初阳湖水质监测2(附件1) (1)

提示： 1.主要研究内容及研究方法； 2.主要研究成果，特别要说明主要创新之处，并列出具体内容和必要数据； 3.研究成果的科学意义、应用前景(效益趋向)； 4.预期计划的完成情况、存在问题及进一步研究的方向。 一、 基础资料 初阳湖位于浙江师范大学中部，东邻音乐、美术学院，南邻行政楼，西邻17幢田家炳教育学院，北邻杏园食堂。 湖泊大小：100m*300m 水深：5m 水资源用途：美化环境、景观、养鱼、灌溉花木、清洗道路、实验调研取样基地 沿岸排污情况：湖北面、东面各有一个 二、 采样 1、 采样点的布设： 北 共7个采样点（沿岸）：东岸2个，南岸中心1个，西岸3个，北岸中心1个 2、 采样准备： ① 采样器：2.5L采水器1个（自带温度计），25L塑料桶1只 ② 附带仪器：塞氏盘1个（带绳子），溶氧仪1台 ③ 装水容器：500ml矿泉水瓶3个（叶绿素1个、pH1个、总氮和CODMn共1个） ④ 药剂：分析纯硫酸（1:1）100ml，滴管，pH试纸，玻璃棒，1%碳酸镁溶液，蒸馏水，洗瓶，吸水纸 3、 采样： 用采样器分别在各采样点距水面0.5m深处取水，测其水温和DO，并将7个采样点取的水样综合于塑料桶内混匀。 4、 现场测定：透明度、水温、DO（2015年7月4日） 仪器 序号 1 2 3 4 5 6 7 平均值 塞氏盘 透明度（cm） 47 39 38 42.5 53.1 59.1 48.5 46.7 温度计 温度（℃） 23.1 23.5 23.2 23.5 23.5 24.5 24.0 23.3 溶氧仪 DO（mg/L） 8.6 10.3 9.57 9.1 8.86 8.01 9.86 9.19 5、 实验室监测项目的保存方法、取样量： ① 保存方法： A、 pH：无需加试剂，无需避光，直接装瓶 B、 叶绿素：每1000ml水样中加1%碳酸镁溶液5ml，摇匀，用锡纸或黑色塑料袋包好，防止其降解 C、 总氮、CODMn ：加硫酸（ρ=1.84g/ml），将水样pH调至1-2 ② 取样量 A、 pH：500ml（1瓶） B、 叶绿素：500 ml（1瓶） C、 总氮、CODMn ：500ml（1瓶） 6、 采样注意事项： ① 一个采样点结束后，下一个采样点采样前，采水器、溶氧仪需要清洗，防止交叉污染。 ② 水样装瓶前，应将各采样点水样混合成综合水样后分装，最先装叶绿素的水样于500ml瓶中，逐渐加入2.5ml碳酸镁溶液，并用锡纸包好避光；其次装pH的水样500ml；剩余水样倾倒多余部分后加分析纯硫酸（ρ=1.84g/ml）调节水样pH≤2，最后装入500ml瓶中。 ③ 加分析纯硫酸时，注意避免滴到身上或手上，边加边用玻璃棒搅拌。 ④ 采样点的分布应合理，所取的水样应有代表性，能综合反映水体当前真实情况。 ⑤ 采样过程中注意安全，禁止嬉戏、打闹。 ⑥ 采样结束后，清点器材，带回实验室，清洗后归还。 三、 叶绿素的监测 1、 实验原理： 叶绿素a是浮游植物的主要光合色素，存在于所有浮游植物中，约占有机物干重1-2%，是估算浮游植物生物量的重要指标。常用乙醇作色素萃取液，用分光光度法测定。 2、 实验器材： ① 抽滤器，纤维滤膜 ② 冰箱，离心管（50ml），黑色塑料袋或锡纸 ③ 离心机 ④ 分光光度计，比色皿，移液枪 3、 实验试剂： ① 饱和碳酸镁溶液 ② 95%乙醇溶液 4、 实验步骤： ① 抽滤：用合成纤维滤膜抽滤，直到滤膜过滤受阻为止； ② 萃取：取下滤膜，浸没于50ml离心管乙醇液面以下，盖紧盖子，用锡纸包好，放臵于4℃冰箱中萃取色素21h； ③ 离心：3000rpm离心10min； ④ 测吸光度：用移液枪移取上清液于比色皿中，测其A649、A665、A750 ⑤ 记录数据，计算分析 5、 实验结果： ① 叶绿素浓度Ca（mg/L）=[13.7（A665- A750）-5.76（A649- A750）]*E/F*I 注：E——提取液乙醇体积，mL F——过滤水样体积，mL I——比色皿光程，1cm ② 计算：（Kb为95%乙醇） 水域名 A649 A665 A750 E（mL） F（mL） Ca（mg/L） 330 0.024 初阳湖 0.015 0.045 0.003 15.5 6、 注意事项： ① 采样后，水样应立即装入避光的瓶中，加入适量1%碳酸镁溶液； ② 抽滤前，组装器材时注意滤膜的正反面； ③ 抽滤时，水样应少量多次倒入抽滤装臵； ④ 抽滤结束，应以滤膜过滤受阻为其“饱和”标准，记录水样体积； ⑤ 离心管应被锡纸包裹，管内滤膜应浸没于乙醇液面以下； ⑥ 测吸光度时，以95%乙醇溶液作为参比，待读数稳定后记录数据； ⑦ 记录下用于萃取色素的95%乙醇溶液的量。 四、 总氮的监测 1、 实验原理： ① 60℃以上水溶液中，过硫酸钾在氢氧化钠碱性溶液中可完全分解产生离子态氢和原子态氧； ② 原子态氧可在120-124℃下使水中氮元素氧化为硝酸盐，有机物同时被氧化分解 ③ 用紫外分光光度法测出其吸光度A220、A275，求出较正吸光度A，A=A200-A275，从而测得总氮含量。 2、 实验仪器和设备： ① 紫外分光光度计，10mm石英比色皿； ② 医用手提式蒸汽灭菌器或压力锅； ③ 具玻璃磨口塞的25ml比色管12支； 3、 实验试剂： ① 无氨水：用蒸馏水代替； ② 碱性过硫酸钾标准溶液（40g/L）：称取40g过硫酸钾、15gNaOH溶于水中，稀释至1000mL； ③ 氢氧化钠固体； ④ 盐酸溶液（HCl）； ⑤ 盐酸钾标准使用液（10mg/L）。 4、 实验步骤： ① 配制水样：用NaOH固体颗粒调节水样PH至5-9； ② 配碱性过硫酸钾标准溶液100mL：40g过硫酸钾+15gNaOH溶解稀释至1000ml； ③ 配标准溶液：分别加1mL、3mL、5mL、0mL硝酸标准溶液于25mL比色管中，加水稀释至10mL； ④ 加水样：分别加湖泊中水样10mL于比色管中，共3管； ⑤ 加碱性过硫酸钾溶液：各比色管中加5mL; ⑥ 消解：压力锅中加热0.5h，定压阀吹气时开始计时； ⑦ 加盐酸（HCl）：冷却至室温后，加1mL； ⑧ 测吸光度：以空白为参比，测A220、A275。 5、 实验结果： ① 校准数据： N浓度（mg/L） 吸光度A ② 标准曲线： 0 0 1 0.026 3 0.10 5 0.182 ③ 水样数据 水样 初阳湖 实验① 实验② 实验③ A220 -0.002 -0.001 -0.002 A275 0.017 0.015 0.010 A 0.021 0.017 0.014 平均A N浓度 0.017 0.47 6、 注意事项： ① 采样后，6个采样点需混合或综合水样，迅速加入硫酸调PH至2以下； ② 若超过100ug时，水样需稀释10倍后使用； ③ 装水样前，先将试样摇匀，再加入到比色管中； ④ 消解前，确定比色管口是否封紧； ⑤ 测吸光度时，使用配套的比色皿，并用试镜纸沿同一方向擦净比色皿的光滑面；待读数稳定后记录数据，注意正、负号; ⑥ 消解使用压力锅时，注意安全，以防烫伤。 五、 高锰酸盐指数的测定 1、 实验原理： 样品中加入已知量的高锰酸钾和硫酸，沸水浴中加热30min，高锰酸钾将样品中的某些有机物和无机还原性物质氧化，在反应后加入过量的草酸钠还原剩余的高锰酸钾，再用高锰酸钾标准溶液回滴过量的草酸钠。通过计算获得样品中高锰酸钾的指数： 101010V11010V010*f*C*8*1000V2V2 V3IMC式中：V0——空白试验时，消耗高锰酸钾溶液体积（mL） V1——样品滴定时，消耗高锰酸钾溶液体积（mL） V2——测定时，消耗高锰酸钾溶液体积（mL） V3——测定时，所取样品体积（mL） C——草酸钠标准溶液浓度（0.01mol/L） f——稀释时，蒸馏水所占比例 2、 实验仪器: ① 水浴装臵； ② 25ml滴定管，锥形瓶，10ml量筒。 3、 实验试剂: ① 硫酸（1+3）； ② 高锰酸钾标准溶液（0.01mol/L）； ③ 草酸钠标准溶液（0.01mol/L）：取2份10ml草酸钠标准贮备液于2个100ml容量瓶中，用水稀释至标线，摇匀。 4、 实验步骤： ① 配制草酸钠标准溶液：10mL草酸钠标准贮备液（0.1mol/L）稀释至100mL； ② 水样稀释：取50mL水样于锥形瓶中，加入50mL蒸馏水，共3份； ③ 空白试验：取100mL蒸馏水3份，装入3个锥形瓶，各加5mL盐酸； ④ 加高锰酸钾标准溶液：共6个瓶，各加10mL； ⑤ 沸水浴：30min； ⑥ 趁热加草酸钠标准溶液：10mL； ⑦ 滴定：趁热，用高锰酸钾标准溶液滴至恰好出现粉红色，且30s内不褪色为止，记录体积V0和V1； ⑧ 空白样滴定后，加10mL草酸钠，再回滴，记录体积V2； ⑨ 计算结果，分析。 5、 实验结果： ① 公式： 101010Va10Va10*VV22V3f*C*8*1000IMC 其中：a——试样中加入草酸钠溶液的体积（mL） V0=0.725mL V2=10.1mL f=0.5 C=0.01mol/L V3=50mL 所以公式化简为：IMC=（4.6375+V1）*（80/50.5）-0.5*a ② 空白组： 空平均平均’’VVVVVV初末0初末2白V（ V（ 0mL）2mL）样 （mL） （mL） （mL） （mL） （mL） （mL） 空0.98 1.71 0.73 0.725 1.71 11.69 9.98 10.1 白① 空0.59 1.31 0.72 0.46 10.68 10.22 白② ③ 实验组： 水样 a(mL) V初（mL） V末（mL） V1（mL） IMC（mg/L） 平均IMC（mg/L） 初实验① 12 0.51 6.18 5.67 10.3287 9.35 阳实验② 11 1.52 6.03 4.51 8.9911 湖 实验③ 10 0.19 4.22 4.03 8.7307 6、 结果分析： ① 草酸钠溶液a≠10mL的原因：趁热加入10mL，溶液有明显的淡黄色，直至加入到表中分量后才变为“无色透明”。 ② 平行样间不合理原因：在滴定时温度过低导致。 7、 注意事项： ① 测试前，水样应充分混匀； ② 沸水浴的液面应高于锥形瓶内液面； ③ 加热时，若红色褪去，说明KMnO4量少，需重新取样并稀释； ④ 滴定时，温度应控制在80℃以上，以提高反应速率； ⑤ 滴定时控制好滴定速度，防止过量。 六、 水样分析、评价 指IMC N浓度Ca 透明度温度DO pH 标 （mg/L） （mg/L） （mg/L） （cm） （℃） （mg/L） 初9.35 0.47 0.024 46.7 23.3 9.19 8.96 阳湖 初 阳 湖 项目 IMC N浓度 DO 分类 Ⅳ Ⅱ Ⅰ 1、 水质类别评价： 初阳湖 Ⅳ 2、 定性评价： 水质状况 代表颜色 初阳湖 良好 绿色 3、 富营养评价： TSICHLa = 30.6+9.81 ln CHLa TSISD = 60-14.41 ln SD TSITN = 54.45+14.43 ln TN 总TSI = (TSICHLa+ TSISD + TSITN)/3 初阳湖TSI CHLa SD TN 总TSI 61.78 46.1 43.56 50.5 富营养 中营养 中营养 中富营养 七、 参考文献 ① 《地表水和污水监测技术规范》 ② 《GB 11892-89 水质 高锰酸盐指数的测定》 ③ 《GB 11893-89 水质 总磷的测定 钼酸铵分光光度法》 ④ 《GB11894-89 水质 总氮测测定 碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法》 ⑤ 《环境生物学》