简易快速水质分析箱的研制及应用.docx

简易快速水质分析箱的研制及应用
组长：卓俊敏
小组成员：李华曾智聪胡泓梵纪翔何桥
一、课题意义
随着现代水产养殖技术的发展，尤其是“名、贵、特、优”精养品种的开发，人们对水质的要求越来越严格。水质的好坏，与水产养殖生产的丰歉休戚相关。能否及时准确地监测其主要水质指标的浓度及变化趋势至关重要。
目前国内水质测定大部分采用现场取样，在实验室进行化学分析。由于某些物质稳定性差，从取样到分析过程中，可能已造成浓度的变化，分析结果不一定能反映现场水质情况；另一方面，它需要有一定专业知识的技术人员来进行测试。因此,研制一种使用方便，随身携带，一般养殖人员可自行操作使用的水质监测方法，对了解水质情况，及时指导养殖业生产是很有必要的。
通过制作简易水质分析箱，能够在海边及时测量海水质量。测量结果与实验室方法比较，得出水样分析的最终结果。
二、实验内容及相关内容介绍
对养殖水体而言，需测定的水质参数为pH、DO、氨氮、硝氮、亚硝氮、盐度、温度和硫化物等。本次实验所测项目为：pH、DO、氨氮。
2.1pH
各种水生生物有各自最适宜水长的pH范围。借助pH值的分布，有助于认识各自海洋动植物的生活环境，进而掌握海洋动植物的生长繁殖规律。
通过书中资料发现：当pH－，鱼类正常生长；
当pH＜5或＞10.8鱼类死亡。影响养殖水体pH的主要因素
①水文条件(温度、盐度)；②生物活动和有机物分解；此外还有一些因素，归纳如下：
温度：T上升，pH下降。
因海水中弱酸电离常数随T升高而升高。
盐度：盐度升高，离子强度也升高，碳酸的电离度下降，氢离子活度下降，所以pH升高。
生物活动：因为光合作用消耗CO2，使平衡左移，pH升高；而生物呼吸作用或有机物的分解则产生CO2，使平衡右移，pH下降。
在夏季，白天表层海水光照升高，浮游植物的光合作用＞呼吸作用或有机物分解作用，pH升高；到了晚上，没有光照，光合作用为0，呼吸或分解作用照样进行，故pH下降。随着养殖过程大量人工投饵和水文新陈代谢，引起水体pH值变化、甚至水质恶化和养殖生物死亡。因此，了解水体pH值及其变化情况，对养殖业至关重要。由于海水的酸碱缓冲容量大，其pH值通常呈弱碱性，一般7.5~8.6。河水缓冲容量小，pH变化大，5.4~7.5。污水与其性质有关，变化非常之大
2.2DO
溶解氧是水生生物赖以生存的重要物质之一。生物生长离不开DO。DO也是海水运动的间接标志。海洋表层水DO通常与大气相平衡。在真光层（100~200m）DO含量较高，因为浮游植物光合作用产氧。真光层以下，DO达最小。因为生物的代谢物在这里分解要耗氧。影响DO的主要因素有温度、pH、生物活动、人工投饵。
大洋水DO＝0~8.5mg/L，低盐区14.5mg/L
养殖水要求：24h内须有16h保持DO≥4mg/L，最低≮3mg/L，即DO≥4mg/L
氨－包括离子氨(NH4＋)和非离子氨(NH3)
氨是生源要素之一，是评价水质好坏的重要指标，它是含氮有机物分解的中间产物。细菌对硝酸盐的反硝化作用、细菌和兰藻进行固氮作用均会产生氨。海水中氨主要以NH4＋形式存在，也有少量未电离的NH3。生物需要NH3，但不能过量。因为过量的NH3对鱼贝类生长有抑制作用，严重时引起鱼类和无脊椎动物中毒死亡。因为NH3不带电荷，脂溶性较高，易透过细胞膜。NH4＋的毒性取决于pH，并直接与NH3浓度成正比。两者的浓度之间有一经验关系式。
由于时间所限，本实验只选择3项：pH、DO和氨作为简易快速水质分析箱的研制和测定项目。
三、实验设计简述
3.1溶解氧：想法：用比色法来测定，然后用碘量法来验证。
3.1.1碘量法
1.实验原理：
采用碘量法（即Winkler法）测定水体中的溶解氧。往水样中加入MnSO4溶液和KI-NaOH溶液，水样中的溶解氧即被定量地转化三价锰化合物的褐色沉淀：
Mn2++2OH-=Mn(OH)2↓(白色)
2Mn(OH)2+1/2O2+H2O===2Mn(OH)3↓(褐色)
加入酸把三价锰化合物定量地转化为I2。
2Mn(OH)3+2I-+6H+===2Mn2++I2+6H2O
以淀粉作指示剂，用Na2S2O3标准溶液滴定上述反应生成的I2，并由此计算水平中溶解氧的浓度。
2．实验用品
150mlDO固定瓶、25ml碱式滴定管、三角烧瓶
K2Cr2O7标准溶液、淀粉溶液（0.5%）、溶、KI-NaOH溶液、溶液（1：1）、固体KI。
3.实验内容和方法
（1）水样的采集：采水器出水后，立即套上橡皮管以引出水样。采集时使水样先充满橡皮管并将水管插到瓶底，放入少量水样冲洗水样瓶，然后让水样注入水样瓶，装满后并溢出部分水样（约50ml左右），抽出水管并盖上瓶盖（此时瓶中应无空气泡存在）。
（2）按下述方法检查水样中有无氧化性干扰物存在：