实验五日生化需氧量的测定

1、记录与计算 a. 将每种水样测定结果及时记录在表1中。 b. 按下式计算五日生化需氧量
BOD 5 ( D1 D2 ) ( D3 D4 ) f1 f2
式中：BOD5－五日生化需氧量mg/L； D1 －样品在培养前的溶解氧mg/L； D2－样品 在培养后的溶解氧mg/L； D3－稀释水在培 养前的溶解氧mg/L；D －稀释水在培养后的 V4 V 溶解，mg/L； f1= V V ，f2= V V ，其中 V3为稀释水的体积（mL），V4为水样的体积 （mL）。
2．试剂 氯化钙溶液（27.5g/L）：溶解27.5gCaCl2于水中 稀释至1L。 三氯化铁溶液（0.25g/L）：溶解 0.25gFeCl3· 6H2O于水中，稀释至1L。 硫酸镁溶液（22.5g/L）：溶液 22.5MgSO4· 7H2O于水中，稀释至1L。 磷酸盐缓冲溶液（pH=7.2）：溶解8.5g KH2PO4, 21.75g K2HPO4, 33.4g Na2HPO4· 7H2O和 1.7g NH4Cl于约500mL水中，稀释至1L。 测定DO和CODMn所需试剂。
3
4
3
4
3
4
4．BOD2（二日生化需氧量）的测定与BOD5一 样，只是培养温度为30℃，培养时间为二天。 BOD2与BOD5之间换算有一关系式：
BOD
20 5
1.171 BOD
30 2
（二）CODMn的测定
方法原理： 在碱性加热条件下，用已知量并且是过量的 高锰酸钾，氧化海水中的需氧物质，然后在硫酸 酸性条件下，用碘化钾还原过量的高锰酸钾和二 氧化锰，所生成的游离碘用硫代硫酸钠标准溶液 滴定。
(3)
对特定海区水流流速是可测值，因此可并入 常数项，即令K1=k1/V，则（3）式可改写成：
(4) 式中S为距排污口的距离（米），若将（4） 式取自然对数则有：
C C0 e
K1S
ln C ln C 0 K1 S
(5)
由（5）式可知，lnC对S作图可得一直线， 该直线斜率即为净化系数K1(米-1)。此外，若定 义S1/2为污染物浓度衰减一半时的距离（米）， 则由下式可知某海区水体的半净半衰期为：
（1）式积分后为：
(1)
C C0 e k1t(2)如果选择BOD为污染物指标， 则式中C0为初 始的BOD值即排污口的BOD值；C为t时刻的 BOD值即t时刻剩余的BOD值；k为净化常数（1 ／d）。由于污染物净化时间t等于距离（S）除 以水流速度（V），故（2）式可写为：
S k1 V
C C0 e
ln 2 K1
(6)
S 12
本实验拟以BOD为污染物指标，分析测定 距排污口不同距离水样的BOD值，并由此估算海 域水体天然净化能力。
三、仪器与试剂
1、仪器
自动调温培养箱：不透光，以防光合作用产生DO。 培养瓶：250mL特制的BOD瓶(具磨口塞和供封水 用的喇叭口)。 大玻璃槽：20L。 量筒：2000mL。 DO和CODMn滴定的设备各一套。
2.海域水体天然净化能力的估算 天然水体对污染物具有一定的自净能力，其 能力的大小与环境的水文、理化和生物条件密切 相关。有机污染物排放入海后，除受污水动力的 稀释扩散作用外，还进一步得到物理、化学和生 物等诸过程的降解。对于海域水体天然自净能力 的估算可采用现场跟踪污染带调查的方法，即根 据污染物的特点，选用某个指标为参数（如选择 COD、BOD等指标）跟踪污水流向，在距污水口 不同距离采样进行分析，结果可得到污水带中某 个指标随距离的变化曲线如图1所示。
（4）为使测定正确，尤其对初次操作者说来， 可以用标准物质进行校验。常用的标准物质有葡 萄糖和谷氨酸混合液。将葡萄糖和谷氨酸在 103℃烘箱中干燥1h，精确称取葡萄糖150mg 加谷氨酸150mg溶解在1000mL蒸馏水中，其 20℃ BOD5为200±37mg/L。
表2
水样序号 距排污口距离Ｓ（ｍ） BOD5（mg/L） 1 0
污水带中BOD随距离的变化
2 200 3 1000 4 2000
五、注意事项
（1）配制试剂和稀释水所用的蒸馏水不应含有机 质、苛性碱和酸。 （2）稀释水也可以采用新鲜天然海水，稀释水应 保持在20℃左右，并且在20℃培养五天后，溶解 氧的减少量在0.5mg/L以下。 （3）水样在培养期间，培养瓶封口处应始终保持 有水，可用纸或塑料帽盖在喇叭口上以减少培养 期间封口水的蒸发。经常检查培养箱的温度是否 保持在20±1℃。样品在培养期间不要见光，以 防光合作用产生溶解氧。
(a) 稀释方法：量取一定体积的水样于2000mL量 筒中，用虹吸管引入稀释水至2000mL刻度，用 一插棒式混合棒（在玻璃的一端插入一块略小于 所用量筒直径，2mm厚的橡皮板），小心上下搅 动，不可露出水面，以免带入空气。 (b) 用虹吸管将稀释后的水样装入培养瓶中，至完 全充满后轻敲瓶壁使瓶中可能混有的小汽泡逸出， 盖紧瓶塞，用水封封口。 另取2个培养瓶，全部装入稀释水，盖紧后用水 封口，作为空白。 (c) 将各瓶的编号按操作顺序记录在表格中，每种 样品各取一瓶立即测定溶解氧，其余放入 20±1℃的培养箱中。 (d) 从开始培养的时间算起，经五昼夜后，取出样 品，测定其溶解氧的剩余量。
（2）对于已受污染海区的水样，必须用稀释水稀 释后再进行培养和测定。水样稀释的倍数是测定 的重要关键。稀释倍数的选择可根据培养后溶解 氧的减少量而定，剩余的溶解氧至少有1mg/L。 一般采用20～75%的稀释量。在初次作时，可对 每个水样同时作2～3 个不同的稀释倍数。通常可 先测水样的COD值，然后由COD值大小来确定水 样的稀释倍数即：CODMn/4＜稀释倍数＜ CODCr/5。
（3）加入5mL 1+3 H2SO4, 加0.5g KI 混匀， 暗处放置5min，用已标定的Na2S2O3标准溶液滴 定至溶液呈淡黄色，加1mL淀粉溶液（5g/L）， 继续滴定至蓝色刚退去为止。记下滴定管读数V1 （两平行样读数不超过0.10mL）。 另取100mL重蒸馏水代替水样，按上述步骤 分析空白滴定值V2。
3、计算：
N (V 2 V 1) 8.0 COD 1000(mg / L) V
式中N―Na2S2O8浓度（mol/L） V1―滴定样品时Na2S2O8的体积（mL） V2―空白值滴定时的Na2S2O8体积（mL） V―取水样体积（mL）。
（三）海水净化能力估算
选择一入海排污口，沿污水流向，在不同 距离采集水样，水样的序号与距离如表2。请按 BOD测定方法测出各站位的BOD值后：（1）作 污水带中BOD随距离变化的曲线；（2）将lnC对 S作图求净化常数K1；（3）求该海域水体的半净 化期S1/2。
2. 分析步骤： （1）取100mL水样于250mL锥形瓶中（测平 行双样，若有机物含量高，可取少量水样，加蒸 馏水稀释至100mL），加入1mL NaOH溶液 （250gNaOH溶于1000mL水中）混匀，加 10.00mL 0.010mol/L的KMnO4(1/5KMnO4) 溶液混匀。 （2）于电炉上加热至沸，准确煮沸10min（从 冒出第一个气泡开始计时），然后迅速冷却至室 温。
实验四、五日生化需氧量的测 定 及海水净化能力的估算
一、目的要求
（1）掌握五日生化需氧量的测定方法 （2）估算海域水体天然净化能力
二、方法概述
1.生化需氧量 生化需氧量（BOD）是指水中有机物在被好氧微 生物分解氧化过程中所消耗溶解氧的量，它是反映 水质有机污染最常用的指标之一。生活污水、工厂 排水是水环境有机污染的主要来源。这些有机质在 水环境中由于微生物的氧化分解而被净化，当净化 过程受阻或超负荷时，水质将严重恶化。水体中有 机物在微生物降解的生物化学过程中，消耗水中溶 解氧。用碘量法测定培养前和后两者溶解氧含量之 差，即为生化需氧量，以氧的mg/L计。培养五天 为五日生化需氧量(BOD5)。水中有机质越多，生 物降解需氧量越多，一般水中溶解氧有限，因此， 须用氧饱和的蒸馏水稀释。为提高测定的准确度， 培养后减少的溶解氧要求占培养前溶解氧的40～ 70％为适宜。
50 40
BOD5(mg/L)
30 20 10 0 0 2000 S(m) 4000 6000
图1 污水带中BOD5随距离的变化
根据这一变化曲线和海区的潮流流速就可求 得该海区水体的天然净化能力半净化期。有关研 究表明，污染物排放入海后的净化速度可用一级 反应的动力学方程来描述，其表达为：
dc k1C dt
四、实验内容
（一）、BOD5测定
１．稀释水的制备 在20L大玻璃槽中加入一定体积的水，经过曝气 后（8－12h），使溶解氧接近饱和，盖严静置， 备用。使用前于每升水中加磷酸盐缓冲溶液，硫 酸镁溶液，氯化钙溶液，三氯化铁溶液各1mL， 混匀。
２．水样采集和培养 水样采集后就应在6h内开始分析，若不能， 则4℃或者4℃以下保存，而且不得超过24h，并 将贮存时间和温度与分析结果一起报告。 （1）对未受污染海区的水样，可以直接取样。 分装样品时，虹吸管的一头要插入培养瓶的底部， 慢慢放水，以免带入气泡。直接测定当天水样和 经过五天培养后水样中溶解氧的差值，即为五日 生化需氧量。