环境工程专业实验指导书(4)

(3) 硝酸盐标准溶液：准确移取100mL硝酸盐标准储备液，置于蒸发皿中，在水浴上蒸干，然后加入4.0mL二磺酸酚，用玻棒磨擦蒸发皿内壁，静置10min，加入少量蒸馏水，移入500mL容量瓶中，用蒸馏水稀释至标线，即为20μgNO3-N/mL 的标准溶液(相当于88.54μg NO3-)。

(4) 硫酸银溶液：称取4.4g硫酸银，溶于水中，稀释至1L，于棕色瓶中避光保存。此溶液1.0mL相当于1.0mg 氯（Cl-）。

(5) 高锰酸钾溶液（1/5KMnO4，0.100 mol/L）：称取0.3g高锰酸钾，溶于蒸馏水中，并稀释至1L。

(6) 乙二胺四乙酸二钠溶液：称取50g乙二胺四乙酸二钠，用20mL蒸馏水调成糊状，然后加入60mL浓氨水，充分混合，使之溶解。

(7) 碳酸钠溶液（1/2Na2CO3，0.100mol/L）：称取5.3g无水碳酸钠，溶于1L水中。实验用水预先要加高锰酸钾重蒸馏，或用去离子水。 3. 步骤

(1) 标准曲线的绘制：分别吸取硝酸盐氮标准溶液0.00、1.00、1.50、2.00、2.50、3.00、4.00mL50mL比色管中，加入1.0mL二磺酸酚，加入3.0mL浓氨水，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀。用1mL比色皿，以试剂空白作参比，于波长410nm处测定吸光度，绘制标准曲线。

(2) 样品的测定

脱色：污染严重或色泽较深的水样（即色度超过10度），可在100mL水样中加入2mL Al(OH)3悬浮液。摇匀后，静置数分钟，澄清后过滤，弃去最初滤出的部分溶液（5～10mL）。

除去氯离子：先用硝酸银滴定水样中的氯离子含量，据此加入相当量的硫酸银溶液。当氯离子含量小于50mg/L时，加入固体硫酸银。1mg氯离子可与4.4 mg硫酸银作用。取50mL水样，加入一定量的硫酸银溶液或硫酸银固体，充分搅拌后。再通过

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离心或过滤除去氯化银沉淀，滤液转移至100mL的容量瓶中定容至刻度；也可在80℃水浴中加热水样，摇动三角烧瓶，使氯化银沉淀凝聚，冷却后用多层慢速滤纸过滤至100mL容量瓶，定容至刻度。

扣除亚硝酸盐氮影响：如水样中亚硝酸盐氮含量超过0.2mg/L，可事先将其氧化为硝酸盐氮。具体方法如下：在已除氯离子的100mL容量瓶中加入1mL 0.5mol/L硫酸溶液，混合均匀后滴加0.100mol/L高锰酸钾溶液，至淡红色出现并保持15min不褪为止，以使亚硝酸盐完全转变为硝酸盐，最后从测定结果中减去亚硝酸盐含量。

测定：吸取上述经处理的水样50.00mL（如硝酸盐氮含量较高可酌量减少）至蒸发皿内，如有必要可用0.100mol/L碳酸钠溶液调节水样pH至中性（pH 7～8），置于水浴中蒸干。取下蒸发皿，加入1.0mL二磺酸酚，用玻棒研磨，使试剂与蒸发皿内残渣充分接触，静止10min，加入少量蒸馏水，搅匀，滤入50mL比色管中，加入3毫升浓氨水（使溶液明显呈碱性）。如有沉淀可滴加EDTA溶液，使水样变清，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀，测定吸光度。根据标准曲线，计算出水样中硝酸盐氮的含量(μg/mL)。

四、数据处理

绘制NH3-N、NO2--N、NO3--N的浓度与吸光度的工作曲线，根据工作曲线和样品吸光度，计算水样中“三氮”的含量；并比较水样中“三氮”的含量，评价水体的自净程度。

五、思考题

1. 如何通过测定三氮的含量来评价水体的“自净”程度？如水体中仅含有NO3--N，而NH4+和NO2-未检出，说明水体“自净”作用进行到什么阶段？如水体中既有大量NH3-N，又有大量NO3--N，水体污染和“自净”状况又如何？ 2. 用纳氏比色法测定氨氮时主要有哪些干扰，如何消除？

3. 在三氮测定时，要求蒸馏水不含NH3、NO2-、NO3-，如何检验？

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4. 在蒸馏比色测定氨氮时，为什么要调节水样的pH在7.4作用？pH偏高或偏低对测定结果有何影响？

5. 在亚硝酸盐氮分析过程中，水中的强氧化性物质会干扰测定，如何确定并消 除？

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实验四 生物化学需氧量的测定----BOD5

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。

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

6C6H12O6+16O2+4NH3 4C5H7O2N+16CO2+28H2O

O2

有机污染物 CO2+H2O+NH3

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BOD5。

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

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磷盐酸、钙盐、镁盐和铁盐等。

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BOD5。

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（FeCl3·6H2O），溶于水中，稀释至1L。 8. 硫酸镁溶液。称取22.5g硫酸镁（MgSO4·7H2O）,溶于水中，稀释至1L。 9. 磷酸盐溶液。称取8.5g磷酸二氢钾（KH2PO4）、21.75g磷酸氢二钾（K2HPO4）、33.4g磷酸氢二钠（NaHPO4·7H2O）和1.7g氯化氨（NH4CL），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，BOD5值应小于0.2mg/L。

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