水环境化学_第七章 天然水中的有机物.pdf

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1、第七章水中的有机物第一节概述一、天然水中有机物的种类和含量来源：水循环过程中所溶解和携带的有机成分；水生生物生命活动过程中产生含量：淡水水体几mg/LC；沼泽水可高达50mg/LC;海水0.2-2.0mg/L。(一)按分散状态分类颗粒状有机物(ParticulateorganicmatterPOM)直径大于0.45μm。常与无机颗粒物紧密结合成有机-无机复合体。溶解性有机物(DissolvedOrganicMatterDOM)碳水化合物；含氮有机化合物(DON)；类脂化合物；微生素；腐殖质等。（二）按对水质影响和危害方式分类耗氧有机物水体中能被溶解氧所氧化的各种有机物，主要包括动、植物残

2、体和生活污水及某些工业废水中的碳水化合物、脂肪、蛋白质等易分解的有机物。CH2O+O2=CO2+H2O有毒有机污染物本身具有生物毒性的各种有机化合物。例如：农药、多氯联苯等。二、反映有机物含量的水质参数1.生化需要量（BiochemicaloxygendemandBOD)好氧条件下，单位体积水中需氧物质生化分解过程中所消耗的溶解氧的量。对可降解有机物含量的间接测定。因微生物降解是一个缓慢的过程，通常用5d内的耗氧量，也就是BOD5来表示，单位mg/L，占总BOD的70-80%。BOD的测定是一种生物分析法，在水样培养过程中，微生物（主要是细菌）利用有机物中的碳源和氧化释放的能量供生长所需

3、，同时消耗水中的溶解氧。所有影响微生物生长的各种因素均可影响分析的结果（温度、微量元素、DO等）。有些污水BOD太高，在微生物降解过程中会出现完全消耗掉的情况，怎么办？解决方法：使用无机营养液稀释样品。如何保障充足的细菌量？解决方法：接种微生物/添加bacteriaseed;某些工业废水中存在难于被一般生活污水中的微生物以正常速度降解的有机物或含有剧毒物质时，应接种训化微生物。接种细菌后，细菌呼吸会不会对结果造成影响？解决方法：设置空白如何避免此过程中光合作用的影响？解决方法：在避光环境下进行硝化作用对测试结果的影响硝化作用NH+-+4+2O2=NO3+2H+H2O当样品稀释10倍以上，

4、硝化细菌被大量稀释，需要5天以上恢复并产生明显的硝化作用。样品稀释较少时，硝化过程会对BOD产生显著影响。可通过添加硝化作用抑制物（2-chloro-6(trichlocomethyl)pyridine(TCMP))，来消除硝化作用的影响。CBOD(carbonaceousBOD):总BOD除去硝化作用所产生的BOD。NOD(nitrificationBOD)NOD可通过总BOD减去添加硝化抑制剂样品BOD计算出。BOD是污水排放的重要指标，在设定水质标准时，不仅要设定最大排放浓度（20mg/L)，更需设定最大排放量100kgBOD/day。2.化学需氧量（COD）用强氧化剂氧化水中有机

5、物时所消耗的氧化剂的量，以氧的mg/L为单位。基本测定原理：采用过量强氧化剂（重铬酸钾或高锰酸钾）氧化水中有机物，用标准还原物质（硫酸亚铁铵和草酸钠）回滴剩余氧化剂，根据还原剂的量计算氧化剂的消耗量，并换算为氧的mg/L。有机物+Cr2-+3+2O7+H=2Cr+CO2+H2O6Fe2++Cr2-+3+3+2O7+14H=6Fe+2Cr+7H2O酸式高锰酸钾酸钾法氧化能力强，但不适用于Cl含量高的水体。碱性高锰酸钾法氧化能力弱，约为酸法的2/3。在我国，海水中COD的测定就用此法国际上倾向于采用重铬酸钾法测定CODCr。Cl含量高，产生干扰，测试过程中加入Ag2SO4来沉淀Cl离子。亚硝

6、氮容易被氧化，而影响测试结果，可添加氨基磺酸H2NSO3H+HNO2=H2SO4+H2O+N2除了有机物，COD还包含水体中还原性物质亚铁盐、硫化物等发生氧化，反应水体还原性物质的污染程度。COD测试比BOD快速简便，在有机物较易分解，且添加了硝化作用抑制剂的情况下，BOD与COD接近。如有机物不易分解，BOD会小于COD。根据COD值，也可计算水体有机碳含量，因为：2Cr2-+3+2O7+3C+16H=4Cr+3CO2+8H2O3.总有机碳（TOC）以碳的含量表示水中有机物总量的综合指标。主要使用燃烧氧化-非分散红外吸收法。直接法：水样酸化去除水中无机碳酸盐后，注入燃烧管中在高温（90

7、0℃）和铂催化剂作用下燃烧，通过红外吸收分析仪测定燃烧过程中产生的CO2而对水中的有机物进行定量。缺点：曝气过程会造成水中挥发性有机物损失。间接法：样品分别导入高温燃烧管和低温管。低温反应管水样受酸化而使无机碳酸盐分解成CO2。可对水样总碳（TC）和无机碳（IC）进行测定，差值即为TOC。在测定过程中，要不要对水样进行过滤呢？？过滤后测定的为DOC。POM：将100ml水样经0.45μm滤膜过滤（WhatmanGF/F450℃燃烧4