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1、第三章 水质分析 本节内容：本节内容：了解工业用水的了解工业用水的水质指标水质指标水质标准水质标准；了解各种水质指标的测定原理及方法：了解各种水质指标的测定原理及方法： 悬浮物、含盐量、硬度、碱度、悬浮物、含盐量、硬度、碱度、pH值、溶解氧、值、溶解氧、氯化物、亚硫酸盐、磷酸盐等；氯化物、亚硫酸盐、磷酸盐等；掌握水的硬度、碱度、掌握水的硬度、碱度、pH值、溶解氧、值、溶解氧、COD、挥发酚的测定方法、挥发酚的测定方法31 概概 述述 一、水的用途一、水的用途 水是生物生长和生活所必需的资源，人类生活水是生物生长和生活所必需的资源，人类生活离不开水。离不开水。 在工业生产中，也需要用到大量的水，
2、主要用在工业生产中，也需要用到大量的水，主要用作作原料（溶剂、辅助材料）；传热介质（冷却原料（溶剂、辅助材料）；传热介质（冷却水、蒸汽）；传动介质水、蒸汽）；传动介质等。等。 水的质量的好坏，对于人们的生活以及工业生水的质量的好坏，对于人们的生活以及工业生产等都有直接的影响，必须经过分析检验。产等都有直接的影响，必须经过分析检验。二、水的分类二、水的分类 天（自）然水天（自）然水 生活用水生活用水 工业用水工业用水31 概概 述述 1天（自）然水天（自）然水 自然界的水称为自然界的水称为天然水天然水。包括：。包括： 雨水雨水 地表水地表水（江、河、湖水）（江、河、湖水） 地下水地下水（井水、泉
3、水）（井水、泉水） 因为在自然界中存在，或多或少地含有一些杂因为在自然界中存在，或多或少地含有一些杂质，如气体、尘埃、可溶性无机盐等，如矿泉质，如气体、尘埃、可溶性无机盐等，如矿泉水中含有多种微量元素。水中含有多种微量元素。31 概概 述述 2生活用水生活用水 人们日常生活中所使用的水称为人们日常生活中所使用的水称为生活用水生活用水：主：主要是自来水，也有少量直接使用天然水的。要是自来水，也有少量直接使用天然水的。 对生活用水的对生活用水的要求要求，主要是不能影响人类的身，主要是不能影响人类的身体健康，因此应检验分析一些有害元素的含量，体健康，因此应检验分析一些有害元素的含量，对其含量都有标准
4、规定，不能超标。对其含量都有标准规定，不能超标。 比如比如F- 的含量，正常情况下应为的含量，正常情况下应为0.51.0 mg/L， 如果如果F- 1.01.5mg/L，易得黄斑病，易得黄斑病， 如果如果F- 4.0mg/L， 则易得氟骨病。则易得氟骨病。3工业用水工业用水 指工业生产所使用的水，指工业生产所使用的水，要求不影响产品要求不影响产品质量，不损害设备、容器及管道。质量，不损害设备、容器及管道。使用时使用时也要经过分析检验，不合格的水要先经处也要经过分析检验，不合格的水要先经处理后才能使用。理后才能使用。 另外还有另外还有废水废水，特别是工业废水，污染环，特别是工业废水，污染环境，必
5、须符合一定的标准才允许排放境，必须符合一定的标准才允许排放。 水质水质水和杂质共同表现的综合特性。水和杂质共同表现的综合特性。 水质水质指标指标用来评价水质好坏的项目。用来评价水质好坏的项目。 （用来衡量水的各种特性的尺度）（用来衡量水的各种特性的尺度） 水质水质标准标准水中各种指标的最高容许浓度和水中各种指标的最高容许浓度和限量阈值的具体限制和要求。限量阈值的具体限制和要求。 水质指标种类繁多，主要有以下几类：水质指标种类繁多，主要有以下几类： 1物理性质物理性质（温、色、浊、嗅味、透明、（温、色、浊、嗅味、透明、SS等）等） 2化学性质化学性质（pH、酸碱度、硬度、硫酸盐、有机物等）、酸碱
6、度、硬度、硫酸盐、有机物等） 3微生物学微生物学（细菌总数、大肠菌群、余氯等）（细菌总数、大肠菌群、余氯等） 工业中不同用途的水对水质有不同的要求。如：工业中不同用途的水对水质有不同的要求。如： 锅炉用水锅炉用水要求要求SS、O2、CO2含量少，硬度低；含量少，硬度低； 纺织工业用水纺织工业用水硬度低，硬度低，Fe3+、Mn2+含量极低含量极低 化验室根据水的来源与用途，选择相应的水质标准为依化验室根据水的来源与用途，选择相应的水质标准为依据，按标准规定的项目进行分析。如：据，按标准规定的项目进行分析。如： 锅炉用水锅炉用水和和冷却水冷却水的分析项目有：硬度、碱度、的分析项目有：硬度、碱度、浊
7、度、浊度、pH值、氯化物、值、氯化物、SS、溶解氧、硫酸盐、溶解氧、硫酸盐、磷酸盐、硅、铝、铁、钠、钾、铜等。磷酸盐、硅、铝、铁、钠、钾、铜等。 四、水质分析项目四、水质分析项目 水质分析项目繁多，主要有以下几类：水质分析项目繁多，主要有以下几类： 1物理性质物理性质 2金属化合物金属化合物 3非金属化合物非金属化合物 4有机化合物有机化合物 三、水质分析项目三、水质分析项目 1物理性质物理性质 主要包括：水温、外观、颜色、臭、浊度、透明度、主要包括：水温、外观、颜色、臭、浊度、透明度、pH值、残渣、矿化度、电导率等值、残渣、矿化度、电导率等 2金属化合物金属化合物 主要包括：钾、钠、钙、镁、
8、铁、铜、锌、镍、锰、主要包括：钾、钠、钙、镁、铁、铜、锌、镍、锰、汞、铅、铬、铬、砷、硒等汞、铅、铬、铬、砷、硒等 3非金属化合物非金属化合物 主要包括：酸度、碱度、二氧化碳、溶解氧、氮主要包括：酸度、碱度、二氧化碳、溶解氧、氮（氨氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、总氮）、磷、氯（氨氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、总氮）、磷、氯化物、氟化物、碘化物、氰化物、硫化物、硫酸盐、化物、氟化物、碘化物、氰化物、硫化物、硫酸盐、硼、可溶性二氧化硅等。硼、可溶性二氧化硅等。 四、水质分析项目四、水质分析项目 4有机化合物有机化合物 主要包括：主要包括：化学需氧量化学需氧量、生化需氧量生化需氧量、总有机、总有机碳、矿化油
9、、碳、矿化油、挥发酚挥发酚、苯系物、多环芳烃、有、苯系物、多环芳烃、有机磷、苯胺类、硝基苯类、阴离子洗涤剂、各机磷、苯胺类、硝基苯类、阴离子洗涤剂、各类农药等。类农药等。 不同用途的水，对水质的要求各不相同，因此不同用途的水，对水质的要求各不相同，因此其分析检测项目也有区别。其分析检测项目也有区别。 水中的各种组分，可分为水中的各种组分，可分为主要组分主要组分、次次要组分要组分和和痕量组分痕量组分，测定时应运用适当，测定时应运用适当的化学分析及仪器分析方法。的化学分析及仪器分析方法。五、水质指标的测定方法五、水质指标的测定方法六、采样要求六、采样要求 现场测定现场测定 如如pH值、浓度、色度值
10、、浓度、色度 加试剂处理加试剂处理(酸化酸化) 如如COD 冷藏冷藏 如色度、硬度如色度、硬度3 32 2 水的物理性质检验水的物理性质检验32 水的物理性质检验水的物理性质检验 一、颜色一、颜色表色：原始水样的颜色表色：原始水样的颜色 真色：除浊度后水的颜色真色：除浊度后水的颜色 测定方法：测定方法：1 1、铂钴标准比色法、铂钴标准比色法（清洁水样）（清洁水样） 铂氯酸钾、氯化钴铂氯酸钾、氯化钴 作为标准色阶作为标准色阶 水样与标准目视比色水样与标准目视比色 （1度：度：1L水含水含1mgPt和和0.5mgCo）2 2、稀释倍数法、稀释倍数法（工业废水）（工业废水） 文字描述：深兰、黄色、黑
11、色文字描述：深兰、黄色、黑色 方法：将工业废水稀释接近无色的倍数即为水样色方法：将工业废水稀释接近无色的倍数即为水样色度度二、浊度二、浊度 浊度浊度：由泥沙、胶体物、有机物、浮游生物及微生物由泥沙、胶体物、有机物、浮游生物及微生物对透光产生散射或吸收所产生。对透光产生散射或吸收所产生。 测定方法测定方法 1 1、分光光度法、分光光度法（天然水、饮用水）（天然水、饮用水） 方法：配制标准系列于方法：配制标准系列于680nm处处测吸光度测吸光度 参照标准：一定温度下参照标准：一定温度下5.00ml 10g/L硫酸肼和硫酸肼和5.00ml 100g/L六次甲基四胺反应六次甲基四胺反应24h，用水稀释
12、至，用水稀释至100ml的溶液，浊度为的溶液，浊度为400度度 2 2、目视比色法、目视比色法（一般水样）（一般水样） 标准：标准：1mg硅藻土配成硅藻土配成100ml溶液产生的浊度为溶液产生的浊度为1度。度。32 水的物理性质检验水的物理性质检验 三、三、pH 值值 pH值值 表示水中表示水中酸碱性酸碱性的强弱，用溶液中氢离子活的强弱，用溶液中氢离子活度的负对数表示：度的负对数表示： pH值是最常用的水质指标之一值是最常用的水质指标之一。 天然水的天然水的pH值多在值多在6-9范围内；范围内； 饮用水在饮用水在6.5-8.5间；间； 工业锅炉用水的工业锅炉用水的pH值在值在10以上。以上。
13、pH值对水中各种杂质的型体分布有决定性的左右，对值对水中各种杂质的型体分布有决定性的左右，对锅炉的正常运行有很大影响。锅炉的正常运行有很大影响。HpHlg32 水的物理性质检验水的物理性质检验pH值的测定值的测定 测定方法：玻璃电极法测定方法：玻璃电极法 玻璃电极法的测定原理：玻璃电极法的测定原理： 以以饱和甘汞电极饱和甘汞电极为参比，以为参比，以pH玻璃电极玻璃电极为指示电极，为指示电极，组成原电池，其电池电动势组成原电池，其电池电动势E随着溶液的随着溶液的pH变化而变变化而变化。化。 在在25下，每变化下，每变化1个个pH单位，电位差变化单位，电位差变化59.1 mv，将电压表的刻度变为将
14、电压表的刻度变为pH刻度，便可直接读出溶液刻度，便可直接读出溶液pH值，温度差异可通过仪器上补偿装置进行校正。值，温度差异可通过仪器上补偿装置进行校正。 该法不受溶液色度、浊度、悬浮物、氧化剂的影响。该法不受溶液色度、浊度、悬浮物、氧化剂的影响。 pH10时，有时，有“钠差钠差”偏低偏低 克服的办法：选用锂玻璃电极并在较低液温下测量；或克服的办法：选用锂玻璃电极并在较低液温下测量；或选用与被测溶液选用与被测溶液pH相近的标准缓冲溶液来加以校正。相近的标准缓冲溶液来加以校正。 pH 1时，有时，有“酸差酸差”偏高偏高pH 计的操作步骤 (1) 清洗、活化电极；清洗、活化电极； (2) 仪器校正；
15、仪器校正； (3) 定位；定位； (4) 复定位；复定位； (5) 水样测定。水样测定。 四、残渣四、残渣 残渣残渣水蒸发后，残余物质称为水蒸发后，残余物质称为残渣。残渣。 分为：分为：总残渣可滤残渣不可滤残渣总残渣可滤残渣不可滤残渣 。不可滤残渣不可滤残渣G4玻璃过滤器玻璃过滤器(孔径孔径34m) 滤渣滤渣滤液滤液洗涤，洗涤，105110烘烘1h恒重恒重后称量后称量 ,计算计算置于蒸发皿中置于蒸发皿中 ,水浴蒸干，水浴蒸干，105110烘烘1h恒重后称量恒重后称量 ,计算计算 可滤残渣可滤残渣水样水样32 水的物理性质检验水的物理性质检验四、四、 残渣（水中固体）残渣（水中固体） 测定方法测
16、定方法测测 定定 方方 法法烘烘 干干 温温 度度总残渣（总固体）总残渣（总固体） 103105 ，直接水浴上蒸干，烘干直接水浴上蒸干，烘干可滤性残渣可滤性残渣（溶解固体）（溶解固体） 103105 ，过滤后水样，水浴上蒸干，烘干过滤后水样，水浴上蒸干，烘干不可滤残渣不可滤残渣（悬浮固体）（悬浮固体） 103105 ，不可过滤的残渣，烘干不可过滤的残渣，烘干 五、矿化度五、矿化度 矿化度矿化度水中所含无机矿物成分的总量水中所含无机矿物成分的总量 测定意义测定意义：用于评价水中的总含盐量，一般只：用于评价水中的总含盐量，一般只用于天然水用于天然水 。 测定方法测定方法：重量法，：重量法， 103
17、105 烘干时的可烘干时的可滤残渣值。滤残渣值。32 水的物理性质检验水的物理性质检验33 33 金属化合物的测定金属化合物的测定 表示水中高价金属离子的含量。表示水中高价金属离子的含量。 包括：包括：Ca2+、Mg2+、Mn2+、Fe2+等。等。 硬水硬水含有较多钙、镁金属化合物的水含有较多钙、镁金属化合物的水。 硬水的危害：硬水的危害： 金属盐和肥皂反应，生成难溶的硬脂酸盐沉淀而使金属盐和肥皂反应，生成难溶的硬脂酸盐沉淀而使肥皂失效；肥皂失效； 加热时在炉壁上形成水垢，增加燃料消耗，严重时加热时在炉壁上形成水垢，增加燃料消耗，严重时导致锅炉局部过热，破裂或爆炸。导致锅炉局部过热，破裂或爆炸
18、。 因此工业上对锅炉用水的钙镁含量有严格的要求。因此工业上对锅炉用水的钙镁含量有严格的要求。 硬度的硬度的单位单位： 单元摩尔浓度：单元摩尔浓度： 1/2 CaO mmol/L 或或 德国度德国度(G)每升水中含每升水中含10mgCaO 为为1 1 G 10 mg(CaO)/L = 1/2.8 mmol(1/2CaO)/L 硬度的分类：硬度的分类： 碳酸盐硬度碳酸盐硬度H碳碳水中水中Ca(HCO3)2 、Mg(HCO3)2、CaCO3、 MgCO3的总含量；的总含量； 非碳酸盐硬度非碳酸盐硬度H非非水中钙镁的硫酸盐、硝酸盐及氯化水中钙镁的硫酸盐、硝酸盐及氯化物的含量；物的含量； H总总 H碳碳
19、 H 非非 暂时硬度暂时硬度Ca(HCO3)2 、Mg(HCO3)2的含量，煮沸时的含量，煮沸时会生成碳酸盐和氢氧化物沉淀而离开水体会生成碳酸盐和氢氧化物沉淀而离开水体(重碳酸盐硬重碳酸盐硬度度)。 永久硬度永久硬度钙镁的硫酸盐、硝酸盐及氯化物，煮沸时钙镁的硫酸盐、硝酸盐及氯化物，煮沸时不会分解，仍留在水中不会分解，仍留在水中(非碳酸盐硬度非碳酸盐硬度)。 硬度的分类硬度的分类： 总硬度总硬度H H总总水中钙镁化合物的总量；水中钙镁化合物的总量； 钙硬度钙硬度H H钙钙水中钙化合物的含量；水中钙化合物的含量； 镁硬度镁硬度H H镁镁水中镁化合物的含量。水中镁化合物的含量。 H总总 H钙钙 H
20、镁镁硬度的测定硬度的测定 测定方法：测定方法：EDTA滴定法滴定法 1）总硬度的测定）总硬度的测定 原理原理: 在在pH10的氨性溶液中，以的氨性溶液中，以铬黑铬黑T(EBT)为指为指示剂，直接用示剂，直接用EDTA标液滴定，溶液由标液滴定，溶液由酒红色酒红色纯蓝纯蓝色为终点。色为终点。 Ca+Y=CaY 无色 Mg+Y=MgY 无色 Ca + EBT = Ca-EBT(酒红色酒红色) Mg+ EBT = Mg-EBT(酒红色酒红色) Ca-EBT+Y = CaY + EBT(纯蓝色纯蓝色) Mg-EBT+Y= MgY + EBT(纯蓝色纯蓝色) 总硬度的计算：总硬度的计算： 注意事项：注意事
21、项：若在滴定前加热溶液到若在滴定前加热溶液到3040，可使终点更明显，可使终点更明显;当水样存在铜、锌离子的干扰，可加入少量当水样存在铜、锌离子的干扰，可加入少量Na2S溶溶液，使其生成硫化物沉淀；液，使其生成硫化物沉淀；当水样中存在当水样中存在Fe3、Al3时，应加入三乙醇胺形成时，应加入三乙醇胺形成配合物掩蔽；配合物掩蔽；存在高价锰时，用盐酸羫胺还原。存在高价锰时，用盐酸羫胺还原。)/(1LmolVcV总硬度 2) 钙硬度的测定钙硬度的测定 在在pH =12-13时，镁离子被沉淀，以钙时，镁离子被沉淀，以钙羧酸为指示剂，用羧酸为指示剂，用EDTA标液滴定水样中的钙标液滴定水样中的钙离子，颜
22、色由离子，颜色由酒红色酒红色纯兰色纯兰色为终点。为终点。 3) 镁硬度的测定镁硬度的测定 镁硬度镁硬度总硬度总硬度 钙硬度钙硬度硬度的测定硬度的测定 水水硬度硬度分类：分类： 0 4 4 8 8 16 极软水极软水 软水软水 中等硬度中等硬度 16 30 30 硬水硬水 极硬水极硬水3 33 3 金属化合物的测定金属化合物的测定 二、铁的测定二、铁的测定 测定方法测定方法:1、火焰原子吸收法、火焰原子吸收法 铁元素灯铁元素灯测定测定=248.3nm 操作条件：灯电流，燃助比，燃烧器高度，光操作条件：灯电流，燃助比，燃烧器高度，光谱通带谱通带 检测范围：检测范围：0.035.0mg/L 二、铁的
23、测定二、铁的测定 2、邻二氮菲分光光度法、邻二氮菲分光光度法 灵敏度高、干扰少、配合物稳定灵敏度高、干扰少、配合物稳定 试样试样 加盐酸羟胺加盐酸羟胺 铁全部转化铁全部转化 Fe2+ 在在pH=56（HAC-NaAC）加）加邻二氮菲，邻二氮菲， 产生桔红色配合物产生桔红色配合物 于于510nm处测吸光度，处测吸光度， 根据根据A与与C关系求出浓度关系求出浓度三、铬的测定三、铬的测定 存在形式：存在形式： Cr() ：CrO42- 、HCrO4-、 Cr() ：Cr(OH)2+、Cr(OH)2 + 毒性：毒性：Cr()比比 Cr()大大100倍。倍。 1、Cr(VI)的测定的测定分光光度法分光光
24、度法 试样加试样加 H2SO4加加二苯碳酰二肼二苯碳酰二肼 产生紫红色配合物，于产生紫红色配合物，于540nm 处测吸光度。处测吸光度。 摩尔吸光系数为摩尔吸光系数为4104 范围：范围： 0.0041mg/L2、总铬测定、总铬测定分光光度法分光光度法 试样加试样加KMnO4转化为转化为Cr(VI)，加，加二苯碳酰二肼二苯碳酰二肼产生紫产生紫红色配合物。红色配合物。 过量过量KMnO4 加加NaNO2分解；过量分解；过量NaNO2用尿素处理。用尿素处理。 显色条件：显色条件： 酸度酸度0.2mol/L H2SO4介质介质 若酸度小，显色慢若酸度小，显色慢 若酸度高，配合物不稳定若酸度高，配合物
25、不稳定 温度温度：15 显色时间显色时间 5 15min 缺点：处理时间长，样品易受污染。缺点：处理时间长，样品易受污染。 富集管：富集管： 一端：一端：活性氧化铝活性氧化铝（碱性），表面带负电荷，可吸附（碱性），表面带负电荷，可吸附Cr() ：Cr3+,Cr(OH)2+,Cr(OH)2 + 另一端：另一端：阴离子交换树脂阴离子交换树脂，交换，交换CrO42-,HCrO4- 洗脱液：洗脱液： NH4NO3只对只对Cr(VI)有洗脱作用，对有洗脱作用，对Cr()无影响；无影响； HNO3 对对Cr(VI)和和Cr()都有洗脱作用。都有洗脱作用。 先用先用NH4NO3洗脱洗脱Cr(VI)，出峰，测
26、，出峰，测Cr(VI)； 再用再用HNO3 洗脱洗脱Cr()，出峰，测，出峰，测Cr()。 线性范围：线性范围： Cr(VI)：2100ug/L， Cr()：1100ug/L;灵敏度高，重现性好，分析速度快灵敏度高，重现性好，分析速度快3、流动注射在线富集分离火焰原子吸收光谱法、流动注射在线富集分离火焰原子吸收光谱法 联用联用四、重金属的测定四、重金属的测定 Cu, Zn, Pb,Cd,Co, Ni,Hg,As 测定方法测定方法： 1、直接吸入火焰原子吸收法直接吸入火焰原子吸收法：重金属含量高，：重金属含量高，污染不严重水样污染不严重水样,mg/L. 2、 萃取火焰原子吸收法萃取火焰原子吸收法
27、:用溶剂萃取，再测定。用溶剂萃取，再测定。 3、离子交换火焰原子吸收法离子交换火焰原子吸收法：简便、无毒、：简便、无毒、成本低。成本低。阴离子交换树脂：逆流交换顺流洗脱，阴离子交换树脂：逆流交换顺流洗脱，精密度好、简便。洗脱、浓缩数百倍，达精密度好、简便。洗脱、浓缩数百倍，达ug/L级。级。 测定方法测定方法 4、石墨炉原子吸收光度法石墨炉原子吸收光度法 试样利用率试样利用率100%,停停留时间提高留时间提高2个数量级个数量级,直接测定直接测定ug/L级含量的级含量的金属元素。但分析精密度差。金属元素。但分析精密度差。 5、氢化物原子吸收法氢化物原子吸收法 As,Sb,Bi,Ge,Sn,Pb等
28、金等金属先形成氢化物，引入原子化器测定属先形成氢化物，引入原子化器测定ug/L级。级。 特点：最常用方法特点：最常用方法,快速快速,灵敏度高灵敏度高,干扰少。干扰少。四、重金属的测定四、重金属的测定6 、冷原子吸收法冷原子吸收法 冷原子吸收法冷原子吸收法汞的测定汞的测定 Hg2+Sn2+ 还原还原 Sn4+ Hg，通过循环泵进入吸，通过循环泵进入吸收池，再用收池，再用 测汞仪（测汞仪（253.7nm）测定。）测定。 总汞量总汞量测定：加测定：加KMnO4,使有机汞使有机汞,无机汞无机汞 转化转化为为Hg2+。 无机汞无机汞测定：直接加还原剂测定：直接加还原剂 有机汞有机汞：总汞：总汞无机汞无机
29、汞 特点特点：属低温原子化技术：属低温原子化技术,用于痕量汞分析用于痕量汞分析(ug/L),干扰少干扰少,测汞的特异方法。测汞的特异方法。3434非金属无机物的测定非金属无机物的测定一、酸碱度测定一、酸碱度测定二、氯化物测定二、氯化物测定三三 、硫酸盐测定、硫酸盐测定四、氨氮的测定四、氨氮的测定五、溶解氧测定五、溶解氧测定3 34 4非金属无机物的测定非金属无机物的测定 一、酸碱度测定一、酸碱度测定 1. 酸度的测定酸度的测定 酸度酸度水样用强碱滴定时所消耗的碱量。水样用强碱滴定时所消耗的碱量。 总酸度总酸度：（强酸，弱酸）：（强酸，弱酸）用酚酞作指示剂时用酚酞作指示剂时所耗碱量（滴定终点所耗
30、碱量（滴定终点pH8.3） 甲基橙酸度甲基橙酸度：（强酸）：（强酸） 用甲基橙作指示剂用甲基橙作指示剂时所耗碱量（滴定终点时所耗碱量（滴定终点pH3.7） 碱度碱度表示水中能与强酸发生中和反应的所表示水中能与强酸发生中和反应的所有有碱性物质碱性物质的总量。以的总量。以mmol/L为单位。为单位。 形成碱度的物质形成碱度的物质： 强碱：钾钠钙的氢氧化物强碱：钾钠钙的氢氧化物 弱碱：氨、苯胺等弱碱：氨、苯胺等 强碱弱酸盐：碳酸盐、酸式碳酸盐、磷酸盐、硅酸强碱弱酸盐：碳酸盐、酸式碳酸盐、磷酸盐、硅酸盐、亚硫酸盐等盐、亚硫酸盐等 碱度的分类碱度的分类： 氢氧化物碱度氢氧化物碱度（OH-含量）含量） 碳
31、酸盐碱度碳酸盐碱度 (CO32-含量含量)酸式碳酸盐碱度酸式碳酸盐碱度 (HCO3-含量含量)2、 碱碱 度度2、碱度的测定、碱度的测定 酸碱滴定法酸碱滴定法水样用水样用强酸强酸滴定时所消耗的酸量滴定时所消耗的酸量 酚酞碱度酚酞碱度P：以酚酞为指示剂消耗的酸量；以酚酞为指示剂消耗的酸量； 酚酞为指示剂，溶液由酚酞为指示剂，溶液由(红色红色无色无色)，pH为为8.3 ，表示水中，表示水中的的OH-已被中和，已被中和，CO32-被中和至被中和至HCO3-； 总碱度总碱度T(甲基橙碱度甲基橙碱度)：以甲基橙为指示剂消耗的酸量；以甲基橙为指示剂消耗的酸量； 以甲基橙为指示剂，继续滴定，至溶液由以甲基橙
32、为指示剂，继续滴定，至溶液由(桔黄色桔黄色橘红橘红色色)， pH为为4.4，表示水中的，表示水中的HCO3-已被中和，即全部碱性已被中和，即全部碱性物质已被中和完。物质已被中和完。 如用如用双指示剂法双指示剂法测定碱度：测定碱度： 酚酞碱度酚酞碱度P以酚酞为指示剂，用强酸标液滴以酚酞为指示剂，用强酸标液滴定至水样红色刚刚褪去（定至水样红色刚刚褪去（ pH为为8.3 ），计算得到），计算得到的碱度。的碱度。 甲基橙碱度甲基橙碱度M在上述溶液中再加入在上述溶液中再加入甲基橙甲基橙作作指示剂，滴定水样由黄色变为橙色时（指示剂，滴定水样由黄色变为橙色时（ pH为为3.7），计算得到的碱度。），计算得到
33、的碱度。 总碱度总碱度T酚酞碱度酚酞碱度+甲基橙碱度甲基橙碱度 即即 T P + M各种碱度的关系各种碱度的关系混合碱分析混合碱分析CO32-,HCO3-,OH- ，酚酞指示剂酚酞指示剂 HCl，V1，P= HCO3-，H2O 酚酞变色，加甲基橙酚酞变色，加甲基橙 HCl，V2，M= CO2 + H2O 甲基橙由黄甲基橙由黄橙色橙色 T P + M)/(10001LmmolVcVO)/(10002LmmolVcVO V1和和V2的关系，可能会出现的关系，可能会出现5种种情况：情况： (1) V1 0,V2=0,即即M = 0时时,推断水样中只含有推断水样中只含有OH- ; (2) V1V2,即
34、即PM时时, 推断水样中含有推断水样中含有OH- 、CO32- (3) V1 =V2,即即P = M时时,推断水样中只含有推断水样中只含有CO32-； (4) V1200mg/L先定量稀释；先定量稀释； 含含Cl-水样，先加入水样，先加入HgSO4，使，使Cl-与与Hg2+络合消除干扰络合消除干扰；4. 重铬酸钾法测定重铬酸钾法测定化学需氧量化学需氧量(COD) 5 .重铬酸钾法分为重铬酸钾法分为标准法标准法和和快速法快速法 标准法是国标标准法是国标(CB1191489)中的方法；中的方法； 快速法提高了溶液的酸度，从而加快了反应的速度，使快速法提高了溶液的酸度，从而加快了反应的速度，使回流时
35、间由回流时间由2h缩短为缩短为10min，缩短了分析的时间。，缩短了分析的时间。 快速法与标准法的原理基本相同，各有快速法与标准法的原理基本相同，各有优点优点： 标准法标准法是经典的方法，准确但操作步骤较繁琐，分析时是经典的方法，准确但操作步骤较繁琐，分析时间长，能耗高；间长，能耗高； 快速法快速法耗时短，但准确性有待提高，仅用于水样耗时短，但准确性有待提高，仅用于水样COD 值值的初探和水污染治理技术的研究等领域。的初探和水污染治理技术的研究等领域。 6. COD是是一个一个条件性指标条件性指标，受反应条件的影响：如氧化剂，受反应条件的影响：如氧化剂种类、浓度、溶液酸度、温度、反应时间及催化
36、剂等。种类、浓度、溶液酸度、温度、反应时间及催化剂等。 如使用的氧化剂为如使用的氧化剂为重铬酸钾重铬酸钾，测定的结果称为，测定的结果称为化学需氧化学需氧量量，用，用 CODCr 表示；表示； 如使用的氧化剂为如使用的氧化剂为高锰酸钾高锰酸钾，测定的结果则称为，测定的结果则称为高锰酸高锰酸盐指数盐指数，以，以CODMn 或或 OC 表示。表示。 高锰酸钾的氧化性不如重铬酸钾强，其氧化率仅有高锰酸钾的氧化性不如重铬酸钾强，其氧化率仅有50%左右左右，适用于地表水、地下水、饮用水等较清洁水样的，适用于地表水、地下水、饮用水等较清洁水样的测定。而重铬酸钾法的适用范围较广。测定。而重铬酸钾法的适用范围较
37、广。COD快速测定仪 以以KMnO4溶液为氧化剂测得的化学耗氧溶液为氧化剂测得的化学耗氧量。量。 我国新的环境水质标准中，已把该指标改称高锰酸高锰酸盐指数盐指数(OC) ，而仅将酸性重铬酸钾法测得的值称为化学需氧量。 国际标准化组织（ISO）建议高锰酸钾法仅限于地表水、饮用水和生活污水。 按测定溶液的介质不同，分为按测定溶液的介质不同，分为 酸性酸性高锰酸钾法：对于高锰酸钾法：对于(Cl-300mg/L）的水样，）的水样，如如 较清洁的地面水、轻度污染的水体；较清洁的地面水、轻度污染的水体； 碱性碱性高锰酸钾法：当水中高锰酸钾法：当水中Cl- 300mg/L时用时用 当当OC超过超过5mg/L
38、时应少取水样并经稀释后再测定。时应少取水样并经稀释后再测定。 酸性酸性高锰酸钾法高锰酸钾法： 在酸性条件下的水样中加入过量在酸性条件下的水样中加入过量KMnO4，在沸水，在沸水浴上加热浴上加热30分钟，氧化水样中某些分钟，氧化水样中某些有机物及还原性物质有机物及还原性物质，反应后剩余的反应后剩余的KMnO4用一定量的用一定量的草酸钠草酸钠还原，再以还原，再以高锰高锰酸钾酸钾标准溶液回滴过量的草酸钠，微红色为终点。通过标准溶液回滴过量的草酸钠，微红色为终点。通过计算求出水样中所含有机物及还原性物质的量。计算求出水样中所含有机物及还原性物质的量。 反应式反应式： OHCOMnHOCMnO22224
39、2481021652eCOOC,212242eCOO4,2222424121OOC 水样不经稀释水样不经稀释： 水样经过稀释水样经过稀释1001000810)10(1cKVOC1000810)10(10)10(201cVfKVKVOC式中：式中：V0 滴定滴定空白空白时消耗高锰酸钾溶液体积的，时消耗高锰酸钾溶液体积的，mL V1 滴定滴定水样水样时时高锰酸钾高锰酸钾溶液体积，溶液体积，mL V2 水样体积，水样体积，mL c Na2C2O4标准溶液浓度，标准溶液浓度，mol/L 8 氧（氧（1/4O2）的摩尔质量，）的摩尔质量，g/mol f 水样稀释比水样稀释比 碱性碱性高锰酸钾法原理与高锰
40、酸钾法原理与酸性法酸性法基本一致，计算方法基本一致，计算方法也相同。也相同。 碱性碱性高锰酸钾法：在高锰酸钾法：在碱性碱性溶液中，加过量高锰酸钾溶液中，加过量高锰酸钾加热加热30分钟，以氧化水样中的有机物和某些还原性分钟，以氧化水样中的有机物和某些还原性无机物，然后用过量酸化的草酸钠溶液还原，再以无机物，然后用过量酸化的草酸钠溶液还原，再以高锰酸钾标准溶液氧化过量的草酸钠，滴定至微红高锰酸钾标准溶液氧化过量的草酸钠，滴定至微红色为终点。色为终点。 生化需氧量生化需氧量(BOD) Biochemical Oxygen Demand 指在有指在有溶解氧溶解氧的条件下，好氧微生物在分解水中的条件下，
41、好氧微生物在分解水中有机物有机物的生物化学氧化过程中所消耗的溶解氧量。的生物化学氧化过程中所消耗的溶解氧量。同时亦包括：硫化物、亚铁等还原性无机物质所消耗的同时亦包括：硫化物、亚铁等还原性无机物质所消耗的氧量，但这部分通常占很小比例。氧量，但这部分通常占很小比例。 有机物在微生物作用下有机物在微生物作用下好氧分解好氧分解大体上分为大体上分为两个两个阶段：阶段： 1. 氧化阶段：主要是氧化阶段：主要是含碳含碳有机物有机物CO2、H2O 2 . 硝化阶段：主要是硝化阶段：主要是含氮含氮有机物有机物分解为分解为NO2-、NO3-，约在约在5-7日后才显著进行。日后才显著进行。 故目前常用的故目前常用
42、的20五天培养法（五天培养法（BOD5法）测定法）测定BOD值一值一般不包括硝化阶段。般不包括硝化阶段。BOD测定方法测定方法（一）五天培养法（一）五天培养法（20）（二）微生物电极法（二）微生物电极法（三）其他方法（三）其他方法 1检压库仑式检压库仑式BOD测定仪测定仪 2测测压法压法BOD5的的 （一）五天培养法（一）五天培养法 取两份水样，一份测其当时的取两份水样，一份测其当时的DO；另一份在（；另一份在（201）0C下培养下培养5天再测天再测DO，两者之差即为，两者之差即为BOD5。 如果水样如果水样BOD5未超过未超过7 mg/L，则不必进行稀释，可直，则不必进行稀释，可直接测定接测
43、定。 对不含或少含微生物的工业废水，如酸性废水、碱性对不含或少含微生物的工业废水，如酸性废水、碱性废水、高温废水或经过氯化处理的废水，在测定废水、高温废水或经过氯化处理的废水，在测定BOD5时时应进行应进行接种接种，以引入能降解废水中有机物的微生物，以引入能降解废水中有机物的微生物。 当废水中存在难降解有机物或有剧毒物质时，应将当废水中存在难降解有机物或有剧毒物质时，应将驯驯化化后的微生物引入水样中进行接种后的微生物引入水样中进行接种。五天培养法五天培养法 分析步骤分析步骤 水样稀释水样稀释 空白液配制空白液配制 培养前溶解氧测定培养前溶解氧测定 培养后溶解氧测定培养后溶解氧测定生化需氧量（生
44、化需氧量（BOD）的测定）的测定 1、稀释水和接种稀释水的配制、稀释水和接种稀释水的配制 稀释水稀释水一般用蒸馏水配制，先通入经活性炭吸附及水洗处理一般用蒸馏水配制，先通入经活性炭吸附及水洗处理的空气，曝气的空气，曝气2-8小时，使水中小时，使水中DO接近饱和，然后接近饱和，然后20下放下放置数小时。临用前加入少量氯化钙、氯化铁、硫酸镁等营养置数小时。临用前加入少量氯化钙、氯化铁、硫酸镁等营养溶液及磷酸盐缓冲溶液，混匀备用。稀释水的溶液及磷酸盐缓冲溶液，混匀备用。稀释水的pH值应为值应为7.2，BOD5 0.2 mg/L。 即：稀释水即：稀释水= 蒸馏水蒸馏水 + CaCl2+ FeCl3+M
45、gSO4+磷酸盐缓冲液磷酸盐缓冲液 接种稀释水接种稀释水是在稀释水中接种微生物是在稀释水中接种微生物(加专门驯化的菌种加专门驯化的菌种) ，即在每升稀释水中加入生活污水上层清液即在每升稀释水中加入生活污水上层清液1-10 mL或表层土或表层土壤浸出液壤浸出液20-30 mL或河水、湖水或河水、湖水10-100 mL，使，使pH=7.2，BOD5约在约在0.3-10 mg/L之间为宜。配后立即使用。之间为宜。配后立即使用。 2 2、水样稀释倍数、水样稀释倍数 1 1）根据）根据OC（地面水）（地面水）或或 CODcr（工业废水）值估计，（工业废水）值估计，分别乘上相应系数；分别乘上相应系数； 2
46、）根据经验等估计；）根据经验等估计； 3、测定结果计算、测定结果计算； 1）对不经稀释直接培养的水样：）对不经稀释直接培养的水样： BOD5（mg/L）= C1- C2 2）对稀释后培养的水样：）对稀释后培养的水样： BOD5(mg/L)=(C1-C2)-(B1-B2)f1/f2（二）其他方法（二）其他方法 直读式BOD测定仪 BOD测定仪 检压库仑式检压库仑式BOD测定仪、微生物膜测定仪、微生物膜电极电极BOD测定仪等均可直接显示测定仪等均可直接显示BOD测定结果。实验室中所用测定结果。实验室中所用870型直读式型直读式BOD测定仪则是根据测压法的原理制成测定仪则是根据测压法的原理制成的。的
47、。测定意义测定意义 酚类为原生质毒物，属酚类为原生质毒物，属高毒类高毒类物质，在人体物质，在人体富集时出现头痛、贫血，水中酚浓度达富集时出现头痛、贫血，水中酚浓度达5 mg /L 时，水生生物中毒。时，水生生物中毒。 酚类污染物主要来自炼油厂、酚类污染物主要来自炼油厂、 洗煤厂和炼焦洗煤厂和炼焦厂等。厂等。 挥发酚：能与水蒸气一起蒸出，沸点在挥发酚：能与水蒸气一起蒸出，沸点在230 不挥发酚：不能与水蒸气一起蒸出，沸点不挥发酚：不能与水蒸气一起蒸出，沸点230三、挥发酚的测定三、挥发酚的测定三、挥发酚的测定三、挥发酚的测定 挥发酚挥发酚沸点在沸点在230以下的一元酚。以下的一元酚。 采样后加采
48、样后加FeSO4,、H3PO4酸化，酸化，CuSO4抑制微抑制微生物的作用。生物的作用。 方法：方法：4氨基安替比林光度法氨基安替比林光度法 酚标准液配制酚标准液配制：酚酚 加 水 稀 释加 水 稀 释 加 入加 入KBrO3-KBr, H2SO4 KI 淀粉指示，淀粉指示，Na2S2O3滴定滴定水样预处理水样预处理 水样预蒸馏的目的是分离出挥发酚及水样预蒸馏的目的是分离出挥发酚及消除颜色、浑浊和金属离子的干扰。消除颜色、浑浊和金属离子的干扰。 当水样中含有氧化剂和还原剂、油当水样中含有氧化剂和还原剂、油类等干扰物质时，在蒸馏前去除。类等干扰物质时，在蒸馏前去除。1、4-氨基安替比林氨基安替比
49、林分光光度法（应用最广）分光光度法（应用最广）2、溴化容量法（适于、溴化容量法（适于高浓度高浓度含酚废水）含酚废水）3、色谱法等、色谱法等 无论哪种方法，当水样中存在氧化剂、还原剂、油无论哪种方法，当水样中存在氧化剂、还原剂、油类及某些金属离子时，均应设法消除并进行预蒸馏。类及某些金属离子时，均应设法消除并进行预蒸馏。预蒸馏作用有二，一是分离出挥发酚，二是消除颜预蒸馏作用有二，一是分离出挥发酚，二是消除颜色、浑浊和金属离子等的干扰。色、浑浊和金属离子等的干扰。 测定原理：测定原理：pH10.00.2的介质中，在的介质中，在铁氰铁氰化钾化钾的存在下，酚类化合物与的存在下，酚类化合物与4-氨基安替
50、比氨基安替比林（林（4-AAP）反应，生成）反应，生成橙红色橙红色的吲哚酚安的吲哚酚安替比林染料，在替比林染料，在510nm波长处有最大吸收，波长处有最大吸收，用比色法定量。用比色法定量。 注：注：该法所测酚类不是总酚，而只是与该法所测酚类不是总酚，而只是与4-AAP显显色的酚，并以苯酚为标准，结果以苯色的酚，并以苯酚为标准，结果以苯酚计算含量。酚计算含量。 原理：在含过量溴（由溴酸钾和原理：在含过量溴（由溴酸钾和 KBr产生）的溶液中，产生）的溶液中，酚与溴反应生成三溴酚，进一步生成酚与溴反应生成三溴酚，进一步生成溴代三溴酚溴代三溴酚。剩。剩余的溴与余的溴与KI作用放出游离碘，与此同时，溴代