太湖、巢湖、滇池是我國重點治理的三大湖,三大湖受到嚴重的富營養(yǎng)化污染,藻類瘋狂繁殖,破壞了生態(tài)平衡,影響了人民的健康,必須迅速進行治理。請回答:
(1)藻類的狂長,說明水中哪些元素超標?________這些元素從哪里引入的?________
(2)您認為引起藻類大量繁殖最主要的是哪一種元素?________以什么形態(tài)出現(xiàn)?________請你設(shè)計一個測定此元素的方法。
(3)水質(zhì)污染程度的重要標志之一為BOD(生物化學耗氧量),它是指由于水中微生物的繁殖或呼吸作用,或水中有機物分解時所消耗的溶解氧的量,單位為mgO2/L,F(xiàn)有巢湖沿岸某電鍍廠,不遵守環(huán)境法規(guī),每周向湖中排放一次含氰廢水,使近岸湖水含CN-的濃度為7.5×10-5mol/L,CN-與O2作用生成CO2、N2等。試問此電鍍廠每排放一次廢水將使近岸湖水的BOD增大多少?
(4)水質(zhì)污染程度的另一重要指標為COD(化學耗氧量),它是指水中還原性物質(zhì)(有機的和無機的),在規(guī)定條件下被氧化時,1L水樣所消耗的氧的毫克數(shù)。測定COD通常有KMnO4法、K2Cr2C7法等。酸性KMnO4法:KMnO4在酸性溶液中經(jīng)沸水浴加熱,將發(fā)生:
2KMnO4+3H2SO4==K2SO4+2MnSO4+3H2O+5[O]。
①若為0.01000mol/L KMnO4溶液,則1.00mL相當于________mgO2;
②若巢湖水樣100mL,加入1:2 H2SO410mL,AgSO41g,混勻后,又加10mL 0.01000mol/L KMnO4溶液,在沸水中加熱30min,取出加入10mL 0.02500mol/L Na2C2O4溶液,立即用0.01000mol/L KMnO4滴至微紅色在15秒內(nèi)不變色為終點,耗KMnO4液7.00mL,求巢湖水樣的COD為多少?
N P N BOD=3.0mgO2·dm-3 COD=28 mgO2·dm-3
(1)藻類的狂長,主要是 N、P等元素含量超標。(1分)
這些元素,主要因氮肥、復合肥、農(nóng)藥的過量施用,流失到巢湖中造成污染。(2分)
(2)引起藻類大量繁殖的最主要元素是N,它以氨氮,即NH3或NH4+形態(tài)進入湖水中。測定氮量的方法:把水樣堿化,將氨蒸出,用過量的硫酸標準液(或硼酸標準液)吸收,然后以氫氧化鈉滴定剩余的硫酸(或用鹽酸滴定(NH4)2B4O7)。(4分)
(3)4CN-+5O2+2H2O==4CO2+2N2+4OH- (H+參加反應代替水也可以)
BOD=1.25×7.5×10-5×3.2×104=3.0mgO2·dm-3 (4分)
(4)① 0.40
KMnO4~2.5[O]~1.25O2
② 2MnO4-+5C2O42-+16H+==2Mn2++10CO2↑+8H2O
Na2C2O4共消耗KMnO4 V=0.02500×10×0.4/0.01000=10.0cm3
與水中還原性物質(zhì)反應的KMnO4為7.0cm3
COD=0.40×7.0/0.1=28 mgO2·dm-3