编号3305 南海水质分析研究1.docx
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编号3305南海水质分析研究1
摘要
各种颜色的包装袋、纸张等垃圾漂浮在南海里,海边的水黑乎乎的,散发出阵阵刺鼻的恶臭,不仅仅影响着海中鱼类及其他生物的生活环境,而且还极大的影响着南海周边居民的日常生活。
为了检测南海水体的水质状况,本文将简要介绍用化学分析法以南海水中水体溶解氧、pH值、化学需氧量、总硬度、总氮、总磷、阴离子浓度(SO42-、NO3-、F-、Cl-)、重金属离子浓度(Cu2+、Mn2+、Fe3+、Ca2+)为参数,对南海水体水质进行分析。
结果表明,南海目前为类水质,工业废水、生活污水及水产养殖是南海水质的主要污染源。
关键词:
南海水体;水质状况;污染源
1.前言
近年来,随着沿海地区的化工业等行业的快速发展战略实施,南海周边工业产业,大学城和科技园的建设在南海边缘附近组建了起来,南海中污水得不到及时的治理会造成南海流域生态系统进一步地恶化,威胁着南海周边区域社会经济的可持续发展和生态环境[2]。
本实验通过测定水质分析的常规检测项目,分析了南海现在的水质状况。
要确定南海水质的优劣,选用合适的分析方法分析采集水样是关键,分析化学是人们获得物质化学组成和结构信息的科学,分析化学是研究物质及其变化规律的重要方法之一,它在人们的生活生产中发挥着重要的作用,下文将浅析南海水质的分析方法。
2.材料与方法
2.1水样采集
(一)前期准备——根据监测内容和监测项目的具体要求,选择适合的采样器和盛水器,要求采样器具的材质化学性质稳定、容易清洗、瓶口易密封。
其次,确定采样总量(分析用量和备份用量)[1]。
(1)采样器
(2)盛水器(3)采样量
(二)采样方法——地表水水样采样时,通常采集瞬时水样;遇有重要支流的河段,有时需要采集综合水样或平均比例混合水样。
地表水表层水的采集,可用适当的容器如水桶等采集。
在湖泊、水库等处采集一定深度的水样,可用直立式或有机玻璃采样器,并借助船只、桥梁、索道或涉水等方式进行水样采集。
(三)污水采样方法——工业废水和生活污水采样种类和采样方法取决于生产工艺、排污规律和监测目的,采样涉及采样时间、地点和采样频数[4]。
水样类型:
瞬时水样、等时混合水样、等时综合水样、等比例混合水样和流量比例混合水样等。
(四)注意事项
⑴采样时不可搅动水底部的沉积物。
⑵采样时应保证采样点的位置准确。
必要时使用定位仪(GPS)定位。
⑶认真填写“水质采样记录表”,用签字笔或硬质铅笔在现场记录,字迹应端正、清晰,项目完整。
⑷保证采样按时、准确、安全。
⑸采样结束前,应核对采样计划、记录与水样,如有错误或遗漏,应立即重采。
⑹如采样现场水体很不均匀,无法采到有代表性样品,则应详细记录不均匀的情况和实际采样情况,供使用该数据者参考[7]。
⑺测定油类的水样,应在水面至水的表面下300mm采集柱状水样,并单独采样,全部用于测定。
采样瓶(容器)不能用采集的水样冲洗。
⑻测溶解氧、生化需氧量和有机污染物等项目时的水样必须注满容器,不留空间,并用水封口。
⑼如果水样中含沉降性固体(如泥沙等),则应分离除去。
分离方法为:
将所采水样摇匀后倒入筒形玻璃容器(如1~2L量筒),静置30min,将已不含沉降性固体但含有悬浮性固体的水样移入盛样容器并加入保存剂[6]。
测定总悬浮物和油类的水样除外。
2.2样品分析方法
2.2.1溶解氧的测定
溶解氧采用国际上较为广泛的碘量法[3],用Mn2+在碱性介质中与溶解氧反应生成亚锰酸(H2MnO3),再在酸性介质中使亚锰酸和碘化钾反应,析出I2,用硫代硫酸钠滴定析出的I2,从而确定水中溶解氧量[4]。
2.2.2pH值的测定
pH值采用pHs-3C型pH计直接测量。
一般在水溶液中H离子的浓度非常小,所以H离子的活度基本和其浓度相等。
根据能斯特方程,离子活度与电极电位成正比,因此可对溶液建立起电极电位与活度的关系曲线,此时测定了电位,即可确定离子活度,实际上我们是通过测量电位来计算H离子的浓度[5]。
2.2.3化学需氧量(高锰酸钾法)的测定
在酸性条件下,向被测水样中定量加入高锰酸钾溶液,加热水样,使高锰酸钾与水样中有机污染物充分反应,过量的高锰酸钾用一定量的草酸钠还原,最后用高锰酸钾溶液返滴过量的草酸钠,由此计算出水样的耗氧量[6]。
2.2.4总硬度的测定
水的总硬度是以水中Ca2+、Mg2+折合成CaO计算的,每升水中含10mgCaO为1度。
采用EDTA直接滴定法,其原理是以铬黑T为指示剂,用EDTA标准液滴定水中钙、镁离子总量[7]。
2.2.5总氮、总磷的测定
采用碱性过硫酸钾氧化-紫外分光光度法(GB11894-89)[8]测定水中亚硝酸盐氮、硝酸盐氨、无机铵盐、溶解态氨及大部分有机含氮化合物中氮的总和。
采用显色稳定的钼酸铵分光光度法(GB11893-89)[9]测定水样经消解后将各种形态的磷转变成正磷酸盐后测定的结果,以每升水样含磷毫克数计量。
2.2.6重金属离子浓度的测定
采用原子吸收光谱法[11]和标准加入法测定水样中的重金属离子浓度。
因仪器损坏,此项未测。
2.2.7阴离子浓度的测定
采用离子色谱法[10]测定F-、Cl-、NO3-、SO42-的浓度。
不同阴离子与阴离子交换树脂之间亲和力不同,其在交换树脂上的保留时间不同,从而达到分离的目的。
利用抑制器,可提高电导检测器的灵敏度。
根据峰高或峰面积可进行定量分析。
2.2.8叶绿素含量的测定
采用《中华人民共和国行业标准水质分析方法》(SL78-94-1994)中分光光度计测定叶绿素a的方法[11]。
2.2.9农药残留量的测定
采用高效液相色谱法,由文献可知:
检测波长为210nm时,乙酰甲胺磷[13]具有较大的色谱响应峰面积。
3.实验结果分析
3.1评价标准
(1)本实验部分评价指标参照中华人民共和国《地面水环境质量标准》(GB3838-2002)列出如表1、表2:
表1地表水环境质量标准基本项目标准限值单位:
mg/L
项目
Ⅰ类
Ⅱ类
Ⅲ类
Ⅳ类
Ⅴ类
pH
6-9
溶解氧≥
7.5
6
5
3
2
高锰酸盐指数≤
2
4
6
10
15
总磷
(以P计)≤
0.02
0.1
0.2
0.3
0.4
湖、库0.01
湖、库0.025
湖、库0.05
湖、库0.1
湖、库0.2
总氮
(湖库以N计)≤
0.2
0.5
1.0
1.5
2.0
氟化物
(以F-计)≤
1.0
1.0
1.0
1.5
1.5
表2水域功能及分类
水质类别
水域功能
Ⅰ
主要适用于源头水、国家自然保护区
Ⅱ
主要适用于集中式生活饮用水地表水源地一级保护区、
珍稀水生生物栖息地、鱼虾类产场、仔稚幼鱼的索饵场等
Ⅲ
主要适用于集中式生活饮用水地表水源地二级保护区、鱼虾类越冬场、洄游通到、水产养殖区等渔业水域及游泳区
Ⅳ
主要适用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区
Ⅴ
主要适用于农业用水区及一般景观要求水域
(2)一般小于4°称为很软的水,4-8°称为软水,8-16°称为中硬度水,16-32°称为硬度水,大于32°称为很硬度水。
(3)据中华人民共和国《生活饮用水卫生标准》水质常规及限值,重金属离子浓度标准如表3:
表3相关重金属离子浓度限值
毒理指标
限值(mg/L)
毒理指标
限值(mg/L)
铜
1
铁
0.3
锌
1
锰
0.1
3.2实验结果
实验项目
检测的物质
测定方法
测定值
评价结果
溶解氧
溶解氧
碘量法
5.73mg/L
Ⅲ类水质
pH值
pH
电势法
6.94
偏酸性
化学需氧量
耗氧
高锰酸钾法
11.4mg/L
Ⅴ类水质
总硬度
钙镁的含量
EDTA直接滴定法
7.08°
软水
总氮总磷
TN
紫外分光光度法
3.28mg/L
Ⅴ类水质
TP
分光光度法
0.049mg/L
Ⅲ类水质
中-重富营养化
阴离子浓度
氟离子
离子色谱法
0.7268mg/L
未超标
氯离子
40.7713mg/L
未超标
硝酸根离子
2.3770mg/L
未超标
硫酸根离子
43.5088mg/L
未超标
叶绿素含量
叶绿素a
分光光度法
1.437mg/L
贫营养级
农药残留
乙酰甲胺磷保留时间:
2.314min
HPLC法
2.314min
附近无峰
不含有乙酰甲胺磷
续表
实验项目
检测的物质
测定方法
测定值
评价结果
重金属
离子浓度
Cu
原子吸收光谱法
8.6436mg/L
超标
Zn
18.4623mg/L
超标
Fe
22.1460mg/L
超标
Ca
14.5024mg/L
未超标
4.结论
据资料显示[10],20世纪80年代中期,南海畔开始大搞经济建设开发,1000多家企业学校及房地产项目迅速扎堆南海周边地区,大量未经处理的污水直接排人海中,南海沿边水质质量很快急剧下降,由二类标准降至三类标准。
随后,广东省政府成立南海水环境治理工作小组全面启动南海周围的水环境治理。
但是根据此次试验结果显示南海水还是处于中-重富营养化。
其污染的可能原因如下:
(1)生活污水:
由于南海周围居民区、别墅区及高校群近年来发展极其迅速,造成是居民生活污水的大量排放及高校实验室污水的排放。
(2)工业废水:
经济开发区、工业园分布在南海周边,重金属离子、化学物质等含量严重超标的工业废水不断向南海排放,造成水体富营养化。
(3)农业污染:
主要来自于农田径流污染和水产养殖污染[8],南海周围沿农田地表径流、融雪和降雨冲刷的化学肥料、牲畜粪便、农药、除草剂等溶入水体内也会造成水体营养物质的提高。
南海周围还有大量养鱼场及养蚌场,大量的鱼蚌尸体堆积在海边会使水体变臭,有机物含量增加,对水质造成严重影响。
以上的对钙、镁、铁和溶解氧的含量的测定只是分析化学在我们日常生活中的一个小小的缩影,我们能够做到的就是学好化学,通过运用相应的化学方法来解决水质变差的严峻问题,当然了仅治理是不够的,还需要大家共同努力来保护我们的南海水质以免情况更加糟糕。
总之,尽我们最大的力量来保护我们的南海!
参考文献
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