有機化合物的測定相關問題！

有機污染物種類繁多，結構復雜，化學穩定性差，易被水中生物分解。

在環境監測中，對有機耗氧污染物，一般是從各個不同側面反映有機

物的總量，如COD、OC、BOD、TOD、TOC等，前四種參數稱為氧參數，

TOC稱為碳參數。對于單一化合物，可以通過化學反應方程進行計算，

以求得其理論需氧量（ThOD）或理論有機碳量（ThOC）。各耗氧參數

在數值上的關系有：ThOD＞TOD＞CODcr＞OC＞BOD₅。

一 化學需氧量(COD) Chemical Oxygen Demand

化學需氧量是指水樣在

一定條件下，氧化1升水

樣中還原性物質所消耗

的氧化劑的量，以氧的

mg/L表示。化學需氧量

反應了水中受還原性污

染的程度。

基于水體被有機物污染

是很普遍的現象，該指標也作為有機物相對含量的綜合指標之一。

對廢水化學需氧量的測定，我國規定用重鉻酸鉀法，也可以用與其測定結 果一

致的庫侖滴定法或各種專用儀器（COD快速測定儀1  2   3）測定。  

重鉻酸鉀法：在強酸性溶液中，用重鉻酸鉀將水中的還原性物質（主要是有機

物）氧化，過量的重鉻酸鉀以試亞鐵靈作指示劑，用硫酸亞鐵銨溶液回滴，根

據所消耗的重鉻酸鉀量算出水樣中的化學需氧量，以氧的mg/L表示。

計算公式：CODcr =（V₀-V₁）××c×8××1000 / V

二 高錳酸鹽指數(OC)Permanganate Index

以 高錳酸鉀溶液為氧化劑測得的化學耗氧量。我國新的環境水質標準

中，已把該指標改稱高錳酸鹽指數，而僅將酸性重鉻酸鉀法測得的值

稱為化學需氧量。國際標準化組織（ISO）建議高錳酸鉀法僅限于地表

水、飲用水和生活污水。

按測定溶液的介質不同，分為酸性高錳酸鉀法和堿性高錳酸鉀法。當

Cl^-含量高于300mg/L時，應采用堿性高錳酸鉀法；對于較清潔的地面

水和被污染的水體中氯化物含量不高(Cl^-＜300mg/L）的水樣，常用酸

性高錳酸鉀法。當OC超過5mg/L時，應少取水樣并經稀釋后再測定。

1 水樣不經稀釋 2 水樣經稀釋 公式不同

酸 性高錳酸鉀法：在酸性條件下的水樣中加入過量高錳酸鉀，在沸水

浴上加熱30分鐘，利用高錳酸鉀將水樣中某些有機物及還原性物質氧

化，反應后剩余的高錳酸鉀用過量的草酸鈉還原，再以高錳酸鉀標準

溶液回滴過量的草酸鈉，通過計算求出水樣中所含有機物及還原性物

質所消耗的高錳酸鉀的量。

堿性高錳酸鉀法：在堿性溶液中，加過量高錳酸鉀加熱30分鐘，以氧

化水樣中的有機物和某些還原性無機物，然后用過量酸化的草酸鈉溶

液還原，再以高錳酸鉀標準溶液氧化過量的草酸鈉，滴定至微紅色為

終點。
三 生化需氧量(BOD)Biological Oxygen Demand  

生化需氧量是指在有溶解氧

的條件下，好氧微生物在分解水

中有機物的生物化學氧化過程中

所消耗的溶解氧量。

同時亦包括如硫化物、亞鐵等還

原性無機物質氧化所消耗的氧

量，但這部分通常占很小比例。

有機物在微生物作用下好氧分解大體上分為兩個階段。

1 含碳物質氧化階段，主要是含碳有機物氧化為二氧化碳和水；

2 硝化階段，主要是含氮有機化合物在硝化菌的作用下分解為亞硝酸鹽和硝酸鹽。

約在5-7日后才顯著進行。故目前常用的20℃五天培養法（BOD₅法）測定BOD值一般

不包括硝化階段。

BOD是反映水體被有機物污染程度的綜合指標，也是研究廢水的可生化降解性和生化

處理效果，以及生化處理廢水工藝設計和動力學研究中的重要參數。

（一）五天培養法（20℃）

水樣經稀釋后，在 20±1℃條件下培養5天，求出培養前后水樣中溶解氧含量，二者的

差值為BOD₅。如果水樣五日生化需氧量未超過7mg/L，則不必進行稀釋，可直接測定。

對不含或少含微生 物的工業廢水，如酸性廢水、堿性廢水、高溫廢水或經過氯化處

理的廢水，在測定BOD₅時應進行接種，以引入能降解廢水中有機物的微生物。當廢

水中存在難降解有機物或有劇毒物質時，應將馴化后的微生物引入水樣中進行接種。

1、稀釋水和接種稀釋水的配制

稀釋 水一般用蒸餾水配制，先通入經活性炭吸附及水洗處理的空氣，曝氣2-8小時，

使水中DO接近飽和，然后20℃下放置數小時。臨用前加入少量氯化鈣、氯化鐵、硫

酸鎂等營養溶液及磷酸鹽緩沖溶液，混勻備用。稀釋水的pH值應為7.2，

BOD₅＜0.2mg/L。

接種稀釋水是在稀釋水中接種微生物，即在每升稀釋水中加入生活污水上層清液

1-10mL或表層土壤浸出液20-30mL或河水、湖水10-100mL，使pH=7.2，BOD₅約在

0.3-10mg/L之間為宜。配后立即使用。

2、水樣稀釋倍數

1）根據OC（地面水）或COD_cr（工 業廢水）值估計，分別乘上相應系數；

2）根據經驗等估計。

3、測定結果計算

1）對不經稀釋直接培養的水 樣：BOD₅（mg/L）= C₁- C₂

2） 對稀釋后培養的水樣：

    BOD₅（mg/L）= [（C₁-C₂）-（B₁-B₂）f₁]/f₂

（二） 其他方法 870直讀式BOD測定儀-1     BOD測定儀-2     BOD測定儀-3

檢壓庫侖式BOD測定儀、微生物膜電極BOD測定儀、呼吸計法BOD測 定儀等均可

直接顯示BOD測定結果。870型直讀式BOD測定儀則是根據測壓法的原理制成的。

四 總有機碳（TOC）

總有機碳是以碳的含量表示水 體中有機物質總量的綜合指標。由于TOC

的測定采用燃燒法，因此能將有機物全部氧化，它比BOD₅、COD更能反

應有機物的總量。

現在廣泛應用的測定方法是燃燒氧化－非色散紅外吸收法。

測 定原理：將一定量水樣注入高溫爐內的石英管，在900-950℃下，以

鉑和三氧化鈷或三氧化二鉻為催化劑，使有機物燃燒裂解轉化為二氧化

碳，然后用紅外線氣體分析儀測定CO₂含量，從而確定水樣中碳的含量。

(此為總碳量，TC）

要測TOC量，有兩種方法：

方法一，先將水樣酸化，通入氮氣曝氣，驅除各種碳酸鹽生成的CO₂，

然后再注入儀器內測定。

方法二，把等量水樣分別注入高溫爐和低溫爐，則水樣中有機碳和無

機碳均轉化為CO₂，依次導入非色散紅外氣體分析儀，分別測得總碳

（TC）和無機碳（IC），二者之差即為TOC。

五 總需氧量（TOD）

總需氧量是指水中能被氧化的物質，主要 是有機物質在燃燒中變成穩定的氧化物時所

需要的氧量，結果以氧的mg/L表示。

用TOD測定儀測定TOD的原 理是，將一定量水樣注入裝有鉑催化劑的石英燃燒管，通入

含已知氧濃度的載氣（N₂）作為原料氣，則水樣中的還原性物質在900℃下被瞬間燃燒

氧化。測定燃燒前后原料氣中氧濃度的減少量，便可求得水樣的總需氧量值。

六 揮 發酚類

酚中毒的治療

酚類為原生質毒物，屬高毒類

物質，在人體富集時出現頭

痛、貧血，水中酚濃度達5g/L

時，水生生物中毒。酚類污染

物主要來自煉油廠、洗煤廠和

煉焦廠等。

根據酚類能否與水蒸氣一起蒸

出，分為揮發酚（沸點在230

度以下）與不揮發酚（沸點在

230度以上）。

揮發酚類的測定方法有容量法、分光光度法、色譜法等。尤以4-氨基安替比林分光光

度法應用最廣，對高濃度含酚廢水可采用溴化容量法。

無論哪種方法，當水樣中存在氧化劑、還原劑、油類及某些金屬離子時，均應設法消

除并進行預蒸餾。預蒸餾作用有二，一是分離出揮發酚，二是消除顏色、渾濁和金屬

離子等的干擾。

4-氨基安替比林分光光度法測定原理：pH10.0±0.2的介質中，在鐵氰化 鉀的存在

下，酚類化合物與4-氨基安替比林（4-AAP）反應，生成橙紅色的吲哚酚安替比林染

料，在510nm波長處有最大吸收，用比色法定量。該法所測酚類不是總酚，而只是與4

-AAP顯色的酚，并以苯酚為標準，結果以苯酚計算含量。

溴化滴定法測定原理：在含過量溴（由 溴酸鉀和KBr產生）的溶液中，酚與溴反應生

成三溴酚，進一步生成溴代三溴酚。剩余的溴與KI作用放出游離碘，與此同時，溴代

三溴酚也與KI反應生成游離碘，用硫代硫酸鈉標準溶液滴定釋出的游離碘，并根據其

耗量，計算出以苯酚計的揮發酚含量。

計算公式：

揮發酚（以苯酚計，mg/L）=（V₁-V₂）*C*15.68*1000/V

七 礦物油

水中的礦物油來自工業廢水和生

活污水。礦物油漂浮于水體表

面，影響空氣與水面的氧交換；

分散于水中的油被微生物氧化分

解，消耗水中的溶解氧，使水質

惡化,礦物油中還含有毒性大的芳

烴類。

測定的方法有重 量法、非色散紅外法、紫外分光光度法、熒光法、比濁法等。

重量法： 是常用方法，不受油品種的限制，但操作繁瑣，靈敏度低，只適用于測定

10mg/L以上的含油水樣。

測定原理：以硫酸酸化水樣，用石油醚萃取礦物油，然后蒸發除去石油醚，稱量殘渣

量，計算礦物油含量。

此法所測為水中可被石油醚萃取的物質總量，可能含有較重的石油成分不能被萃取。

蒸發除去溶劑時，也會造成輕質油的損失。

非色散紅外法：是利用石油類物質的甲基、亞甲基在近紅 外區（3.4μm）有特征吸

收，作為測定水樣中油含量的基礎。測定時，先用硫酸酸化水樣，加Nacl破乳化，再

用三氯三氟乙烷萃取，萃取液經無水硫酸鈉層過濾、定容，注入紅外分析儀測其含

量。標準油可采用受污染地點水中石油醚萃取物或混合石油烴。

紫外分光光度法：石油及其產品在紫 外光區有特征吸收，如一般原油的兩個吸收峰波

長為225nm和254nm，輕質油及煉油廠的油品吸收波長位225nm，故可采用紫外分光光度

法測定。水樣先用硫酸酸化，加Nacl破乳化，然后用石油醚萃取，脫水，定容后測

定。標準油可采用受污染地點水樣的石油醚萃取物。