簡(jiǎn)易快速水質(zhì)分析箱的研制及應(yīng)用

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1、簡(jiǎn)易快速水質(zhì)分析箱的研制及應(yīng)用組長(zhǎng)：卓俊敏小組成員：李華曾智聰胡泓梵紀(jì)翔何橋一、課題意義隨著現(xiàn)代水產(chǎn)養(yǎng)殖技術(shù)的發(fā)展，尤其是“名、貴、特、優(yōu)”精養(yǎng)品種的開發(fā)，人們對(duì)水質(zhì)的要求越來越嚴(yán)格。水質(zhì)的好壞，與水產(chǎn)養(yǎng)殖生產(chǎn)的豐歉休戚相關(guān)。能否及時(shí)準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)其主要水質(zhì)指標(biāo)的濃度及變化趨勢(shì)至關(guān)重要。目前國內(nèi)水質(zhì)測(cè)定大部分采用現(xiàn)場(chǎng)取樣，在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行化學(xué)分析。由于某些物質(zhì)穩(wěn)定性差，從取樣到分析過程中，可能已造成濃度的變化，分析結(jié)果不一定能反映現(xiàn)場(chǎng)水質(zhì)情況；另一方面，它需要有一定專業(yè)知識(shí)的技術(shù)人員來進(jìn)行測(cè)試。因此,研制一種使用方便，隨身攜帶，一般養(yǎng)殖人員可自行操作使用的水質(zhì)監(jiān)測(cè)方法，對(duì)了解水質(zhì)情況，及時(shí)指導(dǎo)養(yǎng)殖業(yè)

2、生產(chǎn)是很有必要的。通過制作簡(jiǎn)易水質(zhì)分析箱，能夠在海邊及時(shí)測(cè)量海水質(zhì)量。測(cè)量結(jié)果與實(shí)驗(yàn)室方法比較，得出水樣分析的最終結(jié)果。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及相關(guān)內(nèi)容介紹對(duì)養(yǎng)殖水體而言，需測(cè)定的水質(zhì)參數(shù)為pH、DO、氨氮、硝氮、亞硝氮、鹽度、溫度和硫化物等。本次實(shí)驗(yàn)所測(cè)項(xiàng)目為：pH、DO、氨氮。2.1pH各種水生生物有各自最適宜水長(zhǎng)的pH范圍。借助pH值的分布，有助于認(rèn)識(shí)各自海洋動(dòng)植物的生活環(huán)境，進(jìn)而掌握海洋動(dòng)植物的生長(zhǎng)繁殖規(guī)律。通過書中資料發(fā)現(xiàn)：當(dāng)pH－7.5-8.5，魚類正常生長(zhǎng)；當(dāng)pH＜5或＞10.8魚類死亡。影響?zhàn)B殖水體pH的主要因素①水文條件(溫度、鹽度)；②生物活動(dòng)和有機(jī)物分解；此外還有一些因素，歸納如

3、下：l溫度：T上升，pH下降。l因海水中弱酸電離常數(shù)隨T升高而升高。l鹽度：鹽度升高，離子強(qiáng)度也升高，碳酸的電離度下降，氫離子活度下降，所以pH升高。l生物活動(dòng)：因?yàn)楣夂献饔孟腃O2，使平衡左移，pH升高；而生物呼吸作用或有機(jī)物的分解則產(chǎn)生CO2，使平衡右移，pH下降。在夏季，白天表層海水光照升高，浮游植物的光合作用＞呼吸作用或有機(jī)物分解作用，pH升高；到了晚上，沒有光照，光合作用為0，呼吸或分解作用照樣進(jìn)行，故pH下降。l隨著養(yǎng)殖過程大量人工投餌和水文新陳代謝，引起水體pH值變化、甚至水質(zhì)惡化和養(yǎng)殖生物死亡。因此，了解水體pH值及其變化情況，對(duì)養(yǎng)殖業(yè)至關(guān)重要。由于海水的酸堿緩沖容量大，其

4、pH值通常呈弱堿性，一般7.5~8.6。河水緩沖容量小，pH變化大，5.4~7.5。污水與其性質(zhì)有關(guān)，變化非常之大2.2DO溶解氧是水生生物賴以生存的重要物質(zhì)之一。生物生長(zhǎng)離不開DO。DO也是海水運(yùn)動(dòng)的間接標(biāo)志。海洋表層水DO通常與大氣相平衡。在真光層（100~200m）DO含量較高，因?yàn)楦∮沃参锕夂献饔卯a(chǎn)氧。真光層以下，DO達(dá)最小。因?yàn)樯锏拇x物在這里分解要耗氧。影響DO的主要因素有溫度、pH、生物活動(dòng)、人工投餌。大洋水DO＝0~8.5mg/L，低鹽區(qū)14.5mg/L養(yǎng)殖水要求：24h內(nèi)須有16h保持DO≥4mg/L，最低≮3mg/L，即DO≥4mg/L氨－包括離子氨(NH4＋)和非離子

5、氨(NH3)氨是生源要素之一，是評(píng)價(jià)水質(zhì)好壞的重要指標(biāo)，它是含氮有機(jī)物分解的中間產(chǎn)物。細(xì)菌對(duì)硝酸鹽的反硝化作用、細(xì)菌和蘭藻進(jìn)行固氮作用均會(huì)產(chǎn)生氨。海水中氨主要以NH4＋形式存在，也有少量未電離的NH3。生物需要NH3，但不能過量。因?yàn)檫^量的NH3對(duì)魚貝類生長(zhǎng)有抑制作用，嚴(yán)重時(shí)引起魚類和無脊椎動(dòng)物中毒死亡。因?yàn)镹H3不帶電荷，脂溶性較高，易透過細(xì)胞膜。NH4＋的毒性取決于pH，并直接與NH3濃度成正比。兩者的濃度之間有一經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式。由于時(shí)間所限，本實(shí)驗(yàn)只選擇3項(xiàng)：pH、DO和氨作為簡(jiǎn)易快速水質(zhì)分析箱的研制和測(cè)定項(xiàng)目。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)述3.1溶解氧：想法：用比色法來測(cè)定，然后用碘量法來驗(yàn)證。3.1

6、.1碘量法1.實(shí)驗(yàn)原理：采用碘量法（即Winkler法）測(cè)定水體中的溶解氧。往水樣中加入MnSO4溶液和KI-NaOH溶液，水樣中的溶解氧即被定量地轉(zhuǎn)化三價(jià)錳化合物的褐色沉淀：Mn2++2OH-=Mn(OH)2↓(白色)2Mn(OH)2+1/2O2+H2O===2Mn(OH)3↓(褐色)加入酸把三價(jià)錳化合物定量地轉(zhuǎn)化為I2。2Mn(OH)3+2I-+6H+===2Mn2++I2+6H2O以淀粉作指示劑，用Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定上述反應(yīng)生成的I2，并由此計(jì)算水平中溶解氧的濃度。2．實(shí)驗(yàn)用品150mlDO固定瓶、25ml堿式滴定管、三角燒瓶K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液、淀粉溶液（0.5%）、溶、K

7、I-NaOH溶液、溶液（1：1）、固體KI。3.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和方法（1）水樣的采集：采水器出水后，立即套上橡皮管以引出水樣。采集時(shí)使水樣先充滿橡皮管并將水管插到瓶底，放入少量水樣沖洗水樣瓶，然后讓水樣注入水樣瓶，裝滿后并溢出部分水樣（約50ml左右），抽出水管并蓋上瓶蓋（此時(shí)瓶中應(yīng)無空氣泡存在）。（2）按下述方法檢查水樣中有無氧化性干擾物存在：①取樣；②KI-NaOH；③濃H2SO4；④搖勻；⑤MnSO4；⑥搖勻