1、毕业论文 文客久久网 本科 毕业论文 (设计 ) 题 目： 舟山定海城市河道总有机碳研究 学 院： 学生姓名： 专 业： 环境科学 班 级： 指导教师： 起 止 日期： 毕业论文 文客久久网 目录 摘要 . I Abstract.II 引言 . 1 1 材料与方法 . 3 1.1 站位布设 . 3 1.2 水样的采集与贮存 . 4 1.3 水质监测方法 . 4 1.3.1 实验仪器 . 4 1.3.2 TOC 评价标准 . 5 1.4 测定方法 . 5 1.4.1 测定溶解氧（ DO）和温度（ T） . 5 1.4.1.1 测定原理 . 5 1.4.1.2 测定方法 . 5 1.4.2 测定叶
2、绿素 . 5 1.4.3 测定总有机碳（ TOC） . 6 1.4.3.1 测定原理 . 6 1.4.3.2 测定方法 . 6 2 结果与讨 论 . 8 2.1 现场测定结果 . 8 2.2 总有机碳（ TOC）测定结果 . 10 2.3 实验结果讨论 . 11 2.3.1 10、 11、 12 月各站位总有机碳（ TOC）分布 . 11 2.3.2 各站位月平均总有机碳（ TOC）变化 . 12 2.3.3 平均总有机碳（ TOC）月变化规律 . 13 2.3.4 总有机碳与其他水质指标的相互关系 . 14 2.3.4.1 总有机碳与水体温度的相互关系 . 14 2.3.4.2 总有机碳与溶
3、解氧（ DO）的相互关系 . 14 2.3.4.3 总有机碳与叶绿素的相互关系 . 15 结 论 . 17 参考文献 . 18 致谢 . 37 毕业论文 文客久久网 舟山定海城市河道总有机碳研究 摘要 为了解和掌握舟山定海城市河道地表水总有机碳的分布情况以及周围环境等对总有机碳含量的 影响。本次实验通过对舟 山定海城市河道水体周围的环境状况现场考察，在舟山定海城市河道中布设了 16 个 具有代表性、可行性的 站 位 。 在 2011 年 10、 11、 12 三个月 ，分别对各站位的水质进行监测， 现场 使用便捷式溶解氧仪测定水体的溶解氧和水体温度， 采用 YSI 556mps 多参数水质测量
4、仪测定叶绿素含量。现场测定结果表明，河道的月平均溶解氧浓度为 3.53mg/L，变化范围为0.597.05mg/L；月平均水体温度为 17.2，在 16.118.5之间变化；月平均叶绿素为 21.8mg/L，其中最大的叶绿素达到 42.6mg/L，最小的只有 2.6mg/L。现场测定之后采集水样，带回实验室用 vario TOC cube elementar 总有机碳分析仪测定 经过预处理的各站位 TOC 含量 。实验室测定结果表明， 河道的 TOC 浓度范围在 4.72-19.5mg/L 之间 ，平均值为 10.03mg/L。分析总有机碳 与溶液氧、叶绿素、温度之间的相互关系 ，结果表明，
5、平均总有机碳与平均水体温度 存在显著的负相关， 这是由于温度降低，生物活性 和微生物活性 受到抑制 ，分解的有机物减少而引起的。在城中河段，平均总溶解氧与平均总有机碳的相关系数为 0，说明溶解氧对 TOC 的变化没什么贡献， 平均叶绿素与平均总有机碳之间存在显著的正相关，说明叶绿素对于 TOC 具有很大的影响，叶绿素高值区往往存在 TOC 也高的现象。在城中河段，总有机碳变化的主要因素是叶绿素。 关键词 城市河道；总有机碳；分布； 毕业论文 文客久久网 The Research on the TOC of the River in Zhoushan Dinghai City AbstractI
6、n order to understand and grasp total organic carbon distribution and the surrounding environment on the total organic carbon content effect of surface water in the river in Zhoushan dinghai city. This experiment through visiting the environment status of River of Zhoushan Dinghai City, selected 16
7、sampling stations which are representative and feasibility. In 2011 10,11,12 three months, monitoring the water quality of each stations respectively, In the field， we use portable dissolved oxygen instrument to determine the water dissolved oxygen and water temperature, using YSI556mps multi parame
8、ter water measuring instrument for the determination of chlorophyll content. The results show that, the river s average monthly dissolved oxygen concentration is 3.53mg/L, changes in the range of 0.597.05mg/L; monthly average water temperature of 17.2 , range from 16.1 to 18.5 ; monthly average chlo
9、rophyll is 21.8mg/L, the largest chlorophyll is 42.6mg/L and to the smallest, is only2.6mg/L. After field measurement, collected water samplesback to the lab， then used vario TOC cube elementar TOC analyzer to determine the content of TOC. Laboratory test results show that, the TOC concentration is
10、range from 4.72 to 19.5mg/L, had a average TOC of 10.03mg/L. Analysis the relationship of TOC and DO, chlorophyll, temperatures, the results show that, the average TOC and the average water temperature have significant negative correlation, it may due to a big decrease in temperature, biological act
11、ivity and microbial activity was inhibited, the decomposition of organic matter caused by a reduction of. In the chengzhong river, the correlation coefficient of average total dissolved oxygen and total organic carbon is 0, that show DO had no contribution to the change of TOC;the average chlorophyl
12、l and the average TOC has a significant positive relationship,chlorophyll has a great impact onTOC, chlorophyll high value area often exist high TOC. Key wordsriver;total organic carbon; distribution; 毕业论文 文客久久网 引言 城市河道水体是城市 生态系统 的重要组成部分 之一。首先，城市河道是城市生活和生产的就近水源，城市生产中所必需的大量的各类工业用水从就近的城市河道中解决。其次，城市下垫面
13、性质的变化以及人为热的大量排放，城市热岛效应强度正 变得越来越到。城市河道水的高热容性、流动性以及河道风的流畅性，对城市热岛效应的减弱具有明显的作用，城市温度夏天剧烈升高和冬天的剧烈降低的幅度将在城市水体的抑制下变得较为温和 1。再者，城市河道能够为城市绿地建设提供了有利的自然条件和社会条件，作为城市绿化的建设基地。城市河流的物质特性、形态特性、功能特性能够提高城市景观的多样性，为城市的舒适性、稳定性、可持续性提供一定的基础 2。 随着人们生活水平的提高及工农业生产的发展，向水体环境排放有机物逐渐增多，城市河道污染问题变得越来越突出，由此带来的其它问题也 层出不穷。城市河道水环境受到了严重的污
14、染和破坏，受污染的河道水滞流，河道淤积，水体混浊甚至出现黑臭现象，被污染的水体原有的功能已经全部丧失。城市河道水体污染不仅对水体生态系统的物质循环特别是碳平衡产生一定影响，而且在一定程度上危及到人类用水安全和水生生物的生活。目前，全国 669 个城市中，已有 400 多个城市常年供水不足，其中 110 多个城市严重缺水，有 7 亿人得不到安全的饮用水，受污染的水体逐年增加，全国 90的城市水域遭到了前所未有的严重污染， 50的城镇水源不符合饮用水标准， 40的水源已经无法饮用 3。 有机污染物的排放是造成河流 湖泊污染的主要原因 4。 为评价水体的有机物污染程度，长期以来，国内外表征水体中有机
15、污染物含量的指标有化学需氧量 (CODCr) 五日生化需氧量 (BOD5)高锰酸盐指数 (CODMn)和总有机碳 (TOC)5。与化学需氧量 (CODCr) 五日生化需氧量 (BOD5)高锰酸盐指数(CODMn )相比总有机碳 (TOC)更能准确、直接、全面地反映水体中总有机物的含量。水体中总有机碳（ Total Organic Carbon，简称 TOC）是以碳的含量表示水体中有机物总量的综合指标，包括溶解 有机碳 (DOC)，颗粒有机碳 (POC)6，是反映水体中有机物污染程度的重要指标 7。 近年来，水体中总有机碳（ TOC）含量的研究 ,越来越引起人们的重视。通过对不同水体（包括在不同
16、人为因素参与下的水体）中总有机碳含量变化及其影响因素进行比较分析，找出合理的防治措施，对确保发挥水体功能所需的基本水质要求具有重要的作用。 在国际上， TOC 被作为评价水体中有机物污染程度的一项重要参考指标。早在 2003 年国家四部委在新颁布的排污费征收标准管理办法中，已经把 TOC 正式列入水污染物污染当量值表 8。美国试验材料与 协会（ ASTM）于 1967 年把 TOC 方法 ASTM 列入试验法 D-2579 法。 1969 年该法又被美国联邦水质污染控制委员会列入美国联邦水污染控制管理局（ FWPCA）试验方法。目前美国主要毕业论文 文客久久网 TOC 以指标来监测水体中的有机
17、物含量。日本七十年代初期也开始把 TOC 指标列入日本工业标准（ JIS,K0102）。目前已发展到利用 TOC 方法取代传统 BOD5/COD 的比值法检验有机物的生物降解度。在目前水体有机物含量监测技术中，测定 TOC 的方法比测定 COD 和 BOD 的更为方便快捷和准确，而且能全面反映水体含碳有机物的污染状况 9。 但是目前我国地表水环境质量标准 (GB38382002)中没有引入 TOC 指标，仅在污水综合排放标准 (GB89781996)中规定了 TOC 的排放限值 10。 2000 年 12 月 8 日，国家环保总局在环境监测仪器发展指南中把 TOC 分析仪列为重点发展的仪器。根
18、据不同的氧化技术和探测方法，世界各国已研究开发了各种各样的总有机碳分析仪 11。 本实验所用测定总有机碳的仪器是德国生产的 vario TOC cube elementar 总有机碳分析仪，它是一台全新的分析仪，具有无比的分析性能，完全在安全和无害 环境下的操作，无高浓度酸、氧化剂和烈性化学品或有害废物。 100碳的回收率 , 不依赖样品种类、或含颗粒和含盐溶液，且全自动操作。所测数据符合国家标准，且精确度，准确度高。 本文拟 通过测定及分析 舟山定海 城市 河道水体 的溶解氧、 DO、叶绿素以及 TOC 含量，结合水体感官状况及周围相关环境现状，分析 河道 水体 TOC 的 分布状况以及引起
19、河道有机物污染的主要来源 。 实验结果 可指示舟山城市河道的碳循环及其 水 环境 有机物 污染状况，为舟山定海河道的水环境保护提供科学依据。 毕业论文 文客久久网 1 材料与方法 1.1 站位布设 通过 现场考察舟山定海城 市河道水体周围的环境状况， 根据水体尺度范围，在考虑了代表性、可控性等因素之后，在整个河道中布设了 16 个站 位（如图 1.1） 。 具体位置和 GPS 坐标如表 1.1 所示： 图 1.1 采样站位 Fig.1.1 Loca1ions of sampling stations 毕业论文 文客久久网 表 1.1 站位 具体位置 及 GPS 坐标 Table1.1 Deta
20、il loca1ions of sampling stations and GPS coordinates 站位 具体位置 N E S1 城北水库 300254 1220607.6 S2 城西路 300107.2 1220512.9 S3 念母公寓 300044.9 1220517.9 S4 利民碶 300038.3 1220517.7 S5 沿港东路 300031.5 1220614.4 S6 海滨桥 300026.0 1220634.3 S7 城西河路 26 号 300048.5 1220526.4 S8 海山桥 300039.3 1220634.9 S9 定海汽车东站 300106.2
21、1220641.1 S10 昌国桥 300121.9 1220626.2 S11 东港桥 300056.8 1220555.5 S12 桔园南区 5 幢 300039.8 1220646.5 S13 昌东桥 300122.7 1220640.5 S14 气象台路 300204.6 1220619.7 S15 东河路 8 幢 22-25 号 300111.8 1220655.5 S16 东瀛桥 300110.2 1220711.2 1.2 水样的采集和贮存 本实验的采样时间分别在 2011 年 10 月 19 日、 11 月 20 日和 12 月 18 日，采样当天天气晴朗或多云，其中 11 月
22、于雨后采样。 样品的采集现场测定、贮存、运输和 预处理均按 水和废水监测分析方法 中规定的方法进行。 站点的水深 5m， 仅采表层 (0.5m)水样 。 采样当天部分样品经0.45m 玻璃滤膜过滤处理后置 4 以下遮光保存，用于总有机碳（ TOC）的测量。 水样采集后尽量在当天进行分析，若时间不允许可放入冰箱于 4 下恒温保存，次日再进行分析测定。若分 析与采样时间相差天数较多，则需加硫酸保存使 pH2,在 4 下保存期可达 7d12。采样时记录各采样点的水体总体感官状况、该点处水面状况以及周围环境质量状况，特别是附近的外排入水源情况，以便分析 TOC 可能的影响因素。 1.3 水质监测方法
23、1.3.1 实验仪器 毕业论文 文客久久网 表 1.3.1 实验仪器 Table 1.3.1 The instruments of experiment 仪器名称 仪器型号 生产厂家 YSI 多参数水质测量仪 556mps 美国 YSI公司 便携式溶解氧分析仪 哈希 sensION6 美国哈希公司 手持式 GPS定位仪 garmin eTrex VistaH 广州中海达测绘仪器有限公司 TOC cube 总有机碳分析仪 vario elementar 德国元素公司 1.3.2 TOC 评价标准 表 1.3.2 污水综合排放标准 13 Table 1.3.2 Integrated wastewa
24、ter discharge standard 项目 适用范围 一级标准 二级标准 三级标准 总有机碳（ TOC） 合成脂肪酸工业 20 40 苎麻脱胶工业 20 60 其他排污单位 20 30 1.4 测定方法 1.4.1 测定溶解 .氧（ DO）和温度（ T） 1.4.1.1 测定原理 测定溶解氧的电极由一个附有感应器的薄膜和一个温度测量及补偿的内置热敏电阻组成。电极的可渗透薄膜为选择性薄膜，把待测水样和感应器隔开，水和可溶性物质不能透过，值允许氧气通过。当给感应器供应电压时，氧气穿过薄膜发生还原反应，产生微弱的扩散电流，通过测量电流值可测定溶解氧浓度。 1.4.1.2 测定方法 打开 便携
25、式溶解氧 测量仪，调整至 溶解氧 模式，将其探测头放入水面以下， 测量时须用 手不停地平行晃动溶解氧测定仪，要求水样的最小流速为 0.3m/s，此时水流将会提供一个适当的循环，以保证消耗的氧持续不断地得到补充。 观察测量仪上数据，等显示数据相对稳定时记录数据， 并同时记录温度。测量后收回探头，整理设备，放至安全位置。 1.4.2 测定叶绿素 按照仪器说明组装好 YSI 556mps 多参数水质测量仪，调整至测量模式， 将其探测头放入水面以下，观察测量仪上数据，等显示数据相对稳定时记录数据。测量后收回探头，整理设备，放至安全位置。 1.4.3 测定总有机碳（ TOC） 1.4.3.1 测定原理
26、毕业论文 文客久久网 水中一般存在 CO32-、 HCO3-等形态的无机碳（ IC）和有机化合物形态的有机碳（ TOC）。总有机碳分析仪是先测量出试样中的总碳（ TC）和无机碳（ TIC）。总有机碳（ TOC）即为总碳和无机碳的差值（ TC-TIC）。如图自动在线监测 TOC 的流程图 14。 图 1.4.3.1 燃烧氧化 -红外吸收法的自动在线 TOC 监测仪流程图 Figure 1.4.3.1 The flow chart of combustion infrared absorption method of automatic on-line TOC monitoring 本实验采用的分
27、析仪为 vario TOC cube elementar 总有机碳分析仪，它 采用的是 燃烧氧化 -非色散红外吸收法 测定总有机碳， 该方法干扰较少，精密度和准确度较高，目前已成为世界许多国家水质中 TOC 测定的主要手段 15。 其原理是：将试样连同净化气体分别导入高温燃烧管和低温反应管中，经高温燃烧管的试样被高温催化氧化，其中的有机碳和无机碳均转化为二氧化碳，经低温反应管的试样被酸化后，其中的无机碳分解成二氧化碳，两种反应管中生成的二氧化碳分别被导入非分散红外检测器。在特定 波长下，一定浓度范围内的二氧化碳的红外吸收强度与其浓度成正比，由此可对试样总碳（ TC）和无机碳（ IC）进行定量测
28、定。总碳与无机碳的差值，即为总有机碳（ TOC） 16。 具体对于 本实验的总有机碳分析仪， 流程是 试样在进样装置中酸化（ 10%磷酸），将无机碳变成二氧化碳，通过高纯氧（ 99.995%）除去二氧化碳；水中的有机物在燃烧管里 850 温度下氧化后生成二氧化碳，用红外检测器监测计算出水样中的 TOC。 1.4.3.2 测定方法 （ 1） 水样预处理，即用 0.45m 玻璃滤膜对水样进行抽气抽滤，以去除其中的较 大颗粒物，滤液用玻璃瓶装好保存在低于 4 的环境下，样品应尽快用总有机碳分析仪进行 TOC 含量测定。 （ 2）配制标准溶液 高浓度的母液 （ 500mg/lTIC+500mg/lTOC+500ppmTNb）
