一、水質指標

水質是指水和其中所含的雜質共同表現出來的物理學、化學和生物學的綜合特性。水質指標是表示水中雜質的種類、成分和數量，是判斷水質的具體(ti) 衡量標準。表3-1是水質指標的分類。

表3-1水質指標的分類及實例

下麵僅(jin) 介紹國家相關(guan) 排放標準中的的幾種主要的水質指標。

（一）物理性水質指標

1．感官物理性指標

（1）溫度

水的許多物理特性、物質在水中的溶解度以及水中進行的許多物理化學過程都和溫度有關(guan) 。地表水的溫度隨季節、氣候條件而有不同程度的變化，0.1-30℃。

地下水的溫度比較穩定， 8-12℃

工業(ye) 廢水的溫度與(yu) 生產(chan) 過程有關(guan) 。

飲用水的溫度在10℃比較適宜。

測定：現場測定，與(yu) 地點和深度有關(guan) ，用0.1 ℃的汞溫度計。

（2）顏色和色度

純水是無色的。顏色有真色和表色之分。真色是由於(yu) 水中所含溶解物質或膠體(ti) 物質所致，即除去水中懸浮物質後所呈現的顏色。表色包括由溶解物質、膠體(ti) 物質和懸浮物質共同引起的顏色。

一般隻對天然水和用水作真色的測定。

用鉑鈷標準比色法：氯鉑酸鉀K2PtCl6和氯化鈷CoCl2·6H2O配置的混合溶液作為(wei) 色度的標準溶液，規定1升水中含有2.491毫克K2PtCl6及2.00毫克CoCl2·6H2O時，即Pt的濃度為(wei) 1毫克/升時所產(chan) 生的顏色為(wei) 1度。

測定水樣時，將水樣顏色與(yu) 一係列具有不同色度的標準溶液進行比較或繪製標準曲線在儀(yi) 器上進行測定。

由於(yu) 氯鉑酸鉀太貴，一般用重鉻酸鉀和硫酸鈷，稱鉻鈷比色法。

對廢水和汙水的顏色常用文字描述，如定性的或深淺程度的一般描述。

必要時輔以稀釋倍數法：在比色管中將水樣用無色清潔水稀釋成不同倍數，並與(yu) 液麵高度相同的清潔水作比較，取其剛好看不見顏色時的稀釋倍數者，即為(wei) 色度。

（3）渾濁度和透明度

水中由於(yu) 含有懸浮及膠體(ti) 狀態的雜質而產(chan) 生渾濁現象。水的渾濁程度可以用渾濁度來表示。水體(ti) 中懸浮物質含量是水質的基本指標，表明的是水體(ti) 中不溶解的懸浮和漂浮物質，包括無機物和有機物。懸浮物對水質的影響在阻塞土壤孔隙，形成河底淤泥，還可阻礙機械運轉。懸浮物能在1至2小時內(nei) 沉澱下來的部分稱之為(wei) 可沉固體(ti) ，此部分可粗略地表示水體(ti) 中懸浮物之量。生活汙水中沉澱下來的物質通常稱作汙泥；工業(ye) 廢水中沉澱的顆粒物則稱作沉渣。

A. 渾濁度與(yu) 色度：

B. 渾濁度與(yu) 懸浮物含量：

懸浮物含量是水中可以用濾紙截留的物質重量 ，是一種直接數量。

渾濁度是一種光學效應，表現出光線透過水層時受到的阻礙的程度，與(yu) 顆粒的數量、濃度、尺寸、形狀和折射指數等有關(guan) 。

矽單位：以不溶性矽如高齡土、漂白土等在蒸餾水中所產(chan) 生的光學阻礙現象為(wei) 基礎，規定1毫克/升的SiO2所構成的渾濁度為(wei) 1度。

標準燭單位：用蜂蠟和鯨腦蠟按一定規格製成標準燭，在直立的玻璃管下點燃，管中注入待測水樣，自上方俯視，逐漸增大水柱高度，直到燭焰恰不能再見到時為(wei) 止，此水柱高度即為(wei) 標準燭光值。

散射濁度單位（FTU）或甲NTU：用硫酸肼和六次甲基四胺混合液作為(wei) 標準渾濁液，可成為(wei) 標準肼單位：即以1.000克硫酸肼加水配成100毫升溶液，10.00克六次甲基四胺也配成100毫升溶液，取兩(liang) 溶液各5.0毫升混合靜置24小時，加水定容為(wei) 100毫升，其渾濁度為(wei) 400度。

透明度與(yu) 渾濁度相反，測定有鉛字法和十字法。

１FTU＝１JTU。渾濁度是一種光學效應，是光線透過水層時受到阻礙的程度表示水層對於(yu) 光線散射和吸收的能力。它不僅(jin) 與(yu) 懸浮物的含量有關(guan) ，而且還與(yu) 水中雜質的成分、顆粒大小、形狀及其表麵的反射性能有關(guan) 。

2．其它物理性指標

（1）總固體(ti) （Total Solids)：

    水樣在103-105℃下蒸發幹燥後所殘餘(yu) 的固體(ti) 物質總量，也稱蒸發殘餘(yu) 物。

（2）懸浮性固體(ti) （Suspended Solids)和溶解固體(ti) （dissolved Solids): ；

    水樣過濾後，濾樣截留物蒸幹後的殘餘(yu) 固體(ti) 量稱為(wei) 懸浮性固體(ti) ，濾過液蒸幹後的殘餘(yu) 固體(ti) 量。

（3）揮發性固體(ti) （Volatile Solids）和固定性固體(ti) （Fixed Solids）:

在一定溫度下（600 ℃）將水樣中經蒸發幹燥後的固體(ti) 灼燒而失去的重量。可略表示有機物含量。灼燒後殘餘(yu) 物質的重量稱為(wei) 固定性固體(ti) 。

（4）電導率

水中溶解的鹽類均以離子狀態存在，具有一定的導電能力，因此電導率可以間接地表示出溶解鹽類的含量。

電導率的大小受溶液濃度、離子種類及價態和測量方法的影響。

電導率是指一定體積溶液的電導，即在25℃時麵積為1平方厘米，間距為1厘米的兩片平板電極間溶液的電導。mS/m或μS/cm。

對天然水而言：TDS=（0.55-0.70）s

（二）化學性水質指標

1．一般化學性水質指標

（1）pH

重要的水質指標。

一般天然水體的pH值在6.0-8.5之間。測定可用試紙法、比色法、電位法。試紙法雖簡單，但誤差大；比色法用不同的顯色劑進行，比較不方便；電位法用一般酸度計。

（2）硬度（Hardness）

致硬金屬離子有：a. 鈣、鎂離子; b. 鐵、錳、鍶等二價陽離子; c. 鋁離子、三價鐵離子

按陰離子分：碳酸鹽硬度：由鈣鎂的碳酸鹽、重碳酸鹽所形成，可經煮沸而除去。暫時硬度。

              Ca(HCO3)2 ===== CaCO3↓ + CO2↑ +H2O 

    非碳酸鹽硬度：由鈣、鎂的硫酸鹽、氯化物等形成，不受加熱的影響。*硬度。

總硬度 = 鈣硬度 + 鎂硬度 = 碳酸鹽硬度 + 非碳酸鹽硬度

硬度的單位：

       mmol/L、mg/L(以CaCO3 計)、法國度：10mg/L的CaCO3、德國度：10mg/L的CaO

設S = 碳酸鹽堿度+重碳酸鹽堿度 = 2[CO3]+[HCO3-]

1. 當1/2S＜H總時:   H碳酸鹽=1/2S, H非碳酸鹽= H總- 1/2S 

2. 當1/2S=H總時:     H碳酸鹽= H總, H非碳酸鹽= 0

3. 當1/2S ＞ H總時:  H碳酸鹽= H總, H非碳酸鹽= 0, 

      負硬度= H總- 1/2S ,主要由鈉、鉀的碳酸鹽和重碳酸鹽構成。

（3）堿度

定義：水中能與強酸發生中和反應的全部物質。即水接受質子的能力。包括各種強堿、弱堿和強堿弱酸鹽，有機堿等。

天然水中的堿度主要有：CO32-、HCO3-、OH-、HSiO3-、H2BO3-、HPO4-、HS-和NH30等。其中CO32-、HCO3-、OH-是主要的致堿度陰離子。

堿度的測定：用中和滴定法進行。用酚酞為指示劑測得的堿度為酚酞堿度P。用甲基橙為指示劑測得的堿度為甲基橙堿度 ,或稱總堿度T。從酚酞變色到甲基橙變色之間的，所用去的H+的物質的量，為 M。T=P+M

表 三種堿度的計算表

pH與碳酸鹽：

           pH＞10，T=氫氧化物堿度;

           8.3＜pH＜10，T=2[CO32-]+[HCO3-];

           4.5＜pH＜8.3，T=[HCO3-];

           pH＜4.5，T=0。

單位：     mg/L;    meq/L; 

   1meq/L=50mg/L的CaCO3=5法國度=28mg/L的CaO =2.8德國度

（4）酸度和遊離CO2

酸度是指水中能與強堿發生中和作用的物質總量。總酸度包括：

      a.強酸： HCl、HNO3、H2SO4等；

         b.弱酸：CO2、H2CO3、H2S及有機酸；

      c. 強酸弱堿鹽：FeCl3、Al2(SO4)3等；

總酸度 ≠ 氫離子濃度

測定：中和滴定法。

（5）酸根

硫酸根SO42-：水垢的重要陰離子；可轉化成H2S惡臭和腐蝕現象。

氯離子Cl-：：海水達到18000mg/L;一般淡水數十到數百mg/L;超過500-1000mg/L時有明顯的鹹味。

硝酸根NO3-：主要來源於有機物的生物降解。

（6）堿金屬

Na+、K+：其鹽類是溶於水的。它們的特性相近，常常合在一起測定。對水質影響不很顯著。反映水中的含鹽量。

（7）鐵

鐵在水中以二價和三價鐵的各種化合物形式存在。地表水中，鐵以三價鐵形式存在，可形成氫氧化鐵沉澱或膠體微粒。地下水中，鐵以二價鐵的形式，可達數十毫克/升。沼澤水中鐵可能以有機鐵的形式存在。

易生成沉澱或鏽斑、水垢組成物。

（8）錳

常與鐵伴隨，許多表現與鐵相似。在引用水水比鐵的危害性大。在水中以二價形式存在。

有機錳會使水質變壞，帶有異味。

測定：比色法。

（9）矽酸

天然水中含量在6-120mg/L之間；地下水比地表水中多。

存在形態：單分子的正矽酸H4SiO4[Si(OH)4],可電離成SiO(OH)3-、SiO2(OH)22等。在高濃度、低pH時，可聚合為多核絡合物、高分子化合物以至膠體微粒。

是水垢的主要離子，且難以去除。

（10）溶解氧

常溫下水中氧的飽和量在4-14mg/L。海水中的含氧量為淡水的80%。用碘量法或儀器測定法進行。

（11）硫化氫

濃度達1mg/L時就有明顯的臭氣。油田地下水中可能含有大量的硫化氫。對混凝土和金屬產生侵蝕破壞作用。用碘量法測定。

2．氧平衡指標

（1）化學需氧量和耗氧量

定義：在一定嚴格的條件下，水中各種有機物質與外加的強氧化劑（K2Cr2O4、KMnO4）作用時所消耗的氧化劑量，以氧（O）的mg/L表示。

按氧化劑的不同，可分為；

  A.  重鉻酸鉀耗氧量（化學耗氧量Chemical Oxygen   Demand=COD)

    在強酸性條件下，加熱回流2小時（有時加入催化劑），使有機物質與重鉻酸鉀充分反應。

    可將水中絕大多數有機物質氧化，但對於苯、甲苯等芳香烴類化合物較難氧化。

  B.  高錳酸鉀耗氧量(耗氧量Oxygen Consumed=OC)

    不能代表水中有機物的全部含量，一般水中不含氮的有機物質在測定條件下易被高錳酸鉀氧化，而含氮的有機物就難分解。

    一般用於測定天然水和含容易被氧化的有機物的一般廢水。

（2）生化需氧量

BOD=Biochemical Oxygen Demanded

生化需氧量是指在人工控製的一定條件下，使水樣中的有機物在有氧的條件下被微生物分解，在此過程中消耗的溶解氧的mg/L數。BOD愈高，反映有機耗氧物質的含量也愈多。

有機物生化分解耗氧的過程較長（20℃需100天以上），通常分為(wei) 兩(liang) 個(ge) 階段進行。*階段稱為(wei) 碳化階段，廢水中絕大多數有機物被轉化為(wei) 無機的CO2、H2O和NH3；第二階段稱為(wei) 硝化階段，主要是氨依次被轉化為(wei) 亞(ya) 硝酸鹽和硝酸鹽。測定*階段的生化需氧量需在20℃下20天。目前多數國家采用5天（20℃）作為(wei) 測定的標準時間，所測結果稱為(wei) 5天生化需氧量，以BOD5表示。據試驗研究，生活廢水的BOD5與(yu) *階段需氧量BOD的比值約為(wei) 0.7，而工業(ye) 廢水的水質差異較大，兩(liang) 者之間的比值各不相同。

BOD包括不含氮有機物和含氮有機物中碳素部分。BOD不如COD*，BOD5隻是一部分生化需氧量，所以BOD5比COD要低得多。

（3）總有機碳(Total Orgnic Carbon)

在900-950℃高溫下，以鉑為催化劑，使水樣氣化燃燒，有機碳即氧化成CO2，測量所產生的CO2量，在此總量中減去碳酸鹽等無機碳元素含量，即可求出水樣中的TOC。（注：需去除無機碳的幹擾）

因隻考慮有機碳，排除了其他元素，仍不能直接反映有機物的真正濃度。已儀器化，用以間接表示水中有機物質含量的綜合性指標。

（4）總需氧量（Total Oxygen Demand）

在特殊的燃燒器中，以鉑為催化劑，在900℃高溫下使一定兩的水樣氣化，其中有機物燃燒變成穩定的氧化物時所需的氧量，結果以氧（O）的mg/L表示。

測定時間隻需3分鍾，可自動控製進行。快捷簡便。測定結果比BOD、COD更接近於需氧量，一般認為是真正的有機物*氧化的總需氧量。

3．其它

（1）灼燒減量

是測定有機物含量的簡單、原始的方法。常用於含有機物量多的廢渣。

把樣品在105 ℃下烘幹去掉水分，稱重後用600 ℃灼燒，然後稱量得到減量，以此代表有機物。

在此溫度下可使含碳及其它有機物燃燒揮發，而無機鹽揮發量卻可降至低。

（2）含氮化合物

有機氮是表明各種蛋白質、氨基酸、尿素等含氮有機物總量的水質指標。

有機氮是利用濃硫酸把全部有機物中的氮都分解轉化成氨，然後加以測定。有機氮在有氧條件下進行生物氧化，逐步分解成無機的NH3、NH4+、 NO2- 、NO3-等形態，NH3、NH4+稱為氨氮， NO2- 稱為亞硝酸氮，NO3-稱為硝酸氮。它們代表有機氮轉化成無機氮的各個不同階段。

二、工業(ye) 用水要求及水質控製

（一）工業用水的水質要求

應滿足生產用途的需要，保證產品的質量，同時不會產生副作用，造成生產故障，損害技術設備，所以不同的工業用水對水質提出多方麵的要求，規定出一定的水質指標。

規定往往不是由國家部門正式頒發的規範，而隻是一些參考性質的技術數據，結合具體情況在使用中予以限製。

1. 原料用水

主要指飲料、食品製造工業、電解水、醫藥、藥劑製造工業等。

（1）飲料、食品製造工業的水質要求基本與生活飲用水相同。也有特殊：

         釀酒工業：考慮對微生物發酵過程的影響，鈣鎂作為營養料應有一定量； Cl- 促進糖化作用50mg/L左右；NO2-在0.2以下，NO3-在5-25 mg/L

（2）電解水、醫藥、藥劑製造工業要求含鹽量低，鐵錳盡量低，是純水。

2. 產品工藝用水

輕工業和化學工業：製糖、造紙、紡織、染色、人造纖維、有機合成等。在生產過程中，水本身並不進入終產物，但其所含成分可能進入產品影響產品質量。

製糖用水要求盡量少含有機物、含氮化合物、細菌等；精製糖常用純水；造紙用水對不同級別的紙有不同的水質要求。渾濁度、色度、鐵錳以致鈣鎂會影響光潔度和顏色，氯化物和含鹽量影響紙的吸濕性；紡織染色工業對硬度和含鐵量要求較高，生成的沉積物會減弱纖維的強度，使染料分解變質，色澤鮮明度降低。

3. 生產過程用水

不直接進入產品，隻是一般接觸或清洗表麵，大多對產品質量影響不大。這類用水沒有共同的水質要求，視具體用途提出不同標準。

  a. 油田注水：無沉積物，不致堵塞油層；

  b. 電鍍清洗用水：在金屬表麵沒有沉積生成斑點，要求硬度、金屬離子、固體鹽類含量盡量低。

4. 鍋爐動力用水

按鍋爐的壓力和溫度提出不同的要求，對硬度要求較高，易生成水垢；溶解氧會造成設備腐蝕；油脂會產生泡沫和促進沉垢；遊離 CO2、pH、含鹽量、堿度、Cl-、SiO2、等與結垢、腐蝕、泡沫等有關。

工業鍋爐：以蒸汽做熱源或一般動力，多為中低壓鍋爐，對水質要求較低；

電站鍋爐：以蒸汽驅動汽輪機，多為高壓甚至超高壓，同時要考慮蒸汽對汽輪機的沉積結垢和腐蝕問題，對水質要求十分嚴格。

5. 冷卻用水

基本要求：水溫盡可能低，不隨氣候劇烈變化；不產生水垢、泥垢等堵塞管路現象；對金屬無腐蝕性；不繁殖微生物和生物等。

無統一的標準，一般應考慮藻類、微生物、懸浮物、硬度鹽類、溶解氣體、有機物、酸、油脂等項目。

6.純水和超純水

純水是指進行一定深度除鹽處理的水，一般包括除鹽水、純水和超純水。

純水又稱去離子水或深度除鹽水，含鹽量降到1.0mg/L以下，電導率降低到1-0.1μΩ/cm；超純水或高純水，是在進一步除鹽外，還把水中的氣體、膠體、有機物、細菌等各種雜質都去除到低限度，含鹽量降到0.1mg/L以下，電導率降低到0.1μΩ/cm以下。

（二）水質控製標準

1．生活飲用水水質標準

《生活飲用水衛生標準》GB5749-1985

現代的飲用水水質要求衛生和美感兩個要求。水質不僅要求要有意或無損於人的健康，還要在飲用時感到晶瑩可口。

2．水體汙染控製標準

《汙水綜合排放標準》GB8978-1996

將汙染物按其性質及控製方式分兩類，並按建設年限規定了部分行業高允許排放水量和*、第二類汙染物高允許排放濃度。