水质是指水和其中所含的杂质共同表现出来的物理学、化学和生物学的综合特性。水质指标是表示水中杂质的种类、成分和数量,是判断水质的具体衡量标准。表3-1是水质指标的分类。
表3-1水质指标的分类及实例
温度、色度、嗅和味、浑浊度、透明度等 |
总固体、悬浮固体、溶解固体、可沉固体、电导率等. |
pH、碱度、硬度、各种阳离子、阴离子、总含盐量、一般有机物质等 |
各种重金属、氰化物、多环芳烃、各种农药等 |
溶解氧DO、化学需氧量COD、生化需氧量BOD、总需氧量TOC等 |
**总数、总大肠菌数、各种病原**、病毒 |
下面仅介绍国家相关排放标准中的的几种主要的水质指标。
水的许多物理特性、物质在水中的溶解度以及水中进行的许多物理化学过程都和温度有关。地表水的温度随季节、气候条件而有不同程度的变化,0.1-30℃。
地下水的温度比较稳定, 8-12℃
工业废水的温度与生产过程有关。
饮用水的温度在10℃比较适宜。
测定:现场测定,与地点和深度有关,用0.1 ℃的汞温度计。
纯水是无色的。颜色有真色和表色之分。真色是由于水中所含溶解物质或胶体物质所致,即除去水中悬浮物质后所呈现的颜色。表色包括由溶解物质、胶体物质和悬浮物质共同引起的颜色。
一般只对天然水和用水作真色的测定。
用铂钴标准比色法:氯铂酸钾K2PtCl6和氯化钴CoCl2·6H2O配置的混合溶液作为色度的标准溶液,规定1升水中含有2.491毫克K2PtCl6及2.00毫克CoCl2·6H2O时,即Pt的浓度为1毫克/升时所产生的颜色为1度。
测定水样时,将水样颜色与一系列具有不同色度的标准溶液进行比较或绘制标准曲线在仪器上进行测定。
由于氯铂酸钾太贵,一般用重铬酸钾和硫酸钴,称铬钴比色法。
对废水和污水的颜色常用文字描述,如定性的或深浅程度的一般描述。
必要时辅以稀释倍数法:在比色管中将水样用无色清洁水稀释成不同倍数,并与液面高度相同的清洁水作比较,取其刚好看不见颜色时的稀释倍数者,即为色度。
水中由于含有悬浮及胶体状态的杂质而产生浑浊现象。水的浑浊程度可以用浑浊度来表示。水体中悬浮物质含量是水质的基本指标之一,表明的是水体中不溶解的悬浮和漂浮物质,包括无机物和有机物。悬浮物对水质的影响在阻塞土壤孔隙,形成河底淤泥,还可阻碍机械运转。悬浮物能在1至2小时内沉淀下来的部分称之为可沉固体,此部分可粗略地表示水体中悬浮物之量。生活污水中沉淀下来的物质通常称作污泥;工业废水中沉淀的颗粒物则称作沉渣。
B. 浑浊度与悬浮物含量:
悬浮物含量是水中可以用滤纸截留的物质重量 ,是一种直接数量。
浑浊度是一种光学效应,表现出光线透过水层时受到的阻碍的程度,与颗粒的数量、浓度、尺寸、形状和折射指数等有关。
硅单位:以不溶性硅如高龄土、漂白土等在蒸馏水中所产生的光学阻碍现象为基础,规定1毫克/升的SiO2所构成的浑浊度为1度。
标准烛单位:用蜂蜡和鲸脑蜡按一定规格制成标准烛,在直立的玻璃管下点燃,管中注入待测水样,自上方俯视,逐渐增大水柱高度,直到烛焰恰不能再见到时为止,此水柱高度即为标准烛光值。
散射浊度单位(FTU)或甲NTU:用硫酸肼和六次甲基四胺混合液作为标准浑浊液,可成为标准肼单位:即以1.000克硫酸肼加水配成100毫升溶液,10.00克六次甲基四胺也配成100毫升溶液,取两溶液各5.0毫升混合静置24小时,加水定容为100毫升,其浑浊度为400度。
透明度与浑浊度相反,测定有铅字法和十字法。
1FTU=1JTU。浑浊度是一种光学效应,是光线透过水层时受到阻碍的程度表示水层对于光线散射和吸收的能力。它不仅与悬浮物的含量有关,而且还与水中杂质的成分、颗粒大小、形状及其表面的反射性能有关。
水样过滤后,滤样截留物蒸干后的残余固体量称为悬浮性固体,滤过液蒸干后的残余固体量。
在一定温度下(600 ℃)将水样中经蒸发干燥后的固体灼烧而失去的重量。可略表示有机物含量。灼烧后残余物质的重量称为固定性固体。
1.一般化学性水质指标
表 三种碱度的计算表
氢氧化物碱度[OH-] |
生化需氧量是指在人工控制的一定条件下,使水样中的有机物在有氧的条件下被微生物分解,在此过程中消耗的溶解氧的mg/L数。BOD愈高,反映有机耗氧物质的含量也愈多。
有机物生化分解耗氧的过程较长(20℃需100天以上),通常分为两个阶段进行。**阶段称为碳化阶段,废水中绝大多数有机物被转化为无机的CO2、H2O和NH3;**阶段称为硝化阶段,主要是氨依次被转化为亚硝酸盐和硝酸盐。测定**阶段的生化需氧量需在20℃下20天。目前多数国家采用5天(20℃)作为测定的标准时间,所测结果称为5天生化需氧量,以BOD5表示。据试验研究,生活废水的BOD5与**阶段需氧量BOD的比值约为0.7,而工业废水的水质差异较大,两者之间的比值各不相同。
二、工业用水要求及水质控制
水中氧气的溶解量,水生生物是通过溶解在水中的氧气呼吸生存的。所以溶解量是水中生物在水中生存的重要指标之一。一般来说5-8MG/L的溶解量就可以了。有一些(主要是生存于急水流域的鱼类)需要10-12MG/L甚至是更高的溶解量。
鱼儿在库塘水中呼吸,首先离不开氧。这种氧不是空气中的气态氧,而是空气中的气态氧溶解在水体中的溶解氧。这种溶解氧的来源有两种:一种是来自库塘水面浮游生物在光合作用下产生的氧;另一种是来自空气中气态氧溶解在库塘水体的溶解氧。由于空气中气态氧的比重比水轻,不能直接沉入水体内部溶解,只能在与水面接触时,通过扩散、混合、对流等方式,输送到水体的各个水层,形成鱼儿喜欢呼吸的溶解氧。所以,库塘中浮游生物的密度和空气中含氧量的密度,会直接影响水体溶解氧的含量,进而对鱼儿的供氧量产生影响和变化。掌握库塘溶解氧的来源和含量的变化,对垂钓有很大的指导作用。
空气中的氧只是在库塘水面进行溶解。由于氧的比重比水轻,大量的溶解氧停留在水体上层,因此水体上层有氧,下层少氧或缺氧。而东北风受东北冷湿气流的影响,气温却会偏低,气压便会偏高增加氧量。同时,风吹浪打,搅动上、中、下层水的混合。把上层水体的溶解氧,带到中、下层,改善中下层水体的含氧量,供鱼吸氧所需。
溶氧量(Dissolved Oxygen),系水域中所含氧气之溶解量,一般来自空气中氧之供给,或水中植物,如植物性底大型之光合作用产生之氧气。其含量随着水温、及海水之而异。在淡水中其溶氧稍高于海水,通常五至十四ppm 。溶氧量随水温之增高而降低;水温降低,其溶氧量则会增高。大气压力愈低,其溶氧量则亦随之降低。氧在水中之含量,也因水中有机物分解及生物之呼吸把氧消耗掉,所以水中溶氧量经常会改变。在海洋深约四、五百公尺处,常有最少含氧量层,几乎达0至1ppm溶氧量,可能系因此处细菌消耗量大,水表层生物死亡后,沈到此处,又开始分解,所溶氧量会这么低。[1]
测量水中溶氧量的方法,一种是使用(称Winkler滴定法),系以Mn 2将氧固定成Mn(OH)2之褐色,再以之量多寡,来表示水中溶氧量。另一法则以溶氧量仪器法测试,即以薄膜电极法去测水中溶氧量
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