溶解氧含量

水中溶解氧的多少是衡量水體自凈能力的一個(gè)指標(biāo)。它跟空氣里氧的分壓、大氣壓、水溫和水質(zhì)有密切的關(guān)系。在20℃、100kPa下，純水里大約溶解氧9mg/L。有些有機(jī)化合物在喜氧菌作用下發(fā)生生物降解，要消耗水里的溶解氧。如果有機(jī)物以碳來計(jì)算，根據(jù)C+O2=CO2可知，每12g碳要消耗32g氧氣。當(dāng)水中的溶解氧值降到5mg/L時(shí)，一些魚類的呼吸就發(fā)生困難。水里的溶解氧由于空氣里氧氣的溶入及綠色水生植物的光合作用會(huì)不斷得到補(bǔ)充。但當(dāng)水體受到有機(jī)物污染，耗氧嚴(yán)重，溶解氧得不到及時(shí)補(bǔ)充，水體中的厭氧菌就會(huì)很快繁殖，有機(jī)物因腐敗而使水體變黑、發(fā)臭。

溶解氧值是研究水自凈能力的一種依據(jù)。水里的溶解氧被消耗，要恢復(fù)到初始狀態(tài)，所需時(shí)間短，說明該水體的自凈能力強(qiáng)，或者說水體污染不嚴(yán)重。否則說明水體污染嚴(yán)重，自凈能力弱，甚至失去自凈能力。

用于測量水中溶解氧的含量?？諝庵械难跞芙庠谒谐蔀槿芙庋?。水中的溶解氧的含量與空氣中氧的分壓、水的溫度都有密切關(guān)系。在自然情況下，空氣中的含氧量變動(dòng)不大，故水溫是主要的因素，水溫愈低，水中溶解氧的含量愈高。

溶解在水中的氧稱為溶解氧(Dissolved Oxygen，DO)，溶解氧以分子狀態(tài)存在于水中。水中溶解氧量是水質(zhì)重要指標(biāo)之一。

水中溶解氧含量受到兩種作用的影響:一種是使DO下降的耗氧作用，包括耗氧有機(jī)物降解的耗氧，生物呼吸耗氧;另一種是使DO增加的復(fù)氧作用，主要有空氣中氧的溶解，水生植物的光合作用等。這兩種作用的相互消長，使水中溶解氧含量呈現(xiàn)出時(shí)空變化。

若以CH2O代表有機(jī)物，則有機(jī)物氧化分解反應(yīng)式為:

CH2O+O2→CO2+H2O

如果水中有機(jī)物含量較多，其耗氧速度超過氧的補(bǔ)給速度，則水中DO量將不斷減少，當(dāng)水體受到有機(jī)物的污染時(shí)，水中溶解氧量甚至可接近于零，這時(shí)有機(jī)物在缺氧條件下分解就出現(xiàn)腐敗發(fā)酵現(xiàn)象，使水質(zhì)嚴(yán)重惡化。

天然水體中DO的數(shù)量，除與水體中的生物數(shù)量和有機(jī)物的數(shù)量有關(guān)外，還與水溫和水層有關(guān)。在正常情況下地表水中溶解氧量為5-10mg/L，在有風(fēng)浪時(shí)，海水中溶解氧可達(dá)14 mg/L，在水藻繁生的水體中，由于光合作用使放氧量增加，也可能使水中的氧達(dá)到過飽和狀態(tài)，地下水中一般溶解氧較少，深層水中甚至完全無氧。

(Biochemical Oxygen Demand，BOD)

地面水體中微生物分解有機(jī)物的過程消耗水中的溶解氧的量，稱生化需氧量，通常記為BOD，常用單位為毫克/升。一般有機(jī)物在微生物作用下，其降解過程可分為兩個(gè)階段，第一階段是有機(jī)物轉(zhuǎn)化為二氧化碳、氨和水的過程，第二階段則是氨進(jìn)一步在亞硝化細(xì)菌和硝化細(xì)菌的作用下，轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽和硝酸鹽，即所謂硝化過程。BOD一般指的是第一階段生化反應(yīng)的耗氧量。微生物分解有機(jī)物的速度和程度同溫度、時(shí)間有關(guān)、最適宜的溫度是15~30℃，從理論上講，為了完成有機(jī)物的生物氧化需要無限長的時(shí)間，但是對(duì)于實(shí)際應(yīng)用，可以認(rèn)為反應(yīng)可以在20天內(nèi)完成，稱為BOD20，根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，經(jīng)5天培養(yǎng)后測得的BOD約占總BOD的70~80%，能夠代表水中有機(jī)物的耗氧量。為使BOD值有可比性，因而采用在20℃條件下，培養(yǎng)五天后測定溶解氧消耗量作為標(biāo)準(zhǔn)方法，稱五日生化需氧量，以BOD5表示。BOD反映水體中可被微生物分解的有機(jī)物總量，以每升水中消耗溶解氧的毫克數(shù)來表示。BOD小于1mg/L表示水體清潔;大于3-4mg/l，表示受到有機(jī)物的污染。但BOD的測定時(shí)間長;對(duì)毒性大的廢水因微生物活動(dòng)受到抑制，而難以準(zhǔn)確測定。

水體中能被氧化的物質(zhì)在規(guī)定條件下進(jìn)行化學(xué)氧化過程中所消耗氧化劑的量，以每升水樣消耗氧的毫克數(shù)表示，通常記為化學(xué)需氧量(Chemical Oxygen Demand，COD) 。在COD測定過程中，有機(jī)物被氧化成二氧化碳和水。水中各種有機(jī)物進(jìn)行化學(xué)氧化反應(yīng)的難易程度是不同的，因此化學(xué)需氧量只表示在規(guī)定條件下，水中可被氧化物質(zhì)的需氧量的總和。當(dāng)前測定化學(xué)需氧量常用的方法有KMnO4和K2CrO7法，前者用于測定較清潔的水樣，后者用于污染嚴(yán)重的水樣和工業(yè)廢水。同一水樣用上述兩種方法測定的結(jié)果是不同的，因此在報(bào)告化學(xué)需氧量的測定結(jié)果時(shí)要注明測定方法。

COD與BOD比較，COD的測定不受水質(zhì)條件限制，測定的時(shí)間短。但是COD不能區(qū)分可被生物氧化的和難以被生物氧化的有機(jī)物不能表示出微生物所能氧化的有機(jī)物量，而且化學(xué)氧化劑不僅不能氧化全部有機(jī)物，反而會(huì)把某些還原性的無機(jī)物也氧化了。所以采用BOD作為有機(jī)物污染程度的指標(biāo)較為合適，在水質(zhì)條件限制不能做BOD測定時(shí)，可用COD代替。水質(zhì)相對(duì)穩(wěn)定條件下，COD與BOD之間有一定關(guān)系:一般重鉻酸鉀法COD>B OD5>高錳酸鉀法COD。

由于BOD測定費(fèi)時(shí)，為實(shí)現(xiàn)快速反映有機(jī)污染程度的目的，而采用 總有機(jī)碳(Total Organic Carbon，TOC)與總需氧量(Total Oxygen Demand，TOD)測定法。它們都是使用化學(xué)燃燒法，前者測定結(jié)果以C表示，后者則以O(shè)表示需養(yǎng)有機(jī)物的含氧。由于測定時(shí)耗氧過程不同，而且各種水中有機(jī)物成分不同，生化過程差別也較大，所以各種水質(zhì)之間，TOC或TOD與BOD5不存在固定的相互關(guān)系。在水質(zhì)條件基本相同的條件下，BOD5與TOC或TOD之間有一定相關(guān)性。