环境监测 营养盐及有机物污染综合指标的监测精品PPT课件
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溶解氧测定仪
1-绝缘支撑体；2-KCl缓冲 溶液；3-Pt圆盘电极；4-电 解质溶液薄层；5-可拆卸渗 透膜；6-环形银电极
水和废水监测
二 化学需氧量（COD）
定义：在规定条件下，用强氧化剂氧化水样时消 耗氧化剂的量，用氧的mg/L表示。COD反映了水 体受还原性物质污染的程度。 ❖ COD是一个条件性指标，测定结果随所用氧化剂
常用的综合指标：
物理性指标
悬浮物的灼烧减重
水的外观指标，色度、嗅阈值 等
化学性指标
▲化学需氧量COD 耗氧量OC
总需氧量TOD 总有机碳量TOC 挥发酚、 石油类等
生物化学性指标
▲生化需氧量
水和废水监测
一 溶解氧（DO）
即溶解于水中的分子态氧，水中DO的含量与大气
压、水温及含盐量等因素有关。一般水体中的DO至
水和废水监测
测定原理
在水样中加入一定量的K2Cr2O7，在 一定条件（强酸性、加热回流2小时、 Ag2SO4作催化剂）与水中的有机物相 互作用，剩余的K2Cr2O7 用硫酸亚铁 铵Fe(NH4)2(SO4)2回滴。
指示剂：试亚铁灵（硫酸亚铁和邻 菲啰啉）
终点现象：溶液颜色由黄经绿、灰 兰到最后的棕红色
❖本法适用于测定油气田氯离子含量高达几万或十几 万毫克每升高氯废水中的COD，方法的检出限 0.2mg/L，测定上限62.5mg/L。
水和废水监测
四 生化需氧量（BOD）
定义：指由于水中好氧微生物的繁殖或呼吸作用， 水中所含的有机物被微生物生化降解时所消耗的溶 解氧的量。 规定：20℃时5天中所消耗氧量，BOD5(mg/L)表示。
mL
10.0
5.0
15
20.0
10.0
30
HgSO4 g
0.2 0.4
FeSO4 滴定前总 (NH4)2SO4 体积 mL
mol/L
0.050
70
0.100
140
30.015.040.0来自20.050.0
25.0
45
0.6
0.150
210
60
0.8
0.200
280
75
1.0
0.250
350
重铬酸钾法 滴定过程
水和废水监测
一 第溶解九氧节 营养盐及二有机化污学染需氧量 三 高锰酸综盐合指指数标的四监测生化需氧量
五 总有机碳 (略) 六 总需氧量(略) 七 有机污染综合指标之间的相互关系 八 含氮化合物 九 含磷化合物
水和废水监测
➢种类繁多 ➢组成复杂 ➢分子量范围大 ➢各组分在环境中的含量差异大 ➢水中的有机物质分别测定比较困难
水体要发生生物化学过程必须具备三个条件： 好氧微生物；足够的DO；营养物质
❖ 对生活污水及性质与其接近的工业废水，硝化阶段 大约在5~7日，甚至在10日后才显著进行，故目前广 泛采用的20±1℃ 5天培养法测定BOD值一般不包括 硝化阶段。
和操作条件不同而异。 分类： ❖ 重业铬 废酸 水钾 的法 测：定，称为CODCr，适用于生活污水、工 ❖ 高锰酸钾法：称为高锰酸盐指数，仅限于测定地 表水、饮用水和生活污水
水和废水监测
（一）重铬酸钾法（GB11914-1989）
在强酸介质下，在水样中加入已知量的过 量重铬酸钾溶液，以银盐作催化剂，加热沸腾 回流2h。冷却后，剩余的重铬酸钾以试铁灵作 指示剂、用硫酸亚铁铵标准溶液回滴，溶液颜 色由橙黄色变为红褐色时即为终点，根据硫酸 亚铁铵标准溶液的用量，计算CODCr。
回流装置
水和废水监测
（一）重铬酸钾法（GB11914-1989）
主要化学反应：
CnHaOb＋cCr2O72-＋8cH+ → nCO2＋(a+8c)/2H2O＋2cCr3
其中
c＝2n/3＋a/6－b/3
6Fe2+＋Cr2O72-＋14 H+ → 6 Fe3+＋3Cr3+＋H2O
水样体 0.25mol/L H2SO4-A 积(mL) K2Cr2O7 mL g2SO4
❖重铬酸钾法耗时、耗能，操作烦琐，且使用大量 汞盐、银盐、铬盐等，造成较严重的二次污染。
水和废水监测
（二）库仑法 （三）快速密闭催化消解法 （四）分光光度法 （五）氯气校正法（HJ/T70-2001）
适于20000mg/L ＜Cl-＞1000mg/L的高氯废水 COD的测定，方法检出限30mg/L。
（二）碱性高锰酸钾法
与上述过程基本一致，将使用硫酸的地方换成 用50%氢氧化钠溶液0.5mL即可。碱性条件下，高 锰酸钾的氧化能力弱，此时不能氧化水中的氯离子。
水和废水监测
（三）碘化钾碱性高锰酸钾法（HJ132–2003）
❖在碱性条件下，加一定量高锰酸钾溶液于水样中， 并在沸水浴上加热反应以氧化水中的还原性物质。 加入过量的碘化钾还原剩余的高锰酸钾，以淀粉作 指示剂，用硫代硫酸钠滴定释放出的碘，换算成氧 的浓度，用CODOH.KI表示。
滴定中
接近终点
终点
COD测定实验的结果：
滴定前 接近终点
终点
水和废水监测
重铬酸钾法特点
❖重铬酸钾氧化性很强，可氧化大部分有机物，但 不能氧化吡啶，不易氧化芳香族化合物。挥发性 直链脂肪族化合物和苯等氧化效率低；
❖氯离子被重铬酸钾氧化，并与硫酸银作用生成沉 淀，可加入硫酸汞络合。本法不适于含氯化物浓 度大于1000mg/L（稀释后）含盐水的测定。
COD快速测定仪
COD/TOC快速测定仪
（库仑法） COD快速测定仪
（光度法）
水和废水监测
三 高锰酸盐指数
（一）酸性高锰酸钾法（GB11892-89）
酸性介质中，水样中加入一定量的高锰酸钾溶 液，并在沸水浴上加热反应，剩余的高锰酸钾用过 量的草酸钠还原，再用高锰酸钾溶液回滴过量的草 酸钠，通过计算求出高锰酸盐指数值。
少在4mg/L以上。
采水必须用溶解氧瓶。
水中DO的分析方法：
水样中加入硫酸锰和碱性 碘化钾，DO将Mn+2氧化
（一）碘量法（GB7489-成87M）n+4的棕色沉淀，加
酸
（二）修正碘量法
后沉淀溶解，Mn+4直接
1 叠氮化钠修正法 2 高锰酸钾修正法 3 其他修正法
和
I-反应生成等当量的游离
I2，用淀粉指示剂，硫代 硫酸钠标准溶液滴定I2， 计算出DO的含量。
水和废水监测
+
（三）氧电极法（GB11913-89）
极谱型（Clark型）和原电
1
池型。
极谱型：当两极间加上0.5~
2
0.8V固定极化电压时，水样中
3
的DO扩散通过薄膜，并在阴 6
4
极上还原，产生与氧浓度成正
比的扩散电流。
5
溶解氧电极结构
阴极：O2＋4H+＋4e＝2H2O 阳极：4Ag + ＋4Cl-＝4AgCl＋4e
1-绝缘支撑体；2-KCl缓冲 溶液；3-Pt圆盘电极；4-电 解质溶液薄层；5-可拆卸渗 透膜；6-环形银电极
水和废水监测
二 化学需氧量（COD）
定义：在规定条件下，用强氧化剂氧化水样时消 耗氧化剂的量，用氧的mg/L表示。COD反映了水 体受还原性物质污染的程度。 ❖ COD是一个条件性指标，测定结果随所用氧化剂
常用的综合指标：
物理性指标
悬浮物的灼烧减重
水的外观指标，色度、嗅阈值 等
化学性指标
▲化学需氧量COD 耗氧量OC
总需氧量TOD 总有机碳量TOC 挥发酚、 石油类等
生物化学性指标
▲生化需氧量
水和废水监测
一 溶解氧（DO）
即溶解于水中的分子态氧，水中DO的含量与大气
压、水温及含盐量等因素有关。一般水体中的DO至
水和废水监测
测定原理
在水样中加入一定量的K2Cr2O7，在 一定条件（强酸性、加热回流2小时、 Ag2SO4作催化剂）与水中的有机物相 互作用，剩余的K2Cr2O7 用硫酸亚铁 铵Fe(NH4)2(SO4)2回滴。
指示剂：试亚铁灵（硫酸亚铁和邻 菲啰啉）
终点现象：溶液颜色由黄经绿、灰 兰到最后的棕红色
❖本法适用于测定油气田氯离子含量高达几万或十几 万毫克每升高氯废水中的COD，方法的检出限 0.2mg/L，测定上限62.5mg/L。
水和废水监测
四 生化需氧量（BOD）
定义：指由于水中好氧微生物的繁殖或呼吸作用， 水中所含的有机物被微生物生化降解时所消耗的溶 解氧的量。 规定：20℃时5天中所消耗氧量，BOD5(mg/L)表示。
mL
10.0
5.0
15
20.0
10.0
30
HgSO4 g
0.2 0.4
FeSO4 滴定前总 (NH4)2SO4 体积 mL
mol/L
0.050
70
0.100
140
30.015.040.0来自20.050.0
25.0
45
0.6
0.150
210
60
0.8
0.200
280
75
1.0
0.250
350
重铬酸钾法 滴定过程
水和废水监测
一 第溶解九氧节 营养盐及二有机化污学染需氧量 三 高锰酸综盐合指指数标的四监测生化需氧量
五 总有机碳 (略) 六 总需氧量(略) 七 有机污染综合指标之间的相互关系 八 含氮化合物 九 含磷化合物
水和废水监测
➢种类繁多 ➢组成复杂 ➢分子量范围大 ➢各组分在环境中的含量差异大 ➢水中的有机物质分别测定比较困难
水体要发生生物化学过程必须具备三个条件： 好氧微生物；足够的DO；营养物质
❖ 对生活污水及性质与其接近的工业废水，硝化阶段 大约在5~7日，甚至在10日后才显著进行，故目前广 泛采用的20±1℃ 5天培养法测定BOD值一般不包括 硝化阶段。
和操作条件不同而异。 分类： ❖ 重业铬 废酸 水钾 的法 测：定，称为CODCr，适用于生活污水、工 ❖ 高锰酸钾法：称为高锰酸盐指数，仅限于测定地 表水、饮用水和生活污水
水和废水监测
（一）重铬酸钾法（GB11914-1989）
在强酸介质下，在水样中加入已知量的过 量重铬酸钾溶液，以银盐作催化剂，加热沸腾 回流2h。冷却后，剩余的重铬酸钾以试铁灵作 指示剂、用硫酸亚铁铵标准溶液回滴，溶液颜 色由橙黄色变为红褐色时即为终点，根据硫酸 亚铁铵标准溶液的用量，计算CODCr。
回流装置
水和废水监测
（一）重铬酸钾法（GB11914-1989）
主要化学反应：
CnHaOb＋cCr2O72-＋8cH+ → nCO2＋(a+8c)/2H2O＋2cCr3
其中
c＝2n/3＋a/6－b/3
6Fe2+＋Cr2O72-＋14 H+ → 6 Fe3+＋3Cr3+＋H2O
水样体 0.25mol/L H2SO4-A 积(mL) K2Cr2O7 mL g2SO4
❖重铬酸钾法耗时、耗能，操作烦琐，且使用大量 汞盐、银盐、铬盐等，造成较严重的二次污染。
水和废水监测
（二）库仑法 （三）快速密闭催化消解法 （四）分光光度法 （五）氯气校正法（HJ/T70-2001）
适于20000mg/L ＜Cl-＞1000mg/L的高氯废水 COD的测定，方法检出限30mg/L。
（二）碱性高锰酸钾法
与上述过程基本一致，将使用硫酸的地方换成 用50%氢氧化钠溶液0.5mL即可。碱性条件下，高 锰酸钾的氧化能力弱，此时不能氧化水中的氯离子。
水和废水监测
（三）碘化钾碱性高锰酸钾法（HJ132–2003）
❖在碱性条件下，加一定量高锰酸钾溶液于水样中， 并在沸水浴上加热反应以氧化水中的还原性物质。 加入过量的碘化钾还原剩余的高锰酸钾，以淀粉作 指示剂，用硫代硫酸钠滴定释放出的碘，换算成氧 的浓度，用CODOH.KI表示。
滴定中
接近终点
终点
COD测定实验的结果：
滴定前 接近终点
终点
水和废水监测
重铬酸钾法特点
❖重铬酸钾氧化性很强，可氧化大部分有机物，但 不能氧化吡啶，不易氧化芳香族化合物。挥发性 直链脂肪族化合物和苯等氧化效率低；
❖氯离子被重铬酸钾氧化，并与硫酸银作用生成沉 淀，可加入硫酸汞络合。本法不适于含氯化物浓 度大于1000mg/L（稀释后）含盐水的测定。
COD快速测定仪
COD/TOC快速测定仪
（库仑法） COD快速测定仪
（光度法）
水和废水监测
三 高锰酸盐指数
（一）酸性高锰酸钾法（GB11892-89）
酸性介质中，水样中加入一定量的高锰酸钾溶 液，并在沸水浴上加热反应，剩余的高锰酸钾用过 量的草酸钠还原，再用高锰酸钾溶液回滴过量的草 酸钠，通过计算求出高锰酸盐指数值。
少在4mg/L以上。
采水必须用溶解氧瓶。
水中DO的分析方法：
水样中加入硫酸锰和碱性 碘化钾，DO将Mn+2氧化
（一）碘量法（GB7489-成87M）n+4的棕色沉淀，加
酸
（二）修正碘量法
后沉淀溶解，Mn+4直接
1 叠氮化钠修正法 2 高锰酸钾修正法 3 其他修正法
和
I-反应生成等当量的游离
I2，用淀粉指示剂，硫代 硫酸钠标准溶液滴定I2， 计算出DO的含量。
水和废水监测
+
（三）氧电极法（GB11913-89）
极谱型（Clark型）和原电
1
池型。
极谱型：当两极间加上0.5~
2
0.8V固定极化电压时，水样中
3
的DO扩散通过薄膜，并在阴 6
4
极上还原，产生与氧浓度成正
比的扩散电流。
5
溶解氧电极结构
阴极：O2＋4H+＋4e＝2H2O 阳极：4Ag + ＋4Cl-＝4AgCl＋4e