溶解氧
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(zhǎng),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(guò)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(guò)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(wú)氧。
生化需氧量(Biochemical Oxygen Demand,BOD)
地面水體中微生物分解有機(jī)物的過(guò)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(guò)程可分為兩個(gè)階段,**階段是有機(jī)物轉(zhuǎn)化為二氧化碳、氨和水的過(guò)程,**階段則是氨進(jìn)一步在亞硝化**和硝化**的作用下,轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽和硝酸鹽,即所謂硝化過(guò)程。BOD一般指的是**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)、*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(wú)限長(zhǎng)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(cè)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(cè)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(lái)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(cè)定時(shí)間長(zhǎng);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(cè)定。