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水体富营养化的评价与测定

水体富营养化的评价与测定. 2007 年 3 月. 大连理工大学环境与生命学院. 一 . 实验目的. 1. 了解水体富营养化评价方法，并通过对单一因子指标的测定，对模拟水体的富营养化程度进行评价。 2. 回顾水体单一污染因子测定方法，包括透明度 (SD) 、总磷 (TP) 、总氮 (TN) 和高锰酸盐指数 (COD Mn ) 。 3. 掌握叶绿素 Chla 的测定方法，熟悉实验程序，了解各种仪器的工作原理和操作方法。. 二 . 实验材料、设备和试剂. 可见分光光度计 722 型. 台式离心机 TDL-5-A. 二 . 实验材料、设备和试剂.

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水体富营养化的评价与测定

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Presentation Transcript

  1. 水体富营养化的评价与测定 2007年3月 大连理工大学环境与生命学院

  2. 一. 实验目的 1. 了解水体富营养化评价方法，并通过对单一因子指标的测定，对模拟水体的富营养化程度进行评价。 2. 回顾水体单一污染因子测定方法，包括透明度(SD)、总磷(TP)、总氮(TN) 和高锰酸盐指数(CODMn)。 3. 掌握叶绿素Chla 的测定方法，熟悉实验程序，了解各种仪器的工作原理和操作方法。

  3. 二. 实验材料、设备和试剂 可见分光光度计722型 台式离心机 TDL-5-A

  4. 二. 实验材料、设备和试剂 电冰箱 BCD-196E/B 抽滤器

  5. 二. 实验材料、设备和试剂 其他： 抽滤瓶；10ml比色管； 醋酸纤维微孔滤膜（玻璃纤维滤纸）； 碳酸镁；90%乙醇（分析纯）。

  6. 三. 实验原理 物理参数：气温、水温、SD等 水体富营养化评价方法 单因子评价方法 化学参数：DO、TN、TP、COD等 生物学参数：Chla、多样性指数、指示生物群落结构的变化、藻类优势种 多指标综合营养状态指数法 :TSI、TSIM、TLI 综合指数法 营养状态法（NQI） 溶解氧指数法 营养度指数法（AHP-PCA）

  7. 1.TLI评价法 三. 实验原理 TLI评价法是中国环境检测总站推荐的湖泊（水库）富营养化评价方法， 该方法考虑影响因素包括叶绿素Chla、SD、TP、TN和CODMn指数，具体计算公式为： TLI(Chla)=10(2.5+1.086lnChla) （1） TLI(SD)=10(5.118-1.94lnSD) （2） TLI(TP)=10(9.436+1.624lnTP) （3） TLI(TN)=10(5.453+1.694lnTN) （4） TLI(CODMn)=10(0.109+2.661lnCODMn)（5）

  8. 1.TLI评价法 三. 实验原理 其中:TLI(Chla)——叶绿素a(mg/m3)指数； TLI(SD)——透明度SD(m)指数； TLI(TP)——总磷TP(mg/L)指数； TLI(TN)——总氮TN(mg/L)指数； TLI(CODMn)——高锰酸盐CODMn (mg/L)指数。 评价某水体的富营养化程度，需要对 (1)～(5)式中各TLI指数进行加权求和，其最终营养状态指数以TLI∑表示。

  9. 三. 实验原理 TLI∑的计算公式为： TLI∑=∑Wj·TLI(j) 式中: TLI∑——综合营养状态指数； Wj——第j种参数的营养状态指数的相关权重； TLI(j)——第 j 种参数的营养状态指数。 m j=1

  10. 各指标权重 三. 实验原理 • 当（TLI∑）<30，为贫营养； • 30＜（TLI∑）≤50，为中营养； • 50＜（TLI∑）≤60，为轻度富营养； • 60＜（TLI∑）≤70，为中度富营养； • （TLI∑）>70，为重度富营养。

  11. 2．叶绿素a的测定原理 三. 实验原理 • 叶绿素a存在于所有植物中，约占有机物干重的 1%～2%，是水体初级生产力和估算水体中浮游植物浓度的重要指标，对叶绿素a进行测定，可以了解水体的生产力和富营养化水平。 • 叶绿素不溶于水，但溶于乙醇、丙酮、乙醚等有机溶剂。叶绿素a和b，分别在蓝紫光区和红光区对光谱有两个吸收峰。因此，可以应用有机溶剂提取叶绿素，在特定波长下进行比色测定。

  12. 三. 实验原理 基本原理：以有机溶剂直接提取浮游生物浓缩样中的叶绿素，测定其吸光度，根据叶绿素 a 在特定波长的吸收，用公式计算其含量。目前大多采用Lorenzen 提出的单色分光光度法，此法只测定叶绿素 a ，并对脱镁叶绿素a的干扰进行了校正。 分光光度法 叶绿素测定方法 荧光 高效液相色谱法 仪器昂贵，操作复杂，难作为常规的监测方法

  13. 三. 实验原理 • 单色法测定叶绿素a 根据萃取溶剂不同，分为丙酮法和乙醇法。 • 丙酮法于1941 年由 Mackinney 首先提出，自1949年经 Arnon 解释和推导以来在国际上广泛应用，我国也长期使用此法，并有相应的国家规范方法。 • 相对于丙酮法而言，乙醇法测定叶绿素 a 含量具有操作简便、快捷、低毒害和萃取效率高等优点，国际上已经逐渐改用乙醇法，本实验也将采用乙醇法提取叶绿素a。

  14. 3. 其他污染因子测定原理 三. 实验原理 • 本实验中其他因子测定包括透明度 SD、总磷 TP、总氮 TN和高锰酸盐指数 CODMn，具体实验方法及仪器设备等参考国家环境保护总局水和废水监测分析方法。

  15. 四. 实验步骤 水样采集与保存 ① ② 抽滤 ③ 不干燥研磨、提取 ④ 离心、上清液定容 ⑤ 测定吸光度值

  16. 四. 实验步骤 • 水样采集后放在阴凉处，避免日光直射，最好立即进行测定的预处理。如需经过一段时间 (4～48h) 才能进行预处理，则应将水样保存在低温避光处，在每升水样中加入1ml 1% 的碳酸镁悬浊液，以防止酸化引起色素溶解。

  17. 四. 实验步骤 • 在抽滤器上装好0.45μm醋酸纤维滤膜，倒入定量体积的水样进行抽滤，抽滤时负压不能过大 (约50kPa)。水样抽完后，继续抽1～2min，以减少滤膜上的水分。

  18. 四. 实验步骤 • 抽滤完毕后， 将带有浮游植物的滤膜直接放入 10ml 比色管中(即不干燥研磨)，加入少量的碳酸镁粉末，再加入 90% 乙醇 10ml，在常温暗室中提取6～8h；

  19. 四. 实验步骤 • 取出，充分摇匀比色管内含物，用3500r /min 离心10min，上清液再转入比色管中，用 90% 的乙醇定容至 10ml；

  20. 四. 实验步骤 • 用分光度度计在750nm、663nm、 645nm、630nm 波长处，分别测定其吸光度值，并以90%的乙醇作空白吸光度测定。

  21. 叶绿素a的含量计算 四. 实验步骤 叶绿素(mg/m3)= [11.64 (D663-D750)-2.16 (D645-D750) +0.10 (D630-D750)] ·V1/(V·δ) 式中：V——水样体积(L)； D——吸光度； V1——提取液定容后的体积(ml)； δ——比色皿光程(cm)。

  22. 五. 实验结果记录及整理 主要水质参数测定结果记录

  23. 六. 评价结果及讨论 根据实验测定结果和表格整理数据，对模拟水体富营养化水平进行评价，并对水体外观进行描述。

  24. 七. 思考题 • 实验中为什么要校正脱镁叶绿素a的干扰？ • 采集水样时应怎样做到水样的代表性？ • 使用乙醇法提取较丙酮法提取有哪些优点？

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