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1、附件5： 蚌埠学院本科毕业设计（论文）开题报告学生姓名 专业（班级）09级化学工程与工艺（1）班课题名称龙子湖的水质分析与评价一、选题的目的、意义和研究现状水是生态和环境的核心要素之一，是地球环境中最重要和最有活力的因素，它在某种程度上对其他环境要素起着制约与调节作用。充足、优质的水资源是21世纪可持续发展战略实施的重要保障。随着社会经济的发展，水在国民经济和社会发展中的地位和作用越来越突出。地球上的水资源虽然总量有限，但是可以循环利用，然而水资源却极易受到污染，并且是污染物的载体，能导致污染物的扩散与蔓延。随着我国经济的稳步发展，水污染问题也变得日益严重。本论文的选题是龙子湖的水质分析与评价
2、，安徽蚌埠龙子湖是全国最大的城市内湖，水面面积8.4平方千米。随着蚌埠市城市的快速发展，龙子湖已逐渐由“城郊湖”变为“城中湖”，龙子湖风景名胜区也早已成为集自然、人文景观和文物古迹于一体的综合性的风景区，是居住、投资、旅游、休憩的好去处。发展快但也带来了环境上的污染。近年来，随着城镇工业和乡镇工业的飞速发展，人类对水资源需求量越来越大,但同时水资源的污染问题也日益严重。本课题的目的在于（1）了解龙子湖的水质情况，提高学生对环境保护重要性的全面认识，增强环保意识和责任感：（2）为加强蚌埠市龙子湖环境保护，改善龙子湖生态环境状况，对龙子湖水质做出总体的分析和全面的评价。（3）培养学生分析检测的操作
3、能力，强化分析问题解决问题的能力，锻炼学生独立工作的能力。（4）进一步巩固学生化学专业技能，为就业打下坚实基础。现状：但是现在很多的企业对水污染的处理很不到位， 直接排放到河流中，污染生物 及人类的生存环境 。二、完成任务的研究思路和方案研究思路分类水资源用途广，因此水质评价的目标类型也比较多 按评价目标分:为防治污染的水污染评价,如60年代以来广泛进行的河流污染评价、湖泊富营养化评价等；为合理开发利用水资源的水资源质量评价。 按评价对象分:地表水评价和地下水评价,前者又分为河流、湖泊、水库、沼泽、潮汐河口和海洋等水质评价 按评价时段分：利用积累的历史水质数据，揭示水质发展过程的回顾评价，根据
4、近期水质监测数据，阐明水质当前状况的现状评价，和对拟建工程作水质影响分析的影响评价（又称预断评价） 按水的用途分：饮用水水质评价，渔业用水水质评价，工业用水水质评价，农业用水水质评价，游泳和风景游览水体的水质评价等。 水质参数指水中物理、化学和生物的成分及其数量。在水污染评价时，可采用当地主要污染物和有关的物理化学项目作为评价参数,在水资源质量评价时,选择能反映水质基本特性的参数和主要污染参数。在水质评价中,常用的参数有六类：常规水质参数,包括色、嗅、味、透明度（或浊度）、总悬浮固体、水温、pH值、电导率、硬度、矿化度、含盐量等;氧平衡参数,包括溶解氧、溶解氧饱和百分率、化学耗氧量、生化需氧量
5、等；重金属参数，包括汞、铬、铜、铅、锌、镉、铁、锰等成分;有机污染参数,分简单有机物（苯、酚、芳烃、醛、DDT、六六六、洗涤剂等）和复杂有机物(三、四苯骈芘、石油、多氯联苯等)；无机污染物参数,包括氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、硫酸盐、磷酸盐、氟化物、氰化物、氯化物等；生物参数，包括细菌总数、大肠菌群数、底栖动物、藻类等。 评价方法有两大类，一类是以水质的物理化学参数的实测值为依据的评价方法；另一类是以水生物种群与水质的关系为依据的生物学评价方法。较多采用的是物理化学参数评价方法，其中又分：单项参数评价法即用某一参数的实测浓度代表值与水质标准对比，判断水质的优劣或适用程度。多项参数综合评价法即把
6、选用的若干参数综合成一个概括的指数来评价水质，又称指数评价法。指数评价法用两种指数即参数权重评分叠加型指数和参数相对质量叠加型指数两种。参数权重评分叠加型指数的计算方法是，选定若干评价参数，按各项参数对水质影响的程度定出权系数，然后将各参数分成若干等级，按质量优劣评分，最后将各参数的评分相加，求出综合水质指数。数值大表示水质好，数值小表示水质差。用这种指数表示水质，方法简明，计算方便。参数相对质量叠加型指数的计算方法是，选定若干评价参数，把各参数的实际浓度与其相应的评价标准浓度相比，求出各参数的相对质量指数，然后求总和值。根据生物与环境条件相适应的原理建立起来的生物学评价方法，通过观测水生物的
7、受害症状或种群组成，可以反映出水环境质量的综合状况，因而既可对水环境质量作回顾评价，又可对拟建工程的生态效应作影响评价，是物理化学参数评价方法的补充。缺点是难确定水污染物的性质和含量。具体方案水质评价是合理开发利用和保护水资源的一项基本工作。根据不同评价类型，采用相应的水质标准。根据蚌埠市周边环境，笔者将对淮龙子湖区水体进行采样。根据实验室条件，我选择水体的硬度、化学需氧量COD、PH、悬浮物含量、铁含量、总磷总氮含量、六价铬、铅含量九个指标进行测定。将使用络合滴定法测定硬度，使用高锰酸钾法测定化学耗氧量，使用电极法测定ph，使用重量法测定固体悬浮物含量，使用邻二氮菲吸光光度法测定铁含量，使用
8、过硫酸盐氧化法测定氮、磷，以及使用吸光光度法测定六价铬，双硫腙分光光度法测定铅含量。1、络合滴定法测定硬度1.1 原理水的硬度是指水中Ca2 、Mg 的浓度，常采用络合滴定法进行检测在pH值为10的氨性缓冲液中，用三乙醇胺、盐酸羟胺消除金属离子的干扰，以铬黑T为指示剂，用乙二胺四乙酸二钠标准溶液滴定水中钙、镁离子，到达终点时，溶液由紫红色变为纯蓝色1.2 操作步骤吸取5000 mL水样，置于150 mL三角瓶中，加入5 Tnl三乙醇胺及少量固体盐酸羟胺，摇匀、溶解，再加入15 mL氨性缓冲溶液及少量铬黑T指示剂，用0011 55 molL的EDTA标准溶液滴定，至溶液呈纯蓝色时为终点，记下消耗
9、的EI)TA标准溶液的体积2、高锰酸钾法测定化学耗氧量2.1原理化学耗氧量测定普遍采用重铬酸钾法该方法是在强酸性和硫酸汞络合氯离子干扰条件下，以硫酸银作催化剂，用已知过量的重铬酸钾将水中还原性物质氧化过量的重铬酸钾以试亚铁灵指示剂，用硫酸亚铁铵回滴，由消耗的重铬酸钾量，计算出水样中还原性物质的量，并以耗氧量表2.2 操作步骤取2000 mL水样于250 mL的磨口三角烧瓶中，加硫酸汞04 g、浓硫酸2 mL待硫酸汞溶解后，再加入用基准重铬酸钾配置的C( 1 K2Cr2o7)= 0250 0 moLL的重铬酸钾溶液1000 mL，浓硫酸28 mL、硫酸银04 g，加热至微沸并在微沸下回流2 h冷
10、却后，先用90mL蒸馏水从冷凝管口冲洗冷凝管壁，取下烧瓶，冷却后加入2滴亚铁灵指示剂，用硫酸亚铁铵标准溶液滴定至溶液由橙黄色到蓝绿色，直到最后变成褐色为止记录水样消耗的硫酸亚铁铵标准溶液的毫升数，同时以2000mL蒸馏水代替水样，操作步骤与水样的测定相同记录空白实验消耗的硫酸亚铁铵标准溶液的毫升数3、使用电极法测定PH3.1 原理以饱和甘汞电极为参比电极，玻璃电极为指示电极组成原电池在25C时，溶液中每变化一个pH单位，便会引起591 mV电位差的变化，在仪器上直接以pH的读数表示温度差异通过仪器上的补偿装置进行校正3.2 操作步骤校正仪器，再测量水样pH值4、使用重量法测定固含量4.1原理固
11、含量是指水样中悬浮固体与溶解固体之和取一定量的水样加热蒸发至干到恒重，称量计算固含量4.2操作步骤取混合均匀的水样10000 mL于3只已恒重的硬质玻璃烧杯中，水浴加热蒸发至干后转入烘箱内，于1042烘箱内烘干，直至恒重烧杯的增重为固含量5、邻二氮菲吸光光度法测定铁含量5.1原理在pH39的条件下,低铁离子能与邻菲啰啉生成稳定的橙红色络合物,在波长510nm处有最大光吸收。邻菲啰啉过量时,控制溶液pH为2.93.5,可使显色加快。5.2 操作步骤量取50.0ml振摇混匀的水样于100ml三角瓶中。另取100ml三角瓶8个,分别加入铁标准溶液0、0.25、0.50、1.00、2.00、3.00、
12、4.00、5.00ml,各加纯水至50ml。向水样及标准系列三角瓶中各加4ml 1+1盐酸和1ml 盐酸羟胺溶液,小火煮沸至约剩30ml , 冷却至室温后移入50ml比色管中。向水样及标准系列比色管中各加2ml邻菲啰啉溶液, 混匀后再加10.0ml乙酸铵缓冲溶液,各加纯水至50ml刻度,混匀,放置1015min。于510nm波长下,用2cm比色皿,以纯水为参比,测定样品和标准系列溶液的吸光度。绘制校准曲线,从曲线上查出样品管中铁的含量。6、过硫酸盐氧化法测定氮、磷6.1原理过硫酸盐在60o C的水溶液中可水解成H+和O2，即2K2 S2 O8 +2H2O -4KHSO4 +O2 。将1mol的
13、K2 S2 O8 中加入1molNaOH，反应开始呈碱性(初始PH值为12.57)，可将水中的氮氧化为硝酸盐。由于氧化反应生成大量的H+，反应后的溶液呈酸性(PH值为2.12)，可将磷氧化为磷酸盐。因此水中的总氮、总磷可在一种氧化剂中依次完成氧化，氧化液经分光光度计比色，可快速测得总氮总磷。6.2 操作步骤分别吸取N和P标准贮备溶液10ml并用水稀释至100ml。 分别吸取10ug/ml的氮标准液0，2.0，4.0，6.0，8.0，10.0，12. 0ml和磷标准液0，1.0，2.0，3.0，4.0，5.0，6.0ml于6个50ml容量瓶中，加水定容摇匀后再分别吸取20ml于50ml比色管中，
14、各加入20ml氧化剂溶液，加盖摇匀，放入高压消毒器中，与水样的氧化同时进行。 吸取摇匀后的水样20ml于50ml比色管中，加入20ml氧化剂溶液，加盖后摇匀，与标准系列同时在1200 C下高压氧化30min，冷却，取出测定。取出上清液，在波长210nm处，用1cm的石英比色皿在751型分光光度计上进行总氮的比色测定(用空白对照)，记录读数。分别吸取标准系列的氧化后的水样上清液10ml于25ml具塞比色管中，加入1滴二硝基酚指示剂，1-2滴0.5mol硫酸，再用饱和碳酸钠溶液调至溶液呈浅黄色，准确加入显色剂2.5ml，然后加水定容至25ml后摇匀。置于20-400 C温度下还原显色30min后，
15、在700nm波长处，用3cm比色皿在751型分光光度计上进行总磷测定(以空白对照)，记录读数。7、使用吸光光度法测定六价铬7.1原理在酸性溶液中，六价铬离子与二苯碳酰二肼反应，生成紫红色化合物，其最大吸收波长为540nm，吸光度与浓度的关系符合比尔定律。7.2 操作步骤标准曲线的绘制：取9支50mL比色管，依次加入0、0.20、0.50、1.00、2.00、4.00、6.00、8.00和10.00mL铬标准使用液，用水稀释至标线，加入1+1硫酸0.5mL和1+1磷酸0.5mL，摇匀。加入2mL显色剂溶液，摇匀。5-10min后，于540nm波长处，用1cm比色皿，以水为参比，测定吸光度并作空白
16、校正。以吸光度为纵坐标，相应六价铬含量为横坐标绘出标准曲线。取适量无色透明或经预处理的水样于50mL比色管中，用水稀释至标线，测定方法同标准溶液。进行空白校正后根据所测吸光度从标准曲线上查得Cr6+的含量。8、双硫腙分光光度法测定铅含量8.1原理在 pH 为 8.59.5 的氨性柠檬酸盐 氰化物的还原性介质中 铅与双硫腙形成可被氯仿萃 取的淡红色的双硫腙铅螯合物 萃取的氯仿混色液 于 5l0nm 波长下进行光度测量 从而求 出铅的含量8.2 操作步骤向试份加入 10mI 硝酸和 50mL 柠檬酸盐氰化钾还原性溶液，摇匀后冷却到室温 加入 10mL 双硫腙工作溶液寨紧后剧烈摇动 30s ，然后放
17、置分层。在分液漏斗的茎管内塞入一小团无铅脱脂棉花 ，然后放出下层有机相 弃去 12mL 氯仿 层后 再注入 10mm 比色皿中 在 510nm 测量萃取液的吸光度 测量前用双硫腙工作溶液将仪器调零由测量所得吸光度扣除空白试验吸光度再从校准曲线上查出铅量 然后按的公式计 算样品中铅的含量 。空白试验：按上述的方法进行处理 但用无铅水代替试份 其他试剂用量均相同 。 制备一组校准溶液 ：向一系列 250mL 分液漏斗中 分别加入铅标准工作溶液0 0.50 1.00 5.00 7.50 10.00 12.50 15.00mL 各加适量无铅去离子水以补充到 100mL 然后按 所述步骤进行操作 。校准
18、曲线的绘制 ：从上述测得吸光度扣除试剂空白(零浓度)的吸光度后 绘制 10mm 比色皿光程的吸光度对铅量的曲线 这条线应为通过原点的直线 。对所测值与国家指标比对GB574920o6生活饮用水卫生标准的部分指标指标隈值化学耗氧量(CODer，mgL)3；水源耗氧量6 mgL时为5oH(oH单位)6585总硬度(以CaCO3计，mgL)450溶解性总固体(mgL)1 000GB38382O02部分地表水环境指标序号标准值 分类项目类类类类类1水温（）人为造成的环境水温变化应限制在周平均最大温升1周平均最大温降22pH值（无量纲）693溶解氧饱和率90（或7.5）65324高锰酸盐指数246101
19、55化学需氧量(COD)15152030406五日生化需氧量（BOD5）3346103氨氮（NH3-N）0.150.51.01.52.08总磷（以P计）0.02(湖、库0.01)0.1(湖、库0.025)0.2(湖、库0.05)0.3(湖、库0.1)0.4(湖、库0.2)9总氨(湖、库以N计)0.20.51.01.52.010铜 0.011.01.01.01.011锌 0.051.01.02.02.012氟化物（以F计）1.01.01.01.541.513铬 (六 价) 0.010.050.050.050.114铅 0.010.010.050.050.1可自行加页三、需要的主要仪器和设备等72
20、2型分光光度计， 移液管，具塞比色管， 分析天平，容量瓶，酸度计，比色皿，751型分光光度计，三角瓶。可自行加页四、指导教师评语（建议填写内容：对学生提出的方案给出评语，明确是否同意开题，提出学生完成上述任务的建议、注意事项等）（5号仿宋体，单行距,A4纸双面打印）。可自行加页 指导教师签名： 年 月 注意事项：1、开题报告前三项由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，外语专业的开题报告必须用相应的语种写作。2、有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T 740894数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2005年9月26日”或“2005-09-26”。3、开题报告须经指导教师签署意见才能生效。 4、本表作为毕业设计（论文）的附件材料，装入学生毕业设计（论文）袋。
