南湖水体COD与BOD5相关性的研究开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1 课题的目的及意义

武汉南湖属长江中游典型浅水湖泊，位于武汉市洪山区，北临东湖、沙湖、南临汤逊湖、黄家湖、野芷湖，水域面积763.96公顷，是武汉仅次于东湖的第二大的城内湖。然而自上个世纪八十年代以来南湖的水质逐渐变坏，夏季鱼类大量死亡尤其明显。由于城市规模的迅速扩大，南湖由城外湖变为城内湖，加之周围工业废水、居民生活污水、官桥湖截污工程带来的污水以及高校排污，导致南湖成为武汉市污染最为严重的湖泊之一。如今，南湖已呈重度富营养状态，并有逐年恶化的趋势。每逢春末夏初，南湖以及部分分支湖泊都会出现大面积翻塘死鱼现象。近几年来，随着工农业的不断发展和人口剧增，南湖水质逐步恶化，富营养化进程加剧；生物多样性减少，鱼类养殖面临危机。

中国是世界上湖泊众多的国家之一。湖泊与人类生存和社会发展有着密切的关系。湖泊不仅能够满足人们的精神文化需求，而且对于国家能间接的产生一定的经济、社会和环境效益，保障国民经济持续发展的重点,应受到各级政府高度重视。

2. 研究的基本内容与方案

1. 原理

化学需氧量 (Chem ical Oxygen D em and ，C OD )和生化需氧量 (Biochem ical Oxygen Dem and ，BO D )都是用来表明废水特性，评价废水处理构筑物效率的重要指标 。化学需氧量是在 强酸并 加热的条件下 ，用重铬酸钾作为氧化剂 ，将水中有机物氧化为简单稳定的无机物所消耗的氧量 ，以每升水样消耗氧的毫克数 (m g／L ) 表示 ，通常记为 C O D 。其； =见4定历时短 ，不受毒物限制 ，测定设备 简单易于普及 。CO D 测定值反映 了水 中受还原性物质的污染程度 ，是我国实施排放总量控制的指标之一 。B O D 是指在规定条件下 ，微生 物分解存 在水中的某些可氧化物质 ，特别是有机物所进行的生化过程中消耗溶解氧的量。一般有机物在微生物作用下．其降解过程可分为两个 阶段 ，第一阶段是有机物转化为二氧化碳 、氨和水的过程，第二阶段则是氨进一步在亚硝化细菌和硝化细菌的作用下 ，转化为亚硝酸盐和硝酸盐 ，即所谓硝化过程。BO D 一般指的是第一阶段生化反应的耗氧量。微生物分解有机物的速度和程度同温度 、时间有关 ，最适宜的温度是 15～30 cI二，从理论上讲 ，为了完成有机物的生物氧化需要无限长的时间。根据实际经验发现 ，经 5 d 培 养后 测得 的 BO D 约 占总 B O D 的 70％～80％．能够代 表水 中有机物 的耗氧量 。为使 BO D值有可比性 ，因而采用在 20 0C条件下，培养 5 d 后测定溶解氧消耗量作为标准方法 ．称五 日生化需氧量 ，以 BO D 表示。BO D 反映水体 中可被微生物分解的有机物总量 ，以每升水 中消耗溶解氧的毫克数来表示 。BO D 作为评价有机污染和生物处理构筑物性能的综合指标已被广泛采用 ，BO D 小于 1 m g／L表示水体清洁；大于 4m g／L ，表示受 到有机物 的污染。但 BO D 的测定时间长 ：对毒性大 的废水 因微生物 活动受到抑制 ．而难 以准确测定 。由于 CO D 和 B O D 这两项指标都被用来间接表示水中有机物污染的程度。可以推断，若污水水质稳定 ．则 C OD 和 BO D之间应存在一定的关系 本文用线胜函数 B OD s=a bCO D 对二者进行回归分析，得出a、b值 ，进而利用 COD 的测定值和相关函数关系估算 出 BO D 值

2. 技术方案

2,1采样

湖泊监测点的布设遵循《水和废水监测分析方法》，并结合具体情况，整个湖区布设 15 个采样点。采样时间为2016 年 4 月 14 日至 4 日 28 日，每隔一天取一次样，每天取样从早上 8 时至下午 6 时每隔两小时取一个样，每个点每天 6 个样，水样类型为综合水样。样品装在贴有标签的洁净塑料瓶中，保持温度为4摄氏度。

2,2 COD实验的内容与步骤

2,2.1 COD的实验步骤

实验的第一步要进行硫酸亚铁铵标定，将量好的10.00mL 的重铬酸钾标准溶液滴入标准的锥形瓶中，对锥形瓶中液体进行稀释，并加入35mL的浓硫酸进行反应，通过摇匀与冷却，用亚铁灵指示液进行显色与滴定，该指示液是用硫酸亚铁铵溶液配制而成的，反应的现象是溶液颜色的变化，一般表现为黄色—蓝绿色—红褐色的变化过程。

2,2.2 样品测定与含量计算

该实验过程中重铬酸钾是氧化剂，用于原性废水中的硫酸介质，尤其是对回流消解样品的处理。该实验中的催化剂是硫酸银，一般采用过量的重铬酸钾作为回滴溶液。反应结束后可以根据硫酸亚铁铵的用量进行还原性物质量的计算，从而确定废水中的COD值，可以用公式表达为（mg/L）=（V0-V1）/Cx8.0x1000/V，其中C表示反应中硫酸亚铁铵标准溶液的浓度，V表示水样的使用体积，V0指的是空白滴定中硫酸亚铁铵标准溶液的用量。

2,3 BOD5实验的内容与步骤

2,3.1 BOD5的实验步骤

（1）水样的采集、存储和预处理。采集水样于适当大小的玻璃瓶中，用玻璃塞塞紧，且不留气泡。采样后，需在2h内测定；否则应在4摄氏度或4摄氏度以下保存，且应在采集后10h内测定。（2）水样的稀释.根据确定的稀释倍数，将稀释的污水缓慢注入两个标码碘量瓶中，直到溢出少量污水。（3）对照样的配置与培养.另取两个有编号的碘量瓶加入稀释水或接种稀释水作为空白，将各水样，稀释水空白各取一瓶放入20 1摄氏度的培养箱内培养5天，培养过程中需每天添加封口水。

2,3.2 样品的测定与计算

根据公式计算BOD5，并以表格形式表示测定数据和结果。

BOD5（以O2计）（mg/L）=[(D1-D2-(B1-B2)]。

其中D1表示稀释前水样的溶解量；D2表示稀释后培养5天后的剩余溶解氧量；B1、B2分别表示稀释水前、培养5天后的溶解氧量；f1、f2分别表示稀释水占水样中的比例、水样占培养液中的比例。

2,4 COD与BOD5相关关系的确定以及检验

在大多数情况下，污水中许多能被重铬酸钾氧化的有机化合物，不一定能被生物化学作用氧化，某些无机离子如硫化物 、硫代硫酸盐 、亚硫酸盐 、亚铁离子等可被重铬酸钾氧化 ，却不能被 BO D 实验测定出含量。COD 值主要包括两部分：即不能被微生物降解的物质和能被微生物降解的有机物质(BOD5)。由 COD与BO D 测定值所反映的有机物污染情况可知 ，对于不同性质的污水 ，C O D 与BO D 5相关函数式必然有很大差别，同一性质的污水在生化处理前后也会不同。因此 ，CO D与BOD 相关关系应按不同性质废水进行分别确定。

用线性函数BOD5=a bC OD 的形式对实测数据进行一元线性回归 ，其相关性由相关系数r值来度量，r值的计算公式如下 ：

查 “相关系数的临界值ra表”，当n= 12时 ，n一2= 10；a=0．05 时 ，ra=0．576 0 ；a=O．O1 时 ，ra=0．7079。其中n为测量次数 ，f为自由度 ，a为显著水平 ，(1-a) 为置信水平。当r≥ra时，所配直线才有意义 ，才可以用回归方程描述这两个变量间的关系。

此外还有回归线方程精密度和准确度的检查，在此开题报告中不做赘述。

3. 研究计划与安排

第04－06周：查阅相关文献资料，明确研究内容，了解研究所需资料；

确定方案，完成开题报告及文献翻译。

第07－16周：完成论文的撰写，定好终稿；

4. 参考文献（12篇以上）

[1]奚旦立等.环境监测（第四版）.北京：高等教育出版社，2010.

[2]奚旦立主编.《环境监测实验》.高等教育出版社，2011.

[3]国家环保局.《水和废水监测分析方法》. 中国环境科学出版社，2002