溶解氧

興龍

一．溶解氧（Dissolved Oxygen，DO）
　　溶解在水中的氧稱為溶解氧，溶解氧以分子狀態(tài)存在于水中。水中溶解氧量是水水質(zhì)重要指標之一。
　　水中溶解氧含量受到兩種作用的影響：一種是使DO下降的耗氧作甩，包括好氧有機物降解的耗氧，生物呼吸耗氧；另一種是使DO增加的復氧作用，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)出時空變化。
　　若以CH2O代表有機物，則有機物氧化分解反應式為：
　　CH2O＋O2→CO2＋H2O
　　如果水中有機物含量較多，其耗氧速度超過氧的補給速度，則水中DO量將不斷減少，當水體受到有機物的污染時，水中溶解氧量甚至可接近于零，這時有機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，在有風浪時，海水中溶解氧可達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。
　　二．生化需氧量（Biochemical Oxygen Demand，BOD）
　　地面水體中微生物分解有機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。一般有機物在微生物作用下，其降解過程可分為兩個階段，第一階段是有機物轉(zhuǎn)化為二氧化碳、氨和水的過程，第二階段則是氨進一步在亞硝化細菌和硝化細菌的作用下，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的耗氧量。微生物分解有機物的速度和程度同溫度、時間有關(guān)、最適宜的溫度是15～30℃，從理論上講，為了完成有機物的生物氧化需要無限長的時間，但是對于實際應用，可以認為反應可以在20天內(nèi)完成，稱為BOD20，根據(jù)實際經(jīng)驗發(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準方法，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，表示受到有機物的污染。但BOD的測定時間長；對毒性大的廢水因微生物活動受到抑制，而難以準確測定。
　　三．化學需氧量（Chemical Oxygen Demand，COD）
　　水體中能被氧化的物質(zhì)在規(guī)定條件下進行化學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COD。在COD測定過程中，有機物被氧化成二氧化碳和水。水中各種有機物進行化學氧化反應的難易程度是不同的，因此化學需氧量只表示在規(guī)定條件下，水中可被氧化物質(zhì)的需氧量的總和。當前測定化學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，因此在報告化學需氧量的測定結(jié)果時要注明測定方法。
　　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物不能表示出微生物所能氧化的有機物量，而且化學氧化劑不僅不能氧化全部有機物，反而會把某些還原性的無機物也氧化了。所以采用BOD作為有機物污染程度的指標較為合適，在水質(zhì)條件限制不能做BOD測定時，可用COD代替。水質(zhì)相對穩(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。
　　四．總有機碳（Total Organic Carbon，TOC）與總需氧量（Total Oxygen Demand，TOD）
由于BOD測定費時，為實現(xiàn)快速反映有機污染程度的目的，而采用TOC與TOD測定法。它們都是使用化學燃燒法，前者測定結(jié)果以C表示，后者則以O表示需養(yǎng)有機物的含氧。由于測定時耗氧過程不同，而且各種水中有機物成分不同，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。

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