白龟山水库水体富营养化状态评估

环境化学课程大作业

白龟山水库水体富营养化

程度评估

单 位：环境科学教研室 指导老师：刘雪平 吴少杰

时 间：2015—2016学年第一学期17～18周

环境化学大作业：白龟山水库水体富营养

化程度评估

一、实验小组划分与工作进度

全班52人划分为8个小组，每组由6—7人组成，指定一个责任心较强的同学担任小组长。小组长负责协调本组课程设计任务全过程，包括本组实验计划制定；实验准备；任务分解分配；样品的采集；样品处理；室内分析测定；分析数据的记录、整理；本组分析报告的提交等。

本次课程设计工作进度计划 第一周周一 分组、预习、第二周周一 实验准备 第一周周二 第一周周三 第一周周四 实验准备 实验准备 第二周周二 第二周周三 样品测定 样品测定 报告撰写 绘制工作曲线 采集样品、样第二周周四 品处理 第一周周五 采集样品、样第二周周五 品处理 报告撰写 二、实验目的

①掌握总磷、总氮及叶绿素a的测定原理及方法。 ②评价白龟山水库水体的富营养化状况。

富营养化是指在人类活动的影响下，生物所需的氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河口、海湾等缓流水体，引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖，水体溶解氧量下降，水质恶化，鱼类及其他生物大量死亡的现象。在自然条件下，湖泊也会从贫营养状态过渡到富营养状态，沉积物不断增多，先变为沼泽，后变为陆地。这种自然过程非常缓慢，常需几千年甚至上万年。而人为排放含营养物质的工业废水和生活污水所引起的水体富营养化现象，可以在短期内出现。水体富营养化后，即使切断外界营养物质的来源，也很难自净和恢复到正常水平。水体富养化严重时，湖泊可被某些繁生植物及其残骸淤塞，成为沼泽甚至干地。局部海区可

变成“死海”，或出现“赤潮”现象。

植物营养物质的来源广、数量大，有生活污水、农业面源、工业废水、垃圾等。每人每天带进污水中的氮约50 g。生活污水中的磷主要来源于洗涤废水，而施入农田的化肥有50%～80%流入江河、湖海和地下水体中。

许多参数可用作水体富营养化的指标，常用的是总磷、叶绿素a含量和初级生产率的大小（见下表） 富营养化程度 极贫营养 贫营养 中等营养 中富营养 富营养

三、实验原理 1．测定磷的原理

在酸性溶液中，将各种形态的磷转化成磷酸根离子(PO43-)。随之用钼酸铵和酒石酸锑钾与之反应，生成磷钼锑杂多酸，再用抗坏血酸把它还原为深色钼蓝。

砷酸盐与磷酸盐一样也能生成钼蓝，0．1 μg／mL的砷就会干扰测定。六价铬、二价铜和亚硝酸盐能氧化钼蓝，使测定结果偏低。 2．测定总氮(碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法)的原理

在60℃以上的水溶液中，过硫酸钾按如下反应式分解，生成氢离子和氧。 K2S2O8 + H2O 2KHSO4 + 1/2O2 KHSO4 K+ + HSO4 - HSO4一 H+ + SO4 2-

加入氢氧化钠用以中和氢离子。使过硫酸钾分解完全。

在120～124℃的碱性介质条件下，用过硫酸钾作氧化剂，不仅可将水样中的氨氮和亚硝酸盐氮氧化为硝酸盐，同时将水样中大部分有机氮化合物氧化为硝酸盐。而后，用紫外分光光度法分别于波长220 nm与275 nm处测定其吸光度，按A=A220一2A275，计算校正吸光度(A)，即硝酸盐氮的吸光度值，按A的值查标准曲

叶绿素a（μg/L） 0.01～0.5 0.3～3 0.2～15 10～500 总磷(mg/L) <0.005 0.005～0.01 0.01～0.03 0.03～0.1 >0.1 总氮(mg/L) <0.2 0.2～0.4 0.3～0.65 0.5～1.5 >1.5 线并计算总氮(以NO3- — N计)含量。 3．测定叶绿素a的原理

测定水体中的叶绿素a的含量，可估计该水体的绿色植物存在量。将色素用丙酮萃取，测量其吸光度值，便可以测得叶绿素a的含量。 四、实验仪器和试剂 1．仪器

①可见分光光度计。 ②灭菌锅。

③容量瓶：100 mL，250 mL。 ④锥型瓶：250 mL。 ⑤比色管：25 mL，50 mL。 ⑥具塞小试管：10 mL。 ⑦移液管：1 mL，2 mL，10 mL。 ⑧醋酸纤维滤膜：孔径0．45 μm。 2．试剂

①5％过硫酸钾溶液。

②硝酸钾标准储备液：称取0.721 8 g经105—110℃烘干4 h的优级纯硝酸钾(KNO3)溶于无氨水中，移至1 000 mL容量瓶中，定容。此溶液每毫升含100μg硝酸盐氮。

③硝酸钾标准使用液：将储备液用无氨水稀释10倍而得。此溶液每毫升含10μg硝酸盐氮。

④90％丙酮溶液：丙酮与水按体积比9：1混合。 ⑤2 mol／L盐酸溶液。

⑥(1十9)盐酸溶液：盐酸与水按体积比1：9混合。

⑦钼酸盐溶液：溶解13 g钼酸铵((NH4)6Mo7O24·4H2O)于100 mL水中。溶解0.35 g酒石酸锑钾(K(SbO)C4H4O6·1／2H2O)于100 mL水中。

在不断搅拌下，将钼酸铵溶液徐徐加到300 mL(1+1)硫酸中，加酒石酸锑氧钾溶液并且混合均匀。贮存在棕色的玻璃瓶中于约4℃保存。至少稳定两个月。 ⑧10％的抗坏血酸溶液：溶解10 g抗坏血酸于100 mL蒸馏水中，转入棕色