水质监测与分析-水中的有机物质 (2)

水质监测与分析水中的有机物质水中的有机物质溶解氧（溶解氧（DissolvedOxygen)DissolvedOxygen)定义定义::溶解于水中的分子态氧称为溶解氧溶解于水中的分子态氧称为溶解氧。。水中的溶解氧虽然并不是污染物质，但通过溶解氧水中的溶解氧虽然并不是污染物质，但通过溶解氧的测定，可以大体的测定，可以大体估计水中的有机物为主的还原性估计水中的有机物为主的还原性物质的含量物质的含量，是衡量水质优劣的重要指标。，是衡量水质优劣的重要指标。zz溶解氧对于水生生物的生存溶解氧对于水生生物的生存至关重要：至关重要：99为保障水生生物生存的最低溶为保障水生生物生存的最低溶解氧浓度为：解氧浓度为：44--5mg/L5mg/L99对于大部分水生物种而言，适对于大部分水生物种而言，适宜的溶解氧的浓度为宜的溶解氧的浓度为88--15mg/L15mg/L。。水中溶解氧测定的水中溶解氧测定的环境环境意义意义水中溶解氧测定的环境水中溶解氧测定的环境意义意义zz评价地面水质和水处理过程控制评价地面水质和水处理过程控制指标；指标；99水体受污染程度；水体受污染程度；99废水处理过程控制指标；废水处理过程控制指标；99控制工业给水设备及管路金属材料控制工业给水设备及管路金属材料腐蚀；腐蚀；99评价水生生物的生存状况。评价水生生物的生存状况。溶解氧浓度的溶解氧浓度的影响因素（影响因素（11）：）：zz温度：温度：99水温越高，水中的饱和溶解氧浓度越低。水温越高，水中的饱和溶解氧浓度越低。zz大气压：大气压：99海拔高度越低，大气压越高，水中的饱和溶解氧浓度海拔高度越低，大气压越高，水中的饱和溶解氧浓度越高。越高。溶解氧浓度的溶解氧浓度的影响因素（影响因素（22）：）：zz盐度：盐度：99盐度值越高，水中的溶解氧浓度越低；盐度值越高，水中的溶解氧浓度越低；99溶解性固体过高会干扰溶解氧的电极法测定，但在溶溶解性固体过高会干扰溶解氧的电极法测定，但在溶解性固体过高时测定的溶解氧值可以进行数值修正。解性固体过高时测定的溶解氧值可以进行数值修正。备注：海水中饱和溶解氧浓度为清水的备注：海水中饱和溶解氧浓度为清水的8282％，％，生活污水中溶解氧浓度约为清水的生活污水中溶解氧浓度约为清水的9595％％。。饱和溶解氧浓度与温度、盐度的关系：饱和溶解氧浓度与温度、盐度的关系：温度溶解氧盐度溶解氧说明：盐度值越高，水中的溶解氧浓度越低使用双瓶采样器。采样时，注意不使使用双瓶采样器。采样时，注意不使水样与空气接触，避免曝气。瓶内需水样与空气接触，避免曝气。瓶内需完全充满水样，盖紧瓶塞，瓶塞下不完全充满水样，盖紧瓶塞，瓶塞下不要残留任何气泡。要残留任何气泡。从装置或容器中采样时宜用虹吸法。从装置或容器中采样时宜用虹吸法。饱和溶解氧测定：饱和溶解氧测定：水样的采集水样的采集饱和溶解氧测定：饱和溶解氧测定：水样的水样的现场固定现场固定水样中的溶解氧很不稳定，要在现场及时加入溶解氧固定化试剂（硫酸锰和碱性碘化钾），以避免水样中溶解氧在运输及保存过程中的损失。★★碘量法碘量法（又称温克勒法（又称温克勒法,GB7489,GB7489--8787））★★修正碘量法修正碘量法碘量法是基于溶解氧的氧化性质采用容量滴定进行碘量法是基于溶解氧的氧化性质采用容量滴定进行定定量测定量测定★★膜电极法膜电极法(GB11913(GB11913--89)89)。。膜电极法是基于分子态氧通过膜的扩散速率所产生的膜电极法是基于分子态氧通过膜的扩散速率所产生的电流来进行定量，适合于现场测定。电流来进行定量，适合于现场测定。★★荧光溶解氧法荧光溶解氧法溶解氧的测定方法溶解氧的测定方法最新进展溶解氧的测定方法溶解氧的测定方法：：（（11））碘量法原理碘量法原理水样中加入硫酸锰和碱性碘化钾，水中溶解水样中加入硫酸锰和碱性碘化钾，水中溶解氧将二价锰氧化成四价锰的棕色沉淀。加酸后，氧将二价锰氧化成四价锰的棕色沉淀。加酸后，棕色沉淀溶解并与碘离子反应释放出游离碘，以棕色沉淀溶解并与碘离子反应释放出游离碘，以淀粉为指示剂，用标准硫代硫酸钠溶液测定，通淀粉为指示剂，用标准硫代硫酸钠溶液测定，通过计算得出溶解氧的含量。一系列的反应方程式过计算得出溶解氧的含量。一系列的反应方程式如下：如下：Mn2+碱性介质DO酸性介质I-Na2S2O3滴定I2溶解氧的测定方法溶解氧的测定方法：：（（11））碘量法原理碘量法原理Mn4+基本反应I-与氧化性物质反应,析出I2Na2S2O3标液滴定析出的I2求出氧化性物质的含量2I--2e=I2I2+2S2O32-=2I-+S4O62-MnO(OH)MnO(OH)22＋＋2H2H22SOSO44→→Mn(SOMn(SO44))22＋＋3H3H22OOMn(SOMn(SO44))22＋＋2KI2KI→→MnSOMnSO44＋＋KK22SOSO44＋＋II22{{氧的固定{{碘的析出滴定碘溶解氧的测定方法溶解氧的测定方法：：（（11））碘量法步骤碘量法步骤MnSOMnSO44＋＋2NaOH2NaOH→→NaNa22SOSO44＋＋Mn(OH)Mn(OH)22↓↓白色沉淀白色沉淀22Mn(OH)Mn(OH)22＋＋OO22→→2MnO(OH)2MnO(OH)22↓↓棕色沉淀棕色沉淀22NaNa22SS22OO33＋＋II22→→NaNa22SS44OO66＋＋2NaI2NaI溶解氧的计算：溶解氧的计算：DODO（（OO22，，mg/Lmg/L）＝）＝CC••VV××88××1000/V1000/V水水CC——NaNa22SS22OO33标液浓度（标液浓度（mol/Lmol/L）；）；VV——消耗消耗NaNa22SS22OO33标液的体积（标液的体积（mlml）；）；VV水水——水样体积（水样体积（mlml）；）；88——OO22的克当量（的克当量（g/molg/mol）。）。溶解氧的测定方法溶解氧的测定方法：：（（11））碘量法误差来源碘量法误差来源I2的挥发及I-被氧化1.设碘量法实验耗时10min，则在烧杯中I2挥发23.9%，2.锥形瓶，损失降低至3.5%。3.过量KI，设浓度为0.17mol·L-1则10min内I2损失降至约0.4%加入过量I-措施碘量瓶中滴定控制溶液酸度避免光照误差来源：干扰物溶解氧的测定方法溶解氧的测定方法：：（（11））碘量法干扰物碘量法干扰物色度、SS活性污泥亚硝酸盐亚铁离子在没有干扰的情况下,碘量法适用于各种溶解氧浓度在0.2-2.0mg/L的水样在酸性溶液中，亚硝酸盐能与碘化钾反应放出在酸性溶液中，亚硝酸盐能与碘化钾反应放出碘，反应式为：碘，反应式为：当水样和空气接触时，新溶入的氧将与上式反应当水样和空气接触时，新溶入的氧将与上式反应产物产物NN22OO22作用，又形成亚硝酸盐，即：作用，又形成亚硝酸盐，即：这样循环反应，更多的碘会被释放出，导致测定这样循环反应，更多的碘会被释放出，导致测定结果的正误差。结果的正误差。222242422222IONOHSOKSOHKIHNO+++→++22222422HNOOOHON→++溶解氧的测定方法溶解氧的测定方法：：（（11））碘量法干扰物碘量法干扰物亚硝酸盐叠氮化钠修正法：叠氮化钠修正法：排除排除NONO22--干扰干扰,,适合适合NONO22--0.05mg/L0.05mg/L；；高锰酸钾修正法：高锰酸钾修正法：排除排除FeFe22＋＋干扰干扰,,适合适合FeFe22＋＋1mg/L1mg/L；；明矾絮凝修正法：明矾絮凝修正法：消除消除颜色、藻类及悬浮物颜色、藻类及悬浮物等的干扰；等的干扰；硫酸铜－氨基磺酸絮凝修正法：硫酸铜－氨基磺酸絮凝修正法：排除排除活性污泥活性污泥等悬浮物干扰。等悬浮物干扰。溶解氧的测定方法溶解氧的测定方法：：（（22））修正碘量法修正碘量法叠氮化钠修正法消除亚硝酸干扰2NaN3+H2SO4=2NH+Na2SO4NH3+HNO2=N2O+N2+H2O★注意!★★注意!NaN3剧毒，易爆，不可将碱性KI-NaN3直接酸化.溶解氧的测定方法溶解氧的测定方法：：（（22））修正碘量法修正碘量法特点：特点：具有操作简便、快速和干扰少等优点，并具有操作简便、快速和干扰少等优点，并可实现可实现现场监测现场监测和和在线监测在线监测，应用十分广泛。，应用十分广泛。溶解氧的测定方法溶解氧的测定方法：：（（33））膜电极法膜电极法原理：原理：根据分子氧透过薄膜的扩散速率来测定水中根据分子氧透过薄膜的扩散速率来测定水中的溶解氧。的溶解氧。溶解氧的测定方法溶解氧的测定方法：：（（33））膜电极法膜电极法极谱型原电池型分类：分类：对电极施加一定的电压。对电极施加一定的电压。利用电解槽的电池作用。利用电解槽的电池作用。极谱式氧电极由黄金极谱式氧电极由黄金阴极、银－氯化银阳极、聚阴极、银－氯化银阳极、聚四氟乙烯薄膜和塑料壳体组四氟乙烯薄膜和塑料壳体组成。成。测定时，将电极插入待测定时，将电极插入待测溶液中，当外加一个电压测溶液中，当外加一个电压时，水中的溶解氧可穿过薄时，水中的溶解氧可穿过薄膜在黄金阴极上还原，单质膜在黄金阴极上还原，单质银在阳极上氧化。银在阳极上氧化。极谱式氧电极的结构示意图溶解氧的测定方法溶解氧的测定方法：：（（33））膜电极法膜电极法膜电极结构探头中半透膜的作用：探头中半透膜的作用：„„金属电极浸没在电解液中金属电极浸没在电解液中;;„„电极、电解液装在由半透膜所包的塑料小室内。电极、电解液装在由半透膜所包的塑料小室内。„„半透膜只允许氧和其它一些气体进入电解液，几乎可完全半透膜只允许氧和其它一些气体进入电解液，几乎可完全阻挡水和溶解性固体进入电解液。阻挡水和溶解性固体进入电解液。溶解氧的测定方法溶解氧的测定方法：：（（33））膜电极法膜电极法金属电极半透膜O2电解液Ag+电压Ag阳极Au阴极阴极：O2+2H2O+4e=4OH-阳极：4Ag+＋4Cl-=4AgCl+4e原理：原理：溶解氧的测定方法溶解氧的测定方法：：（（33））膜电极法膜电极法zz电子由阴极流向阳极，产生电子由阴极流向阳极，产生扩散电流扩散电流；；zz一定温度下，扩散电流与溶解氧浓度成一定温度下，扩散电流与溶解氧浓度成正比正比；；zz建立电流与溶解氧浓度的建立电流与溶解氧浓度的定量关系定量关系；；zz仪器将电流计读数自动转换为溶解氧浓度，并在屏幕仪器将电流计读数自动转换为溶解氧浓度，并在屏幕上上显示溶解氧值显示溶解氧值。。注意事项：注意事项：溶解氧电极要用溶解氧电极要用碘量法进行校正碘量法进行校正。。测定过程中测定过程中水样需连续搅拌水样需连续搅拌。因为膜内。因为膜内DODO不断被消不断被消耗，使溶氧快速扩散到膜内，保证溶解氧在膜内与水耗，使溶氧快速扩散到膜内，保证溶解氧在膜内与水样中的浓度一致，进而获得准确的测定结果。样中的浓度一致，进而获得准确的测定结果。薄膜易被水中杂质（如藻类、胶体性物质或碳酸盐薄膜易被水中杂质（如藻类、胶体性物质或碳酸盐等）堵塞或损坏，等）堵塞或损坏，需及时清洗并更换需及时清洗并更换。。溶解氧的测定方法溶解氧的测定方法：：（（33））膜电极法膜电极法zz电解液中少量去极化杂质，会使电极产生污垢，甚至毒电解液中少量去极化杂质，会使电极产生污垢，甚至毒化电极，如：化电极，如：99硫化氢硫化氢HH22SS99铁、亚铁铁、亚铁zz如果半透膜损坏如果半透膜损坏,,电解液容易被污染，会造成电池电势漂电解液容易被污染，会造成电池电势漂移，而漂移会被错误地显示为水样中溶解氧的浓度，因移，而漂移会被错误地显示为水样中溶解氧的浓度，因此需定期此需定期更换电解液更换电解液及及半透膜半透膜。。zz半透膜容易被半透膜容易被污垢覆盖污垢覆盖，氧气扩散将受到限制，导致仪，氧气扩散将受到限制，导致仪器读数不断降低，直至为器读数不断降低，直至为““00””。。溶解氧的测定方法溶解氧的测定方法：：（（33））膜电极法膜电极法荧光法溶解氧测量技术LDO（LuminescenceDissolvedOxygen）＊一种采用光学原