第二章水化学综合指标.
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水环境质量评价水环境一直是全球关注的焦点,水质的好坏直接影响着人们的生活和健康。
为了保护水资源,评价水环境质量成为一项重要的工作。
本文将就水环境质量评价的定义、评价指标以及评价方法进行探讨。
一、水环境质量评价的定义水环境质量评价是指根据一定的评价指标和方法,对水体中的水质进行定性或定量的评定,以确定水体的污染状况以及是否符合规定的水质标准。
水环境质量评价是保护水资源、改善水环境、推动可持续发展的重要手段。
二、水环境质量评价的指标水环境质量评价的指标主要包括生化指标、物理指标和化学指标。
1. 生化指标生化指标主要研究水体中的生物群落结构和生态平衡状况,常用的生化指标包括溶解氧、生物化学需氧量(BOD)、化学需氧量(COD)、氨氮、总氮、总磷等。
这些指标可以反映水体中的有机物含量、富营养化状况以及水生生物的生态环境。
2. 物理指标物理指标主要研究水体的物理性质和流动特性,常用的物理指标包括水温、透明度、悬浮物浓度、水体流速等。
这些指标可以反映水体的流动状况、沉积物的悬浮状况以及水体的热量分布等。
3. 化学指标化学指标主要研究水体中的化学物质含量和组成,常用的化学指标包括pH值、溶解盐度、重金属含量、有机污染物含量等。
这些指标可以反映水体的酸碱度、盐度、污染物浓度等信息。
三、水环境质量评价的方法水环境质量评价的方法多种多样,常用的方法包括定性评价和定量评价。
1. 定性评价定性评价是根据水环境质量的基本要求和评价指标,通过观察和判断水体的水质特征来评价水质。
定性评价主要依靠人工采样和实地观察,结合现场调查和经验判断进行评价,缺点是主观性较强。
2. 定量评价定量评价是通过采集水样,运用各种分析仪器对水样中的指标进行分析,然后根据标准和评价方法,对水体的水质进行定量评价。
定量评价方法更加客观和准确,但需要较为专业的技术和设备支持。
四、水环境质量评价的意义水环境质量评价对于保护水资源、维护生态平衡、促进可持续发展具有重要意义。
第一章:1.水分析化学:研究水及其杂质、污染物的组成、性质、含量和它们的分析方法一门学科。
作用:在水环境污染治理与水资源规划、评价中起着“眼睛”和“哨兵”的作用。
其基本要求为掌握四大滴定方法(酸碱、络合、沉淀和氧化还原滴定法)和主要的仪器分析方法(吸收光谱法、电位分析法、原子吸收法及色谱法等)的基本原理、基本理论、基本知识、基本概念和基本技能,掌握水质分析的基本操作,培养严谨的科学态度,树立准确“量”的理念,具备数据处理能力、选择分析方法、拟订实验方案的能力。
2.水质分析方法的分类按分析方法的原理和手段分:A.化学分析法(常量组分):以化学反为基础的分析方法,将水中被分析物质与已知成分、性质和含量的物质发生化学反应,产生具有特殊性质的新物质,由此确定被测物质的存在以及组成成分、性质和含量。
a.重量分析法:是通过化学反应及一系列操作步骤使试样中的待测组分转化为另一种化学组成恒定的化合物,再称量该化合物的质量,从而计算出待测组分的含量。
分离方法有:沉淀、气化、萃取、电解等。
b.滴定分析法(容量分析法):将一已知准确浓度的试剂溶液和被分析物质的组分定量反应完全,根据反应完全时消耗试剂溶液的浓度和用量,计算出被分析物质的含量方法。
包括酸碱滴定法、沉淀滴定法、络合滴定法和氧化还原滴定法四种。
滴定分析法要求:反应完全,反应速度快,无副反应,有适当的方法确定化学计量点。
B.仪器分析法:用仪器测定被测物质的物理或物理化学性质,以确定水样的组成和性质的方法。
包括光分析法、电化学分析法、色谱法、质谱、电子能谱、活化分析等3.分析方法的选择原则是:方法成熟、准确;操作简便、成本低抗干扰能力强所用试剂毒性小4.水质指标中水中杂质分类:5.水质指标分类:物理指标:不涉及化学反应,参数测定后水样不发生变化,包括水温、臭味和臭阈值、颜色和色度、浊度、残渣、电导率、紫外光吸光度值、氧化还原电位。
微生物指标:主要有细菌总数、总大肠杆菌群、游离性余氯和二氧化氯。
老:水质分析结果用各种形式的指标值及化学表达式来表示:1、离子含量指标溶解于地下水中的盐类,以各种阴、阳离子形式存在,其含量一般以mmol/L 〔毫摩尔/升〕、mg/L〔毫克/升〕、me/L〔毫克当量/升〕表示。
海水中的主要离子以单位ml/L〔摩尔/升〕、g/L〔克/升〕表示。
超微量元素的离子以,其单位以mg/L〔毫克/升〕表示。
2、分子含量指标溶解于地下水的气体和胶体物质,如CO2、SiO2,其含量一般用单位mmol/L、mg/L表示。
3、综合指标氢离子浓度〔pH值〕、酸碱度、硬度、矿化度四项指标,集中地表示了地下水的化学性质。
⑴pH值:pH=﹣㏒[H+],pH值反映了地下水的酸碱性,由酸、碱和盐的水解因素所决定。
pH值与电极电位存在一定的关系,影响地下水化学元素的迁移强度,是进行水化学平衡计算和审核水质分析结果的重要参数。
⑵酸度和碱度:酸度是指强碱滴定水样中的酸至一定pH值的碱量,地下水中酸度的形成主要是未结合的CO2、无机酸、强酸弱碱盐及有机酸。
碱度是指强酸滴定水样中的碱至一定pH值的酸量,地下水碱度的形成主要是氢氧化物、硫化物、氨、硝酸盐、无机和有机弱酸盐以及有机碱。
酸碱度一般表示单位有mmol/L、me/L表示。
⑶硬度:水中硬度取决于水中钙、镁和其它金属离子〔碱金属除外〕的含量。
总硬度:地下水中钙镁的重碳酸盐、氯化物、硫酸盐和硝酸盐的总含量。
暂时硬度〔碳酸盐硬度〕:水煮沸后呈碳酸盐形态的析出量。
永久硬度〔非碳酸盐硬度〕:水煮沸后,留于水中的钙盐和镁盐的含量。
负硬度〔钠钾硬度〕:地下水中碱金属钾钠的碳酸盐、重碳酸盐和氢氧化物的含量。
总硬度=暂时硬度+永久硬度=碳酸盐硬度+非碳酸盐硬度 负硬度〔钠钾硬度〕=总碱度-总硬度〔总硬度>总碱度〕 硬度一般以单位mmol/L 、mg/L 、me/L 、H°〔德国度〕表示.⑷矿化度:地下水含离子、分子及化合物的总量称为矿化度,或称总矿化度。
老:水质分析结果用各种形式的指标值及化学表达式来表示:1、离子含量指标溶解于地下水中的盐类,以各种阴、阳离子形式存在,其含量一般以mmol/L (毫摩尔/升)、mg/L(毫克/升)、me/L(毫克当量/升)表示。
海水中的主要离子以单位ml/L(摩尔/升)、g/L(克/升)表示。
超微量元素的离子以,其单位以mg/L(毫克/升)表示。
2、分子含量指标溶解于地下水的气体和胶体物质,如CO2、SiO2,其含量一般用单位mmol/L、mg/L表示。
3、综合指标氢离子浓度(pH值)、酸碱度、硬度、矿化度四项指标,集中地表示了地下水的化学性质。
⑴pH值:pH=﹣㏒[H+],pH值反映了地下水的酸碱性,由酸、碱和盐的水解因素所决定。
pH值与电极电位存在一定的关系,影响地下水化学元素的迁移强度,是进行水化学平衡计算和审核水质分析结果的重要参数。
⑵酸度和碱度:酸度是指强碱滴定水样中的酸至一定pH值的碱量,地下水中酸度的形成主要是未结合的CO2、无机酸、强酸弱碱盐及有机酸。
碱度是指强酸滴定水样中的碱至一定pH值的酸量,地下水碱度的形成主要是氢氧化物、硫化物、氨、硝酸盐、无机和有机弱酸盐以及有机碱。
酸碱度一般表示单位有mmol/L、me/L表示。
⑶硬度:水中硬度取决于水中钙、镁和其它金属离子(碱金属除外)的含量。
总硬度:地下水中钙镁的重碳酸盐、氯化物、硫酸盐和硝酸盐的总含量。
暂时硬度(碳酸盐硬度):水煮沸后呈碳酸盐形态的析出量。
永久硬度(非碳酸盐硬度):水煮沸后,留于水中的钙盐和镁盐的含量。
负硬度(钠钾硬度):地下水中碱金属钾钠的碳酸盐、重碳酸盐和氢氧化物的含量。
总硬度=暂时硬度+永久硬度=碳酸盐硬度+非碳酸盐硬度 负硬度(钠钾硬度)=总碱度-总硬度(总硬度>总碱度) 硬度一般以单位mmol/L 、mg/L 、me/L 、H°(德国度)表示.⑷矿化度:地下水含离子、分子及化合物的总量称为矿化度,或称总矿化度。
养殖水环境化学教学设计一、教学目标通过本次课程的学习,学生应能够:1.了解水环境化学的基本概念和原理;2.掌握养殖水体环境中水化学指标的检测和分析方法;3.了解如何根据检测结果对养殖水域的水质健康状况进行评估;4.学习如何根据理论分析和实验数据提出保护养殖水质健康的方案和措施。
二、教学内容第一章水环境化学基础1.水的化学性质2.水中溶解物的特征3.水中离子的化学计量学4.pH值的测定5.水的硬度分析第二章养殖水环境化学指标分析1.水温的测定2.溶解氧的测定3.pH值的测定4.总氮和总磷的测定5.化学需氧量的测定第三章养殖水体环境检测1.水样采集与处理2.常见水体污染物3.养殖场水体环境监测方案4.水体环境监测结果分析第四章养殖水体环境的保护和改善1.理论分析2.实验数据处理3.水体环境保护和改善策略三、教学方法本课程采用多种教学方法,包括:1.讲授:通过教师讲授,让学生了解水环境化学的基本概念和原理;2.实验:通过实验掌握养殖水体环境中水化学指标的检测和分析方法;3.案例分析:通过案例分析,让学生了解如何根据检测结果对养殖水域的水质健康状况进行评估;4.小组讨论:通过小组讨论,让学生学习如何根据理论分析和实验数据提出保护养殖水质健康的方案和措施。
四、考核方式本课程的考核方式包括:1.实验成绩(占总成绩的30%):主要考核学生掌握养殖水体环境中水化学指标的检测和分析能力。
2.报告成绩(占总成绩的30%):主要考核学生根据理论分析和实验数据提出的保护养殖水质健康的方案和措施。
3.考试成绩(占总成绩的40%):主要考核学生对水环境化学基本概念和原理的掌握程度。
水质分析中的常用指标水是生命之源,水质分析是评估水体质量的一项重要步骤。
通过分析水中的各种指标,可以了解水体的化学、物理和生物特性,判断水的纯度和适用性。
本文将介绍水质分析中的一些常用指标。
一、溶解氧溶解氧是水中氧气的溶解量,是评估水体中氧含量的重要指标。
水中溶解氧的含量直接影响水中生物的生存和繁衍。
一般来说,溶解氧浓度高的水体更适合生物生存。
二、pH值pH值是衡量水体酸碱性的指标,是评估水体生态环境和水质稳定性的重要参数。
水体的pH值对水生生物的生长、鱼类和其他水生动物的繁殖等具有重要影响。
pH值的不平衡可能导致水中生物种群的丧失。
三、浊度水的浊度是通过浊度仪测定的,是评估水体中悬浮物质、胶体和微生物数量和大小的指标。
高浊度水体通常含有更多的悬浮物质,浊度的增加可能导致水中光线透射性能降低,影响水下生物生长。
四、氨氮氨氮是水中无机氮的指标之一,主要来自污水和农业废水。
高浓度的氨氮会导致水体氧化还原电位的改变,使水体失去对有害细菌和寄生虫的抑制作用。
此外,氨氮还可导致水体中的氮沃野生生物产生毒性。
五、总氮和总磷总氮和总磷是评估水体营养状况的指标。
高浓度的总氮和总磷可能导致水体富营养化,促使藻类过度生长,形成水华,破坏水体生态平衡。
此外,总氮和总磷也会影响水体中有害细菌和寄生虫的生存。
六、化学需氧量(COD)和生化需氧量(BOD)COD和BOD是评估水体中有机污染物含量的指标。
COD表示水中有机物被氧化为无机物所需的氧量,而BOD表示在一定温度下,微生物氧化有机物所需的氧量。
高COD和BOD值常常表示水体受到有机废弃物的污染。
七、重金属重金属是水体中的一类有害物质,如铅、汞、镉等。
它们通常来自于工业废水、农业废水和城市污水。
高浓度的重金属会对水生生物造成直接或间接的伤害,甚至对人体健康造成潜在风险。
八、微生物指标微生物指标是评估水体中细菌和寄生虫污染程度的重要参数,如大肠杆菌、菌落总数、沙门氏菌等。
老:水质分析结果用各种形式的指标值及化学表达式来表示:1、离子含量指标溶解于地下水中的盐类,以各种阴、阳离子形式存在,其含量一般以mmol/L (毫摩尔/升)、mg/L(毫克/升)、me/L(毫克当量/升)表示。
海水中的主要离子以单位ml/L(摩尔/升)、g/L(克/升)表示。
超微量元素的离子以,其单位以mg/L(毫克/升)表示。
2、分子含量指标溶解于地下水的气体和胶体物质,如CO2、SiO2,其含量一般用单位mmol/L、mg/L表示。
3、综合指标氢离子浓度(pH值)、酸碱度、硬度、矿化度四项指标,集中地表示了地下水的化学性质。
⑴ pH值:pH=﹣㏒[H+], pH值反映了地下水的酸碱性,由酸、碱和盐的水解因素所决定。
pH值与电极电位存在一定的关系,影响地下水化学元素的迁移强度,是进行水化学平衡计算和审核水质分析结果的重要参数。
⑵酸度和碱度:酸度是指强碱滴定水样中的酸至一定pH值的碱量,地下水中酸度的形成主要是未结合的CO2、无机酸、强酸弱碱盐及有机酸。
碱度是指强酸滴定水样中的碱至一定pH值的酸量,地下水碱度的形成主要是氢氧化物、硫化物、氨、硝酸盐、无机和有机弱酸盐以及有机碱。
酸碱度一般表示单位有mmol/L、me/L表示。
⑶硬度:水中硬度取决于水中钙、镁和其它金属离子(碱金属除外)的含量。
总硬度:地下水中钙镁的重碳酸盐、氯化物、硫酸盐和硝酸盐的总含量。
暂时硬度(碳酸盐硬度):水煮沸后呈碳酸盐形态的析出量。
永久硬度(非碳酸盐硬度):水煮沸后,留于水中的钙盐和镁盐的含量。
负硬度(钠钾硬度):地下水中碱金属钾钠的碳酸盐、重碳酸盐和氢氧化物的含量。
总硬度=暂时硬度+永久硬度=碳酸盐硬度+非碳酸盐硬度 负硬度(钠钾硬度)=总碱度-总硬度(总硬度>总碱度) 硬度一般以单位mmol/L 、mg/L 、me/L 、H°(德国度)表示.⑷矿化度:地下水含离子、分子及化合物的总量称为矿化度,或称总矿化度。
水化学需氧量城市污水和工业废水是水体污染的主要污染源,工业废水常含有有毒有害物质,需进行特定的处理。
其中综合指标之一的化学需氧量(COD)就是反映了水中受还原性物质污染的程度。
1 实验目的1.1了解COD测定的方法和意义。
1.2学会回流装臵的安装和使用方法。
1.3复习第二章有机污染物综合指标的含义及测定方法。
2 实验药品和仪器2.1实验药品:0.25mol/L重铬酸钾标准溶液、0.185mol/L硫酸亚铁铵标准溶液、试亚铁灵指示液、硫酸-硫酸银溶液。
2.2实验仪器:500mL全玻璃回流装臵、加热装臵(电炉)、25mL或50mL酸式滴定管、锥形瓶、移液管、容量瓶等。
3 实验原理在水样中加入已知量的重铬酸钾溶液,并在强酸性介质下以硫酸银作催化剂,经沸腾回流后,以试亚铁灵作指示剂,用硫酸亚铁铵溶液滴定水样中未被还原的重铬酸钾,有消耗的硫酸亚铁铵的量换算成消耗的氧的质量浓度。
酸性重铬酸钾氧化性很强,可氧化大部分有机物,加入硫酸银做催化剂时,直链脂肪族化合物可完全被氧化,而芳香族有机物却不易被氧化,吡啶不被氧化,挥发性直链脂肪族化合物、苯等有机物存在于蒸气相,不能与氧化剂液体接触,氧化不明显。
氯离子能被重铬酸盐氧化,并且能与硫酸银作用产生沉淀,影响测定结果,故在回流前向水样中加入硫酸汞,使之成为络合物以消除干扰,氯离子含量高于2000mg/L的样品应先做定量稀释,使含量降低至2000mg/L以下,再进行测定。
用0.25mol/L浓度的重铬酸钾溶液可测定大于50mg/L的COD值,用0.025mol/L 浓度的重铬酸钾可测定5~50mg/L的COD值,但准确度较差。
4 实验注意事项4.1水样的氧化回流应该在通风橱内进行,以防氯气之类的有害气体妨碍操作人员的健康。
4.2在COD测定过程中产生的废液中,含有浓硫酸、重铬酸钾、硫酸汞,属于危险废物,应该作为危险废物专门处理,不得直接排往下水道中。
4.3由于方法的检出下限为10mg/L,在10~30mg/L间的COD测定一定要采用0.025mol/L的重铬酸钾溶液氧化,再用0.01mol/L的硫酸亚铁铵滴定,为了减少测定的相对标准偏差,建议加大试样的取样量,最好取50.0mL,平行测定也以三次以上为宜。
水化学类型表示方法老:水质分析结果用各种形式的指标值及化学表达式来表示:1、离子含量指标溶解于地下水中的盐类,以各种阴、阳离子形式存在,其含量一般以mmol/L (毫摩尔/升)、mg/L(毫克/升)、me/L(毫克当量/升)表示。
海水中的主要离子以单位ml/L(摩尔/升)、g/L(克/升)表示。
超微量元素的离子以,其单位以mg/L(毫克/升)表示。
2、分子含量指标溶解于地下水的气体和胶体物质,如CO2、SiO2,其含量一般用单位mmol/L、mg/L表示。
3、综合指标氢离子浓度(pH值)、酸碱度、硬度、矿化度四项指标,集中地表示了地下水的化学性质。
⑴ pH值:pH=﹣㏒[H+],pH值反映了地下水的酸碱性,由酸、碱和盐的水解因素所决定。
pH值与电极电位存在一定的关系,影响地下水化学元素的迁移强度,是进行水化学平衡计算和审核水质分析结果的重要参数。
⑵酸度和碱度:酸度是指强碱滴定水样中的酸至一定pH值的碱量,地下水中酸度的形成主要是未结合的CO2、无机酸、强酸弱碱盐及有机酸。
碱度是指强酸滴定水样中的碱至一定pH值的酸量,地下水碱度的形成主要是氢氧化物、硫化物、氨、硝酸盐、无机和有机弱酸盐以及有机碱。
酸碱度一般表示单位有mmol/L、me/L表示。
⑶硬度:水中硬度取决于水中钙、镁和其它金属离子(碱金属除外)的含量。
总硬度:地下水中钙镁的重碳酸盐、氯化物、硫酸盐和硝酸盐的总含量。
暂时硬度(碳酸盐硬度):水煮沸后呈碳酸盐形态的析出量。
永久硬度(非碳酸盐硬度):水煮沸后,留于水中的钙盐和镁盐的含量。
负硬度(钠钾硬度):地下水中碱金属钾钠的碳酸盐、重碳酸盐和氢氧化物的含量。
总硬度=暂时硬度+永久硬度=碳酸盐硬度+非碳酸盐硬度 负硬度(钠钾硬度)=总碱度-总硬度(总硬度>总碱度) 硬度一般以单位mmol/L 、mg/L 、me/L 、H°(德国度)表示.⑷矿化度:地下水含离子、分子及化合物的总量称为矿化度,或称总矿化度。
地下水质的综合指标在水质分析中,除了测定单个组分的含量外,往往还要测 定地下水的一些综合性指标,或者根据单项指标的分析结果对 地下水质的某些综合指标进行计算。
这些综合指标不仅可以反 映水的某些方面的性质,更多的则是反映了地下水质的综合性 质,现分别对其阐述如下: 1.pH值:pH值取决于水中所含H+的多少,H+含量愈高,pH值愈 低。
pH值是衡量水溶液酸碱性质的一个综合性物理化学指标, 它对化学元素在水溶液中的存在形式及地下水与围岩的相互作 用有着重要的影响。
水溶液的pH值受多种因素的制约,主要包括溶液的化学成 分、温度、压力(特别是CO2和H2S等气体的分压)等。
在水文 地球化学研究中,为了对水-岩相互作用的性质作出准确的评 价,同时也为了加深对一些水文地球化学作用的理解,常需要 对水溶液pH值的影响因素及其变化进行深入研究。
地下水质的综合指标天然水的pH值一般在7.2~8.5之间,当pH值过高或 过低时,则表示水有可能受到了污染。
地表水被有机物 污染时,由于有机物被氧化可产生大量的二氧化碳,可 使水的pH值大大地降低。
被工业废水污染的地表水和地 下水,其pH值也可发生明显而较大的变化。
我国生活饮用水卫生标准规定饮用水的pH值应在 6.5~8.5之间,pH值在此范围之内不会对人体健康产生 影响。
如水的pH值过高,将会导致水中溶解盐类的析 出,使水的感官形状恶化,而且还会降低氯化消毒的效 果。
当水的pH值过低时,则使水有较强的腐蚀作用,增 强了水对金属(铁、铅、铝等)的溶解。
2.氧化还原电位(Eh)氧化还原电位是表征水体氧化还原状态的一个综合性物 理化学指标,其单位为V或mV。
天然水体中的气体、无机物、 有机物和微生物共同组成了一个复杂的氧化还原动平衡体 系,氧化还原电位即是这种作用的表现和结果。
水体的氧化 还原条件对元素在其中的存在形态以及元素的迁移、富集和 分散有巨大的影响,有一些元素在氧化环境中有较强的迁移 能力,而另外一些元素则在还原条件下的水体中更容易迁移。