有机化合物的测定相关问题！

有机污染物种类繁多，结构复杂，化学稳定性差，易被水中生物分解。

在环境监测中，对有机耗氧污染物，一般是从各个不同侧面反映有机

物的总量，如COD、OC、BOD、TOD、TOC等，前四种参数称为氧参数，

TOC称为碳参数。对于单一化合物，可以通过化学反应方程进行计算，

以求得其理论需氧量（ThOD）或理论有机碳量（ThOC）。各耗氧参数

在数值上的关系有：ThOD＞TOD＞CODcr＞OC＞BOD₅。

一 化学需氧量(COD) Chemical Oxygen Demand

化学需氧量是指水样在

一定条件下，氧化1升水

样中还原性物质所消耗

的氧化剂的量，以氧的

mg/L表示。化学需氧量

反应了水中受还原性污

染的程度。

基于水体被有机物污染

是很普遍的现象，该指标也作为有机物相对含量的综合指标之一。

对废水化学需氧量的测定，我国规定用重铬酸钾法，也可以用与其测定结 果一

致的库仑滴定法或各种专用仪器（COD快速测定仪1  2   3）测定。  

重铬酸钾法：在强酸性溶液中，用重铬酸钾将水中的还原性物质（主要是有机

物）氧化，过量的重铬酸钾以试亚铁灵作指示剂，用硫酸亚铁铵溶液回滴，根

据所消耗的重铬酸钾量算出水样中的化学需氧量，以氧的mg/L表示。

计算公式：CODcr =（V₀-V₁）××c×8××1000 / V

二 高锰酸盐指数(OC)Permanganate Index

以 高锰酸钾溶液为氧化剂测得的化学耗氧量。我国新的环境水质标准

中，已把该指标改称高锰酸盐指数，而仅将酸性重铬酸钾法测得的值

称为化学需氧量。国际标准化组织（ISO）建议高锰酸钾法仅限于地表

水、饮用水和生活污水。

按测定溶液的介质不同，分为酸性高锰酸钾法和碱性高锰酸钾法。当

Cl^-含量高于300mg/L时，应采用碱性高锰酸钾法；对于较清洁的地面

水和被污染的水体中氯化物含量不高(Cl^-＜300mg/L）的水样，常用酸

性高锰酸钾法。当OC超过5mg/L时，应少取水样并经稀释后再测定。

1 水样不经稀释 2 水样经稀释 公式不同

酸 性高锰酸钾法：在酸性条件下的水样中加入过量高锰酸钾，在沸水

浴上加热30分钟，利用高锰酸钾将水样中某些有机物及还原性物质氧

化，反应后剩余的高锰酸钾用过量的草酸钠还原，再以高锰酸钾标准

溶液回滴过量的草酸钠，通过计算求出水样中所含有机物及还原性物

质所消耗的高锰酸钾的量。

碱性高锰酸钾法：在碱性溶液中，加过量高锰酸钾加热30分钟，以氧

化水样中的有机物和某些还原性无机物，然后用过量酸化的草酸钠溶

液还原，再以高锰酸钾标准溶液氧化过量的草酸钠，滴定至微红色为

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

生化需氧量是指在有溶解氧

的条件下，好氧微生物在分解水

中有机物的生物化学氧化过程中

所消耗的溶解氧量。

同时亦包括如硫化物、亚铁等还

原性无机物质氧化所消耗的氧

量，但这部分通常占很小比例。

有机物在微生物作用下好氧分解大体上分为两个阶段。

1 含碳物质氧化阶段，主要是含碳有机物氧化为二氧化碳和水；

2 硝化阶段，主要是含氮有机化合物在硝化菌的作用下分解为亚硝酸盐和硝酸盐。

约在5-7日后才显著进行。故目前常用的20℃五天培养法（BOD₅法）测定BOD值一般

不包括硝化阶段。

BOD是反映水体被有机物污染程度的综合指标，也是研究废水的可生化降解性和生化

处理效果，以及生化处理废水工艺设计和动力学研究中的重要参数。

（一）五天培养法（20℃）

水样经稀释后，在 20±1℃条件下培养5天，求出培养前后水样中溶解氧含量，二者的

差值为BOD₅。如果水样五日生化需氧量未超过7mg/L，则不必进行稀释，可直接测定。

对不含或少含微生 物的工业废水，如酸性废水、碱性废水、高温废水或经过氯化处

理的废水，在测定BOD₅时应进行接种，以引入能降解废水中有机物的微生物。当废

水中存在难降解有机物或有剧毒物质时，应将驯化后的微生物引入水样中进行接种。

1、稀释水和接种稀释水的配制

稀释 水一般用蒸馏水配制，先通入经活性炭吸附及水洗处理的空气，曝气2-8小时，

使水中DO接近饱和，然后20℃下放置数小时。临用前加入少量氯化钙、氯化铁、硫

酸镁等营养溶液及磷酸盐缓冲溶液，混匀备用。稀释水的pH值应为7.2，

BOD₅＜0.2mg/L。

接种稀释水是在稀释水中接种微生物，即在每升稀释水中加入生活污水上层清液

1-10mL或表层土壤浸出液20-30mL或河水、湖水10-100mL，使pH=7.2，BOD₅约在

0.3-10mg/L之间为宜。配后立即使用。

2、水样稀释倍数

1）根据OC（地面水）或COD_cr（工 业废水）值估计，分别乘上相应系数；

2）根据经验等估计。

3、测定结果计算

1）对不经稀释直接培养的水 样：BOD₅（mg/L）= C₁- C₂

2） 对稀释后培养的水样：

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

（二） 其他方法 870直读式BOD测定仪-1     BOD测定仪-2     BOD测定仪-3

检压库仑式BOD测定仪、微生物膜电极BOD测定仪、呼吸计法BOD测 定仪等均可

直接显示BOD测定结果。870型直读式BOD测定仪则是根据测压法的原理制成的。

四 总有机碳（TOC）

总有机碳是以碳的含量表示水 体中有机物质总量的综合指标。由于TOC

的测定采用燃烧法，因此能将有机物全部氧化，它比BOD₅、COD更能反

应有机物的总量。

现在广泛应用的测定方法是燃烧氧化－非色散红外吸收法。

测 定原理：将一定量水样注入高温炉内的石英管，在900-950℃下，以

铂和三氧化钴或三氧化二铬为催化剂，使有机物燃烧裂解转化为二氧化

碳，然后用红外线气体分析仪测定CO₂含量，从而确定水样中碳的含量。

(此为总碳量，TC）

要测TOC量，有两种方法：

方法一，先将水样酸化，通入氮气曝气，驱除各种碳酸盐生成的CO₂，

然后再注入仪器内测定。

方法二，把等量水样分别注入高温炉和低温炉，则水样中有机碳和无

机碳均转化为CO₂，依次导入非色散红外气体分析仪，分别测得总碳

（TC）和无机碳（IC），二者之差即为TOC。

五 总需氧量（TOD）

总需氧量是指水中能被氧化的物质，主要 是有机物质在燃烧中变成稳定的氧化物时所

需要的氧量，结果以氧的mg/L表示。

用TOD测定仪测定TOD的原 理是，将一定量水样注入装有铂催化剂的石英燃烧管，通入

含已知氧浓度的载气（N₂）作为原料气，则水样中的还原性物质在900℃下被瞬间燃烧

氧化。测定燃烧前后原料气中氧浓度的减少量，便可求得水样的总需氧量值。

六 挥 发酚类

酚中毒的治疗

酚类为原生质毒物，属高毒类

物质，在人体富集时出现头

痛、贫血，水中酚浓度达5g/L

时，水生生物中毒。酚类污染

物主要来自炼油厂、洗煤厂和

炼焦厂等。

根据酚类能否与水蒸气一起蒸

出，分为挥发酚（沸点在230

度以下）与不挥发酚（沸点在

230度以上）。

挥发酚类的测定方法有容量法、分光光度法、色谱法等。尤以4-氨基安替比林分光光

度法应用最广，对高浓度含酚废水可采用溴化容量法。

无论哪种方法，当水样中存在氧化剂、还原剂、油类及某些金属离子时，均应设法消

除并进行预蒸馏。预蒸馏作用有二，一是分离出挥发酚，二是消除颜色、浑浊和金属

离子等的干扰。

4-氨基安替比林分光光度法测定原理：pH10.0±0.2的介质中，在铁氰化 钾的存在

下，酚类化合物与4-氨基安替比林（4-AAP）反应，生成橙红色的吲哚酚安替比林染

料，在510nm波长处有最大吸收，用比色法定量。该法所测酚类不是总酚，而只是与4

-AAP显色的酚，并以苯酚为标准，结果以苯酚计算含量。

溴化滴定法测定原理：在含过量溴（由 溴酸钾和KBr产生）的溶液中，酚与溴反应生

成三溴酚，进一步生成溴代三溴酚。剩余的溴与KI作用放出游离碘，与此同时，溴代

三溴酚也与KI反应生成游离碘，用硫代硫酸钠标准溶液滴定释出的游离碘，并根据其

耗量，计算出以苯酚计的挥发酚含量。

计算公式：

挥发酚（以苯酚计，mg/L）=（V₁-V₂）*C*15.68*1000/V

七 矿物油

水中的矿物油来自工业废水和生

活污水。矿物油漂浮于水体表

面，影响空气与水面的氧交换；

分散于水中的油被微生物氧化分

解，消耗水中的溶解氧，使水质

恶化,矿物油中还含有毒性大的芳

烃类。

测定的方法有重 量法、非色散红外法、紫外分光光度法、荧光法、比浊法等。

重量法： 是常用方法，不受油品种的限制，但操作繁琐，灵敏度低，只适用于测定

10mg/L以上的含油水样。

测定原理：以硫酸酸化水样，用石油醚萃取矿物油，然后蒸发除去石油醚，称量残渣

量，计算矿物油含量。

此法所测为水中可被石油醚萃取的物质总量，可能含有较重的石油成分不能被萃取。

蒸发除去溶剂时，也会造成轻质油的损失。

非色散红外法：是利用石油类物质的甲基、亚甲基在近红 外区（3.4μm）有特征吸

收，作为测定水样中油含量的基础。测定时，先用硫酸酸化水样，加Nacl破乳化，再

用三氯三氟乙烷萃取，萃取液经无水硫酸钠层过滤、定容，注入红外分析仪测其含

量。标准油可采用受污染地点水中石油醚萃取物或混合石油烃。

紫外分光光度法：石油及其产品在紫 外光区有特征吸收，如一般原油的两个吸收峰波

长为225nm和254nm，轻质油及炼油厂的油品吸收波长位225nm，故可采用紫外分光光度

法测定。水样先用硫酸酸化，加Nacl破乳化，然后用石油醚萃取，脱水，定容后测

定。标准油可采用受污染地点水样的石油醚萃取物。