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天然水中的有机物一般是指腐植物质、水生物生命活动产物以及生活污水和工业废水的污染物等,其种类大约有6000多种。有机构的共同点是当进行生物氧化分解时,需要消耗水中的溶解氧,而在缺氧的条件下就会发生腐败发酵,恶化水质,破坏水体。水中有机物成分极其复杂,定性与定量都很困难。人们一般都是测定一些替代参数,代替有机物含量,原因就是如此。现将一些替代参数介绍如下。
(一)化学需氧量(COD)
利用需氧量来表示有机物多少的原理是基丁有机构具有可氧化的共性。化学需氧量(COD)是指在一定条件下,采用一定的强氧化剂处理水样时,在水样中有机物、亚硝酸盐、亚铁盐、硫化物等所消耗的该氧化剂的量,计算时折合为氧的质量浓度,简写代号为COD,单位用mg/LO2来表示。它是表示水中还原性物质多少的一个指标,也可以作为衡量水中有机物质含量多少的指标。化学需氧量越大,说明水体受有机物的污染越严重。
需氧量的大小与测定方法有很大关系,不同的测定方法对有机物氧化的程度不一样,所以,对需氧量的测定方法必须有严格的规定。常用的有高锰酸钾氧化法与重铬酸钾氧化法。如用重铬酸钾K 2Cr 2O7,作氧化剂,在强酸加热沸腾回流的条件下,以银离子作催化剂,可对水中80%一90%以上的有机物进行氧化,不能被完全氧化的是一些容易的、带苯环的有机物。但这种方法基本上能反映水中有机物的总量。如用高锰酸钾作氧化剂,只能氧化70%的一些比较容易氧化的有机物,并且有机物的种类不同,所得的结果也有很大差别。高锰酸钾法,氧化宰较低,但比较简单,在测定水样中有机物含量的相对比较值时,可以来用。重铬酸钾法,氧化率高,再现性好,适用于测定水样中有机物总量,它测得的值比用KMn04测得的值大。
(二)生化需氧量(BOD)
生化需氧量是指在有氧的条件下,水中有机物与无机物进行生物氧化时所消耗溶解氧的质量浓度。单位也用mg/LO2表示。构成有机体的有机物大多是碳水化合物、蛋白质和脂肪等,其组成元素是碳、氢、氧、氯等,因此不论有机物的种类如何,有氧分解的最终产物总是二氧化碳、水和硝酸盐。
生物氧化的整个过程一般可分为两个阶段,第一阶段主要是有机物被转化为无机二氧化碳、水和氨的过程;第二阶段主要是笛转化为亚硝酸盐和硝酸盐的过程。对于工业用水,因为氨已经是无机物,它的进一步氧化,对环境卫生的影响较小,所以,生化需氧量通常指第一阶段有机物氧化所需的氧量。
有机物的有氧分解是生化反应,反应速度一般比化学反 应慢,原因是除受到温度的影响外,还受时间的影响,所以 在测定生化需氧量时,规定温度为20度,在此温度下,地面水 中有机物全部分解氧化约需100天才能完成,全过程需要的 氧撤称为总生化需氧量。对一般有机物来说,即使是只完成 第一阶段的氧化分解过程,也需20天左右的时间,因此在实 际应用中有一定困难。通常以5天作为测定生化需氧量的标 准时间,称5天生化需氧量,用符号BOD5表示。生化需氧量 间接地表示出水中有机物的含量及其水体的污染程度。
(三)总有机碳(TOC)
总有机碳是指水中有机物的总含碳量,即将水样中的有 机碳在900度高温和加催化剂的条件下汽化、燃烧,这时水样 中的有机碳和无机碳全部氧化成0^,然后利用红外线气体 分析法分别测定总的CO2量和无机碳产生的CO2量,两者之 差即为总的有机碳量。