海水CODBOD的测定.doc

中国海洋大学
姓名 赵蕴琛 班级 海洋生命学院14级生态学 同组者 张子良
科目 环境监测实验 题目 海水化学需氧量的测定

一、目的和要求
1）掌握自然水体的水质现状及其发展趋势，为水环境质量评价和水环境质量的预测预报及环境科研提供数据。
2）增强动手能力，熟练水样COD、BOD测定的实验步骤，以便能更好的应用到实际当中。
3）熟练的使用实验仪器。
4）对水样COD、BOD的概念有更深一步的认识。
二、 实验原理
　　在碱性条件下，用强氧化剂氧化1升水中还原性物质所消耗的氧化剂的量，以氧的 mg/L表示。由所用氧化剂不同，可分为重铬酸钾法和高锰酸钾指数法，前者主要用于测定淡水。高锰酸钾法又可分为酸性和碱性两种，碱性高锰酸钾法是在碱性加热条件下，用已知量并且是过量的高锰酸钾氧化海水中的还原性物质然后在酸性条件下用KI还原过量的KMnO4，所生成的游离碘用硫代硫酸钠标准溶液滴定。
碱性高锰酸钾法主要用于测定海水。
三、 实验步骤
（一） 仪器
250mL 三角瓶若干 25mL 酸式滴定管 电炉 移液管 lmL，5mL，l0mL 各一
（二） 试剂
1、25%NaOH：称取25gNaOH，溶于100mL去离子水中，保存于试剂瓶中；
2、1：3硫酸：将1体积浓硫酸慢慢加入3体积去离子水中；
3、0.01mol/L硫代硫酸钠：称取2.5克Na2S2O3·5H2O溶于l000mL煮沸过的冷去离子水中，溶液应在使用前10天配制，保存于黑色瓶中，使用时先用重铬酸钾标准液标定。
4、0.002mol/L K2Cr2O7：将分析纯的K2Cr2O7，在180-200℃烘箱中烘至恒重，冷却后准确称取0.0584克用水定容至l000mL。
5、0.01mol·L-1高锰酸钾溶液：称取分析纯KMnO41.6g溶于l000mL去离子水中，加热煮沸10分钟，放置2-3天，用玻璃砂芯漏斗过滤。稀释5倍使成为0.002mol·L-1。
6、0.5％淀粉溶液：称取1g可溶性淀粉，用少量冷水搅成糊状，加入煮沸的去离子水至 200mL。冷却后加入lmL冰醋酸。
7、碘化钾（固体）
8、玻璃珠
（三） 操作步骤
1．Na2S2O3溶液的标定：
（1）10mL0.002mol/LK2Cr2O7标准液于250mL三角瓶中，加入4mL20%KI，8mL1:1HCL,摇匀，放于暗处5分钟，
（2）取出，用0.01 mol/L的Na2S2O3溶液滴定，滴至浅黄色时加入5滴淀粉，继续滴至蓝色刚好消失，记下滴定的体积。
（3）重复滴定两次，取平均值，计算Na2S2O3溶液的准确浓度。
C Na2S2O3= 6*（ C K2Cr2O7 · V K2Cr2O7）/ V Na2S2O3
式中：C K2Cr2O7：K2Cr2O7标准溶液的浓度（mol/L)；
V K2Cr2O7：滴至终点用去K2Cr2O7标准溶液的体积（mL）；
V Na2S2O3：滴定所用Na2S2O3溶液的体积（mL）。
2. 水样的测定
（1）待测样品测定：
ａ）量取两份各l00mL混匀的待测水样，分别置于250mL三角瓶中，分别编号1、2，各加入4粒玻璃珠，加入1mL 25%NaOH溶液，混匀，再加入10mL 0.002mo/L高锰酸钾溶液混匀；
ｂ）将三角瓶置于的电炉上加热，从冒出第一个气泡时开始计时，准确煮沸10分钟；
ｃ）取下三角瓶，冷却到室温，先后加入5mL 1:3硫酸，及4mL20%KI，混匀，在暗处放置5分钟，然后用已标定的硫代硫酸钠溶液滴定至淡黄色，加入5滴0.5％淀粉溶液，继续滴至蓝色刚刚消失，记录滴定所用硫代硫酸钠溶液体积。
（2）样品空白测定：
ａ）各取100ml蒸馏水于250mL三角瓶中（编号3、4）；
ｂ）加入1mL 25%NaOH溶液，混匀，再加入10mL 0.002mo/L高锰酸钾溶液混匀，因所用蒸馏水中还原性物质含量超标，故不需加热煮沸；
ｃ）先后加入5mL 1:3硫酸，及4mL20%KI，混匀，在暗处放置5分钟，然后用已标定的硫代硫酸钠溶液滴定至淡黄色，加入5滴0.5％淀粉溶液，继续滴至蓝色刚刚消失，记录滴定所用硫代硫酸钠溶液体积数。
按下式计算化学需氧量
CODMn（mgO2/L）＝ C· (V2 －V1) · 8.0 * 1000
100
＝ C· (V2 －V1) · 80
式中：C——硫代硫酸钠的浓度，mol/L；
V2——空白滴定用硫代硫酸钠的mL数；
V1——水样滴定用硫代硫酸钠的mL数
四、 实验结果
1.硫代硫酸钠标定结果：
将液体滴到蓝色恰好消失所消耗的硫代硫酸钠的体积为：

1
2
平均
消耗的硫代硫酸钠的体积
11.1
11.24
11.17
标定结果：硫代硫酸钠的浓度为：0.01074 mol/L

2.水样及空白样品测定结果：
蒸馏水水样
1
2
平均值
滴定消耗硫代硫酸钠的体积V0
10.42
10.71
10.565

滴定消耗硫代硫酸钠的体积

水样1
水样2
滴定消耗硫代硫酸钠的体积Vi
8.72
8.85
V0-Vi
1.845
1.715
硫代硫酸钠的浓度
0.01074
0.01074
CODMn（mgO2/L)
1.585224
1.473528
平均值
1.529376
则待测水样化学需氧量为1.529376 mgO2/L
五、 分析与讨论
(一)实验误差分析
1.由于本实验采用蒸馏水做空白试剂，蒸馏水中含有一定量还原性物质，但相对于海水而言，空白试剂最好选用去离子水，因此用蒸馏水进行实验会带来一定实验误差；
2.在用硫代硫酸钠溶液进行滴定的过程中，滴定终点的判断很重要，当溶液滴定至蓝色消失时为终点，但蓝色消失判断可能有偏差，从而引起实验误差，但此误差影响较小。
（二）实验方法分析
海水化学需氧量(COD)是表征海水水体受有机物污染的综合性指标,是衡量海洋水体质量的一个基本的环境生态要素。目前我国海水COD的标准测定方法是碱性高锰酸钾法,但该法操作繁琐,加之反应体系的强腐蚀性不适合海水COD的现场快速监测。
(三)实验注意事项
1.水样加热完毕，应冷却到室温，再加入硫酸和碘化钾，否则会因游离碘挥发而造成误差；
2.用本法测定化学耗氧量是一个相对值，所以测定时应严格控制条件，如加入试剂的顺序，试剂的浓度，加热前溶液的总体积，加热时间，炉温高低等；
3.本实验加入玻璃珠的作用是防暴沸，在电炉上进行加热时，应从冒出第一个气泡时开始计时。

中国海洋大学
姓名 赵蕴琛 班级 海洋生命学院14级生态学 同组者 张子良
科目 环境监测实验 题目 海水生化需氧量的测定

一、　目的和要求
１.掌握自然水体的水质现状及其发展趋势，为水环境质量评价和水环境质量的
预测预报及环境科研提供数据。
２.学习掌握测定海水中生化需氧量的原理和方法。
３. 增强动手能力，熟练水样ＢＯＤ测定的实验步骤，以便能更好的应用到实际当中。
４. 熟练的使用实验仪器。
５. 对水样ＢＯＤ的概念有更深一步的认识。
二、　实验原理
　生化需氧量是指在好气条件下，微生物分解水中有机物质所消耗的溶解氧的量。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20天以上的时间，目前国内外普通采用20℃ 5天所需要的氧作为指标，以氧的毫克/升表示，简称BOD5。
分别测定水样培养前的溶解氧量和在20±1℃培养五天后的溶解氧量，二者之差即 BOD5。
水体发生生物化学过程必须具备以下三个条件：
（l）水体中存在能降解有机物的好气微生物；
（2）有足够的溶解氧；
（3）有微生物生长所需的营养物质。
因此，在测定水样时需加入一定量的无机营养物质。可根据水样的情况进行一定比例的稀释，稀释水充分曝气等等。
三、　实验步骤
（一）仪器
生化培养箱（20℃士1℃），不透光；
100mL碘量瓶4个（本实验中须测定其准确体积）；
l000mL或500mL量筒。
（二）试剂
1.氯化钙溶液：称取27.5克无水氯化钙溶于去离子水中，稀释至1升。
2.三氯化铁溶液：称取0.25克三氯化铁（FeCl3•6H2O），溶于去离子水中，稀释到1升。
3.硫酸镁溶液：称取22.5克硫酸镁（MgSO4•7H2O）溶于去离子水中，稀释到1升。
4.磷酸盐溶液：pH≈7.2，称取8.5克磷酸二氢钾（KH2PO4)，21.75克磷酸氢二钾 ( K2HPO4), 35.4克磷酸氢二钠（Na2HPO4•7H2O）和1.7克氯化铵（NH4Cl），溶于去离子水中，稀释到1升。
5.氯化亚锰溶液：称取210克MnCl2•4H2O溶于去离子水中，稀释到500mL，必要时过滤（溶液应呈淡玫瑰色并完全透明）。
6.碱性碘化钾溶液：称取75克KI溶于50mL去离子水中，另称取250克NaOH或350克KOH，溶于150mL去离子水中，合并两溶液并稀释到500mL。
7.0.01mol•L-1硫代硫酸钠溶液：0.01mol•L-1硫代硫酸钠：称取2.5克Na2S2O3•5H2O溶于l000mL煮沸过的冷去离子水中，溶液应在使用前10天配制，保存于黑色瓶中，使用时先用重铬酸钾标准液标定。
8.0.002mol•L-1，重铬酸钾溶液：将分析纯的K2Cr2O7，在180-200℃烘箱中烘至恒重，冷却后准确称取0.5884克用水定容至l000mL。
9.淀粉溶液：称取1克可溶性淀粉，用少量冷水搅成糊状，加入煮沸的去离子水至 200mL。冷却后加入lmL冰醋酸。
10.2:1盐酸溶液：将2体积浓盐酸（比重1.19）与1体积的去离子水混合即可。
待测水样：海水
（三）操作步骤
1.水样培养：
　将四个碘量瓶分别编号（1、2、3、4），首先测定其体积，具体做法是：将四个已标号的100ml碘瓶分别装满水，盖上盖子，把多余的水倒掉，然后用量筒测量瓶内水的体积（精确到1ml以下）并记录；
本实验所用水样不经稀释，可直接取样。用虹吸方法将水样加入四个100mL碘量瓶中装满，并让少量水溢出，盖上盖子，里面不能有气泡，其中1、2两瓶用于直接测定当天水样中溶解氧的量，另外两瓶经20士1℃五天培养后测定水样中溶解氧的量。
2.水样溶解氧的测定：
（1）将已加满待测水样的100ml碘量瓶盖外的水倒去，小心打开盖子，加入1mL氯化亚锰溶液和1mL碱性碘化钾溶液（注意先加氯化亚锰，移液管尖插入液面以下）。立即将瓶小心盖好，不能有气泡，溢出的水倒掉，用手指按住瓶盖，反用力复颠倒碘瓶，直到沉淀与液体完全混合为止。
（2）将碘瓶静置，使之沉淀，当沉淀只占碘瓶体积1/2时，小心打开盖子，吸出大于5mL上清液，用移液管加入5mL 2:1盐酸，盖上盖子反复颠倒碘瓶混匀，使沉淀全部溶解，呈黄色的清液。
（3）将碘瓶中的黄色清液全量转移到干净的250mL三角瓶中，用已标定的0.01mol•L-1的硫代硫酸钠溶液滴定，至浅黄色时，加入5滴淀粉溶液， 继续滴定至蓝色刚好消失为终点，记录滴定用去的硫代硫酸钠溶液体积。
3.测定五日生化需氧量
　五天后取出置于20士1℃生化培养箱中的3、4两瓶水样，按上述方法测定水中溶解氧含量。
水中溶解氧含量计算：
BOD（O2mg/L）﹦ 1/(V-2) ×A×C×8×1000
式中：V——碘瓶体积（mL）
A——滴定用Na2S2O3的毫升数
C——Na2S2O3的准确浓度
则海水五日生化需氧量为：
BOD5 （O2mg/L）﹦D1-D2
其中：
BOD5——五日生化需氧量，mg/L
D1——样品培养前溶解氧量，mg/L
D2——样品培养后溶解氧量，mg/L
四、 实验结果
1.由化学需氧量测定实验中所标定结果可知硫代硫酸钠的浓度为：
0.01074 mol/L

1
2
3
4
碘量瓶体积V（ml）
118.6
115.6
115.2
115.8
滴定消耗Na2S2O3溶液体积（ml)
11.43
10.8
10.1
9.7
Na2S2O3的准确浓度
0.01074
0.01074
0.01074
0.01074
水中溶解氧含量(O2mg/L)
8.42
8.17
7.67
7.32
平均值
8.30
7.50

BOD5 （O2mg/L）﹦D1D2
=8.30-7.50
=0.80（O2mg/L）
五、　分析与讨论
(一)实验方法分析
测BOD的方法有：标准稀释法，微生物电极法，活性污泥曝气降解法，测压法等多种方法。
（二）注意事项
1.稀释水保持在20℃左右，并且在20℃ 培养五天后，溶解氧的减少量在0.5mg·L-1 以下。
2.水样培养期间，培养瓶瓶口处应始终保持有水，经常检查培养箱的温度是否保持在20士1℃，样品在培养期间不能见光，以防止光合作用产生溶解氧。
3.注意在向碘量瓶中加满水盖上塞子时，可将瓶体稍稍倾斜，这样可以防止瓶中出现气泡，影响测定结果。
4.在向盛有水样的碘量瓶中加入二氯化锰溶液时，移液管尖插入液面以下。
5.水样培养期间，要适时在瓶口加水，以免瓶内进入空气。