解放桥排水口水体中溶解磷的监测.docx
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解放桥排水口水体中溶解磷的监测
镇江高专
ZHENJIANGGAOZHUAN
毕业论文
解放桥排水口水体中溶解磷的监测
Lineuptofuseaphosphoricexaminationinthedirtysalivabody
系名：
化工系
专业班级：
分析09
学生姓名：
黄冠之
学号：
090302101
指导教师姓名：
陆道明
指导教师职称：
2012年4月
目录
第一章研究意义…………………………………………………………………2
1．1中国水污染形势严峻………………………………………………………2
1．2研究水资源意义……………………………………………………………2
1．3磷在水中的影响……………………………………………………………3
1.3.1形成………………………………………………………………………3
1.3.2富营养化指标……………………………………………………………3
1.3.3危害………………………………………………………………………4
1.3.4防治………………………………………………………………………4
第二章采样………………………………………………………………………4
2．1水样的采集………………………………………………………………4
2.1.1水样采集器具…………………………………………………………4
2.1.2水样采集原则…………………………………………………………4
2.1.3从水样采集到分析的时间间隔…………………………………………5
第三章测定方法…………………………………………………………………6
3．1原理………………………………………………………………………7
3．2仪器………………………………………………………………………7
3．3试剂………………………………………………………………………7
3．4测定步骤…………………………………………………………………7
3．5计算………………………………………………………………………7
3．6注意事项…………………………………………………………………7
第四章原始数据…………………………………………………………………8
第五章数据处理…………………………………………………………………8
第六章结论………………………………………………………………………18
6．1对于污水采取的措施……………………………………………………12
6．2工程保障措施……………………………………………………………12
6．3市政管理措施……………………………………………………………13
6．4水资源调控措施…………………………………………………………13
6．5公众参与措施……………………………………………………………14
致谢…………………………………………………………………………………16
参考文献……………………………………………………………………………16
排污口水体中溶解磷的监测
专业班级：
分析09学生姓名：
黄冠之
指导教师：
陆道明职称：
摘要这篇论文主要叙述了污水中可溶性磷酸盐含量的测定方法。
水是一种特殊的资源，支撑着所有的生命，它既是基础性资源又是战略性资源，也是整个国民经济的命脉。
水资源危机日益严重，水环境的污染其严重制约着城市的发展、影响着生存环境质量、威胁着人的生命和财产安全。
本文中涉及水资源的重要性、水样采集、测定方法、水污染治理等相关内容。
其中测定方法、数据处理是重点，通过对水污染治理采取的措施，给人们在日常生活中起指导作用。
关键词可溶性磷酸盐、水资源、水污染
Lineuptofuseaphosphoricexaminationinthedirtysalivabody
AbstractThisismainlydescribedthemeasurementmethodofdissolubilityphosphoricacidsaltcontentindirtywater.Waterisakindofspecialresources,proppingupalllifes,itsinceisafoundation,theresourcesisastrategicresourcesagain,isalsothewholelifeveinofnationaleconomy.Thewaterresourcescrisisisincreasinglyserious,waterisenvironmentalofpolluteitsseriouscheckandsupervisionthedevelopmentofcity,influenceexistenceenvironmentqualityandthreatentheperson'slifeandpropertysafety.Itinvolvetheimportance,waterkindofwaterresourcestocollect,measureseamethod,waterpollutiontomanageinthistextetc.relatedcontents.Measuresingamethod,dataprocessingamongthemisamongthemapoint,passingthemeasurewhichmanagestoadopttothewaterpollution,havingalreadyguidedafunctionforpeopleinthedailylife.
KeywordsDissolubilityphosphoricacidsalt,waterresources,waterpollution
1
引言
此论文中采用钼蓝分光光度法测定运河水中可溶性磷酸盐的含量，因为过滤后的水样中的磷酸盐与酸化的钼酸铵溶液生成淡黄色的磷钼杂多酸，遇氯化亚锡被还原成一种深蓝色络合物，通过分光光度计即能测定。
所测磷酸盐浓度与国家标准排放量进行比较，从而可知水体是否污染，引起人们对水环境保护的重视。
第一章研究意义
1．1中国水污染形势严峻
地球表面的72%被水覆盖，但是淡水资源仅占所有水资源的0.75%，有近70%的淡水固定在南极和格陵兰的冰层中，其余多为土壤水分或深层地下水，不能被人类利用。
地球上只有不到1%的淡水或约0.007%的水可被人类直接利用，而中国人均淡水资源只占世界人均淡水资源的四分之一。
我国就是一个严重缺水的国家。
海河、辽河、淮河、黄河、松花江、长江和珠江7大江河水系，均受到不同程度的污染。
1．2研究水资源意义
2
据统计，全国660座城市中有400多座城市缺水，三分之二的城市存在供水不足，全国城市年缺水量为60亿立方米左右，其中缺水比较严重的城市有110个。
大量淡水资源集中在南方，北方淡水资源只有南方水资源的1/4。
除了缺水，水污染问题也较突出。
根据2001年对我国七大水系断面监测，达到三类水质可以进入自来水厂的最低要求的仅占29。
5%，而劣五类水质却高达44%；另外，我国浅层地下水资源污染比较普遍，全国浅层地下水大约有50%的地区遭到一定程度的污染，约一半城市市区的地下水污染比较严重。
由于工业废水的肆意排放，导致80%以上的地表水、地下水被污染。
目前我国城市供水以地表水或地下水为主，或者两种水源混合使用，而我国一些地区长期透支地下水，导致出现区域地下水位下降，最终形成区域地下水位的降落漏斗。
目前全国已形成区域地下水降落漏斗100多个，面积达15万平方千米，有的城市形成了几百平方公里的大漏斗，使海水倒灌数十公里我国也是一个缺水严重的国家。
淡水资源总量为28000亿立方米，占全球水资源的6%，仅次于巴西、俄罗斯和加拿大，居世界第四位，但人均只有2300立方米，仅为世界平均水平的1/4、美国的1/5,在世界上名列121位，是全球13个人均水资源最贫乏的国家之一。
扣除难以利用的洪水泾流和散布在偏远地区的地下水资源后，我国现实可利用的淡水资源量则更少，仅为11000亿立方米左右，人均可利用水资源量约为900立方米，并且其分布极不均衡。
到20世纪末，全国600多座城市中，已有400多个城市存在供水不足问题，其中比较严重的缺水城市达110个，全国城市缺水总量为60亿立方米。
据监测，目前全国多数城市地下水受到一定程度的点状和面状污染，且有逐年加重的趋势。
日趋严重的水污染不仅降低了水体的使用功能，进一步加剧了水资源短缺的矛盾，对我国正在实施的可持续发展战略带来了严重影响，而且还严重威胁到城市居民的饮水安全和人民群众的健康。
水利部预测，2030年中国人口将达到16亿，届时人均水资源量仅有1750立方米。
在充分考虑节水情况下，预计用水总量为7000亿至8000亿立方米，要求供水能力比现在增长1300亿至2300亿立方米，全国实际可利用水资源量接近合理利用水量上限，水资源开发难度极大。
1．3对水的影响
在人类活动的影响下，生物所需的氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河口、海湾等缓流水体，引起藻类及其它浮游生物迅速繁殖，水体溶解氧量下降，水质恶化，鱼类及其它生物大量死亡的现象。
在自然条件下，湖泊也会从贫营养状态过渡到富营养状态，沉积物不断增多，先变为沼泽，再变为陆地。
不过这种自然过程非常缓慢，常需几千年甚至上万年。
而人为排放含营养物质的工业废水和生活污水所引起的水体富营养化现象，可以在短时期内出现。
水体出现富营养化现象时，淡水水体中藻类大量繁殖的一种自然生态现象，是水体富营养化的一种特征，主要由于生活及工农业生产中含有大量氮、磷的废污水进入水体后，蓝藻（严格意义上应称为蓝细菌）、绿藻、硅藻等藻类成为水体中的优势种群，大量繁殖后使水体呈现蓝色或绿色的一种现象,称为水华
1.3.1形成
3
天然水体中磷和氮（特别是磷）的含量在一定程度上是浮游生物数量的控制因素。
生活污水和化肥、食品等工业的废水以及农田排水都含有大量的氮、磷及其它无机盐类。
天然水体接纳这些废水后，水中营养物质增多，促使自养型生物旺盛生长，某些藻类的个体数量迅速增加，而藻类的种类则逐减减少。
水体中的藻类本来以硅藻和绿藻为主，蓝藻的大量出现是富营养化的征兆，随着富营养化的发展，最后变为以蓝藻为主。
藻类繁殖迅速，生长周期短。
藻类及其它浮游生物死亡后被需氧微生物分解，不断消耗水中的溶解氧，或被厌氧微生物分解，不断产生硫化氢等气体，从二个方面使水质恶化，造成鱼类和其它水生生物大量死亡。
藻类及其它浮游生物残体在腐烂过程中，又把生物所需的氮、磷等营养物质释放入水中，供新的一代藻类等生物利用。
因此，富营养化了的水体，即使切断外界营养物质的来源，水体也很难自净和恢复到正常状态。
藻类既然源源不断地得到营养物质，一代一代繁殖下去，死亡的藻类残体沉入水底，一代一代堆积，湖泊就逐渐变浅，直至成为沼泽。
1.3.2危害
淡水中富营养化后，“水华”频繁出现，面积逐年扩散，持续时间逐年延长。
太湖、滇池、巢湖、洪泽湖都有“水华”，就连流动的河流，如长江最大支流——汉江下游汉口江段中也出现“水华”。
淡水中“水华”造成的最大危害是：
饮用水源受到威胁，藻毒素通过食物链影响人类的健康，蓝藻“水华”的次生代谢产物MCRST能损害肝脏，具有促癌效应，直接威胁人类的健康和生存。
此外，自来水厂的过滤装置被藻类“水华”填塞，漂浮在水面上的“水华”影响景观，并有难闻的臭味。
所以每次发生水华现象都会给人类和自然界带来巨大的损失或灾害。
当藻类大量生长时，这些藻类常在下风头水面漂浮着一层蓝绿色或红黄色的水花或薄膜——湖靛，草、青、鲢、鳙吃了不能消化，影响鱼的生长。
虽然藻类生长很快，但因水中的营养盐被用尽，它们也很快的死亡。
藻类大量死亡后，在腐败、被分解的过程中，也要消耗水中大量的溶解氧，并会上升至水面而形成一层绿色的黏质物，使水体严重恶臭。
而造成水华现象的出现，主要原因还是水域沿线大量施用化肥、居民生活污水和工业废水大量排入江河湖泊，致使江河湖泊中氮、磷、钾等含量上升。
1.3.3防治
防止发生富营养化，首先要控制营养物质（主要是磷和氮）进入水体。
治理富营养化水体，可采取疏浚底泥，去除水草和藻类，引入低营养水稀释和实行人工曝气等措施。
这些措施所需的费用很大，时间也长。
富营养化水体中含有丰富的营养物质，可设法利用。
例如，在保证水中溶解氧量的条件下，饲养草食性或亲食性鱼类；引水灌溉；涝取水草做饲料和肥料；挖取水体底泥作肥料、燃料或沼气原料。
第二章采样
4
环境水质大多属于空间性调查的测定，其目的是要阐明某一水系（河流、湖泊或海域）的水质，特别是污染物质的动态，所以，一般都要选择被确定为水系处于稳定状态的时间，并对整个对象范围同时进行取样。
从某种意义上来说，这种方法就是要得到某一段时间里的水质状况，因而就能准确的掌握某一时间里整个水系中污染物的动态。
2．1水样的采集
对位于宝塔山处运河的水体进行水样采集。
2.1.1水样采集器具
聚乙烯水桶、带磨口塞的棕色硬质玻璃制容量瓶
2.1.2水样采集原则
a.取样时间和频次∶每天白天，连续十天
b.取样点布设∶在排污口处及河流的上、中、下游各设几个断面，位于宝塔山布点。
示意图如下∶
注∶箭头表示河流方向，1、2、3、4分别表示排污口、中游、上游和下游。
c．取样方法∶利用玻璃瓶或塑料瓶的容器、水桶等，在排污口等有落差的地方采集水样。
d.取样量∶250ml/瓶
e．取样时注意事项∶要记录取样日期、位置、天气情况、水温等以现场观测为原则。
2.1.3从水样采集到分析的时间间隔
环境水质的监测项目除水温、气温等需在现场测定外，大部分采集的水样需要带回实验室进行化学分析。
如分析越及时，则所得结果越可靠。
5
第三章测定方法
3．1原理
在天然水和废水中，磷几乎都以各种磷酸盐的形式存在。
它们分为正磷酸盐、缩合磷酸盐（焦磷酸盐、偏磷酸盐和多磷酸盐）和有机结合的磷酸盐。
它们存在于溶液中、腐质粒子中或水生生物体中。
这里所测的可溶性磷酸盐是指通过0.45微米的滤膜的滤液中所含的磷。
在测定污水中的可溶性磷酸盐时，首先得将污水过滤（滤膜在使用前应先在纯水中浸泡24小时，其它玻璃仪器也应用1+5盐酸浸泡洗涤干净）。
过滤后的水样中的磷酸盐与酸化的钼酸铵溶液生成淡黄色的磷钼杂多酸，遇氯化亚锡被还原成一种深蓝色络合物，通过分光光度计进行测定。
3．2仪器
1．50mL的容量瓶
2．721型分光光度计
3．吸量管
3．3试剂
1．磷酸盐标准贮备溶液：
称取4.390g磷酸二氢钾（KH2PO4）溶于纯水中，并定容为1000mL。
加1-2mL甲苯保存。
2．磷酸盐标准溶液：
吸取5.00mL磷酸盐标准贮备溶液。
用纯水稀释为到100mL。
3．0.5%酸酞指示剂溶液。
4．1mol/L硫酸溶液
5．钼酸铵溶液：
称取25g钼酸铵溶于175mL纯水中。
小心地把280ml浓硫酸缓缓加入400mL纯水中，待冷却后，加入钼酸盐溶液，并用纯水稀释到1000mL。
6．2.5%氯化亚锡甘油溶液：
称取2.5g氯化亚锡（SnCl2·2H2O），置于100mL甘油中，在温热水浴上促使其溶化，混匀后贮于玻璃瓶中，可长期使用。
3．4测定步骤
1．吸取50.0mL经过滤的水样（含可溶性磷酸盐，磷含量不大于0.1mg）于50mL容量瓶中。
加一滴酚酞指示剂溶液，如水样呈现粉红色，逐滴加入1mol/L硫酸溶液到粉红色消失。
6
2．取50ml容量瓶7支，分别加入0,0.10,0.20,0.40,0.60,0.80,1.0mL磷酸盐标准溶液，用纯水称释到50mL。
3．向装水样及标准液的容量瓶中分别加入2.0mL钼酸铵溶液，混匀后再加入0.25mL（5滴）氯化亚锡甘油溶液，再混匀，放置10～12分钟。
4．在690nm波长下，用1cm比色皿，以加入0.0磷酸盐标准溶液为参比，测定吸光度（为了获得较好结果，应分小批加入试剂，样品、标准及环境温度等条件均保持一致）。
3．5计算
绘制标准曲线，从曲线上查出水样中可溶性磷酸盐的含量（以PO43-含量计）。
3．6注意事项
1．配置钼酸铵溶液时，应注意将钼酸铵水溶液徐徐加入硫酸溶液中。
如相反操作，则可导致显色不充分。
2．吸取的水样需经过滤，如水样中加一滴酚酞后呈粉红色，要逐滴加1mol/L硫酸至粉红色消失。
3．向装水样及标准液的容量瓶中加入钼酸铵和氯化亚锡甘油溶液，混匀后要放置10～12分钟再测定。
4．比色皿用后应以稀硝酸或铬酸洗液浸泡片刻，以除去吸附的钼蓝显色物。
每次测量时比色皿透光面一定要用纸擦干净。
5．此法显色与显色溶液的酸度、钼酸铵浓度、还原剂用量、显色温度和时间等条件有关。
因此，应控制试剂的加入量。
温度每升高1℃，色泽增加约1%。
因此，水样和标准的显色温度应一致，如室温变动明显时，应重新做校准曲线。
显色温度亦影响最大显色所需时间，室温较高或较低时，可适当缩短或延长显色时间，水样和标样显色时间应一致。
7
第四章原始数据
水样情况
标准曲线
水样结果
日期
水温℃
天气
0.1
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1
2
3
4
3,20
11.0
晴
0.133
0.182
0.346
0.461
0.568
0.703
0.712
0.353
0.389
0.313
3,21
10.5
晴
0.128
0.192
0.369
0.501
0.608
0.739
0.517
0.419
0.454
0.435
3,22
10.7
晴
0.112
0.148
0.319
0.433
0.583
0.712
0.712
0.409
0.396
0.411
3,23
12.0
晴
0.134
0.218
0.320
0.447
0.547
0.691
0.426
0.471
0.498
0.515
3,24
11.8
晴
0.111
0.198
0.308
0.431
0.560
0.671
0.395
0.413
0.509
0.436
3,25
11.5
晴
0.104
0.165
0.269
0.401
0.514
0.650
0.426
0.465
0.517
0.523
3,26
14.0
晴
0.135
0.211
0.322
0.481
0.608
0.713
0.488
0.556
0.542
0.417
3,27
12.5
晴
0.153
0.236
0.341
0.461
0.611
0.724
0.452
0.483
0.472
0.384
3,28
13.0
晴
0.112
0.182
0.317
0.419
0.571
0.701
0.473
0.487
0.367
0.474
3,29
12.5
晴
0.124
0.179
0.333
0.441
0.552
0.680
0.533
0.447
0.383
0.413
第五章数据处理
8
5.110天标准曲线图
2012032020120321
20120322220120323
2012032420120325
9
2012032620120327
2012032820120329
磷标液的浓度
5.24个取样点溶解磷含量变化图
10
10
5.3四个取样点10天溶解磷含量平均图
11
第六章结论
从以上数据显示，位于河流排污口处所测的PO43-浓度含量最高为2.173mg/L，而我国污水综合排放标准中PO43-浓度含量为0.5mg/L—1mg/L。
由此表示该处水质受到污染，据分析此处于排污口其排出大多为生活污水，而洗涤废水又是生活污水中磷的主要来源，特别是含磷洗衣粉的使用及未经处理的洗衣残液导致水中磷含量增多。
6．1对于污水采取的措施
1、为控制城市水污染，促进城市污水处理设施建设及相关产业的发展，根据《中华人民共 和国水污染防治法》、《中华人民共和国城市规划法》和《国务院关于环境保护若干问题的决定》，制定本技术政策。
2、本技术政策所称“城市污水”，系指纳入和尚未纳入城市污水收集系统的生活污水和工业废水之混合污水。
3、 本技术政策适用于城市污水处理设施工程建设，指导污水处理工艺及相关技术的选择和发展，并作为水环境管理的技术依据。
4、城市污水处理设施建设，应依据城市总体规划和水环境规划、水资源综合利用规划以及城市排水专业规划的要求，做到规划先行，合理确定污水处理设施的布局和设计规模，并优先安排城市污水收集系统的建设。
5、城市污水处理，应根据地区差别实行分类指导，根据本地区的经济发展水平和自然环境条件及地理位置等因素，合理选择处理方式。
6、城市污水处理应考虑与污水资源化目标相结合。
积极发展污水再生利用和污泥综合利用技术。
6．2工程保障措施
鼓励城市污水处理的科学技术进步，积极开发应用新工艺、新材料和新设备。
12
城市污水处理厂的预处理工艺通常包括格栅处理，泵房抽升和沉砂处理。
格栅处理的目的是截流大块物质以保护后续水泵管线、设备的正常运行。
泵房抽升的目的是提高水头，以保证污水可以靠重力流过后续建在地面上的各个处理构筑物。
沉砂处理的目的是去除污水中裹携的砂、石与大块颗粒物，以减少它们在后续构筑物中的沉降，防止造成设施淤砂，影响功效，造成磨损堵塞，影响管线设备的正常运行。
一级处理工艺：
主要是初级沉淀池，目的是将污水中悬浮物尽可能地沉降去除，一般初次沉淀池可去除50%左右的悬浮物和25%左右的
。
6．3市政管理措施
水资源规划是区域规划、城市规划、工农业发展规划的主要组成部分，应与其他规划同时进行。
合理开发还必须根据水的供需状况，实行定额用水，并将地表水、地下水和污水资源统一开发利用，防止地表水源枯竭、地下水位下降，切实做到合理开发、综合利用、积极保护、科学管理。
利用市场机制和经济杠杆作用，促进水资源的节约化，促进污水管理及其资源化。
为了有效地控制水污染，在管理上应从浓度管理逐步过渡到总量控制管理。
6．4水资源调控措施
加强水资源的统一管理，急需理顺管理机构和体制。
江泽民总书记曾指出，管水就是三件大事，防洪、保证水资源供需平衡、保护水生态环境。
水资源不仅具有自然属性和生态属性，还具有社会属性和经济属性。
在行政区范围内，处理好水资源的社会和经济属性与城市发展的关系，对城市功能的整体开发更为重要。
从防洪、水资源供需和水生态环境的相互关系看，三者均具有按流域统一管理的客观需求，由此构成了对三者实行统管的基础。
从水资源的本质属性看，只有实行统一管理才能充分发挥管理所产生的社会、经济与环境三重效益。
国际上普遍认为，现代化城市要建立统一管理的道路网、电力网、水网和信息网四大网络，水网是至关重要的一
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