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水体有机污染是水质污染的主要问题之一。天然水体中自然存在的有机物质及人类活动排放的有机污染物种类繁多、结构复杂,逐一进行定性定量分析既耗时长、成本高,在技术上亦难以实现。因此,在水质检测实践中,通常采用若干综合性指标来间接表征水体中有机物的总体污染状况。 根据国家标准《生活饮用水标准检验方法 第7部分:有机物综合指标》(GB/T 5750.7-2023),有机物综合指标主要包括高锰酸盐指数、生化需氧量、石油类和总有机碳等。以下就各项主要指标的内涵与检测原理加以阐述。 一、高锰酸盐指数 高锰酸盐指数是指在一定条件下,以高锰酸钾为氧化剂,处理水样时所消耗的氧化剂的量,以氧的毫克/升(mg/L)表示。该指标反映的是水体中可被高锰酸钾氧化的有机物及无机还原性物质(如亚硝酸盐、亚铁盐、硫化物等)的总量。由于高锰酸钾的氧化能力相对有限,在规定条件下水中有机物仅能被部分氧化,易挥发的有机物不包含在测定值之内。 因此,高锰酸盐指数并非水体中总有机物含量的理论值,而是一个相对性的综合指标。该指标常被作为地表水受有机物和还原性无机物污染程度的综合指标加以使用。国际标准化组织(ISO)建议高锰酸钾法主要适用于地表水、饮用水和生活污水的水质检测。 二、化学需氧量(COD) 化学需氧量是指在特定条件下,采用强氧化剂(通常为重铬酸钾)处理水样时,水样中还原性物质所消耗的氧化剂的量,折算为氧的质量浓度,以mg/L表示。与高锰酸盐指数不同,化学需氧量采用氧化能力更强的重铬酸钾作为氧化剂,能够氧化水中的大部分有机物。该指标反映了水体中受还原性物质污染的程度,其中既包括可降解与难降解的有机物,也包括亚硝酸盐、亚铁盐、硫化物等无机还原性物质。化学需氧量数值越高,表明水体中有机物等还原性物质的含量越高,污染程度越严重。 三、生化需氧量(BOD) 生化需氧量是指在有氧条件下,水中好氧微生物分解有机物过程中所消耗的溶解氧质量浓度。为使测定结果具有可比性,国际上通常规定在20℃条件下培养5天,测定该期间内微生物降解有机物所消耗的溶解氧量,称为五日生化需氧量(BOD₅)。BOD₅数值越大,表明水中可被微生物降解的有机物含量越高。与化学需氧量相比,生化需氧量仅反映可生物降解的那部分有机物,对于难以被微生物降解的有机物,BOD₅测定值往往偏低。在实际应用中,BOD₅与COD的比值常被用作判断废水可生化性的重要依据。 四、总有机碳(TOC) 总有机碳是以碳的含量表示水体中有机物总量的综合指标。其测定原理是在高温条件下(约950℃)使水样中的有机物气化燃烧生成二氧化碳,再通过红外线分析仪测定二氧化碳的量,从而换算得出总有机碳含量。与前述以耗氧量为基础的指标不同,总有机碳直接以有机物的核心构成元素——碳的含量进行度量,不受无机还原性物质的干扰。 目前,总有机碳已被列为地表水和工业废水的水质污染监测指标。虽然我国现行《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)尚未将总有机碳列为常规评价因子,但其作为反映有机物污染程度的重要指标正日益受到重视。
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