?shù)挠坞x碘碘。以淀粉為為指示劑，用用硫代硫酸鈉鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴滴定釋放出的的碘，可計算算出溶解氧含含量。反應(yīng)式式如下：MnSO4+2NaOH=Na2SO4+Mn(OH)2(9-11)Mn(OH)2+O2=2MnO(OH)2(9-12)MnO(OH)2+2H2SO4=Mn(SO4)2+3H2O(9-13)Mn(SO4)2+2KI=MnSO4+I2+K2SO4(9-14)2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI(9-15)當(dāng)水中含有氧氧化性物質(zhì)、、還原性物質(zhì)質(zhì)及有機物時時，會干擾測測定，應(yīng)預(yù)先先消除并根據(jù)據(jù)不同的干擾擾物質(zhì)采用修修正碘量法。。當(dāng)水中含有有氧化性物質(zhì)質(zhì)、還原性物物質(zhì)及有機物物時，會干擾擾測定，應(yīng)預(yù)預(yù)先消除并根根據(jù)不同的干干擾物質(zhì)采用用修正碘量法法。②修正正碘碘量量法法a疊氮氮化化鈉鈉修修正正法法當(dāng)水水樣樣中中含含有有亞亞硝硝酸酸鹽鹽會會干干擾擾碘碘量量法法測測定定溶溶解解氧氧，，這這時時可可采采用用疊疊氮氮化化鈉鈉將將亞亞硝硝酸酸鹽鹽分分解解后后再再用用碘碘量量法法測測定定。。分分解解亞亞硝硝酸酸鹽鹽的的反反應(yīng)應(yīng)如如下下：：2NaN3+H2SO4=Na2SO4+2NH3(9-16)2HNO2+2NH3=N2O+N2+3H2O(9-17)亞硝硝酸酸鹽鹽主主要要存存在在于于經(jīng)經(jīng)生生化化處處理理的的廢廢水水和和河河水水中中，，它它能能與與碘碘化化鉀鉀作作用用釋釋放放出出游游離離碘碘而而產(chǎn)產(chǎn)生生正正干干擾擾，，即即2HNO2+2KI+H2SO4＝K2SO4+2H2O+2NO+I2(9-18)如果果反反應(yīng)應(yīng)到到此此為為止止，，引引入入的的誤誤差差尚尚不不大大，，但但當(dāng)當(dāng)水水樣樣和和空空氣氣接接觸觸時時，，新新溶溶入入的的氧氧將將和和N2O2作用用，，再再形形成成亞亞硝硝酸酸鹽鹽：：2N2O2+2H2O+O2=4HNO2(9-19)如此此循循環(huán)環(huán)，，不不斷斷地地釋釋放放出出碘碘，，將將會會引引入入相相當(dāng)當(dāng)大大的的誤誤差差。。當(dāng)水水樣樣中中三三價價鐵鐵離離子子含含量量較較高高時時，，也也會會干干擾擾測測定定，，可可加加入入氟氟化化鉀鉀或或用用磷磷酸酸代代替替硫硫酸酸酸酸化化來來消消除除這這種種干干擾擾。。測定定結(jié)結(jié)果果按按下下式式計計算算：：(9-20)式中中：：M－硫硫代代硫硫酸酸鈉鈉標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)溶溶液液濃濃度度（（mol/L）;V－滴滴定定消消耗耗硫硫代代硫硫酸酸鈉鈉標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)溶溶液液體體積積（（mL）;V水－－水水樣樣體體積積（（mL）;8－氧氧換換算算值值。。b高錳錳酸酸鉀鉀修修正正法法該方方法法適適用用于于水水樣樣中中含含大大量量亞亞鐵鐵離離子子，，不不含含其其他他還還原原劑劑及及有有機機物物的的情情況況。。用用高高錳錳酸酸鉀鉀氧氧化化亞亞鐵鐵離離子子，，消消除除干干擾擾，，過過量量的的高高錳錳酸酸鉀鉀可可用用草草酸酸鈉鈉溶溶液液除除去去，，生生成成的的高高價價鐵鐵離離子子用用氟氟化化鉀鉀掩掩蔽蔽。。測測量量過過程程同同碘碘量量法法。。③氧電電極極法法極譜譜型型氧氧電電極極的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)如如圖圖9-6所示示。。各各種種溶溶解解氧氧測測定定儀儀均均是是依依據(jù)據(jù)這這一一原原理理工工作作的的。。由由黃黃金金陰陰極極、、銀銀－－氯氯化化銀銀陽陽極極、、聚聚四四氟氟乙乙烯烯薄薄膜膜、、殼殼體體等等部部分分組組成成。。電電極極腔腔內(nèi)內(nèi)充充入入氯氯化化鉀鉀溶溶液液，，聚聚四四氟氟乙乙烯烯薄薄膜膜將將內(nèi)內(nèi)電電解解液液和和被被測測水水樣樣隔隔開開，，溶溶解解氧氧通通過過薄薄膜膜滲滲透透擴擴散散。。圖9-6溶解解氧氧電電極極結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)1黃金金陰陰極極2銀絲絲陽陽極極3薄膜膜4KCl溶液液5殼體體當(dāng)兩兩極極間間加加上上0.5～0.8V固定極化化電壓時時，則水水樣中的的溶解氧氧擴散通通過薄膜膜，并在在陰極上上還原，，產(chǎn)生與與氧濃度度成正比比的擴散散電流。。電極反反應(yīng)如下下：陰極：O2+2H2O+4e=4OH－(9-21)陽極：4Ag+4Cl－=4AgCl+4e(9-22)產(chǎn)生的還還原電流流i還可表示示為：(9-23)式中K－比例常常數(shù)；n－電極反反應(yīng)得失失電子數(shù)數(shù)；F－法拉第第常數(shù)；；A－陰極面面積（mm2）；pm－薄膜的的滲透系系數(shù)；L－薄膜的的厚度(mm)；Co－溶解氧氧的分壓壓或濃度度。電極法測測定溶解解氧不受受水樣色色度、濁濁度及化化學(xué)滴定定法中干干擾物質(zhì)質(zhì)的影響響，快速速簡便，，適用于于現(xiàn)場測測定，易易于實現(xiàn)現(xiàn)自動連連續(xù)測量量。但水水樣中含含藻類、、硫化物物、碳酸酸鹽、油油等物質(zhì)質(zhì)時，會會使薄膜膜堵塞或或損壞，，應(yīng)及時時更換薄薄膜。④電導(dǎo)測定定法用非導(dǎo)電電的金屬屬鉈或其其它化合合物與水水中溶解解的氧反反應(yīng)生成成能導(dǎo)電電的離子子Tl+；反應(yīng)式式如下：：2Tl+0.5O2+H2O=2Tl++2OH－(9-24)通過測定定水樣電電導(dǎo)率的的增量，，可求得得（換算算）溶解解氧的濃濃度。實實驗表明明：每增增加0.035S/cm的電導(dǎo)率率相當(dāng)于于1mg/L的溶解氧氧。此法法是測定定溶解氧氧最靈敏敏的方法法之一，，也可連連續(xù)檢測測。此法法是測定定溶解氧氧最靈敏敏的方法法之一，，也可連連續(xù)檢測測。表9-2為各種溶溶解氧測測定方法法的技術(shù)術(shù)性能比比較。表9-2溶解氧測測定方法法的比較較方法名稱原理特點適用范圍碘量法在水中加入硫酸錳和堿性碘化鉀，水中的溶解氧將二價錳氧化成四價錳，并生成氫氧化物沉淀。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(dāng)?shù)挠坞x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，可計算出溶解氧含量準(zhǔn)確、精密可靠，但受多種雜質(zhì)干擾較清潔水高錳酸鉀修正法用高錳酸鉀氧化亞鐵離子，消除干擾，過量的高錳酸鉀用草酸鈉溶液除去，生成的高價鐵離子用氟化鉀掩蔽可去除有機物及一些還原性無機物的干擾Fe2+＞1mg/L的水、受污染的水和生活污水疊氮化鈉修正法疊氮化鈉(NaN3)在酸性條件下將NO2-分解破壞可去除NO2-的干擾NO2-—N＞0.05mg/L及Fe2+＜1mg/L的水、受污染的水和生活污水，經(jīng)生化處理后的出水膜電極法氧敏感薄膜電極由浸沒在電解質(zhì)溶液中的兩個金屬電極和氧選擇性半透膜組成。氧半透膜只允許透過半透膜和其他氣體，而幾乎完全阻擋水和溶解性固體。透過膜的氧在陰極上還原，產(chǎn)生的擴散電流與水樣中氧的濃度成正比，將濃度信號轉(zhuǎn)變成電信號，由電流計讀出不受顏色、渾濁及大多數(shù)雜質(zhì)干擾，快速簡便。水樣中有氯、溴、碘的氣體或蒸汽和二氧化硫時仍有干擾溶解氧大于0.1mg/L的水樣均可適用。尤宜進(jìn)行水體不同水深和水處理設(shè)備運行時的現(xiàn)場連續(xù)自動監(jiān)測。電導(dǎo)測定法利用非導(dǎo)電元素或化合物與溶解氧反應(yīng)產(chǎn)生能導(dǎo)電的離子，如氧化氮氣與溶解氧生成硝酸根離子，增加電導(dǎo)率，即可求得溶解氧含量靈敏、準(zhǔn)確，但水樣須先經(jīng)進(jìn)離子交換樹脂混合床以降低原水中的電導(dǎo)率檢測限為幾個μg/L可監(jiān)測鍋爐管道水中的溶解氧（2）溶解氧氧監(jiān)測儀儀在水污染染連續(xù)自自動監(jiān)測測系統(tǒng)中中，廣泛泛采用隔隔膜電極極法測定定水中溶溶解氧。。有兩種種隔膜電電極，一一種是原原電池式式隔膜電電極，另另一種是是極譜式式隔膜電電極，由由于后者者使用中中性內(nèi)充充溶液，，維護簡簡便，適適用于自自動監(jiān)測測系統(tǒng)中中，其原原理見氧氧電極法法。其電電極可安安裝在流流通式發(fā)發(fā)送池中中，也可可浸入于于攪動的的水樣（（如曝氣氣池）中中。該儀儀器設(shè)有有清洗裝裝置，定定期自動動清洗沾沾附在電電極上的的污物。。溶解氧氧連續(xù)自自動測定定原理如如圖9-7所示。圖9-7溶解氧連連續(xù)自動動測定原原理1隔膜式電電極2熱敏電阻阻3發(fā)送池9.2.5濁度濁度是一一項反映映水的感感官物理理性狀的的重要指指標(biāo)，它它是指水水中懸浮浮物對光光線透過過時所發(fā)發(fā)生的阻阻礙程度度。（1）測定方方法及原原理測定濁度度的方法法有分光光光度法法、目視視比濁法法、濁度度計法等等。①分光光度度法將一定量量的硫酸酸肼與六六次甲基基胺聚合合，生成成白色高高分子聚聚合物，，以此作作為濁度度標(biāo)準(zhǔn)溶溶液，在在一定條條件下與與水樣濁濁度比較較。②目視比濁濁法將水樣與與用硅藻藻土（或或白陶土土）配制制的標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)溶液進(jìn)進(jìn)行比較較，以確確定水樣樣的濁度度。規(guī)定定1L蒸餾水中中含1mg一定粒度度的硅藻藻土（或或白陶土土）所產(chǎn)產(chǎn)生的濁濁度為一一個濁度度單位，，簡稱度度。③濁度計測測定法濁度計是是依據(jù)渾渾濁液對對光進(jìn)行行散射或或透射的的原理制制成的測測定水體體濁度的的專用儀儀器，一一般用于于水體濁濁度的連連續(xù)自動動測定。。各種濁度度測定方方法的技技術(shù)性能能比較如如表9-3所示。表9-3濁度測定定方法比比較方法名稱原理特點適用范圍目視比濁法將水樣與用硅藻土（或白陶土）配制的標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行比較，以確定水樣的濁度。規(guī)定1L蒸餾水中含1mg一定粒度的硅藻土（或白陶土）所產(chǎn)生的濁度為一個濁度單位，簡稱度。燭光濁度單位(JTU)生活飲用水及其水源水分光光度法將一定量的硫酸肼與六次甲基胺聚合，生成白色高分子聚合物，以此作為濁度標(biāo)準(zhǔn)溶液，在一定條件下與水樣濁度比較散射濁度單位(NTU)0-100(NTU)散射濁度法利用根據(jù)散射原理制成的散射濁度計，測定與入射光呈900直角的散射光強度，依次與甲標(biāo)準(zhǔn)渾濁度作比較NTU或FTU可測0.02N或更小的渾濁度積分球濁度法測定水樣中微粒所顯示的散射光與透射光強度之比，依此與甲標(biāo)準(zhǔn)渾濁液作比較NTU可測定水樣0.2NTU的渾濁度(2)濁度監(jiān)測測儀圖9-8為表面散散射式濁濁度監(jiān)測測儀工作作原理。。被測水水樣經(jīng)閥閥1進(jìn)入消泡泡槽，去去除水樣樣中的氣氣泡后中中，由槽槽底經(jīng)閥閥2進(jìn)入測量量槽，再再由槽頂頂溢流流流出。測測量槽頂頂經(jīng)特別別設(shè)計，，使溢流流水保持持穩(wěn)定，，從而形形成穩(wěn)定定的水面面。從光光源射入入溢流水水面的光光束被水水樣中的的顆粒物物散射，，其散射射光被安安裝在測測量槽上上部的光光電池接接收，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為光光電流。。同時，，通過光光導(dǎo)纖維維裝置導(dǎo)導(dǎo)入一部部分光源源作為參參比光束束輸入到到另一光光電池（（圖中未未畫出）），兩光光電池產(chǎn)產(chǎn)生的光光電流送送入運算算放大器器，并轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換成與與水樣濁濁度呈線線性關(guān)系系的電訊訊號，用用電表指指示或記記錄儀記記錄。儀儀器零點點可用通通過過濾濾器的水水樣進(jìn)行行校正，，量程可可用標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)溶液或或標(biāo)準(zhǔn)散散射板進(jìn)進(jìn)行校正正。光電電元件、、運算放放大器應(yīng)應(yīng)裝于恒恒溫器中中，或由由系統(tǒng)進(jìn)進(jìn)行溫度度補償，，以避免免溫度變變化帶來來的影響響。測量量槽內(nèi)污污物可采采用超聲聲波清洗洗裝置定定期自動動清洗。。圖9-8表面式散散射式濁濁度自動動監(jiān)測儀儀工作原原理1消泡器2測量槽3光電池4放大鏡5光源6過濾器7閥門9.2.6色度水的顏色色可分為為真色和和表色兩兩種。真真色是指指去除懸懸浮物后后水的顏顏色；沒沒有去除除懸浮物物的水所所具有的的顏色稱稱為表色色。對于于清潔或或濁度很很低的水水，其真真色和表表色相近近；對于于著色很很深的工工業(yè)廢水水，二者者差別較較大。水水的色度度一般是是指真色色而言。。水的顏顏色常用用以下方方法測定定。（1）測定方方法及原原理①鉑鈷標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)比色法法本方法是是用氯鉑鉑酸鉀與與氯化鉆鉆配成標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)色列列，再與與水樣進(jìn)進(jìn)行目視視比色確確定水樣樣的色度度。規(guī)定定每升水水中含1mg鉑和0.5mg鈷所具有有的顏色色為1度，作為為標(biāo)準(zhǔn)色色度單位位。測定定時如果果水樣渾渾濁，則則應(yīng)放置置澄清，，也可用用離心法法或用孔孔徑0.45μm濾膜過濾濾去除懸懸浮物，，但不能能用濾紙紙過濾。。該方法適適用于較較清潔的的、帶有有黃色色色調(diào)的天天然水和和飲用水水的測定定。如果果水樣中中有泥土土或其它它分散很很細(xì)的懸懸浮物，，用澄清清、離心心等方法法處理仍仍不透明明時，則則測定““表色””。②稀釋倍數(shù)數(shù)法該方法適適用于受受工業(yè)廢廢水污染染的地表表水和工工業(yè)廢水水顏色的的測定。。測定時時，首先先用文字字描述水水樣顏色色的種類類和深淺淺程度，，如深藍(lán)藍(lán)色、棕棕黃色、、暗黑色色等。然然后取一一定量水水樣，用用蒸餾水水稀釋到到剛好看看不到顏顏色，根根據(jù)稀釋釋倍數(shù)表表示該水水樣的色色度。所取水樣樣應(yīng)無樹樹葉、枯枯枝等雜雜物；取取樣后應(yīng)應(yīng)盡快測測定，否否則，于于4℃保存并在在48小時內(nèi)測測定。③分光光度度法它是用分分光光度度法求出出有色水水樣的三三激勵值值，然后后查圖和和表，得得知水樣樣的色調(diào)調(diào)（紅、、綠、黃黃等），，以主波波長表示示；亮度度，以明明度表示示；飽和和度（柔柔和、淺淺淡等）），以純純度表示示。近年年來，我我國某些些行業(yè)已已試用這這種方法法檢驗排排水。各種色色度的的測定定方法法比較較如表表9-4所示。。表9-4各種色色度的的測定定方法法比較較方法名稱原理特點適用范圍鉑鈷標(biāo)準(zhǔn)比色法用氯鉑酸鉀與氯化鈷配成標(biāo)準(zhǔn)色列，再與水樣進(jìn)行目視比色確定水樣的色度。規(guī)定每升水中含1mg鉑和0.5mg鈷所具有的顏色為1度，作為標(biāo)準(zhǔn)色度單位。測定時如果水樣渾濁，則應(yīng)放置澄清，也可用離心法或用孔徑0.45μm濾膜過濾去除懸浮物，但不能用濾紙過濾。只能用于測定黃色色調(diào)的水。最低檢測色度為5度。操作簡便天然水、飲用水、工業(yè)用水鉻鈷比色法用上法氯鉑酸鉀昂貴，故用重鉻酸鉀代替氯鉑酸鉀，用硫酸鈷代替氯化鈷，配成標(biāo)準(zhǔn)溶液，與水樣作目視比色只能用于測定黃色色調(diào)的水。最低檢測色度為5度。操作簡便天然水、飲用水、工業(yè)用水稀釋倍數(shù)法首先用文字描述水樣顏色的種類和深淺程度，如深藍(lán)色、棕黃色、暗黑色等。然后取一定量水樣，用蒸餾水稀釋到剛好看不到顏色，根據(jù)稀釋倍數(shù)表示該水樣的色度。方法簡便各種工業(yè)廢水分光光度法用分光光度法求出有色水樣的三激勵值，然后查圖和表，得知水樣的色調(diào)（紅、綠、黃等），以主波長表示；亮度，以明度表示；飽和度（柔和、淺淡等），以純度表示。按國際照明委員會(CIE)確定的色表示法各種水樣9.2.7連續(xù)自自動監(jiān)監(jiān)測水水質(zhì)一一般指指標(biāo)系系統(tǒng)一般水水質(zhì)指指標(biāo)連連續(xù)自自動監(jiān)監(jiān)測系系統(tǒng)如如圖9-9所示。。主要要是由由采水水設(shè)備備、監(jiān)監(jiān)測儀儀器、、及附附屬設(shè)設(shè)備組組成，，可連連續(xù)監(jiān)監(jiān)測水水溫、、pH、電導(dǎo)導(dǎo)率、、溶解解氧、、濁度度等水水質(zhì)指指標(biāo)。。該監(jiān)監(jiān)測系系統(tǒng)可可進(jìn)行行連續(xù)續(xù)或間間斷自自動監(jiān)監(jiān)測。。圖9-9一般水水質(zhì)指指標(biāo)連連續(xù)自自動監(jiān)監(jiān)測系系統(tǒng)9.3水質(zhì)污污染度度指標(biāo)標(biāo)9.3.1BOD生化需需氧量量（BOD）是指指在有有溶解解氧的的條件件下，，好氧氧微生生物在在分解解水中中的有有機物物的生生物化化學(xué)氧氧化過過程中中所消消耗的的溶解解氧量量。同同時亦亦包括括硫化化物、、亞鐵鐵等還還原性性無機機物質(zhì)質(zhì)氧化化所消消耗的的氧量量，但但這部部分通通常僅僅占很很小的的比例例。（1）測定定方法法及原原理BOD的測定定方法法有五五天培培養(yǎng)法法、檢檢壓法法、庫庫侖法法、微微生物物電極極法等等。五五天培培養(yǎng)法法為實實驗室室測定定法；；檢壓壓法、、庫侖侖法為為半自自動式式，測測定時時間仍仍為五五天；；微生生物膜膜電極極為傳傳感器器的BOD快速測測定儀儀，可可用于于自動動、間間歇測測定。。①五天培培養(yǎng)法法其測定定原理理是水水樣經(jīng)經(jīng)稀釋釋后，，在20±±1℃℃條件下下培養(yǎng)養(yǎng)5天，求求出培培養(yǎng)前前后水水樣中中溶解解氧含含量，，二者者的差差值記記為BOD5。如果果水樣樣的五五日生生化需需氧量量未超超過7mg/L，則不不必進(jìn)進(jìn)行稀稀釋，，可直直接測測定。。②檢壓法法將水樣樣置于于裝有有一個個以CO2吸收劑劑小池池的密密閉培培養(yǎng)瓶瓶中，，當(dāng)水水樣中中的有有機物物被微微生物物氧化化分解解時，，消耗耗的溶溶解氧氧則由由氣體體管中中的氧氧氣補補充，，產(chǎn)生生的CO2又被吸吸收池池中的的吸收收劑吸吸收，，結(jié)果果導(dǎo)致致密閉閉系統(tǒng)統(tǒng)內(nèi)的的壓力力降低低，用用壓力力計測測出的的壓力力降低低值來來求出出水樣樣的BOD值，在在實際際測量量中，，先用用葡萄萄糖－－谷氨氨酸標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)溶溶液校校正壓壓力計計，即即可從從壓力力計直直接讀讀出水水樣的的BOD值。③庫侖法法庫侖法法是在在檢壓壓法的的基礎(chǔ)礎(chǔ)上發(fā)發(fā)展起起來的的一種種BOD檢測技技術(shù)。。與檢檢壓法法不同同的是是，庫庫侖法法中微微生物物氧化化分解解有機機物所所消耗耗的氧氧由電電解產(chǎn)產(chǎn)生的的氧氣氣來供供給和和補充充，電電解槽槽通過過密閉閉氣路路的壓壓差由由導(dǎo)電電溶液液的繼繼電回回路自自動控控制，，可保保持培培養(yǎng)瓶瓶上部部的氧氧氣的的相對對穩(wěn)定定狀態(tài)態(tài)，這這樣可可使測測定的的結(jié)果果更加加準(zhǔn)確確。④微生物物電極極法微生物物電極極是一一種將將微生生物技技術(shù)與與電化化學(xué)檢檢測技技術(shù)相相結(jié)合合的傳傳感器器，其其結(jié)構(gòu)構(gòu)如圖圖9-10所示。。各種BOD測定方方法的的技術(shù)術(shù)特點點及性性能比比較如如表9-5所示。。主要要由溶溶解氧氧電極極和緊緊貼其其透氣氣膜表表面的的固定定化微微生物物組成成。響響應(yīng)BOD物質(zhì)的的原理理是當(dāng)當(dāng)將其其插入入恒溫溫、溶溶解氧氧濃度度一定定的不不含BOD物質(zhì)的的底液液時，，由于于微生生物的的呼吸吸活性性一定定，底底液中中的溶溶解氧氧分子子通過過微生生物膜膜擴散散進(jìn)入入氧電電極的的速率率一定定，微微生物物電極極輸出出一穩(wěn)穩(wěn)態(tài)電電流；；如果果將BOD物質(zhì)加加入底底液中中，則則該物物質(zhì)的的分子子與氧氧分子子一起起擴散散進(jìn)入入微生生物膜膜，因因為膜膜中的的微生生物對對BOD物質(zhì)發(fā)發(fā)生同同化作作用而而耗氧氧，導(dǎo)導(dǎo)致進(jìn)進(jìn)入氧氧電極極的氧氧分子子減少少，并并在幾幾分鐘鐘內(nèi)降降至新新的穩(wěn)穩(wěn)態(tài)值值。在在適宜宜的BOD物質(zhì)濃濃度范范圍內(nèi)內(nèi)，電電極輸輸出電電流降降低值值與BOD物質(zhì)濃濃度之之間呈呈線性性關(guān)系系，而而BOD物質(zhì)濃濃度又又和BOD值之間間有定定量關(guān)關(guān)系，，以此此計算算出BOD值。圖9-10微生物物膜電電極結(jié)結(jié)構(gòu)1塑料管管2Ag-AgCl電極3黃金片片電極極4KCl內(nèi)充液液5聚四氟氟乙烯烯薄膜膜6微生物物膜7壓帽表9-5生化需需氧量量測定定方法法的比比較方法名稱原理特點適用范圍鉑鈷標(biāo)準(zhǔn)比色法用氯鉑酸鉀與氯化鈷配成標(biāo)準(zhǔn)色列，再與水樣進(jìn)行目視比色確定水樣的色度。規(guī)定每升水中含1mg鉑和0.5mg鈷所具有的顏色為1度，作為標(biāo)準(zhǔn)色度單位。測定時如果水樣渾濁，則應(yīng)放置澄清，也可用離心法或用孔徑0.45μm濾膜過濾去除懸浮物，但不能用濾紙過濾。只能用于測定黃色色調(diào)的水。最低檢測色度為5度。操作簡便天然水、飲用水、工業(yè)用水鉻鈷比色法用上法氯鉑酸鉀昂貴，故用重鉻酸鉀代替氯鉑酸鉀，用硫酸鈷代替氯化鈷，配成標(biāo)準(zhǔn)溶液，與水樣作目視比色只能用于測定黃色色調(diào)的水。最低檢測色度為5度。操作簡便天然水、飲用水、工業(yè)用水稀釋倍數(shù)法首先用文字描述水樣顏色的種類和深淺程度，如深藍(lán)色、棕黃色、暗黑色等。然后取一定量水樣，用蒸餾水稀釋到剛好看不到顏色，根據(jù)稀釋倍數(shù)表示該水樣的色度。方法簡便各種工業(yè)廢水分光光度法用分光光度法求出有色水樣的三激勵值，然后查圖和表，得知水樣的色調(diào)（紅、綠、黃等），以主波長表示；亮度，以明度表示；飽和度（柔和、淺淡等），以純度表示。按國際照明委員會(CIE)確定的色表示法各種水樣(2)BOD監(jiān)測儀儀①微生物物膜電電極BOD測定儀儀微生物物膜電電極BOD測定儀儀的工工作原原理如如圖9-11所示。。圖9-11微生物物膜式式BOD監(jiān)測儀儀原理圖圖.微生物物膜電電極BOD測定儀儀的工工作原原理如如圖9-11所示。。該測測定儀儀由測測量池池（裝裝有微微生物物膜電電極、、鼓氣氣管及及被測測水樣樣）、、恒溫溫水浴浴、恒恒電壓壓源、、控溫溫器、、鼓氣氣泵及及信號號轉(zhuǎn)換換和測測量系系統(tǒng)組組成。。恒電電壓源源輸出出0.72V電壓，，加于于Ag-AgCl電極（（正極極）和和黃金金電極極（負(fù)負(fù)極））上。。黃金金電極極因被被測溶溶液BOD物質(zhì)濃濃度不不同產(chǎn)產(chǎn)生的的極化化電流流變化化送至至阻抗抗轉(zhuǎn)換換和微微電流流放大大電路路，經(jīng)經(jīng)放大大的微微電流流再送送至I/V和A/D轉(zhuǎn)換電電路，，或I/V和V/F轉(zhuǎn)換電電路，，轉(zhuǎn)換換后的的信號號進(jìn)行行數(shù)字字顯示示或由由記錄錄儀記記錄。。儀器器經(jīng)用用標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)BOD物質(zhì)溶溶液校校準(zhǔn)后后，可可直接接顯示示被測測溶液液的BOD值，并并在20min內(nèi)完成成一個個水樣樣的測測定。。該儀儀器適適用于于多種種易降降解廢廢水的的BOD監(jiān)測。②庫侖法BOD監(jiān)測儀儀器的結(jié)構(gòu)構(gòu)如圖9-12所示。圖9-12庫侖法BOD測定儀組件件和結(jié)構(gòu)示示意圖將經(jīng)過預(yù)處處理的試樣樣置于培養(yǎng)養(yǎng)瓶中，并并和作為以以CO2吸收劑的堿堿石灰一起起密封后放放在恒溫箱箱內(nèi)（保持持溫度20±1℃℃），同時用用電磁攪拌拌器不斷攪攪拌。由于于瓶中好氧氧微生物的的作用，水水樣中所含含有機物發(fā)發(fā)生好氧降降解，消耗耗溶解氧而而釋出CO2，培養(yǎng)瓶中中裝的堿石石灰將CO2吸收，同時時培養(yǎng)瓶上上部空間中中的氧氣溶溶入水樣以以補充消耗耗掉的溶解解氧，結(jié)果果使瓶內(nèi)處處于減壓狀狀態(tài)，這種種狀態(tài)被電電磁式壓力力計檢出，，使中繼電電路動作，，驅(qū)動電解解裝置進(jìn)行行硫酸銅的的恒電流電電解，由電電解產(chǎn)生氧氧氣補充給給密閉的培培養(yǎng)瓶，當(dāng)當(dāng)瓶內(nèi)壓力力恢復(fù)原狀狀時，電解解又自動停停止。在BOD測定時間間內(nèi)由于于電解產(chǎn)產(chǎn)生的氧氧量就相相應(yīng)于水水樣的BOD值可按下下式求出出。(9-25)式中：i為電解時時的電流流強度；；t為積算電電解時間間。9.3.2COD化學(xué)需氧氧量(COD)是指水樣樣在一定定的條件件下，氧氧化1升水樣中中還原性性物質(zhì)所所消耗的的氧化劑劑的量，，以氧的的mg/l.表示。水水中還原原性物質(zhì)質(zhì)包括有有機物和和亞硝酸酸鹽、硫硫化物、、亞鐵鹽鹽等無機機物?；瘜W(xué)需氧氧量反映映了水中中受還原原性物質(zhì)質(zhì)的污染染的程度度。（1）測定方方法及原原理測定COD的方法常常用重鉻鉻酸鉀法法和酸性性高錳酸酸鉀法，，分別記記作CODCr和CODMn.（又稱高高錳酸鹽鹽指數(shù)））。①重鉻酸鉀鉀法定量的重重鉻酸鉀鉀在強酸酸性溶液液中將有有機物氧氧化，剩剩余的重重鉻酸鉀鉀以鄰菲菲羅啉為為指示劑劑，用硫硫酸亞鐵鐵銨標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)回滴，，由實際際消耗的的重鉻酸酸鉀的量量，計算算水樣的的化學(xué)耗耗氧量。。反應(yīng)式式如下：：(9-26)(9-27)②酸性高錳錳酸鉀法法水樣在酸酸性條件件下，加加入高錳錳酸鉀溶溶液，在在沸水浴浴中加熱熱30分鐘，使使水中有有機物被被氧化，，剩余的的高錳酸酸鉀以草草酸回滴滴，然后后根據(jù)實實際消耗耗的高錳錳酸鉀量量計算出出化學(xué)耗耗氧量。。其反應(yīng)應(yīng)式為：：(9-28)(9-29)(9-30)③其他測定定方法除上述方方法外，，測定COD的方法還還有密封封管法、、比色法法、氧化還原原電位法法、滴定定法及恒恒電流庫庫侖法。。這些方方法所使使用的氧氧化劑和和反應(yīng)原原理與CODCr和CODMn.完全相同同，只是是在某些些方面，，特別是是檢測手手段上做做了一些些改進(jìn)而而已。a.密封管法法：不同同之處在在于是使使用密封封管，而而不是加加熱回流流。測定定時將樣樣品和氧氧化劑及及催化劑劑密封于于管中，，在150℃℃下加熱2h，使樣品品中有機機物完全全氧化，，然后測測定出氧氧化劑的的剩余量量，計算算出樣品品COD。b.比色法：：測定時時將水樣樣、K2Cr2O7溶液、硫硫酸及硫硫酸銀置置于三角角瓶，準(zhǔn)準(zhǔn)確加熱熱回流10分鐘，冷冷至室溫溫后于600nm處測定上上Cr(ⅢⅢ)的吸光度度，再根根據(jù)用COD標(biāo)準(zhǔn)溶液液(鄰苯二甲甲酸氫鉀鉀)繪制的標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)曲線線計算出出樣品的的COD值。c.氧化還原原電位滴滴定法：：水樣被被自動輸輸入到檢檢測水槽槽，與硫硫酸溶液液、硫酸酸銀溶液液及高錳錳酸鉀溶溶液經(jīng)自自動計量量后，被被自動輸輸送至氧氧化還原原反應(yīng)槽槽，溫度度調(diào)節(jié)器器將水浴浴溫度自自動調(diào)節(jié)節(jié)到沸點點，反應(yīng)應(yīng)30min，立即準(zhǔn)準(zhǔn)確注入入10ml草酸標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)溶液，，終止氧氧化反應(yīng)應(yīng)。過量量的草酸酸以高錳錳酸鉀溶溶液回滴滴，用電電位差計計測定鉑鉑指示電電極和飽飽和甘汞汞電極之之間的電電位差，，以確定定反應(yīng)終終點，求求出高錳錳酸鉀標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)溶液液的消耗耗量，用用反應(yīng)終終點指示示器將其其滴定耗耗去的容容量轉(zhuǎn)為為電信號號，經(jīng)運運算回路路變?yōu)镃OD值。由自自動記錄錄儀記錄錄。每次次測定需需1h，測定范范圍0～2×10-5g/l。d.恒電流庫庫侖分析析法：首首先讓水水樣與0.05mol/l的高錳酸酸鉀混合合后在沸沸水浴中中反應(yīng)30min，在反應(yīng)應(yīng)終了的的溶液中中加入Fe3+,將恒電流流電產(chǎn)生生的Fe2+作為庫侖侖滴定劑劑，與溶溶液中剩剩余的高高錳酸鉀鉀反應(yīng)，，當(dāng)反應(yīng)應(yīng)達(dá)到終終點時，，電解停停止。由由電流與與時間可可知電解解所消耗耗的電量量。根據(jù)據(jù)法拉第第定律，，求剩余余的高錳錳酸鉀的的量，計計算出高高錳酸鉀鉀的實際際用量，，并換算算為COD值及顯示示讀數(shù)。。測定過過程中，，水樣及及試劑加加入量均均自動計計量。國國內(nèi)已生生產(chǎn)出恒恒電流庫庫侖法測測COD值的專用用儀器，，分析一一個樣本本只需30min，測定范范圍5×10-7g/l~10-3g/l,對濃度高高于10-3g/l的樣品應(yīng)應(yīng)稀釋后后才能進(jìn)進(jìn)行分析析。各種檢測測方法如如表9-6所示。表9-6COD測定方法法比較方法名稱原理特點適用范圍重鉻酸鉀法水在酸性溶液中加熱回流2h,一定量的重鉻酸鉀氧化水中的還原物質(zhì)，過量的重鉻酸鉀以試亞鐵靈為指示劑，用硫酸亞鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定準(zhǔn)確，但測定費時＜50mg/L酸性高錳酸鉀法操作簡便Cl-＜300mg/l堿性高錳酸鉀法在堿性溶液中，高錳酸鉀氧化水中的還原性物質(zhì)，酸化后，加入過量的草酸鈉溶液，再用高錳酸鉀溶液滴定至微紅色操作簡便Cl-＞300mg/L恒電流庫侖法首先讓水樣與0.05mol/l的高錳酸鉀混合后在沸水浴中反應(yīng)30min，在反應(yīng)終了的溶液中加入fe3+,產(chǎn)生的fe2+作為庫侖滴定劑，與溶液中剩余的高錳酸鉀反應(yīng)，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到終點時，電解停止。由電流與時間可知電解所消耗的電量。根據(jù)法拉第定律，求剩余的高錳酸鉀的量，計算出高錳酸鉀的實際用量，并換算為cod值及顯示讀數(shù)。簡便、快速，試劑用量少0.05-10mg/L密封管法測定時將樣品和氧化劑及催化劑密封于管中，在150℃下加熱2h，使樣品中有機物完全氧化，然后測定出氧化劑的剩余量，計算出樣品COD。快速，節(jié)省試劑50-2500mg/L比色法測定時將水樣、K2Cr2O7溶液、硫酸及硫酸銀置于三角瓶，準(zhǔn)確加熱回流10分鐘，冷至室溫后于600nm處測定上Cr(Ⅲ)的吸光度，再根據(jù)用COD標(biāo)準(zhǔn)溶液(鄰苯二甲酸氫鉀)繪制的標(biāo)準(zhǔn)曲線計算出樣品的COD值。操作簡便，節(jié)省試劑10-100mg/L,大批量樣品的測定(2)COD監(jiān)測儀①庫侖式COD測定儀庫侖法COD測定儀的的工作原原理如圖圖9-13所示。圖9-13庫侖式COD測定儀工工作原理理由庫侖滴滴定池、、電路系系統(tǒng)和電電磁攪拌拌器等組組成。庫庫侖池由由工作電電極對、、指示電電極對及及電解液液組成。。其中，，工作電電極對為為雙鉑片片工作陰陰極和鉑鉑絲輔助助陽極（（置于充充3mol/LH2SO4，底部具具有液絡(luò)絡(luò)部的玻玻璃內(nèi)）），用于于電解產(chǎn)產(chǎn)生滴定定劑；指指示電極極對為鉑鉑片指示示電極（（正極））和鎢棒棒參比電電極（負(fù)負(fù)極，置置于充飽飽硫酸鉀鉀溶液，，底部具具有液絡(luò)絡(luò)部的玻玻璃管中中），以以其電位位的變化化指示庫庫侖滴定定終點。。電解液液為10.2mol/L硫酸、重重鉻酸鉀鉀和硫酸酸鐵混合合液。電電路系統(tǒng)統(tǒng)由終點點微分電電路、電電解電流流變換電電路、頻頻率變換換積分電電路、數(shù)數(shù)字顯示示邏輯運運算電路路等組成成，用于于控制庫庫侖滴定定終點，，變換和和顯示電電解電流流，將電電解電流流進(jìn)行頻頻率轉(zhuǎn)換換、積分分，并根根據(jù)電解解定律進(jìn)進(jìn)行邏輯輯運算，，直接顯顯示水樣樣的COD值。②高錳酸鉀鉀指數(shù)自自動監(jiān)測測儀器工作原理理如圖9-14所示圖9-14電位滴定定式高錳錳酸鉀鹽鹽指數(shù)自自動監(jiān)測測儀在程序控控制器的的控制下下，依次次將水樣樣、硝酸酸銀溶液液、硫酸酸溶液和和0.005mol/L高錳酸鉀鉀溶液經(jīng)經(jīng)自動計計量后送送入置于于100℃℃恒溫水浴浴中的反反應(yīng)槽內(nèi)內(nèi)，待反反應(yīng)30min后，自動動加入0.0125mol/L草酸鈉溶溶液，將將殘留的的高錳酸酸鉀還原原，過量量草酸鈉鈉溶液再再用0.005mol/L高錳酸鉀鉀自動滴滴定，到到達(dá)滴定定終點時時，指示示電極系系統(tǒng)（鉑鉑電極和和甘汞電電極）發(fā)發(fā)出控制制信號，，滴定劑劑停止加加入。數(shù)數(shù)據(jù)采集集與處理理系統(tǒng)計計算出水水樣消耗耗的標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)高錳酸酸鉀溶液液量，并并直接顯顯示或記記錄高錳錳酸鉀指指數(shù)。測測定過程程一結(jié)束束，反應(yīng)應(yīng)液從反反應(yīng)槽自自動排出出繼之用用清洗水水自動清清洗幾次次，將整整機恢復(fù)復(fù)至初始始狀態(tài)，，再進(jìn)行行下一個個周期測測定。每每一測定定周期需需1小時。9.3.3(紫外)吸光度由于溶解解在水中中的不飽飽和烴和和芳香族族化合物物等有機機物對254nm附近的光光有強烈烈的吸收收，而對對可見光光吸收甚甚微。水水中的無無機物對對紫外光光吸收也也甚微，，因此，，對特定定水域或或廢水，，可根據(jù)據(jù)其對紫紫外光的的吸收大大小來反反映對有有機物的的污染程程度，這這種方法法易實現(xiàn)現(xiàn)自動化化，同時時測定的的吸光度度與BOD、COD、TOD之間也很很好的相相關(guān)性。。(1)測定方法法及原理理紫外可見見分光光光度法是是選一定定波長的的光照射射被測物物質(zhì)溶液液，測量量其吸光光度，再再依據(jù)吸吸光度計計算出被被測組分分的含量量。計算算的理論論根據(jù)是是“吸收收定律””，即朗朗伯－比比爾定律律。朗伯-比爾定律律：是指指當(dāng)一束束平行單單色光通通過均勻勻、非散散射的稀稀溶液時時，溶液液對光的的吸收程程度與溶溶液的濃濃度及液液層厚度度的乘積積成正比比，即：：式中，A-吸光度；；C-溶液濃度度；L-液層厚度度；K-比例常數(shù)數(shù)。（2）UV（紫外））吸收監(jiān)監(jiān)測儀雙波長UV吸收自動動監(jiān)測儀儀器工作作原理如如圖9-15所示。圖9-15UV吸收自動動監(jiān)測儀儀器工作作原理圖圖低壓汞燈燈發(fā)出約約90%的254nm紫外光束束，通過過水樣發(fā)發(fā)送池后后，聚焦焦并射到到與光成成45°角的半透透射半反反射鏡上上，將其其分成兩兩束，一一束經(jīng)紫紫外光濾濾片得到到254nm紫外光（（測量光光束），，射到光光電轉(zhuǎn)換換器上，，將光信信號轉(zhuǎn)換換成電信信號，它它反映了了水中有有機物對對254nm光的吸收收和水中中懸浮粒粒子對該該波長光光吸收及及散射而而衰減的的程度。。另一束束光成90°角反射，，經(jīng)可見見光濾光光片濾去去紫外光光（參比比光束））射到另另一光電電轉(zhuǎn)換器器上，將將光信號號轉(zhuǎn)換成成電信號號，它反反映水中中懸浮粒粒子對參參比光束束（可見見光）吸吸收和散散射后的的衰減程程度。假假設(shè)懸浮浮粒子對對紫外光光的吸收收和散射射與對可可見光的的吸收和和散射近近似相等等，則兩兩束光的的電信號號經(jīng)差分分放大器器作減法法運算，，這樣可可消除水水中懸浮浮粒子對對有機物物測定的的影響。。差分放放大器輸輸出信號號即為水水樣中有有機物對對254nm紫外光的的吸光度度，消除除了懸浮浮粒子對對測定的的影響。。儀器可可直接顯顯示有機機物的濃濃度。9.3.4TOCTOC是以碳的的含量表表示水中中有機物物質(zhì)總量量的一項項綜合項項指標(biāo)，，單位為為mgC/L。TOC標(biāo)志著有有機物的的含量，，反映了了水中總總有機物物污染程程度，是是水中有有機物污污染綜合合指標(biāo)之之一。(1)測定方法法及原理理目前廣泛泛應(yīng)用的的測定TOC的方法是是燃燒氧氧化－非非分散紅紅外吸收收法，其其測定原原理是：：將一定定量水樣樣注入高高溫爐內(nèi)內(nèi)的石英英管，在在900－950℃℃溫度下，，以鉑和和三氧化化二鉻為為催化劑劑，使有有機物燃燃燒裂解解轉(zhuǎn)化為為二氧化化碳，然然后用紅紅外線氣氣體分析析儀測定定CO2含量，從從而確定定水樣中中碳的含含量。因為在高高溫下，，水樣中中的碳酸酸鹽也分分解產(chǎn)生生二氧化化碳，故故上面測測得的為為水中的的總碳（（TC）。為獲獲得有機機碳含量量，可采采用兩種種方法：：一是將將水樣預(yù)預(yù)先酸化化，通入入氮氣曝曝氣，驅(qū)驅(qū)除各種種碳酸鹽鹽分解生生成的二二氧化碳碳后再注注入儀器器測定。。另一種種方法是是使用高高溫爐和和低溫爐爐皆有的的TOC測定儀。。將同一一等量水水樣分別別注入高高溫爐（（900℃℃）和低溫溫爐（150℃℃），則水水樣中的的有機碳碳和無機機碳均轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為CO2，而低溫溫爐的石石英管中中裝有磷磷酸浸漬漬的玻璃璃棉，能能使無機機碳酸鹽鹽在150℃℃分解為CO2，有機物物卻不能能被分解解氧化。。將高、、低溫爐爐中生成成的CO2依次導(dǎo)入入非分散散紅外氣氣體分析析儀，分分別測得得總碳（（TC）和無機機碳（IC），二者者之差即即為總有有機碳（（TOC）。測定定流程見見圖9-16所示，該該方法最最低檢出出濃度為為0.5mgC/L.。有機碳的的各種測測定方法法的比較較見表9-7。圖9-16TOC分析儀流流程表9-7總有機碳碳測定方方法比較較方法名稱原理特點適用范圍燃燒氧化-非分散紅外吸收法差減法：水樣被分別注入高溫(900℃)燃燒管和低溫(150℃)反應(yīng)管中，經(jīng)兩管產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w依次導(dǎo)入非分散紅檢測器中，從而分別測得水中的總碳和總無機碳，兩者之差，即為總有機碳。吹除法：將水樣酸化后曝氣(最好用氮氧吹脫)，使各種碳酸鹽分解生成的二氧化碳驅(qū)除后，再注入高溫燃燒管中，生成的二氧化碳進(jìn)入非分散紅外檢測器中而直接測得總有機碳。操作簡便，重視性好，靈敏度高曝氣時會造成水樣中揮發(fā)性有機物的損失。因此，測得的結(jié)果實際是不可吹脫的有機物最低檢出限為1mg/L過硫酸鹽-紫外氧化法在紫外線的照射下，水樣中的有機碳被過硫酸鹽氧化生成二氧化碳。二氧化碳可用非分散紅外檢測器測定測定水中痕量有機物快速準(zhǔn)確最低檢出限為0.05mg/L濕式氧化法將水樣酸化后曝氣以去除無機碳，再在高壓釜中以116-130℃用過硫酸鹽氧化，生成的二氧化碳用非分散紅外檢測器測定最低檢出限為0.10mg/L，但不適用于測定揮發(fā)性有機物(2)TOC監(jiān)測儀TOC自動監(jiān)測測儀是根根據(jù)非分分散紅外外線吸收收法原理理設(shè)計的的，有單單通道和和雙通道道兩種類類型。圖圖9-17為單通道型儀儀器的流程圖圖。用定量泵泵連續(xù)采集水水樣并送入混混合槽，在混混合槽內(nèi)與以以恒定流量輸輸送來的稀鹽鹽酸溶液混合合，使水樣PH達(dá)2～3，則碳酸鹽分分解為CO2，經(jīng)除氣槽隨隨鼓入的氮氣氣排出。已除除去無機碳化化合物的水樣樣和氧氣一起起進(jìn)入850～950℃的燃燒爐（裝裝有催化劑）），則水樣中中的有機碳轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為CO2經(jīng)除濕后，用用非色散紅外外分析儀測定定，用鄰苯二二甲酸氫鉀作作標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)定定期自動對儀儀器進(jìn)行校正正。圖9-18為雙通道型TOC自動測定儀的的工作原理圖圖。圖9-18雙通道TOC自動監(jiān)測儀器器工作原理圖9-17為單通道TOC自動監(jiān)測儀工工作原理9.3.5TOD總需氧量(TOD)是指水中有機機物和還原性性無機物在高高溫下燃燒生生成穩(wěn)定的氧氧化物時的需需氧量，用TOD表示，單位為為mgO2/L。各TOD和TOC的比值可以提提供水中有機機碳種類的大大致信息，對對于不含氮的的有機物(這是水污染控控制工程中對對僅含C、H、O三種元素而不不含N、P、S的有機化合物物，如葡萄糖糖、醋酸等的的習(xí)慣稱呼)。理論上這一一比值為==2.67。如果某水樣的為為2.67左右，可以認(rèn)認(rèn)為水中主要要是不含氮有有機物引起的的。若比值大大于4.0，則應(yīng)考慮水水樣中有多量量的含有S、P的有機物存在在，因為S、P元素只顯示TOD而不顯示TOC值。當(dāng)小小于2.6時，就應(yīng)考慮慮水樣中硝酸酸鹽和亞硝酸酸鹽較大的可可能性，這是是由于它們在在高溫催化條條件下，會放放出氧氣，而而使TOD測量偏低。(1)測定方法及原原理取一定量水在在含有一定深深度的氮氣載載帶下，注入入高溫石英燃燃燒管（內(nèi)填填鉑催化劑）），在900℃下，水樣中的的有機物瞬間間燃燒氧化分分解，生成的的CO2等氧化物經(jīng)脫脫水后，由氧氧燃料電池測測定氣體載體體中O2的減少量，即即為有機物完完全氧化所需需要的氧量，，用TOD(mg/L)表示?？瞻自囼灒和瑫r取與水樣樣相同體積的的無有機物和和還原性物質(zhì)質(zhì)的蒸餾水，，按上述操作作做空白試驗驗，氧燃料電電池給出未耗耗氧信號。TOD分析儀工作流流程如圖9-19所示。圖9-19TOD測定示意圖儀器監(jiān)測方法法有以下兩種種：①燃料電池（或或氧電極法））：水樣在燃燃燒管中，通通往一定劑量量的O2，在900℃時燃燒，用燃燃料電池或氧氧電極測燃燒燒后的余氧，，即可由計量量加入的氧減減去余氧求出出TOD值。②高溫氧化鈷鈷－庫侖滴定定法：用兩支支ZrO2管，一支用來來計量產(chǎn)生的的氧；另一支支用來測定滴滴定水樣燃燒燒所消耗的氧氧。這類儀器器測量范圍可可達(dá)1000ppm,精度±2%，測定時間3min。(2)TOD測定儀TOD自動監(jiān)測儀的的工作原理如如圖9-20所示。將含有有一定濃度氧氧的惰性氣氣氣體連續(xù)地通通過燃燒反應(yīng)應(yīng)室，當(dāng)將水水樣間歇或連連續(xù)地定量打打入反應(yīng)室時時，在900℃和鉑催化劑的的作用下，水水樣中的有機機物和其他還還原物質(zhì)瞬間間完全氧化，，消耗了載氣氣中的氧，導(dǎo)導(dǎo)致載氣中氧氧濃度的降低低，其降低量量用氧化鋯氧氧量檢測器測測定。當(dāng)用已已知TOD的標(biāo)準(zhǔn)溶液校校正儀器后，，便可直接顯顯示水樣的TOD值。氧化鋯氧氧量檢測器是是一種高溫固固體電解質(zhì)濃濃差電池，其其參比