水中有机化合物的测定.ppt

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1、LOGO水质监测与分析水质监测与分析水质监测与分析水质监测与分析水中的有机物质水中的有机物质-化学需氧量化学需氧量污染特点：毒性、耗氧污染特点：毒性、耗氧污染特点：毒性、耗氧污染特点：毒性、耗氧分析特点：种类多分析特点：种类多分析特点：种类多分析特点：种类多 综合指标法：需氧量：化学：综合指标法：需氧量：化学：综合指标法：需氧量：化学：综合指标法：需氧量：化学：CODCODCODCOD 生物：生物：生物：生物：BODBODBODBOD 燃烧：燃烧：燃烧：燃烧：TODTODTODTOD 总碳量：燃烧总碳量：燃烧总碳量：燃烧总碳量：燃烧-测测测测COCOCOCO2 2 2 2 氧化氧化氧化氧化-测

2、测测测COCOCOCO2 2 2 2 （湿法）湿法）湿法）湿法）单项测定法：测挥发酚、油、有机农药、阴离单项测定法：测挥发酚、油、有机农药、阴离单项测定法：测挥发酚、油、有机农药、阴离单项测定法：测挥发酚、油、有机农药、阴离 子洗涤剂子洗涤剂子洗涤剂子洗涤剂Company Logo 定义：定义：定义：定义：在一定条件下，氧化在一定条件下，氧化1 1 升水样中还原性物质所消升水样中还原性物质所消 耗的氧化剂的量耗的氧化剂的量 。是水体被还原性物质污染的主。是水体被还原性物质污染的主。是水体被还原性物质污染的主。是水体被还原性物质污染的主 要指标，反映有机物相对含量。要指标，反映有机物相对含量。要

3、指标，反映有机物相对含量。要指标，反映有机物相对含量。单位：单位：单位：单位：O O O O，mg/Lmg/Lmg/Lmg/L氧化剂的种类、浓度，加热方式，作用时间，pH值等。重铬酸钾 CODCr高锰酸钾 CODMn有机物、亚硝酸盐、亚铁盐、硫化物等化学需氧量化学需氧量Company Logo重铬酸钾法（重铬酸钾法（CODCODCrCr）基本原理：在基本原理：在强酸性强酸性溶液中，溶液中，重铬酸钾重铬酸钾在催化剂作用下在催化剂作用下 氧化水样中还原性物质，过量的重铬酸钾以氧化水样中还原性物质，过量的重铬酸钾以 试铁灵试铁灵为指示剂，用为指示剂，用硫酸亚铁铵硫酸亚铁铵溶液回滴，溶液回滴，颜色由黄

4、色经颜色由黄色经蓝绿色至红褐色蓝绿色至红褐色即为滴定终点。即为滴定终点。反应式：反应式：2 2CrCr2 2OO7 7 2-2-+16 H+16 H+3C+3C 4Cr 4Cr 3+3+8 H+8 H2 2O+3 COO+3 CO2 2 Cr Cr2 2OO7 7 2-2-+14H+14H+6 Fe+6 Fe2+2+6 Fe 6 Fe 3+3+2Cr +2Cr 3+3+7H+7H2 2OOCompany Logo氧化氧化样品K K2 2CrCr2 2O O7 7HgSOHgSO4 4当当ClCl-30 mg/mL30 mg/mL时，消除其时，消除其干扰，因为干扰，因为ClCl-可被氧化可被氧化

5、化学需氧量重铬酸钾法测试过程化学需氧量重铬酸钾法测试过程化学需氧量重铬酸钾法测试过程化学需氧量重铬酸钾法测试过程Company Logo氧化氧化冷冷却却水水催化剂催化剂+加热加热+回流回流2h 2h 充分氧化有机物充分氧化有机物（除吡啶、芳族、挥发性外（除吡啶、芳族、挥发性外)催化剂催化剂AgAg2 2SOSO4 4-H-H2 2SOSO4 4氯气校正法氯气校正法：回流时，：回流时，N N2 2载带出氧化载带出氧化成的氯气，被成的氯气，被NaOHNaOH吸收后加吸收后加KIKI，用，用NaNa2 2S S2 2O O3 3滴定。从滴定。从CODCOD值中扣除。值中扣除。化学需氧量重铬酸钾法测试

6、过程化学需氧量重铬酸钾法测试过程化学需氧量重铬酸钾法测试过程化学需氧量重铬酸钾法测试过程Company Logo氧化氧化冷却冷却水水滴定滴定滴定剂：滴定剂：(NH(NH4 4)2 2Fe(SOFe(SO4 4)2 2显示剂：试铁灵显示剂：试铁灵反应反应:Fe:Fe2+2+过剩过剩CrCr2 2O O7 7 FeFe3+3+终点：终点：蓝绿蓝绿红棕红棕化学需氧量重铬酸钾法测试过程化学需氧量重铬酸钾法测试过程化学需氧量重铬酸钾法测试过程化学需氧量重铬酸钾法测试过程Company LogoCODCOD测定实验的结果：测定实验的结果：终终 点点接近终点接近终点滴定前滴定前Company Logo1可氧

7、化部分：直链脂肪族完全氧化可氧化部分：直链脂肪族完全氧化不易氧化部分：芳香族、吡啶族不易氧化部分：芳香族、吡啶族不可氧化部分：挥发性直链脂肪、苯等于蒸气相不可氧化部分：挥发性直链脂肪、苯等于蒸气相不可与不可与O接触接触.2干扰及消除干扰及消除Cl-200mg/L先定量稀释，加入先定量稀释，加入HgSO4，使，使Cl-与与Hg2+络合，络合，消除干扰；消除干扰；3CODcr高，应先稀释。高，应先稀释。4.0.25mol/L重铬酸钾溶液可测定大于重铬酸钾溶液可测定大于50mg/L的的COD值；值；5.0.025mol/L重铬酸钾溶液可测定重铬酸钾溶液可测定550mg/L的的COD值值三、说明三、说

8、明三、说明三、说明:Company Logo高锰酸盐指数（高锰酸盐指数（CODCODMnMn）测定方法测定方法:酸性法和碱性法，用于比较清洁的水。酸性法和碱性法，用于比较清洁的水。酸性：强，加硫酸银可掩蔽酸性：强，加硫酸银可掩蔽ClCl-，并催化，并催化KMnOKMnO4 4氧化。氧化。碱性：弱，不氧化碱性：弱，不氧化ClCl-，适于，适于Cl-Cl-含量高于含量高于 300mg/L300mg/L的水样。的水样。Company Logo酸性酸性KMnOKMnO4 4法法1 1、酸性酸性条件下，水样中加入过量条件下，水样中加入过量KMnOKMnO4 4，在沸水，在沸水浴上加热浴上加热30min3

9、0min，KMnOKMnO4 4将水样中将水样中某些有机物及某些有机物及还原性物质氧化还原性物质氧化；2 2、剩余的、剩余的KMnOKMnO4 4用过量的用过量的草酸钠还原草酸钠还原，再以，再以KMnOKMnO4 4标液回滴过量的草酸钠，通过计算求出水标液回滴过量的草酸钠，通过计算求出水样中所含有机物及还原性物质所消耗的样中所含有机物及还原性物质所消耗的KMnOKMnO4 4的量。的量。Company Logo碱性高锰酸钾法碱性高锰酸钾法1 1、在、在碱性碱性溶液中，加过量溶液中，加过量KMnOKMnO4 4加热加热3030分钟，氧分钟，氧化水样中的化水样中的有机物和某些还原性无机物有机物和某

10、些还原性无机物；2 2、用过量酸化的、用过量酸化的草酸钠草酸钠溶液还原使溶液退色，再溶液还原使溶液退色，再以以KMnOKMnO4 4标液回滴过量的草酸钠，滴定至标液回滴过量的草酸钠，滴定至微红色微红色为终点。为终点。Company Logo沸水浴沸水浴KMnOKMnO4 4滴定滴定终点由无色变终点由无色变微红好辨认微红好辨认6060H2SO4酸化酸化改进：用仪器测改进：用仪器测KMnOKMnO4 4的过剩量的过剩量过量过量Na2C2O4还原还原KMnO4过量过量KMnO4充分氧化充分氧化高锰酸盐指数测定过程高锰酸盐指数测定过程高锰酸盐指数测定过程高锰酸盐指数测定过程Company Logo生化

11、需氧量生化需氧量定义：定义：在有在有DODO的条件下，好氧微生物分解水中有机的条件下，好氧微生物分解水中有机物的生物化学氧化过程中所消耗的物的生物化学氧化过程中所消耗的DODO量。量。微生物好氧分解有机物分两个阶段微生物好氧分解有机物分两个阶段:第一阶段主要是含碳有机物氧化为第一阶段主要是含碳有机物氧化为COCO2 2和水；和水；第二阶段硝化阶段，主要是含氮有机化合物在硝第二阶段硝化阶段，主要是含氮有机化合物在硝 化菌的作用下分解为亚硝酸盐和硝酸盐。化菌的作用下分解为亚硝酸盐和硝酸盐。Company Logo 有机物质分解的两个阶段有机物质分解的两个阶段 水中有机物的分解水中有机物的分解Com

12、pany Logo 五日生化需氧量（五日生化需氧量（BODBOD5 5）通常条件下，要彻底完成水中有机物的生化氧化过程通常条件下，要彻底完成水中有机物的生化氧化过程历时需历时需 100d，要把易降解的有机物全部分解需要，要把易降解的有机物全部分解需要 20 d的时间。的时间。用这么长时间来测定生化需氧量是不现实的。目前，用这么长时间来测定生化需氧量是不现实的。目前，国内外普遍规定在国内外普遍规定在20温度条件下培养温度条件下培养5天所消耗的溶解天所消耗的溶解氧作为生化需氧量的数值，称为五日生化需氧量，用氧作为生化需氧量的数值，称为五日生化需氧量，用BOD5表示。表示。Company Logo五

13、天培养法五天培养法(标准稀释法标准稀释法)测定原理：测定原理：（1 1）水样稀释后，注入充满若干带塞玻璃）水样稀释后，注入充满若干带塞玻璃 瓶中，先测其中瓶中，先测其中3 3瓶水样当天瓶水样当天DODO；（2 2）将其余各瓶放在）将其余各瓶放在201201左右的培养左右的培养 箱培养箱培养5 5天再测其中天再测其中3 3瓶水样瓶水样DODO，求出，求出 培养前后水样中培养前后水样中DODO差值为差值为BODBOD5 5。为减小误差，可多做几个平行样。为减小误差，可多做几个平行样。Company Logo稀释与接种法：稀释与接种法：稀释与接种法稀释与接种法基本步骤基本步骤稀释水的配制稀释水的配制

14、稀释倍数的确定稀释倍数的确定稀释水的接种稀释水的接种无菌种，如高温、过酸或过碱性条件，有毒，纯水系统等无菌种，如高温、过酸或过碱性条件，有毒，纯水系统等BOD56mg/LCompany Logo（1）接种液，不驯化（污水不含有毒物）a.城市污水（不含毒物），放1夜，取上清液 b.表土浸提液：100g土 1L水中，上清液c.污水厂出水 （2）驯化（有毒废水）：生活污水（菌种）连续曝气 加少量有毒废水 加少量生活污水，O2 加有毒废水 产生大量絮状物，或化学耗氧量COD突降，结束驯化Company Logo测定条件（规定条件法）测定条件（规定条件法）（1）t=201，5d（2）pH：7左右（左右（

15、7.2）（3）含营养物：）含营养物：CaCl2 FeCl3,MgSO4（4）曝气）曝气：DO8mg/L（5）有菌种）有菌种Company Logo稀释倍数的确定CODMn地面水工业废水（系数）（CODCr系数）5不接种，CODCr0.075,0.15,0.2255-100.2，0.3接种，CODCr0.075,0.15,0.2510-200.4，0.6稀释倍数大于100时，应先冲稀水样，再测COD200.5,0.7,Company LogoBODBOD测定的环境意义测定的环境意义 BODBOD是一个能反映废水中可生物氧化的是一个能反映废水中可生物氧化的有机物数量的指标。有机物数量的指标。根据废

16、水的根据废水的BODBOD5 5/COD/COD比值，可评价废比值，可评价废水的可生化性及是否可以采用生化法处理水的可生化性及是否可以采用生化法处理等。一般，若该比值大于等。一般，若该比值大于0.30.3，认为此废水，认为此废水适宜用生化处理方法；若该比值小于适宜用生化处理方法；若该比值小于0.30.3，说明废水中不可生物降解的有机物较多，说明废水中不可生物降解的有机物较多，需寻求其他处理途径。需寻求其他处理途径。Company Logo总有机碳总有机碳(Total Organic Carbon)(Total Organic Carbon)总有机碳（总有机碳（TOCTOC）：以碳的含量表示水中

17、有机物质）：以碳的含量表示水中有机物质 的总量，结果以碳（的总量，结果以碳（C C）的）的mg/Lmg/L 表示。表示。测定意义：测定意义：由于由于TOCTOC的测定采用燃烧法，因此能将有的测定采用燃烧法，因此能将有机物全部氧化，它比机物全部氧化，它比BOD5BOD5或或CODCOD更能反映有机更能反映有机物的总量。物的总量。Company Logo总有机碳总有机碳(Total Organic Carbon)(Total Organic Carbon)方法：方法：方法：方法：燃烧氧化非分散红外吸收法燃烧氧化非分散红外吸收法测测测测TCTCTCTC：将一定量水样注入高温炉内的石英管，燃烧氧化将一

18、定量水样注入高温炉内的石英管，燃烧氧化将一定量水样注入高温炉内的石英管，燃烧氧化将一定量水样注入高温炉内的石英管，燃烧氧化（900-980900-980900-980900-980，催化剂：，催化剂：，催化剂：，催化剂：Pt-CoOPt-CoOPt-CoOPt-CoO3 3 3 3或或或或CrCrCrCr2 2 2 2O O O O3 3 3 3）非色散红外非色散红外非色散红外非色散红外吸收法，测有机物吸收法，测有机物吸收法，测有机物吸收法，测有机物+碳酸盐碳酸盐碳酸盐碳酸盐 测测测测TOCTOCTOCTOC：除除除除COCOCOCO3 3 3 32-2-2-2-后（酸化，曝气），后（酸化，曝

19、气），后（酸化，曝气），后（酸化，曝气），TOC=TCTOC=TCTOC=TCTOC=TC（900900900900）ICICICIC（150150150150，磷酸），磷酸），磷酸），磷酸）说明：说明：说明：说明：TC TC TC TC总碳、总碳、总碳、总碳、ICICICIC无机碳；阴离子浓度过高需稀无机碳；阴离子浓度过高需稀无机碳；阴离子浓度过高需稀无机碳；阴离子浓度过高需稀 释；测定结果不包括大颗粒态；有机、无机标准液分释；测定结果不包括大颗粒态；有机、无机标准液分释；测定结果不包括大颗粒态；有机、无机标准液分释；测定结果不包括大颗粒态；有机、无机标准液分 别由邻苯二甲酸氢钾、碳酸氢钠配

20、置。别由邻苯二甲酸氢钾、碳酸氢钠配置。别由邻苯二甲酸氢钾、碳酸氢钠配置。别由邻苯二甲酸氢钾、碳酸氢钠配置。Company Logo总有机碳（总有机碳（TOC）（三）方法1、将水样预先酸化，通入氮气曝气，驱除各种碳酸盐分解生成的二氧化碳后再注入仪器测定。2、差减法：是使用高温炉和低温炉皆有的TOC测定仪。将同一等量水样分别注入高温炉(900)和低温炉(150)，低温炉的石英管中有机物不能被分解氧化。将高、低温炉中测得的总碳(TC)和无机碳(TC)二者之差即为总有机碳(TOC)。Company LogoTODTOD分析仪的测定原理：分析仪的测定原理：1、完全燃烧（完全燃烧（900-950900-9

21、50 C C）后测需氧量。更接近理论需）后测需氧量。更接近理论需氧量。氧量。Pt催化，石英燃烧管燃烧前后原料气（氧气-氮气）中氧浓度的减少2.2.活性炭吸附活性炭吸附-氯仿萃取物（氯仿萃取物（CCECCE）3.3.紫外吸收值（紫外吸收值（UVAUVA）总需氧量总需氧量(Total Oxygen Demand)(Total Oxygen Demand)总需氧量（总需氧量（TODTOD）：指水中的还原性物质，主要是有机）：指水中的还原性物质，主要是有机 物质在燃烧中变成稳定的氧化物所物质在燃烧中变成稳定的氧化物所 需要的氧量，结果以需要的氧量，结果以O O2 2的的mg/Lmg/L计。计。Comp

22、any Logo酚类有机物酚类有机物1 1、分类、分类 酚类化合物是苯的羟基衍生物，能与水蒸气酚类化合物是苯的羟基衍生物，能与水蒸气一起蒸出的酚称为挥发酚，否则称为不挥发酚。一起蒸出的酚称为挥发酚，否则称为不挥发酚。挥发酚沸点多在挥发酚沸点多在230230以下，通常属一元酚，以下，通常属一元酚，如苯酚、甲酚等；苯二酚、硝基苯酚等则不属于如苯酚、甲酚等；苯二酚、硝基苯酚等则不属于挥发酚。挥发酚。2 2、危害、危害 对水进行氯化消毒时，酚类物质会与氯气对水进行氯化消毒时，酚类物质会与氯气反应生成氯代酚类，使水产生明显的臭味。反应生成氯代酚类，使水产生明显的臭味。Company Logo酚类化合物的

23、来源酚类化合物的来源3 3、污染源、污染源 主要来自炼油、焦化、造纸、化学制药、主要来自炼油、焦化、造纸、化学制药、制革、化工等工业废水。制革、化工等工业废水。4 4 4 4、水样的保存、水样的保存、水样的保存、水样的保存 水水水水中中中中的的的的酚酚酚酚类类类类很很很很容容容容易易易易受受受受到到到到酚酚酚酚类类类类分分分分解解解解细细细细菌菌菌菌的的的的作作作作用用用用而而而而产产产产 生生生生 生生生生 化化化化 反反反反 应应应应，因因因因 此此此此 采采采采 样样样样 后后后后 最最最最 好好好好 立立立立 即即即即 测测测测 定定定定。Company Logo水样预处理水样预处理1

24、 1、目的、目的 消除颜色、浑浊等的干扰，需蒸馏；若水样消除颜色、浑浊等的干扰，需蒸馏；若水样中含氧化剂、油、硫化物等干扰时，还需在蒸馏中含氧化剂、油、硫化物等干扰时，还需在蒸馏前作适当的预处理。前作适当的预处理。2 2、方法、方法 取适量水样于蒸馏瓶中，用磷酸溶液调取适量水样于蒸馏瓶中，用磷酸溶液调pHpH为为4 4，加入硫酸铜溶液排除硫化物干扰，然后加热蒸，加入硫酸铜溶液排除硫化物干扰，然后加热蒸馏，馏出液用容量瓶吸收并定容。馏，馏出液用容量瓶吸收并定容。Company Logo 4-4-氨基安替比林光度法氨基安替比林光度法原理：蒸馏收集液中的酚类化合物于原理：蒸馏收集液中的酚类化合物于p

25、H pH 10.00.2 10.00.2的介质中，在铁氰化钾存在的介质中，在铁氰化钾存在 下，与下，与4-4-氨基安替比林反应，生产橙红色氨基安替比林反应，生产橙红色 的吲哚酚安替比林染料。的吲哚酚安替比林染料。显色反应式如下：显色反应式如下：Company Logo 当当水水中中酚酚的的含含量量高高于于0.1 0.1 mg/Lmg/L时时，可可直直接接在在波波长长510nm510nm处处进进行行吸吸光光度度测测定定，用用标标准准曲曲线线法法定量。定量。当当水水中中酚酚含含量量低低于于0.1 0.1 mg/Lmg/L时时，可可将将生生成成的的橙橙红红色色染染料料用用三三氯氯甲甲烷烷萃萃取取，然

26、然后后在在波波长长460 460 nmnm处处进进行行吸吸光光度度测测定定，萃萃取取法法检检测测下下限限为为0.002 0.002 mg/Lmg/L。4-4-氨基安替比林光度法氨基安替比林光度法Company Logo溴化滴定法溴化滴定法原理：原理：在水样或蒸馏收集液中加入过量的溴酸钾在水样或蒸馏收集液中加入过量的溴酸钾 溴化钾标准溶液，使酚与溴发生取代反溴化钾标准溶液，使酚与溴发生取代反 应，生成三溴酚和溴代三溴酚，即有：应，生成三溴酚和溴代三溴酚，即有：Company Logo溴化滴定法溴化滴定法 过量的溴与碘化钾作用，释放出游离碘，同过量的溴与碘化钾作用，释放出游离碘，同时溴代三溴酚与碘

27、化钾反应也释放出碘：时溴代三溴酚与碘化钾反应也释放出碘：Company Logo溴化滴定法溴化滴定法 用硫代硫酸钠溶液滴定析出的游离碘，以淀用硫代硫酸钠溶液滴定析出的游离碘，以淀粉为指示剂，根据溶液颜色由蓝变为无色时，即粉为指示剂，根据溶液颜色由蓝变为无色时，即为滴定终点。进而可计算出挥发酚的含量。为滴定终点。进而可计算出挥发酚的含量。该方法的检出下限为该方法的检出下限为10 mg/L10 mg/L，适合于工业，适合于工业废水中挥发酚含量的测定。废水中挥发酚含量的测定。Company Logo原理原理1 1、产生新生态溴：、产生新生态溴：KBrOKBrO3 3+5KBr+6HCl+5KBr+6

28、HCl 3Br3Br2 2+6KCl+3H+6KCl+3H2 2O O2 2、滴定至样品至黄色，并过量、滴定至样品至黄色，并过量50%50%C C6 6H H5 5OH+4BrOH+4Br2 2 C C6 6H H2 2BrBr3 3OBr+4HBrOBr+4HBr3 3、加入碘化钾，释放、加入碘化钾，释放I I2 2 C C6 6H H2 2BrBr3 3OBr OBr I I2 2 过剩的过剩的2Br2Br2 2 2I2I2 2 新生态溴克服易挥发难准确量取缺点，且活性高新生态溴克服易挥发难准确量取缺点，且活性高 适合较高浓度适合较高浓度6Na2S4O6 淀粉蓝色褪去溴化滴定法溴化滴定法C

29、ompany LogoLOGO分析过程中的质量检查分析过程中的质量检查 f f1 1：稀释水（或接种稀释水）在培养液中所占比例：稀释水（或接种稀释水）在培养液中所占比例 f f2 2：水样在培养液中所占比例：水样在培养液中所占比例（1）DO1-DO52，DO51（2）DO空接种:BOD空=0.3-1.0mg/L不接种:BOD空0.2mg/LCompany Logo不合格原因：/reasonsofdisqualification（1）DO1-DO52：无菌种或稀释过度/Without“seeding”orexcessivedilution（2）DO51：稀释倍数不够/DCompany Logo分

30、析结果质量检查（用标液测试）/Analysisqualitycontrol(Standardsolution)测试方法：/Testingmethod葡萄糖150mg+谷氨酸 150mg 1000mL 分取 20mL稀释至1000mL测BOD5=180-230mg/L合格Glucose150mg+glutamic acid 150mg 1000mL take 20mL diluted to 1000mL measure the BOD5=180-230mg/LCompany Logo例例 题题v一废水估计一废水估计CODCr=1000mg/L，稀释倍数分别为，稀释倍数分别为167，84，42，1

31、号、号、2号、号、3号废水取样量分别为号废水取样量分别为6.00，12.00，24.00mL，定容至，定容至1000 mL，测定，测定结果如下表，求该废水的结果如下表，求该废水的BOD5。DO（mg/L）稀释水稀释水废水取样量（废水取样量（mL）6.00(1号号)12.00(2号号)24.00(3号号)当日当日8.988.508.357.89第五日第五日Company Logo解答解答v(1)判断判断:稀释水稀释水:DO空空0.2mg/L,8.98-8.80=0.18 mg/L,符合质量要求符合质量要求;消耗消耗DO:1号：号：DO=0.51 mg/L 2 mg/L，不符合，不符合质量要求，舍去；质量要求，舍去；2号，号，3号符合质量要求号符合质量要求;剩余剩余DO5:1号、号、2号符合质量要求号符合质量要求;3号：号：DO5=0.23 mg/L，不符合质量要求，舍去；，不符合质量要求，舍去；Company Logov（2）结论：只有）结论：只有2号符合质量控制要求，测试号符合质量控制要求，测试结果可靠。结果可靠。v（3）计算：）计算：Company Logo