化学耗氧量的测定范文

导语：如何才能写好一篇化学耗氧量的测定，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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【关键词】生化需氧量；溶解氧；耗氧率；稀释倍数

1、引言

生化需氧量是指在规定条件下，水中有机物和无机物在生物氧化作用下所消耗的溶解氧。测定水中五日生化需氧量时，除接种、培养温度、稀释水质量及其它操作技术要符合要求外，稀释比的选择是至关重要的。一旦稀释倍数过大或过小，可导致五日耗氧太少或太多而超出耗氧范围，使测试失败。BOD5水样贮存时间一般为6小时，任何情况下不能超出24小时，测试培养时间为5天。因此一旦发生此类情况，水样组分发生变化，原样已无法补测。本文试图通过理论和实践两方面的探寻，求出一种简便可行，普遍适用的计算BOD5测定水样稀释倍数的方法。

2、水样稀释倍数的确定

2.1 BOD5与稀释倍数n的关系

实际测定中BOD5的计算公式如下：

BOD5=[(D1-D2)-(B1-B2)×f1]/f2 (1)

式中：D1 ,D2―分别为水样在培养前、后的溶解氧(mg/L)

B1,B2―分别为稀释水在培养前、后的溶解氧(mg/L)

f1―稀释水在培养液中所占的体积比

f2―水样在培养液中所占的体积比

按标准方法要求，恰当的稀释比应使培养后的溶解氧大于1 mg/L，消耗的溶解氧大于2mg/L，稀释水的BOD5小于0.2mg/L。

由于D1-D2>2mg/L,而(B1-B2)×f1

将n设为稀释倍数，故n=1/f2

于是公式(1)可简写为BOD5= n(D1-D2)

则n=BOD5/(D1- D2) (2)

2.2可生化指标a与稀释倍数n关系的建立

化学需氧量(COD)是指在一定条件下，用强氧化剂处理水样时所消耗氧化剂的量。对于工业废水，我国规定用重铬酸钾法测化学需氧量(CODcr)。在工程分析中，一般经常通过BOD5/CODcr的比值大体了解废水中可生物降解的有机物的比例，以评定工业废水生物处理的可行性。

可生化指标a(BOD5/CODcr)的大小，显示出水样可生化程度的高低，同时又是测定BOD5水样的最重要的特性参数。工业废水和生活污水的a值一般在0.2～0.8之间波动。其关系为：

BOD5=a×CODcr (3)

a=0.2～0.8 (4)

将(3)代入(2)中，得：n=(a×CODcr)/(D1-D2) (5)

在培养温度20℃时，水的饱和溶解氧为8.84mg/L。由于多数水样中含有较多的需氧物质，其需氧量往往超过水中可利用的溶解氧量。因此在培养前需对水样进行稀释，以保证培养瓶内好氧状态。稀释后当日溶解氧D1一般为7～8.5mg/L。对于常量分析，从误差角度要求五日消耗溶解氧(D1-D2)为当天溶解氧(D1)的1/3～2/3为宜，选择：

(D1-D2)=(0.35～0.65)D1 (6)将(4)、(6)代入(5)，得：

n=(0.2～0.8)×CODcr/(0.35～0.65)D1 (7)

2.3.确定稀释倍数n

估计最小稀释倍数n1

当生化指标a=0.2，五日消耗溶解氧D1-D2=0.35D1时，此时稀释倍数n1为最小。

由(7)式得：n1=0.2CODcr /(0.35×8)=0.07CODcr

估计中间稀释倍数n2

取中值估计倍数，

估计最大稀释倍数n3

当生化指标a=0.8,稀释倍数n3为最大。

n3=0.8CODcr/(0.65×8)=0.15CODcr

2.4理论验证五日耗氧率

耗氧率是指五日消耗的溶解氧占原有溶解氧(D1)百分率，一般以0.350.65为佳。

即，耗氧率=(D1-D2)/D1

由公式(5)可推出耗氧率=a×CODcr/n×D1=a×CODcr/8n

从表1可见，生化指标a值在0.2～0.8范围波动时，选取n1、n2、n3三个稀释倍数时，必有一个稀释倍数的五日耗氧率在0.350.65之间(表中带括号者)。

2.5应用实例

按上述确定的稀释倍数，对工业废水、生活污水等进行实测，BOD5的测定结果必有1至2个结果符合测定要求，从而实验证明以上推导出的稀释倍数计算方法简便可行。这样，既能保证溶解氧下降率在0.350.65范围内，又能满足不同的生化指标。对于各类废水，BOD5的测定必将是有效的。在实际工作中，如果事先了解某一水质的生化指标，可以根据表1中所对应的耗氧率选择一个合适的稀释倍数测定BOD5，可以节省一定的人力和物力，并且保证实验成功。

3、结语

本文推导出的稀释倍数计算方法简便可行，适用于绝大部分的废水。在实际监测工作中证明有效，在BOD5分析中具有实际意义和推广价值。

参考文献

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关键词 液体硫酸汞；重铬酸钾法；化学需氧量；高氯离子； 干扰

中图分类号 X832 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2012）03-0301-02

化学需氧量（CODCr）是在一定条件下，用一定的强氧化剂处理水样时所消耗的氧化剂的量，以含氧量（mg/L）来表示。在工业废水的水质监测中，CODCr 的测定是一个重要的分析指标[1-2]，其反映了水中受还原性物质污染的程度，若将CODCr视为还原性物质的污染指标，则除Cl-以外的无机还原性物质的耗氧全部包括在内；如果将CODCr视为有机物的污染指标，则需将无机还原物质的耗氧除去。总之，在CODCr测定中Cl-的干扰一定要排除[3-4]。用标准分析方法，测定Cl-浓度高于2 000 mg/L的样品时，获得CODCr值往往偏高，如何除去Cl-的干扰和进行校正，目前尚无统一的方法。为了能准确、简易地测定高浓度Cl-的CODCr值[5-6]，该试验着重探讨了用液体硫酸汞代替固体硫酸汞络合水样中的Cl-，研究其结果对化学需氧量的影响。

1 材料与方法

1.1 试验仪器

回流装置：带250 mL锥形瓶的全玻璃回流装置。加热装置：变阻电炉。滴定装置：50 mL酸式滴定管。

1.2 试验试剂

1.2.1 重铬酸钾标准溶液（1/6K2CrO7=0.250 0 moL/L）。称取预先在120 ℃烘干2 h的基准或优级纯重铬酸钾12.258 g溶于水中，移入1 000 mL容量瓶，稀释至标线，摇匀。

1.2.2 试亚铁灵指示液。称取1.458 g邻菲啉（C12H8N2・H2O，1，10-phe nanthroline），0.695 g硫酸亚铁（FeSO4・7H2O）溶于水中，稀释至100 mL，贮于棕色瓶内。

1.2.3 硫酸-硫酸银溶液。于2 500 mL浓硫酸中加入25 g硫酸银，放置1～2 d，不时摇动使其溶解。

1.2.4 硫酸亚铁铵标准溶液[（NH4）2Fe（SO4）2・6H2O≈0.1 moL/L]：称取39.5 g硫酸亚铁铵溶于水中，边搅拌边缓慢加入20 mL硫酸，冷却后移入1 000 mL容量瓶中，加水稀释至标线，摇匀。临用前，用重铬酸钾标准溶液标定。

1.2.5 液体硫酸汞。称取30 g硫酸汞溶于100 mL 1∶9的硫酸中。

1.2.6 邻苯二甲酸氢钾储备液。称取预先在105～110 ℃条件下烘干2 h的邻苯二甲酸氢钾基准4.251 g，用蒸馏水定溶至500 mL，则CODCr=5 000 mg/L，现用现配。

1.3 试验方法

1.3.1 水样处理。①吸取适量液体硫酸汞于250 mL锥形瓶中，加入20.00 mL混合均匀的水样（不同浓度邻苯二甲酸氢钾标准溶液和不同浓度Cl-混合样溶液），准确加入0.250 0 moL/L的重铬酸钾标准溶液10.00 mL，缓慢加入硫酸-硫酸汞30 mL，连接磨口回流冷凝管，轻轻摇匀，加热回流2 h。②冷却后用90 mL水从上部慢慢冲洗冷凝管壁，取下锥形瓶。

1.3.2 试样测定。溶液冷却至室温后，加入3滴试亚铁灵指示液，用硫酸亚铁铵标准溶液滴定，溶液的颜色由黄绿色经蓝绿色至红褐色即为终点，记录硫酸亚铁铵标准溶液的用量。

1.3.3 空白试验方法。测定试样的同时，以20.00 mL蒸馏水，按同样操作进行空白试验，记录滴定空白时硫酸亚铁铵标准溶液用量。

1.3.4 Cl-干扰试验。为了探讨液体硫酸汞对Cl-的络合情况，选择不同浓度邻苯二甲酸氢钾和Cl-的混合标准溶液进行测定。

1.3.5 精密度试验。对于不同浓度氯离子，邻苯二甲酸氢钾混合标准溶液进行重复性试验。

1.3.6 准确度试验。①取具有代表性的排污企业的废水进行试验，加入邻苯二甲酸氢钾标准溶液测定其COD回收率，以考察该方法测定实际水样的准确度。②取邻苯二甲酸氢钾储备液（CODCr=5 000 mg/L）0.4 mL，加标量为2.0 mg/L，用采集的具有代表性的工业废水进行加标回收试验。

1.3.7 化学需氧量计算方法。化学需氧量浓度计算公式如下：

CODCr=（V0-V1）×C×8×1 000/V

式中：C为硫酸亚铁铵标准溶液浓度（moL/L）；V0为滴定空白时消耗硫酸亚铁铵标准溶液体积（mL）；V1为滴定水样时消耗硫酸亚铁铵标准溶液体积（mL）；V为移取试样体积（mL）；8为氧（1/2 O）摩尔质量（g/moL）。

2 结果与分析

2.1 Cl-干扰试验

由表1可以看出，对于不同浓度水样，在相同的试验条件下，COD值≥100 mg/L，Cl-含量≤10 000 mg/L时，该方法相对误差≤5.0%。

2.2 精密度试验

由表2可以看出，该方法的精密度较好。

2.3 准确度试验

2.3.1 回收率试验。由表3可以看出，加标量为2.0 mg，平均回收率为103%，回收范围为97%～108%，符合分析要求，结果准确可靠。

2.3.2 环境标准样品。用国家环境保护总局标准样品研究所生产的标准样，改用液体硫酸汞进行监测。由表4可以看出，3个环境标准样品改用液体硫酸汞进行测定，测定值合格，测定结果可靠。

3 结论与讨论

试验结果表明，用液体硫酸汞代替固体硫酸汞测定化学需氧量，CODCr≥100 mg/L时，该方法可有效的消除高浓度Cl-对化学需氧量测定的干扰[7-8]，测得的数据具有较高的精密度和准确度，能够满足环境监测的质量要求。改固体硫酸汞为液体硫酸汞，方法简便，并且能够节省试剂的用量，节约资源[9-12]。

4 参考文献

[1] 国家环境保护局《水和废水监测分析方法》编委会.水和废水监测分析方法[M].4版.北京：中国环境科学出版社，2002.

[2] 章亚麟，中国环境总站《环境水质监测质量保证手册》编写组.环境水质监测质量保证手册[M].2版.北京：化学工业出版社，1994.

[3] 慕志波，朱丽华.氯离子对COD测定影响的探讨[J].污染防治技术，2011，24（5）：50-51，66.

[4] 李志明，安明，周志峰，等.黄河干流内蒙古段渔业环境水质监测[J].内蒙古农业科技，2008（5）：69-70.

[5] 曹娴，王国成.EM技术在工业废水治理上的应用[J].内蒙古农业科技，2007（4）：111-113.

[6] 林瑛，宋巧云.简便快速测定水中的硫酸盐―改良硫酸钡比浊法[J].河南农业科学，1992（7）：18-21.

[7] 姚桂莹.测定高氯废水CODCr的方法探讨--硫酸汞添加法[J].环境科学与管理，2011，3（3）：94-99.

[8] 廖勇，陈伟宏，梁杰群，等.化学需氧量测定中硫酸汞除氯的实验研究[J].冶金环境保护，2010（6）：56-58.

[9] 黄林生.重铬酸钾法测定高氯废水中化学需氧量的方法探讨[J].化学工程与装备，2009（5）：146-147.

[10] 张勤勋，肖培平.常规重铬酸钾法测定化工高氯废水中化学需氧量的方法探讨[J].山东化工，2008，37（6）：37-38.

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关键词：水质检测 内在联系 实际应用

一、三者含义

根据多年经验一般在水质环境监测中，常用CODCr、CODMn与BOD5三者指标来反映水中有机物含量及水质污染程度。

1.化学需氧量（COD），是指在强酸并加热条件下，用重铬酸钾氧化剂处理水样时所消耗氧化剂的量，以氧的mg/L来表示。化学需氧量反映了水中受还原性物质污染的程度，水中还原性物质包括有机物、亚硝酸盐、亚铁盐、硫化物等。水被有机物污染是很普遍的，因此化学需氧量也作为有机物相对含量指标之一。但只能反映氧化的有机物污染，不能反映多环芳烃、二噁英类等污染状况。化学需氧量越大，说明水体受到有机物污染严重。测定水中还原物质的测定方法不同，其测定值也就不同。重铬酸钾法（CODCr），氧化率高，再现性也好，适用于测定水样中有机物的总量。CODCr是我国实施排放总量控制指标之一。

2.生化需氧量的经典测定方法是稀释接种法，还有微生物传感器快速测定法。五日生化耗氧量（BOD5），生化需氧量（BOD）表示水中有机物等需氧污染物质含量的一个综合指标。说明水中有机物由于微生物的生化作用进行氧化分解，使之无机化或气体化时所消耗水中溶解氧的总数量，其表示单位为mg/L。值越高说明水中有机物质越多，污染也就严重。为了使检测资料有可比性，一般规定一个月时间周期，在这段时间内，在一定温度下用水样培养微生物，并测定水中溶解氧消耗情况，一般采用五天时间，称为五日生化需氧量，即BODCr。数值越大证明水中含有的有机物越多，因此污染也越严重。

3.高锰酸盐指数（CODMn）指在一定条件下，以高锰酸钾（KMnO4）为氧化剂，处理水样时所消耗的氧化剂的量，表示单位为mg/L，水中的亚硝酸盐、亚铁盐、硫化物等还原无机物和在此条件下可被氧化的有机物，均可以消耗高锰酸钾，因此，高锰酸盐指数常被作为地表水体受有机物污染和还原性无机物质污染程度的综合指标。高锰酸盐指数在以往的水质监测分析中，亦有被称化学需氧量的以高锰酸钾法。但是由于这种方法在规定条件下，水中有机物只是部分氧化，并不是理论上的需氧量，也不也是反映水体中总有机物含量尺度。因此，用高锰酸盐指数这一术语作为水质指标，以区别于重铬酸钾法的化学需氧量，更符合客观实际。高锰酸钾指（KMnO4）法 ，氧化率较低，操作比较简单，在测定水样中有机物含量的相对比较值时，可以采用。

二、三者的有机联系

1.CODCr与CODMn

一般情况高锰酸钾测定三盐指数比较快速 ，水中不含氮的有机物质易被高锰酸钾氧化，而含氮的有机物比较难分解。重铬酸钾氧化法，在（1 + 5）硫酸为催化剂的条件下于1000C温度下进行，由此可见，重铬酸钾氧化体系酸性强且氧化浓度高，所以重铬酸钾体系对有机物的氧化能力明显高于高锰酸钾体系CODCr大于CODMn，另外一半重铬酸钾法适合有机物污染较重污水，而高锰酸钾法 一般适用于地表水或地下水有机物污染较轻的。

2.CODCr与BOD5

城市污水 BOD5、CODCr的比值作为可生化性指标。当 BOD5/CODCr大于0.3可生化性较好，适用于生化处理工艺。在工业废水中BOD5/CODCr小于0.3以下，所以可生化性差，必须进行调直后才可以进行生化处理。CODCr与BOD5都是表示废水中有机物的一个指标 。BOD5是用生物分解有机物时的耗氧量来表示废水中有机物的。通常人们都认为BOD5是表示可以被生物降解的有机物。但这里有些误解：由于测试 BOD5的条件与实际运行的条件完全不同，因此不能简单的用 CODCr 与 BOD5来表示不可降解有机物。另外实际系统中对有机物的去除包括许多过程，不仅仅是有机生物的降解过程。

采用 CODCr与BOD5 表示废水的可生物降解性是按照实际经验考虑的，所以不能简单照套CODCr与BOD5 的概念。CODCr测定值中既包括能被微生物降解的有机物，也包括不能被微生物降解的有机物，而 BOD5 测定值中只包括能被微生物降解的有机物，若废水水质基本稳定，则两者间应有确定的比例关系。

3.BOD5与CODMn

不同的有机物的高锰酸钾氧化率与生化氧化法的氧化率存在差异。不同的有机物CODMn高，有的BOD5高。由于有机物组分复杂，他们之间没有确定大小关系。

三、案例

下面是朝阳县小凌河三个断面源头水、玲珑湾、松岭门出境CODCr、BOD5、CODMn数据：单位mg/L

从以上理论知识及这组数据可以初步看出CODCr、大于BOD5、CODMn与BOD5之间没大小关系。为使数据有较高的准确性 ，CODMn适合高锰酸盐指数常被作为地表水体受有机物污染和还原性无机物质污染程度的综合指标，而 CODCr 则适合测定成分复杂的有机物工业废水。

参考文献

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针对国内羽毛羽绒检测标准中的含绒量定义及区别进行解读，并对目前我国羽毛羽绒含绒量不均、质量状况、蓬松度、清洁度、耗氧量、微生物等方面的问题进行了探讨。

关键词：羽毛羽绒；含绒量；蓬松度；清洁度；耗氧量；微生物

1 含绒量

1.1 不同标准对含绒量的定义不同

1.1.1 行业标准FZ/T 81002、FZ/T 80001对于含绒量的定义

FZ/T 81002对含绒量的描述如下：“3.13 含绒量 绒子和绒丝在羽毛羽绒中的含量百分比。”其相应的方法标准FZ/T 80001明确了含绒量的计算公式：

式中：mz――绒子质量，g；ms――绒丝质量，g。

FZ/T 81002中对于绒子的定义为“3.3 绒子 朵绒、未成熟绒、类似绒、损伤绒的总称”，对绒丝的定义为“3.4 绒丝 从绒子和毛片根部脱落下来的单根绒丝”。

1.1.2 GB/T  17685、GB/T 10288对于含绒量的定义

GB/T 17685经修订后，取消了“含绒量”的定义：“本标准与GB/T 17685―1999相比变化如下：―本标准取消了‘含绒量’的定义”。修订后的GB/T 17685对与含绒相关的名词有绒子含量、绒子、绒丝等，相应的定义分别为“4.1 绒子含量 down content 羽绒羽毛中绒子的百分比”、“4.2 绒子 down 包括朵绒、未成熟绒、类似绒、损伤绒”、“4.7 绒丝 down fiber 从绒子或毛片根部脱落下来的单根绒丝”。与GB/T 17685相应的方法标准GB/T 10288明确了绒子含量、绒丝含量等挑拣步骤和计算过程，

1.1.3 行业标准与国家标准关于含绒量的区别

行业标准和国家标准对于绒子、绒丝的定义是一致的。不同点在于行业标准中的含绒量是绒子和绒丝的总和，而国家标准中绒子含量就单指绒子所占的比重。目前大多数企业采用的是行业标准，对于国家标准使用较少。主要原因，一、企业习惯了使用行业标准，对于国家标准的了解和认识较少；二、目前较常用的羽绒服装标准GB/T 14272所引用的是FZ/T 81002、FZ/T 80001这两个标准；三、羽绒服装中的标识注明的是含绒量，而非绒子含量。

1.2 羽毛羽绒含绒量不均匀问题

羽毛羽绒的不均匀是存在的，主要是因为绒子、绒丝、杂质、毛片等的质量不同，容易产生各成分分布不均，因此羽毛羽绒标准均规定在测试前进行混样和缩样，且混样和缩样的过程中应确保样品中的各成分分布均匀。对于大毛片多的样品，更不容易混匀和造成样品不均匀问题。针对这种样品，建议在测试时，增加称取的样品质量。

1.3 目前羽绒质量状况

自2009年底以来，羽绒价格一路飙涨，但随之而来的是大量质量低劣的羽绒产品。以前90%的鸭绒、鹅绒已较少见，取而代之的多数是含绒量为60%、70%、80%的产品。且目前的产品中，多数质量低劣，主要的问题是朵绒较小，未成熟绒多，羽丝，杂质含量高、微生物超标；还有一些厂家把羽毛粉碎后掺进绒里以提高含绒量；部分产品放置时间较长，由于存储时间较长，在潮湿的环境中，大部分已经腐烂的羽绒也被重新推向市场。

不同地区的羽绒质量也是不同的，目前世界的羽绒产量中，大部分来自中国，但世界上最好的羽绒却产自北欧与加拿大，高级羽绒当中，主要产于东北欧丹麦及波兰一带。原因如下：

(1)中国的羽绒多产自南方，而南方的天气气候较暖和，所以其羽绒保温能力相对较低。东北欧丹麦及波兰一带的水鸟长年生长在寒风中，所以其保温能力较好。

(2)北欧与加拿大地区的鸭鹅体型较大，而中国的水鸟体型较小，成熟的水鸟所产的羽绒较为松软，保温更好。

2 蓬松度

羽绒的蓬松度直接影响弹性、温暖和舒适度。蓬松度不达标的原因有很多，归结起来有以下几点：

（1）含绒量，含绒量的高低，可以体现出蓬松度的好坏。但是含绒量低的羽绒制品，蓬松度不一定不好。

（2）朵绒的大小，朵绒大的产品蓬松度较好，朵绒小的产品一般蓬松度较差。

（3）水洗程度，水洗充分的情况下，羽绒较干净、蓬松，手感舒适，蓬松度较好。

（4）羽丝、杂质的含量对蓬松度也有影响，含量越高对蓬松度越不利。

（5）大毛片多的样品，蓬松度可降低。

因此，具有含绒量高、朵绒大、绒子含量高、水洗充分、羽丝杂质少、毛片小的样品一定有高的蓬松度。

3 清洁度

清洁度的高低也同样影响了羽绒服的质量好坏，清洁度反映的是羽绒填充物的清洁程度。清洁度高，说明羽绒清洗充分，不含较多的油脂和残渣等，同时也能去除较多的气味。如果羽绒填充物清洁度不好，羽绒服在穿着的过程中就容易使羽绒中的脏物渗透到服装表面，特别是油脂的渗透容易在服装表面形成油渍痕迹，而且不易清洗，这也是常见的消费者投诉问题之一。因此羽绒的清洁度是羽绒服内在质量的重要因素之一。

清洁度测试问题。目前国内用于检测水洗羽毛羽绒清洁度的标准有国标和行业标准。两个标准规定的振荡次数分别为 30×150、4500～5000，但是部分羽毛羽绒产品在标准规定的振荡次数下，并不能振荡充分，因此在这种情况下，并不能完全反映羽毛羽绒的清洁度。

人员视力差异的影响。在两个清洁度的测试方法中，对于观察双黑十字线问题，人员的视力对结果有影响，特别是当样品处于合格边缘时的测定结果影响较大。视力越好，更能看清双黑十字线，其测定的清洁度值更高。因此，为使不同机构测定的清洁度目光统一，应在标准中再明确人员视力。

4 耗氧量

羽绒中的耗氧量与羽毛羽绒中的微生物存在一定的关系，反映的是好氧性微生物由呼吸所消耗的水中溶解氧的量。羽毛羽绒限制的四种微生物中，除了亚硫酸还原的梭状芽孢杆菌为厌氧菌，其余三种嗜温性需氧菌、粪链球菌、沙门氏菌均为好氧性微生物。因此标准规定，若耗氧量超过10mg/100g时需检测微生物[1]。

但是耗氧量超标的产品，不一定是由微生物不合格引起的。经过实验室多年来的检验检测工作实践积累，部分羽绒产品的耗氧量超过10mg/100g。将这部分羽绒产品经微生物检验，未发现微生物不合格现象。经分析发现，此部分产品可能是添加了一些整理剂或后处理剂，因这种化学物质能与高锰酸钾产生氧化还原反应而造成测试过程中耗氧量超标。因此，GB/T 17685―2003对于耗氧量作了明确的注释：“耗氧量超过10mg时，对微生物指标进行检验，微生物指标合格，此项可视为合格。”

5 微生物

羽绒标准中要求进行检测的四大微生物――嗜温性需氧菌、粪链球菌、亚硫酸还原的梭状芽孢杆菌及沙门氏菌。四种微生物中，只有沙门氏菌是易致病细菌，在自然界中，微生物无处不在，达几万种之多，其中致病微生物仅是很小的一部分。亚硫酸还原的梭状芽孢杆菌，通常存在于人和动物的肠道及排泄物中，食品中也是少量存在，甚至在罐头中也有。

1998年9月，欧洲标准化委员会标准EN 1884―1998《羽毛羽绒检验方法――微生物状况检测》，规定了羽绒微生物的检测方法。随后的EN 12935―2001《羽毛羽绒――安全要求》，规定了羽绒填充料中四种细菌的限量要求，并说明：耗氧量超过20mg/100g时，才检测微生物，如低于20mg/100g，则不需检测。而我国标准规定耗氧量超过10mg/100g时，需要做微生物检测。

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【关键词】生化需氧量；污水检测；应用研究

1 生化需氧量的概念及意义

地面水中的污染物，在以微生物为媒介的氧化过程中要消耗水中的溶解氧，其所消耗的溶解氧量称作生化需氧量（或生物耗氧量，即BOD）。生化需氧量又称生化耗氧量，英文（biochemicaloxygendemand）缩写BOD，是表示水中有机物等需氧污染物质含量的一个综合指标，它说明水中有机物出于微生物的生化作用进行氧化分解，使之无机化或气体化时所消耗水中溶解氧的总数量。其值越高，说明水中有机污染物质越多，污染也就越严重。加以悬浮或溶解状态存在于生活污水和制糖、食品、造纸、纤维等工业废水中的碳氢化合物、蛋白质、油脂、木质素等均为有机污染物，可经好气菌的生物化学作用而分解，由于在分解过程中消耗氧气，故亦称需氧污染物质。若这类污染物质排入水体过多，将造成水中溶解氧缺乏，同时，有机物又通过水中厌氧菌的分解引起腐败现象，产生甲烷、硫化氢、硫醇和氨等恶臭气体，使水体变质发臭。污水中各种有机物得到完会氧化分解的时间，总共约需一百天，为了缩短检测时间，一般生化需氧量以被检验的水样在20℃下，五天内的耗氧量为代表，称其为五日生化需氧量，简称BOD5，对生活污水来说，它约等于完全氧化分解耗氧量的70%。

2 生化需氧量的测定方法及应用范围

生化需氧量测定方法是利用微生物电极法原理测定水中生化需氧量的微生物传感器是由氧电极和微生物菌膜构成，其原理是当含有饱和溶解氧的样品进入流通池中与微生物传感器接触，样品中溶解性可生化降解的有机物受到微生物菌膜中菌种的作用，而消耗一定量的氧，使扩散到氧电极表面上氧的质量减少。当样品中可生化降解的有机物向菌膜扩散速度（质量）达到恒定时，此时扩散到氧电极表面上氧的质量也达到恒定，因此产生一个恒定电流。由于恒定电流的差值与氧的减少量存在定量关系，据此可换算出样品中生化需氧量。测定水和污水中生化需氧量的微生物传感器快速测定法。该标准规定的生物化学需氧量是指水和污水中溶解性可生化降解的有机物在微生物作用下所消耗溶解氧的量。在科技发展的今天被广泛应用于衡量废水的污染强度和废水处理构筑物的负荷与效率，也用于研究水体的氧平衡。

3 在污水检测中生化需氧量的测定

3.1 用稀释与接种法测定BOD5

稀释与接种法测定BOD5的是五日培养过程中溶解氧的损失量，故对于较清洁的水(损失量小于7mg／L)可以不必稀释，直接测定；对于有机物浓度较高的水则需先进行稀释，稀释倍数视有机物浓度而定。直接测定时，常先调整水温至20℃左右，而后用曝气法增加或减少水中的溶解氧至几乎饱和。取生化需氧量培养瓶(即溶解氧瓶)数个，将其充满水样，有一个立即测定其水中的溶解氧，其余各瓶则在(20 1)℃的温度下培养5d(培养温度增减1℃，引进的误差约为4．7％)。5d后测定瓶中剩余的溶解氧。5d内溶解氧的损失即为BOD5。结果以02的mg／L表示。对于不含或少含微生物的工业废水，如酸性废水、碱性废水、高温废水或经过氯化处理的废水，在测定BOD5时应进行接种，接种应选择能降解废水中有机物的微生物。当废水中存在着难被一般生活污水中的微生物以正常速度降解的有机物或剧毒物质时，应将驯化后的微生物引入水样中进行接种。如从相应的污水处理厂取水接种。水样含有铜、铅、锌、镉、铬、砷、氰等有毒物质时，对微生物活性有抑制，可使用经驯化微生物接种的稀释水，或提高稀释倍数，以减小毒物的影响。

3.2 稀释水需要符合的具体要求

对于污染的地面水和大多数工业废水，因含较多的有机物，需要稀释后再培养测定，以保证在培养过程中有充足的溶解氧。稀释水一般用蒸馏水配制，先通入经活性炭吸附及水洗处理的空气，曝气2～8h，使水中溶解氧接近饱和，然后再在20℃下放置数小时。临用前加入少量氯化钙、氯化铁、硫酸镁等营养盐溶液及磷酸盐缓冲溶液，混匀备用。稀释水的pH值应为6.5～8.5，BOD5应小于0．2mg／L。如水样中无微生物，则应于稀释水中接种微生物，一般在每升稀释水中加入生活污水上清液1～10mL，或表层土壤浸出液20～30mL，或河水、湖水10～100mL；测定含难降解有机物废水时需接种驯化后的微生物。这种水称为接种稀释水。为检查稀释水和接种液的质量，以及化验人员的操作水平，将每升含葡萄糖和谷氨酸各150mg的标准溶液以1：5O稀释比稀释后，与水样同步测定BOD5，测得值应在180～230mg／L之间，否则，应检查原因，予以纠正。

3.3 确定水样的稀释倍数

水样需要稀释的百分数应该根据水样的性质来考虑。通常每种水样最好配制3～4种不同的稀释比数。如果稀释不好，不在合适的范围内，则培养后水样中剩余的溶解氧太多或太少，都不能得到可靠的结果。最佳的稀释比数应使稀释试样培养5d后的溶解氧减少40％～70％。因此，习惯上要求稀释试样培养终了时的溶解氧大于1mg／L，而培养期间溶解氧损失大于2mg／L。

估计适宜稀释比数通常先测出水样的高锰酸盐指数，然后按它的2～4倍估算出该水样的BOD5可能值，查表32得到适宜的稀释比数。为了得到可靠的结果，还应在此比数的上下共配制3～4种不同稀释比数的稀释试样。例如查得适宜的稀释比数为2％，则应至少配制1％，2％，5％三种比数的稀释试样。这种方法适合于普通的污水和废水，如果某些工业废水性质特殊，则初次BOD5测定试验所配制的稀释比数的种类还应更多一些。

对不经稀释直接培养的水样，用下式计算BOD5。

BOD5(mg／L)=c1-c2

式中，c1为水样在培养前溶解氧的浓度，mg／L；c2为水样经5d培养后，剩余溶解氧浓度，mg／L。对稀释后培养的水样，BOD5的计算如下。

BOD5(mg/L)=((c1-c2)-(B1-B2)f1)/f2

式中，B1为稀释水(或接种稀释水)在培养前的溶解氧的浓度，mg／L；B2为稀释水(或接种稀释水)在培养后的溶解氧的浓度，mg／L；f1为稀释水(或接种稀释水)在培养液中所占比例；f2为水样在培养液中所占比例。

3.4 用微生物传感器快速测定水中的BOD

测定水中BOD的微生物传感器是由氧电极和微生物菌膜构成的，其原理是当含有饱和溶解氧的样品进入流通池中与微生物传感器接触时，样品中溶解性可生化降解的有机物受到微生物菌膜中菌种的作用而消耗一定的氧，使扩散到氧电极表面上氧的质量减少。当样品中可生化降解的有机物向菌膜扩散速度(质量)达到恒定时，扩散到氧电极表面上氧的质量也达到恒定，因此产生一个恒定电流。由于恒定电流的差值与氧的减少量存在定量关系，据此可计算出样品中的生化需氧量。此方法适用于地表水、生活污水和不含对微生物有明显毒害作用的工业废水中BOD的测定，对微生物膜内菌种有毒害作用的高浓度杀菌剂、农药类污水不适用。

4 结束语：

总之，运用生化需氧量检测污水表现出明显的优势，但在水污染日趋严重的形势下，应加大对城市污水检测、处理技术的研究，以减轻环境破坏的压力，为充分体现出现代城市的文明景象。

参考文献：

[1]许春向;生物敏传感器及其应用[J];传感器技术;1987年Z1期

篇6

摘要：通过对体育活动中的能耗量的计算，来找准运动员在进行运动时，具体的能量消耗到了哪些方面。然后通过系统的训练，让运动员的动作更加协调自如，从而减少与动作无关的肌肉的活动，让能量的利用的节省化，提高机械效率。

关键词：运动；能耗量；计算；作用

一、运动时净能耗量的计算

人即使处于极端的安静下，也必须消耗一定能量以维持呼吸、循环、代谢等正常生命活动的进行。据测定，此值若以吸氧量来表示，将相当于250ml・minˉ¹。

运动时的净能耗量是指真正用于运动时的能耗量，故不应该包括维持正常生命活动所需的能量。在计算一项运动的净耗量时必须减去同一时间内用以维持正常生命活动即安静时的能耗量。此外，还必须考虑到运动时能量代谢的强度远远比一般劳动要大。不可能全部由有氧代谢来供应，经常伴有或大或小的氧亏。这部分氧亏需在运动后恢复期内偿还。因此，在计算某项运动的净能耗量时，还必须包括恢复期内用以偿还氧亏的这部分过量氧耗（等于恢复期内的吸氧量减去同一时期内安静时的需氧量）。故在实际测算时，在测得运动中和恢复期的吸氧量后，先按下面公式求出该运动的经需氧量。

运动的净需氧量(L・minˉ¹)=（运动中吸氧量+恢复期吸氧量）-{安静时吸氧量minΧ（运动时间min+恢复时间min）}/运动时间min。

呼吸商（Respiratory Quotient，RQ） 生理学把机体在同一时间内呼出的CO2 量与摄入的O2量的比值称为呼吸商。严格说来，应该以CO2 和O2 的mol比值来表示呼吸商。但是，因为在同一温度和气压条件下，容积相等的不同气体，其分子数都是相等的，所以，通常用容积数（ml或L）来表示CO2 与O2 的比值。即RQ=产生的CO2ml数/消耗的O2ml数。各种营养物质无论在体内氧化或体外燃烧，它们的耗氧量和CO2 的产生量都决定于各种物质的化学组成。所以从理论上讲，任何一种营养物质的呼吸商都可以根据它氧化分解成最终产物CO2 和H2O的化学反应式计算出来。

氧热价(Thermal Equivalent of Oxygen) 通常把不同营养物质在体内氧化分解过程中，每消耗1升氧所产生的热量称为该物质的氧热价。由于体内的糖、脂肪和蛋白质中的碳、氢、氧等元素的比例不同，在体内彻底氧化分解时，所消耗的氧量也不同。如果同样消耗1升氧，其产热量也不同。因此，不同营养物质的氧热价是不一样的。糖的氧热价为20.93kJ(5.0kcal)，脂肪的氧热价为19.67kJ(4.7kcal)；蛋白质的氧热价为18.84kJ(4.5kcal)。

根据呼吸商查出氧热价，用氧热价乘以运动时间的净需氧量，即得运动时的经能耗量。例如，某运动员连续进行高抬腿运动1min，1min内德吸氧量为3.1L，运动后5min时吸氧量才恢复到静息水平，而在这5min恢复期内的吸氧量为2.4L，则该受试者1分钟高抬腿的净需氧量则为（3.1+2.4）-[0.25Χ（2+5）]/1=5.5-1.75/1=3.75/1=3.75L・minˉ¹。若运动中的恢复期的呼吸商均为0.9，从氧热价表中查出氧热价为20.62KJ，那么，高抬腿的经能耗量为：1.70Χ20.62=35KJ・minˉ¹，为安静时能耗量的5.6倍。影响运动时净能量消耗的因素比较复杂，但主要取决于运动的强度及持续时间。由于不同运动项目、强度和持续时间各不相同，故运动的净能耗量的差异范围很大。例如，游泳时消耗的能量，是安静时的10-20倍，全速游进（冲刺）时消耗的能量，可以达到安静时的80倍或更大。

二、计算运动时能耗量的作用

计算运动时的能耗量可以推知运动者得能量消耗状况，从而了解运动的强度及肌肉工作的机械效率，为改进运动员的营养和判断运动负荷提供科学依据。

（一）评定运动强度。

由于体育运动的剧烈程度与能耗量的多少成正比，因而可用能耗量作为参数来划分运动强度。常用的方法有两种：

1.按活动时能耗量与基础代谢的比值来划分。

此比值又称相对代谢率（RMR）。即运动强度（相对代谢率）=运动时能耗量/基础代谢。

根据相对代谢率（RMR），可以把运动或体力活动的强度分为轻（3RMR）、重（3-8RMR）和很重（大于9RMR）三个等级。

2.人体安静时能耗量的倍数或梅脱（met）来划分。

即代谢当量比值，是指运动时的耗氧量（能耗量）与安静时的耗氧量（能耗量）的比值。1met与安静时的能耗量或代谢率相当。若以吸氧量来表示安静时的能耗量相当于250 ml・minˉ¹氧，故1梅脱等于每分钟吸氧250 ml，2梅脱即相当于2倍安静时的能海量或500 ml・min¯¹氧，以此类推。若以每分钟每千克计，则1梅脱约等于3.5 ml・kgˉ¹・minˉ¹.按运动时吸氧量或梅脱来划分，通常将运动强度分为5级，男的运动者轻（1.6-3.9梅脱）、中等（4.0-5.9梅脱）、重（6.0-7.9梅脱）、很重（8.0-9.9梅脱）、过重（10.0以上梅脱），女的运动者轻（1.2-2.7梅脱）、中等（2.8-4.3梅脱）、重（4.4-5.9梅脱）、很重（6.0-7.5梅脱）、过重（7.6以上梅脱）。它是根据无训练者在完成不同强度运动时能耗量制定的。

（二）计算机械效率。

1.机械效率。

肌肉活动时所作的机械功与消耗的总能之比，称为肌肉工作的机械效率。单位能耗所完成的功愈大，则机械效率就愈高。机械效率=完成的功/能耗量Χ100%。

例如，某人在5 min内完成的外功为24KJ,能耗量为120KJ，则肌肉的工作效率为：24/120Χ100%=20%。

但此时所消耗的能量，除了用作纯外功外，还用于基础代谢，维持姿势及其它附带动作等，在计算机械效率中若将这部分能海量减掉，则为净效率。上例这部分能量假定是5 min内位20KJ，则净效率为：49/（120-20）Χ100%=24%。在实际应用中，是否需要减掉这部分能量，可以根据测定的目的来确定。

机械效率的高低随工作性质（动力性工作，静力性工作或两者混合）和个体差异（动作技术好坏）而不同。一般认为，动力性工作的机械效率为20~25%，而静力性工作则较低；有氧代谢为主的运动比无氧代谢为主的运动的机械效率高。

2.训练对机械效率的影响。

通过系统的运动训练，可使运动时能量利用出现节省化。即几名运动员在完成同样的运动负荷时，有的运动员消耗的总能量较少，因而可以提高机械效率。

长期的系统训练可以使能量利用节省化的主要原因是：经过系统长期的训练后，动作会更加协调自如，一些附加的动作会大大减少，一些与动作无关的肌肉活动减少到最低程度，因而出现能量利用的节省化，机械效率大大提高，同时通过长期的系统训练也提高了呼吸、循环系统的功能水平，使这些器官的工作效率提高，如有的运动员在完成一些较小运动负荷的项目时，比那些没有参加过训练的心率低，呼吸频率也较少，因而呼吸器官及心脏消耗的能量也就较少。

机械效率的提高在一些需要改善技术的活动中表现最为明显，即使是一些技术优秀的运动员，通过系统的训练也能提高机械效率。

参考资料：

[1]运动生理学,南京大学出版社,吕新颖,2009年.

[2]人体生理学,高等教育出版社 ,王步标,2006年.

[3]心血管生理学,人民卫生出版社 ,何瑞容,2003年.

[4]运动生理学,人民体育出版社,王瑞元,2002年.

篇7

关键词：浮床栽培；野生蔬菜；富营养化；净化

中图分类号：X52 文献标识码：A DOI编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2014.02.015

Purification of Aquaculture Pond Water by Wild Vegetables Cultivated on Floating-beds

ZHOU Xiao-lin，WANG Jian-xiang，ZHANG Jian-guo

（College of Hunan Biological and Electromechanical Polytechnic， Changsha，Hunan 410127， China）

Abstract： As planting 5 wild vegetables on floating-beds in aquaculture pond water， water quality change in the process of cultivation was determined， and the safety quality of wild vegetables was also analyzed. The results showed that planting wild vegetables on floating-beds had significant effect on improving the quality of eutrophicated water. Vegetable quality was according with standards of edible， and had a broad development prospects.

Key words： floating-beds cultivation； wild vegetables； eutrophication；purification

在水环境中，建立一个长期稳定的水质净化系统，保证循环养殖环境质量是发展水产养殖业的一个重要方面。池塘养殖是我国水产养殖的主要方式，而养殖池塘的生态环境相当复杂。在养殖过程中，投饲、鱼类排泄、生物残骸及分解产生的氮磷等化合物和蛋白质等都会引起池塘的富营养化，造成养殖池塘环境的恶化。利用植物来净化湖泊富营养化水体及污水处理的工作已开展多年[1-8]，并取得了很好的效果，但是在养殖池塘利用浮床栽培技术，栽种适应性强的野生蔬菜来净化水质方面的应用研究还不多。本研究选择适合湖南栽培的野生蔬菜（富贵菜、人参菜、紫背菜、豆瓣菜、水芹菜等）作为研究材料， 研究其在养殖池塘浮床水湿生境条件下， 对水质的净化作用。

1 材料和方法

1.1 水培载体浮床的构建

采用100 cm×100 cm×5 cm 的聚苯乙烯泡沫板， 按间距20 cm、孔径 12cm 打孔， 用于栽种植物。先用清水将预培养好的植株根系清洗干净， 再移栽到试验浮床泡沫板载体上， 在植株茎基部包裹适量海绵， 将栽培好植物的泡沫板放入受试水体， 用竹片和软绳连接起来。浮床整体组装完成后， 四周固定， 水培载体浮床即构建完成[9]。

1.2 试验养殖池塘水体环境

试验在湖南省望城卓柱生态农业公司内的一个养殖池塘内进行。池塘面积约1 000 m2， 平均水深约1.50 m， 试验前测定的水体主要水质指标如表1所示， 参照GB3838—2002[10] 。

1.3 试验材料

富贵菜、人参菜、紫背菜、豆瓣菜、水芹菜等均采自湖南省农业科学院蔬菜基地。

1.4 试验方法和测定方法

选取大小均一、长10 cm左右的幼苗枝条，基部剪成45°，斜面浸入700 mg·L-1的NAA溶液中30 s，定植于日本园式配方营养液（1/2剂量）的塑料桶中进行预培养生根，塑料桶外壁涂1层黑色油漆。待植株生根成活并长出4～6片新叶后，再选取长势基本一致的植物苗定植于浮床，浮床栽培总面积为100 m2。试验期间不施肥料， 植物营养完全来源于水体。

试验从2011年5月16日开始，每7 d取一次水样，共测水样5次。测定池塘当中的TN、NH3-N、TP、COD、pH值。蔬菜采收时检测蔬菜营养品质及重金属Cu、Pb、Cd、Zn的含量，同时判定浮床无土栽培蔬菜是否符合无公害标准。

水样TN的测定采用碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法（GB11894—89）；水样中NH3-N采用纳氏试剂光度法（GB7479—87）测定；水样TP的测定采用钼酸铵分光光度法（GB11893一89）；水样中COD的测定采用重铬酸盐法（GB11914—89）；酸碱度采用pH计（ HANNA，HI98127） 测定。重金属含量采用ICP-MS测定[11]。

2 结果与分析

2.1 野生蔬菜的生长状况

在整个试验过程中，供试的5种野生蔬菜均对富营养化水体的环境条件有较强的适应性，在富营养化水体中都可以正常生长（表2）。

2.2 供试蔬菜对富营养化水质的净化能力

2.2.1 供试蔬菜对养殖池塘水体中TN、NH3-N的去除效果 水中TN含量变化如图1所示。野生蔬菜对水体中TN的总去除率为72.4%，5次测定去除率分别为10.2%，38.5%，61.4%，70.1%，72.4%。对TN的去除率随着时间变化的方程为：

y = -0.254 7x + 10.855 （R2 = 0.933 9）。

水中NH3-N的含量变化如图2所示，野生蔬菜对水体中NH3-N的总去除率为64.0%，5次测定去除率分别为9.0%，38.8%，56.1%，60.4%，64.0%。对NH3-N的去除率随着时间变化的方程为：

y =-0.188 2 x + 9.105 2 （R2 = 0.910 1）

从图1、图2可以看出，种植5种野生蔬菜的养殖池塘中，TN、NH3-N含量显著下降，其中，在野生蔬菜生长旺盛期对TN、NH3-N去除效果明显。

2.2.2 供试蔬菜对养殖池塘水体中TP的去除效果 水中TP的含量变化如图3所示，野生蔬菜对水体中TP的总去除率为34.9%，5次测定去除率分别为3.5%，14.0%，25.6%，32.6%，34.9%。对TP的去除率随着时间变化的方程为：

y = -0.009 6 x + 0.869 5 （R2 = 0.965 8）

从图3可以看出，种植5种野生蔬菜的养殖池塘中，TP含量有明显下降趋势。由此可见，野生蔬菜在生长过程中能很好地吸收富营养化水体中的氮磷等营养物质。

2.2.3 供试蔬菜对养殖池塘水体化学耗氧量的影响 水体化学耗氧量变化如图4所示，随着野生蔬菜的生长，水体中化学耗氧量5次测定去除率分别为2.2%，11.9%，17.3%，24.7%，26.6%。对COD的去除率随着时间变化的方程为：

y = -0.366 5 x + 44.052（R2 =0.971 2）

从图4可以看出，种植5种野生蔬菜的养殖池塘中，化学耗氧量有下降趋势。由此可见，野生蔬菜在生长过程中对水体中COD的去除有一定的作用。

本试验中，pH值变化不大，相比栽培前略微降低了，由原来的6.9降至6.5。总氮、总磷、氨氮、化学需氧量4个参数的比较说明，野生蔬菜生长对富营养化水体有净化作用，且效果相对明显。本次试验栽培面积仅为养殖池塘水面的十分之一，随着栽培面积的扩大，净化效果应该会更加好。

2.2.4 蔬菜品质安全分析 浮床栽培的野菜其重金属含量测定结果见表3。野生蔬菜在栽培过程中对富营养化水体中的重金属有一定的吸收作用，但吸收量很小，在本试验的研究条件下，野生蔬菜完全符合WHO&FAO允许食用标准，可以食用。

3 结论与讨论

在本试验中，养殖水体中的总氮、总磷、氨氮等物质含量的变化规律均呈现降低的趋势，在降低过程中总体呈现先慢后快再变缓的趋势，在第2、3周中，各指标的降低速度较快，而在最后一周中各指标的含量则变化不大。产生该动态变化规律的原因可能主要与植物生长状态有关。野生蔬菜在浮床种植初期还存在一定的适应性，生长较缓慢，但随着植物的生长量逐渐增加，对于水体净化效果也越来越明显。在生长后期，植物的生长量放缓，对于水体的净化能力也逐渐减缓，因而在整个过程中会出现先缓后快再缓的过程。

栽培面积只占整个水面的十分之一，随着栽培面积的扩大，净化效果应该会更加好。研究表明，浮床栽培野生蔬菜对养殖池塘富营养化具有较为明显的改善作用，尤其在野生蔬菜生长旺盛期对水体的TN、TP等有较好的去除作用，对养殖池塘的水体有很好的净化作用。同时，野生蔬菜作为蔬菜市场上的特色蔬菜，其经济效益相当可观，具有广阔的发展前景。

参考文献：

[1] 李文祥，李为，林明利，等. 浮床水蕹菜对养殖水体中营养物的去除效果研究[J].环境科学学报，2011，31（8）：1 670-1 675.

[2] 周念.几种常见野生蔬菜的生态功能利用研究进展[J].广东农业科学，2012，15：42-45.

[3] 宋超.刘盼，朱华，等.水芹对富营养化水体的净化效果研究[J].水生态学杂志，2011，32（3）：145-148.

[4] 姚朋，张媛.太湖水域富营养化之生态恢复初探[J].山西农业科学，2008（12）：135-136.

[5] 由文辉.水生经济植物净化受污染水体研究[J].华东师范大学学报：自然科学版，2000（1）：99-102.

[6] 常会庆，徐晓峰，王世华，等.几种植物对城市尾水中重金属的去除效果研究[J].河南农业科学，2012（10）：89-93.

[7] 高军侠，党宏斌，姜灵彦，等.凤眼莲修复农村微污染小型水域研究[J].河南农业科学，2013（5）：82-85.

[8] 邴旭文，陈家长. 浮床无土栽培植物控制池塘富营养化水质[J].湛江海洋大学学报，2001，21（3）：29-33.

[9] 许桂芳.浮床栽培十种观赏植物在富营养化水体中的适应性研究[J].北方园艺，2010（9）：94-95.

篇8

【关键词】COD；分析采样精确度；代表性

1 COD的危害

COD是一种常用的评价水体污染程度的综合性指标。它是英文chemical oxygen demand的缩写，中文名称为“化学需氧量”或“化学耗氧量”，是指利用化学氧化剂（如重铬酸钾）将水中的还原性物质（如有机物）氧化分解所消耗的氧量。它反映了水体受到还原性物质污染的程度。由于有机物是水体中最常见的还原性物质，因此，COD在一定程度上反映了水体受到有机物污染的程度。COD越高，表明水体中还原性物质（如有机物）含量越高，而还原性物质可降低水体中溶解氧的含量，导致水生生物缺氧以至死亡，水质腐败变臭。另外，苯、苯酚等有机物还具有较强的毒性，会对水生生物和人体造成直接伤害。因此，我国将COD作为重点控制的水污染物指标。

对于COD的测定，随着测定水样中还原性物质及分析方法不同，其测定值也不相同。而在水样的采集过程中，由于操作不规范所产生的误差，远远超过分析室分析的误差，因此，如何提高COD分析结果的精确度是本文要研究的问题。

2 合理选用分析方法，适当调整溶液浓度

2.1 COD测定系基于氧化反应，测定结果受反应条件的影响

目前，在分析室对COD的测定中，常用的方法有酸性高锰酸钾氧化法和重铬酸钾氧化法及快速消解法，酸性高锰酸钾氧化法操作简便，但氧化率比较低，一般为50%-60%，在测定水样中有机物含量的相对值时可以采用，重铬酸钾氧化法操作繁琐费时，但再现性好，氧化率一般可以达到80%-90%，适用于测定水样中有机物含量总量，也适用于测定各种污染水体。因此，在水质监测中选用此法，会取得令人满意的结果，

2.2 运用重铬酸钾氧化法分析COD，比较标准的作法

重铬酸钾的浓度一般为0.25moL/L，在样品测定时的加入量为10.00mL，水样量为20.00mL，当水样的COD浓度较高时，一般采用少取样品或稀释样品的方法来满足以上条件对分析的限制。但对于受到严重污染且COD浓度很大的水样来讲，无论是少取样品还是稀释水样，都不能保证所取样品有足够的代表性，这时，应适当调整重铬酸钾标准溶液的浓度或加入量，以提高充分的氧化剂，对于一些污染较轻，COD浓度较小的水样，即使取样量提高到50.00mL，加入10.00浓度为0.25moL/L重铬酸钾标准时，仍显的过大，此时，应适当调低重铬酸钾标准溶液浓度或加入量，以使反应后样液中剩余的重铬酸钾适量，实验发现，当重铬酸钾浓度降低到0.025moL/L时，分析滴定终点不易观察，色变不显著，所以，对于COD含量在100mg/L以下的水样，建议用浓度为0.05moL/L重铬酸钾标准溶液，对于COD含量在1000mg/L以上的水样，用浓度为0.5moL/L的重铬酸钾标准溶液，适当调整加入量使最后样品的滴定体积与滴定空白体积有显著的差减量。

2.3 调整滴定液硫酸亚铁铵标准溶液浓度

硫酸亚铁铵浓度计算公式如下：

C〔（NH4）2 Fe（so4）2〕=0.250×10.00/V〔（NH4）2Fe（so4）2〕

当硫酸亚铁铵浓度为0.1moL/L时，10.00 mL、0.25moL/L的重铬酸钾一点都不被消耗，需滴定硫酸亚铁铵的体积为25.00 mL，当重铬酸钾被样品中的还原性物质消耗一半时，最后硫酸亚铁铵的滴定体积为12.50 mL，从减少分析滴定误差的角度来看，应使滴定体积在20-50 mL为佳，因此建议将硫酸亚铁铵浓度调整为稍大于0.051moL/L（若小于0.05moL/L空白消耗硫酸亚铁铵的体积将大于滴定管的容积50.00 mL，起始点和终点就要读数两次将加大分析误差），一般以0.055moL/L为宜，这样使滴定空白的体积控制在45 mL左右，使样品的消耗体积与滴定体积较为适应。

COD的计算公式：

CODcr：（Vo-V1）×C×8×1000/V

式中C―硫酸亚铁铵标准溶液浓度moL/L

V―水样体积mL

Vo―滴定空白时硫酸亚铁铵标准溶液的用量mL

V1―滴定水样时硫酸亚铁铵标准溶液的用量mL

8―氧（1/2）摩尔质量8/moL

C×8×1000/V相当于硫酸亚铁铵对O2的滴定度TO2

（NH4）2Fe（so4）2，即T= C×8×1000/V、当V=30mL、C=0.1moL/L时，

T=0.1×8×1000/30=40mg/mL

当C=0.05 moL/L时，T=0.05×8×1000/20=20mg/mL

可见，当C减小时，T也减小，可以减小滴定误差，对提高测定的标准度较为有利。

当C=0.04moL/L、V=50mL时T=（0.04×8×1000）/50=6.4 mg/mL

如此小的滴定度，滴定误差自然很小。

3 准确采集水样，保证分析样品的代表性

水样采集是水质监测工作中的重要环节之一，水样采集的准确与否直接关系到水质监测成果的质量，在采集COD水样样品时，有以下两点值得重视和改进。

（1）在分析室采集样品时，样量大小对分析结果至关重要，因此，样量的多少应以满足分析条件的控制盒样品有足够的代表性为宜。一般情况下，取样量不能太小，如果取样量太小，所取原水样中，某种导致高耗氧的颗粒因分析不均匀很可能移取不上，这样测出的COD结果与实际水质的需氧量会相差很大，在分析室对同一样品采用5.00mL、10.00mL、20.00mL、50.00mL取样量做同等条件的测定实验，发现取5.00mL水样测定的COD结果与实际偏差较大，统计数据的规律性很差，取10.00mL、20.00mL水样测定结果规律性则大有改善50.00mL水样的COD结果规律性很好。所以对于COD含量大于1000mg/L以上浓度较大的水样，在测定时，不能采用减少样品量的方法去满足测定中重铬酸钾加入量及滴定液浓度的要求，应以如前所述及到的方法去调整重铬酸钾标准溶液的浓度，这样测定的数据才更准确。

篇9

分析化学是提供物质中元素或化合物组成和含量的科学和技术，通过测量与待测组分有关的某种化学和物理性质获得物质的定性和定量结果。原子能、半导体、微电子器件等新型材料科学和环境科学、生物科学等新兴学科的发展，一方面对分析化学提出了更高的要求，另一方面也促进了分析化学的发展。化学家们开始利用经典分析化学方法中没有运用的现象，如测定被测物质的电导、电位、光的吸收或发射、质荷比、荧光等性质来解决无机化学、有机化学和生物化学中的分析问题。

随着微电子和计算机技术的广泛应用，以及科学领域新成就的不断引入，作为分析化学重要组成部分的仪器分析，由以化学分析为主的经典分析化学发展为以仪器分析为主的现代分析化学。它不仅能提供物质的组成和含量信息，而且成为强有力的科学研究手段。

仪器分析与经典分析方法相比较，具有重现性好、灵敏度高、分析速度快、试样用量少、检出限低等特点。仪器分析方法一般分为光学分析法、电化学分析法、热分析法、放射化学分析法和分离方法。

光学分析法是基于检测能量与待测物质作用后产生的辐射信号或所引起的变化的分析方法。根据物质与辐射能作用时有没有能级跃迁可将光学分析法分为光谱法和非光谱法。根据能量作用的对象不同又分为原子光谱和分子光谱。

电化学分析法是根据物质在溶液中的电学及电化学性质，如电位、电荷、电流、电阻等电信号及其变化来测定物质的组分含量的分析方法。如电导仪用来测定水的电导率，pH计或离子计测定水样的氢离子或其他离子浓度，利用滴定终点时溶液的电位突跃指示滴定终点的电位滴定法等。

热分析法是测定某些性质，如质量、体积、热导或反应热与温度之间的动态关系。它可用于成分分析和热力学分析、化学反应机理方面的研究。

放射化学分析法是利用核衰变过程中所产生的放射性辐射来进行分析的方法。如将放射性同位素作为示踪原子用于污染物的迁移转化研究。

分离方法是利用仪器方法(如色谱法、电泳法)来分离和分析那些在结构、性质上十分相近的化合物，主要基于色谱法和电泳技术。水样中结构、性质相近的组分通过色谱分离后，可根据需要分别定性和定量测定各组分的性质，如热导、电导、对紫外和红外辐射的吸收、荧光等。将色谱法与各种现代仪器方法联用是解决复杂物质的分离和分析问题的最有效手段，也是仪器分析的一个重要发展方向。

2 分析仪器

分析仪器的作用是把通常不能被人直接检测和理解的信号转变成可以被人检测和理解的形式。因此分析仪器是被研究体系和科学工作者之间的通信工具。

不同的分析方法对应不同的分析仪器，不管它们的复杂程度如何，分析仪器一般包括四个基本组件：信号发生器、输入换能器或检测器、信号处理器和输出换能器或读出装置。

信号发生器的作用是从试样组分产生分析信号，它可以是试样本身，但是在许多仪器中，信号发生器都比较复杂，如紫外分光光度计的信号发生器，除了试样以外，还有紫外辐射源、单色器、光速切光器等；检验器是将一种类型的信号转变成另一种类型信号的器件，如在分光光度计中的光电管，是将光能转变成电能的器件；信号处理器是将从检测器出来的信号进行加工，例如对电信号进行放大、衰减、积分、微分、相加等，也可通过整流使其变为直流信号，或将其转变成交流信号；读出器件是将从处理器出来的放大信号转变成一种可以被人读出的信号，它的形式有表头、记录仪、示波器、指针或标尺和数字器件等。

3 仪器分析在水质分析中的应用

随着科学技术的进步，现代化手段在水质监测分析中得到了广泛应用。分析方法从分光光度法、电位法发展到原子吸收法、原子荧光光谱法、气相色谱法和液相色谱法等；手动和半自动实验方法、分析仪器也正逐步被计算机控制技术与网络通信技术融合的在线或自动分析检测所代替。现代分析仪器为水质分析检测和科学研究提供了强有力的手段，目前水质分析呈现出向仪器分析方向发展的趋势。

除常规分析仪器应用于水质分析外，为满足水质分析项目的特殊需要，一些水质专用测量仪器也相继出现。主要有以下几种。

1）浊度仪：利用光透过法、光散射法等测定水样混浊程度的仪器；

2）油分测定仪：利用红外吸收法、浊度法、紫外吸收法或荧光法原理开发的专用于油分测定的仪器；

3）测汞仪：以原子荧光法和冷原子吸收法为测定原理，专用于测量汞元素的仪器；

4）生化需氧量(BOD)测定仪：用测压式和生物膜电极测量水样中氧的消耗量的仪器；

5）化学需氧量(COD)测定仪：根据COD的化学测量方法，利用分光光度法检测分；

6）总需氧量(TOD)测定仪：将一定体积的待测水样连同含有已知浓度氧的载气一起通人燃烧管中，在高温、催化的条件下进行燃烧，消耗了载气中的部分氧，使氧的浓度降低，再用氧气检测器测出剩余的氧浓度，然后将该浓度与已知浓度的标准液耗氧量进行比较，求出TOD值。

另外，在水样预处理中，固相萃取器、微波消解器、超声波清洗器等也得到广泛应用。可以看到仪器分析方法在水质分析中得到了广泛的应用。

参考文献

篇10

（行唐县水产技术推广站，河北 石家庄 050600）

养殖水体的优劣对鱼类生存、生长起着关键性作用。掌握和了解养殖水体水质变化的特点以及水质与鱼类生长的关系，就能很好地控制水质变化，保持优良的水质，为鱼类生长创造一个舒适的生存水体环境。做到健康养殖，减少病害，提高生产效益，提升产品质量。

1养殖水体环境主要构成

鱼类养殖水体不仅有适宜鱼类生活的生物和非生物因子，还有对鱼类生活有害的生化物质。判断养殖水体优劣的主要几项指标包括：水温、溶氧量、酸碱度、氨氮、水色、水透明度、亚硝酸盐、硫化氢等。

1.1水温

鱼在水中，随着水温的变化自行调节身体机能，鱼的体温与水环境温度差异应不超出0.5～1℃。水温的变化对鱼生长生有直接的影响，水温升高，鱼的新陈代谢旺盛，反之则下降。因此在养殖生产中要依据水温状况变化及时增减投饵量，进行科学合理的投饵和管理。但是各种鱼类对水温的适应性有所不同，热带鱼类，水温应控制在15～36℃间，最适宜水温是22～28℃；冷水鱼比较耐低温，但是水温高时就受到影响，应控制在0～22℃，最适宜水温12～18℃。在北方养殖的鱼类7-9月份的水温是最适宜鱼类生长的时期，在这一时期的鱼类生长最快。

1.2溶解氧

溶解氧是鱼生存的根本，水体溶氧量要求在5～8 mg/L之间，经资料查证低于1.6 mg/L时鱼吃食量减少，低于1.2 mg/L时出现严重缺氧反应，呼吸加快浮头出现。0.8 mg/L以下使鱼窒息死亡，但是鱼类品种不同临界点有所差异。溶解氧的高低还直接影响水体容纳生物的密度，因此保持水体高指标溶解氧是提高养殖鱼类生产效益的重要保障。水体溶氧的来源主要是浮游植物光合作用产生的氧、水面直接与空气接触溶于水中的氧和人为的增氧，如使用增氧机。一般静水封闭型水体养殖鱼类，溶解氧主要是浮游植物的光合作用增氧。水体耗氧主要是生物作用的耗氧，如鱼类、浮游动物呼吸等；有机物分解耗氧，如水生生物代谢物、生物尸体、残饵等。水底有机物沉积越多，水温高的情况下耗氧量会加快加大。一般耗氧率与鱼的种类、体重、活动水平以及水体各方面环境因素有关。在正常范围值内，水体含氧量越高，鱼类摄食越旺，生长越快。水体的溶氧量不能以不浮头不死鱼为标准，必须根据鱼的种类把溶解氧提高到最适范围。对于溶解氧不足的情况应从提高溶氧量和降低耗氧量同时解决。养殖水体溶解氧低的原因主要是池塘中有机质过多，浮游动物大量繁殖，水体负载量过大水体清瘦缺肥，浮游植物偏少等因素。

1.3水色和透明度

水色和透明度是水体中浮游生物种群数量的具体表现，以藻相表现茶褐色、油绿色、绿褐色、红褐色为好，一般浮游植物量均在20 mg/L以上，浮游动物量在15 mg/L以上。透明度是鉴别水体生物、有机物多寡的标志，水体透明度大小直接影响浮游植物的光合作用和反映水质的肥瘦度。养殖水体透明度应在25 cm上下为宜，透明度大、水体大量生长丝状藻类，主要原因是水瘦引起；水色发暗或暗绿色为鱼类不能很好利用的裸藻类引起。如果水体混浊透明度低，主要为水体悬浮物过多引起，则应施洒生石灰进行降解，保持水体的肥活嫩爽。不良水色以藻相主要分为酱油色水、灰褐色水、暗绿色水、白浊水、黄色水、土黄色水、红色水、澄清水、发光水、土皮色水，不好的水普遍表现为：溶解氧低，各类化学因子超标，鱼摄食不旺盛，生长缓慢容易发病。改善水色的措施最好使用微生物制剂针对性地进行水质调控。

1.4pH值

鱼类对pH值忍受范围在5～9之间，以7～8之间值为最好。pH值通常随着日出逐渐上升，下午达到最大值，接着开始持续下降，直至翌日日出前降到最小值，如此反复进行。日正常变化范围为1~2，水体pH值过高过低或变化幅度过大都会影响水生生物生长。pH值过低下降幅度过大通常是水质变坏、溶解氧降低、硫化物等综合有害物质的体现。pH值过低下降过快直接造成鱼血液载氧量能力降低，也会降低水体中磷酸盐的溶解度，导致浮游植物繁殖减弱，有机物分解速度降低，在酸性的水体中鱼类容易感染寄生虫病。pH值变化主要与硬度和碱度有关，一般硬度高水体pH值较稳定，硬度低水体pH值变化大。提高pH值的主要措施有排掉老水，注入新水反复1~2次；泼洒生石灰，调节水体酸碱度；充分提高溶氧量，控制有害物质生产和及时进行新藻相培育。降低pH值的主要措施有多施有机肥，以肥调碱或以滑石粉1.5～2.5 g/m3全池泼洒。pH值下降过快或过低可应急使用小苏打稀释后进行少量多次均匀泼洒，并及时测定pH值确定效果；pH值过高或上升过快会造成水体氨氮转化为分子氨毒性增加，pH值高的水体容易形成蓝绿藻水华，过高pH值水体也会导致营养物质和能量循环减弱。pH值过高或上升太快，可应急使用醋酸适量泼洒，以中和pH值防止碱中毒或氨中毒。

1.5氨氮

正常养殖水体氨氮一般在0.2 mg/L以下，过高会影响鱼类的摄食或造成中毒甚至死亡。养殖水体氨氮过高通常是由于投饵量过大、水产动物排泄物的积累、过高的养殖密度以及过度施肥造成的。要注意养殖初期严格进行水体底部清淤消毒处理，减少氮存量；控制好有机肥的使用量；综合考虑水体承载力，控制好养殖密度；养殖中后期定期使用微生物制剂进行降解有机物调水。

1.6亚硝酸盐

正常养殖水体亚硝酸盐一般以不超过0.1 mg/L为宜，超过就会造成鱼类长期处在应急性慢性中毒中，鱼类摄食量降低，鳃组织受到侵害，呼吸困难反应迟钝，严重时会有鱼类爆发性死亡。一般投饵养殖水体到养殖中后期普遍存在亚硝酸盐偏高现象，与养殖中后期投饵量增加有关。要注意针对性地提高水体溶解氧含量，保持稳定的pH值，使用微生物制剂如芽孢杆菌、硝化细菌、光合细菌等活菌制剂加快亚硝酸盐的分解转化。

1.7硫化氢

硫化氢是水体缺氧条件下产生的矿化产物，由于水体缺氧出现无氧分解而产生。养殖水体中硫化氢来源主要是残饵、水生动物尸体和淤泥等由厌氧微生物分解而成，对鱼类有较强的毒性，在养殖水体中严格控制在0.1 mg/L以下。

2水质主要改善措施

2.1注排水

注排水是改善水质的最有效最直接的方法，注水能快速增加溶氧量。养殖水体达到不可调控时，最好的方法就是排掉底层水，加注含氧量足、无污染的新水。排水要注意水位的下限，以不影响鱼的活动和缺氧为好，排水达到预期水位时，要马上进行注水。一般当水质变混，透明度在25 cm以下时，应判断水质变坏，及时加注新水。

2.2定期使用生石灰

生石灰可澄清水质，提高水的总硬度。而且生石灰遇水转化为碳酸钙。碳酸钙能使水底部淤泥成疏松结构，改善水底的通气条件，生石灰还有中和酸性、稳定水体的pH值的作用。

2.3增加水体含氧量

控制好鱼类以外的耗氧生物存量，培育水体优质的浮游植物存量，增强光合作用。对水底部有机质物质进行清除，有条件的养殖水体晴天时开动增氧机，使水体上下层水进行交换，促进水体底部有机物的转化，降低水体夜间耗氧量。

2.4施用微生态制剂

微生态制剂可有效改善水中氨氮和亚硝酸盐含量，净化水体，防治疾病，促进鱼类生长。

2.5清塘