六、注意事项
1、 使用 0.4g 硫酸汞铬合氯离子的最高量可达 40mg ,如取用 20.00mL 水样,即最高可铬合 2000g/l 氯离子浓度的水样。若氯离子浓度较低,也可少加硫酸汞,使保持硫酸汞:氯离子 =10 : 1 (质量分数)。若出现少量氯化汞沉淀,并不影响测定。
2、 水样取用体积可在 10.00~50.00mL 范围之间,但试剂用量及浓度需按表 1-5-1 进行相应调整,也可得到满意的结果。
3、 于化学需氧量小于 50mg/L 的水样,应改用 0.0250mol/L 重铬酸钾标准溶液,回滴时用 0.01mol/l 硫酸亚铁铵标准溶液。
4、 水样加热回流后,溶液中重铬钾剩余量应为加入量的 1/5~4/5 为宜。
5、 用邻苯二钾酸氢钾标准溶液检查试剂的质量和操作技术时,由于每克邻苯二钾酸氢钾的理论 CDOcr 为 1.176g ,所以溶解 0.4251g 邻苯二钾酸氢钾( HOOCC 6 H 4 COOK )于重蒸馏水中,转入 1000mL 容量瓶,用重蒸馏水稀释至标线,使之成为 500mg/l 的 CODcr 标准溶液,用时新配。 6、 CODcr 的测定结果应保留三位有效数字。
7、 每次实验时应对硫酸亚铁标准溶液进行标定,室温较高时尤其注意其浓度变化。
表 1-5-1 水样取用量和试剂用量表
水样体积 /mL 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 七、思考题
1、 为什么需要做空白实验?
2、化学需氧量的测定时,有哪些影响因素?
实验五 生物化学需氧量的测定 -------BOD 5
一、目的和要求
1、了解 BOD 测定的意义及稀释法测 BOD 的基本原理。
0.2500mol/L H 2 SO 4 -Ag 2 SO 4 HgSO 4 FeSO 4 (NH 3 ) 2 SO 4 滴定前总体/mL 15 30 45 60 75 /g 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 /(mol/L) 0.050 0.100 0.150 0.200 0.250 积 70 14. 210 280 350 K 2 Cr 2 O 7 溶液 /mL 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 2、 掌握本方法操作技能,如稀释水的制备、稀释倍数选择、稀释水的校核和溶解氧的测定等。 二、 原理
生物化学需氧量是指在好氧条件下,微生物分解有机物质的生物化学过程中所需的溶解氧量。 根据参加反应的物质和最终生成的物质,可用下列的反应式来概括生物化学反应过程: 酶
6C 6 H 12 O 6 +16O 2 +4NH 3 4C 5 H 7 O 2 N+16CO 2 +28H 2 O
有机污染物 CO 2 +H 2 O+NH 3
O 2微生物
微生物分解有机物是一个缓慢的过程,要把可分解的有机物全部分解掉常需要 20d 以上的时间,微生物的活动与温度有关,所以测定生化需氧量时,常以 20 ℃ 作为测定的标准温度。一般来说,在第 5 天消耗的氧量大约是总需氧量的 70% ,为便于测定,目前国内外普遍采用 20 ℃ 培养 5d 所需氧作为指标,以氧的 mg/L 表示,简称 BOD 5 。 水体发生生物化学过程必须具备:
1、水体中存在能降解有机物的好气微生物。对易降解的有机物,如碳水化合物、脂肪酸、油脂等,一般微生物均能将其降解,如硝基或硫酸取代芳烃等,则必须进行生物菌种驯化。
2、 有足够的溶解氧。为此,实验用的稀释水要充分曝气以达到氧的饱和或接近饱和。稀释还可以降低水中有机污染物的浓度,使整个分解过程在有足够的溶解氧的条件下进行。
3、 有微生物生长所需的营养物质。本实验加入了一定量的无机营养物物质,如磷盐酸、钙盐、镁盐和铁盐等。
4、稀释法测定 BOD 是将水样经过适当稀释后,使其中含有足够的溶解氧供微生物 5d 生化需氧的要求,将此水样分成两份。一份测定培养前的溶解氧;另一份放入 20 ℃ 恒温箱内培养 5d 后测定溶解氧,两者的差值即为 BOD 5 。
5、水中有机污染物的含量越高,水中溶解氧消耗愈多, BOD 值也愈高,水质愈差。 BOD 是一种量度水中可被生物降解部分有机物(包括某些无机物)的综合指标,常用来评价水体有机物的污染程度,并已成为污水处理过程中的一项基本指标。 三、仪器与试剂
1、 恒温培养箱 [ ( 20 + 1 ) ℃ ] 。 2、 20L 细玻璃瓶。
3、 抽气泵(或无油压缩泵)。
4、 特制搅拌棒。在玻璃下端安装一个 2mm 厚,大小和量筒相匹配的有孔橡皮片。
5、 250~300mL 碘量瓶。
6、 氯化钙溶液。称取 27.5g 无水氯化钙,溶于水中,稀释至 1L 。
7、 三氯化铁溶液。称取 0.25g 三氯化铁( FeCl 3 · 6H 2 O ),溶于水中,稀释至 1L 。 8、 硫酸镁溶液。称取 22.5g 硫酸镁( MgSO 4 · 7H 2 O ) , 溶于水中,稀释至 1L 。
9、 磷酸盐溶液。称取 8.5g 磷酸二氢钾( KH 2 PO 4 )、 21.75g 磷酸氢二钾( K 2 HPO 4 )、 33.4g 磷酸氢二钠( NaHPO 4 · 7H 2 O )和 1.7g 氯化氨( NH 4 CL ),溶于水中,稀释至 1L ,此溶液的 pH 应为 7.2 。
10、 葡萄糖 - 谷氨酸溶液。分别称取 150mg 葡萄糖和谷氨酸(均于 130 ℃ 烘过 1h ),溶于水中,稀释至 1L 。
11、 1mol 盐酸溶液。 12、 1mol 氢氧化钠溶液。
13、 稀释水。在 20L 玻璃瓶内加入 18L 水,用抽气或无油压缩机通入清洁空气 2~8h ,使水中溶解氧饱和或接近饱和( 20 ℃ 时溶解氧大于 8mg/L )。使用前,每升水中加入氯化钙溶液、三氯化铁溶液、硫酸溶液和磷酸盐溶液各 1mL ,混合。稀释水 pH 应为 7.2 , BOD 5 值应小于 0.2mg/L 。
14、 接种稀释水。取适量生活污水于 20C 放置 24~36h ,上层清液即为接种液,每升稀释水中加入 1~3mL 接种液即为接种 1 稀释水。对某些特殊工业废水最好加入专门培养驯化过的菌种。
15、 其他溶液。与碘量法测定溶解氧实验相同的硫酸锰溶液、碘性碘化钾溶液、浓硫酸、 0.025mol 硫化硫酸钠标准溶液和 1% 的淀粉溶液(详见实验 3 “水中溶解氧的测定”)。 四、 实验步骤
1、 水样的采集、存储和预处理
2、 采集水样于适当大小的玻璃瓶中(根据水质情况而定),用玻璃塞塞紧,且不留气泡。采样后,需在 2h 内测定;否则,应在 4 ℃ 或 4 ℃ 以下保存,且应在采集后 10h 内测定。 3、 用 1mol 氢氧化钠或 1mol 盐酸溶液调节 pH 为 7.2 。
4、 游离氯大于 0.10mg/L 的水样,加亚硫酸钠或硫代硫酸钠除区 [ 见注意事项 1] 。 5、 确定稀释倍数 [ 见注意事项 2] 。 6、 水样的稀释
根据确定的稀释倍数,用虹吸法把一定量的污水引入 1L 量筒中,再沿壁慢慢加入所需稀释水(接种稀释水),用特制搅拌棒在水面以下慢慢搅匀(不应产生气泡),然后沿瓶壁慢慢倾入两个预先编号、体积相同的 (250mL) 的碘量瓶中,直到充满后溢出少许为止。盖严并水封,注意瓶内不能有气泡。 用同样方法配置另两份稀释比水样。 7、 对照样的配置
另取两个有编号的碘量瓶加入稀释水或接种作为空白。 8、 培养
将各稀释比的水样,稀释水(接种稀释水)空白各取一瓶放入( 20 + 1 ) C 的培养箱内培养 5d ,培养过程中需每天添加封口水。 9、 溶解氧的测定
参见附录“水中溶解氧的测定”。
1、 用碘量法测定未经培养的各份稀释比的水样和空白水样中的剩余溶解氧。 2、 用同样方法测定经培养 5d 后,各份稀释水样和溶解水样中的剩余溶解氧。 五、数据处理
根据公式计算 BOD 5 ,并以表格形式表示测定数据和结果。
BOD 5 浓度(以 O 2 计)( mg/L ) = [(D 1 -D 2 )-(B 1 -B 2 )] × 式中: D 1 — 稀释水样培养前的溶解氧量, mg/L ;
D 2 — 稀释水样培养 5d 后残留溶解氧量, mg/L
B 1 — 稀释水(或接种稀释水)培养前的溶解氧量, mg/L ;
B 2 — 稀释水(或接种稀释水)经培养 5d 后残留溶解氧量, mg/L ; f 1 — 稀释水(或接种稀释水)在培养溶液中所占的比例; f 2 — 水样在培养液中所占的比例。
六、注意事项