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總需氧量

鎖定
總需氧量(TOD)是指水中的還原性物質,主要是有機物質在燃燒中變成穩定的氧化物所需要的氧量,結果以O2的含量(mg/L)計。 [1]  TOD值能反映幾乎全部有機物質經燃燒後變成CO2、H2O、NO、SO2等所需要的氧量。它比BOD、COD和高錳酸鹽指數更接近於理論需氧量值。但它們之間也沒有固定的相關關係。有的研究指出,BOD5/TOD=0.1~0.6,COD/TOD=0.5~0.9,具體比值取決於廢水的性質。 [2] 
中文名
總需氧量
外文名
total oxygen demand
測定方法
燃燒法
使用儀器
TOD分析儀
特    點
以還原性物質所消耗氧的數量表示
簡    稱
TOD

總需氧量測定

TOD是用燃燒法測定的,它能反映出幾乎全部有機物質(C、H、O、N、P、S)經燃燒後變成CO2、H2O、NO、P2O5和SO2時所需要的氧量,比BOD和COD都更接近理論需氧量的值。
TOD分析儀的測定原理是:將少量水樣與含一定氧氣的惰性氣體(氮氣)一起送入裝有鉑催化劑的高温燃燒管中(900℃),水樣中的還原性物質在900℃温度下被瞬間燃燒氧化,測定惰性氣體中氧氣的濃度,根據氧的減少量求得水樣的TOD值。 [1] 
TOD測定在專用測試儀中進行,其裝置如圖1《TOD測定裝置》所示。TOD儀與TOC儀相比,最大的不同在於:測試過程中,TOD儀能精確控制載氣(精確配製的標準氧氣和氮氣為介質氣並做載氣)的流量,進而可準確得到測試的實際消耗的氧量。 [1] 
圖1 TOD測定裝置 圖1 TOD測定裝置
當水樣中含有溶解或含有在高温催化條件下反應產生氧的物質時,均會干擾TOD的準確測定,使測試值偏低。 [1] 
如當水樣中含較多硝酸鹽和亞硝酸鹽時,由於它們在900℃高温及催化條件下會放出氧氣,從而使得TOD測定值偏低。為了消除上述干擾,可以先將水樣pH值調至10以上,加入還原性金屬粉末,使硝酸鹽和亞硝酸鹽還原成氨,再用惰性氣體把氨吹脱,以消除其干擾。 [1] 

總需氧量TOC與TOD之間的比較

TOC與TOD都是利用燃燒法來測定水中有機物的含量。所不同的是,TOC是以碳的含量表示的,TOD是以還原性物質所消耗氧的數量表示的,且TOC所反映的只是含碳有機物,而TOD反映的是幾乎全部有機物質。根據TOD對TOC的比例關係,可以大體確定水中有機物的種類。對於只含碳的化合物而言,因為一個碳原子燃燒時消耗兩個氧原子,O2/C=2.67,所以從理論上講,TOD=2.67TOC。若水樣的TOD/TOC≈2.67,可認為水中主要是含碳有機物。若TOD/TOC>4.0,則水樣中可能有較多的含N、P或S的有機物,因為它們只顯示TOD值而不顯示TOC值。當TOD/TOC [1] 

總需氧量相關概念

TOC,即總有機碳,是以碳的含量表示水中有機物質的總量,結果以碳(C)的濃度(mg/L)表示。碳是一切有機物的共同成分,組成有機物的主要元素,水的TOC值越高,説明水中有機物含量越高,因此,TOC可以作為評價水質有機污染的指標。當然,由於它排除了其他元素,如高含N、S或P等元素有機物在燃燒氧化過程中,同樣參與了氧化反應,但TOC以C計結果中並不能反映出這部分有機物的含量。TOC的測定是採用儀器法,按工作原理不同,可分為燃燒氧化—非分散紅外吸收法、電導法、濕法氧化—非分散紅外吸收法等。其中燃燒氧化—非分散紅外吸收法流程簡單、重現性好、靈敏度高,在國內外被廣泛採用。 [1] 
生化需氧量是指一定條件下,好氧微生物分解水中的可氧化物質,特別是有機物的生物化學過程中所消耗溶解氧的量,用BOD表示。 [1] 
COD,即化學需氧量,是指在一定條件下,水中易被強氧化劑氧化的還原性物質所消耗氧化劑的量,結果以氧的濃度(mg/L)表示。 [1] 
參考資料
  • 1.    陳玲,趙建夫.《環境監測》.北京:化學工業出版社,2003.
  • 2.    王鵬.《環境監測》.北京:中國建築出版社,2010.