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1、水分析化学水分析化学杨杨 琳琳QQQQ：312644294312644294电话：电话：电话：电话：1808300063218083000632可利用水资源状况可利用水资源状况v水是生命之源v水覆盖 80%的地球表面,但其中的 97%是海水且2%储存于南北极及冰山v仅有少量的淡水资源能被利用v目前,水污染对安全用水构成的严重的威胁3课程定位课程定位v给水排水工程专业的给水排水工程专业的给水排水工程专业的给水排水工程专业的专业技术基础课专业技术基础课专业技术基础课专业技术基础课，是专业指，是专业指，是专业指，是专业指定定定定骨干课程骨干课程骨干课程骨干课程之一。之一。之一。之一。v理论教学时数理
2、论教学时数理论教学时数理论教学时数4848学时。学时。学时。学时。v先修课程：普通化学先修课程：普通化学先修课程：普通化学先修课程：普通化学4授课内容及安排授课内容及安排v第第 1章章 绪论（绪论（2h）v第第 2章章 水分析测量的质量保证水分析测量的质量保证(6h)v第第 3章章 酸碱滴定法（酸碱滴定法（6h）v第第 4章章 络合滴定法（络合滴定法（6h）v第第 5章章 沉淀滴定法沉淀滴定法(4h)v第第 6章章 氧化还原滴定法（氧化还原滴定法（6h）vv阶段复习阶段复习阶段复习阶段复习 （2h)2h)vv第第 7 7章章 电化学分析电化学分析（4h4h）vv第第 8 8章章 吸收光谱法（吸
3、收光谱法（4h4h）vv第第 9 9章章 色谱法色谱法 （4h)4h)vv第第1010章章 原子光谱法（原子光谱法（2h2h）vv总复习（总复习（总复习（总复习（2h2h）基础滴定分析法(化学分析法)仪器分析法第一章第一章 概论概论2.水分析化学的分类3.水质指标和水质标准1.水分析化学性质和任务1-1 1-1 水分析化学性质和任务水分析化学性质和任务 水水分分析析化化学学:研研究究水水及及其其杂杂质质、污污染染物物的的组组成、性质、含量和测量方法的一门学科。成、性质、含量和测量方法的一门学科。任任务务：掌掌握握四四大大滴滴定定方方法法和和主主要要的的仪仪器器分分析析方方法法的的基基本本原原理
4、理、基基本本知知识识、基基本本概概念念和和基基本本技技能能；掌掌握握水水质质分分析析的的基基本本操操作作，培培养养严严谨谨的的科科学态度。学态度。水分析化学的特点水分析化学的特点实验性强：强调动手能力、培养实验操作技能，提高分 析解决实际问题的能力。综合性强：涉及化学、生物、电学、光学、计算机等。适当的“分析方法”，“准确分析”，“数据处理”。树立准确“量”的概念。如何学习水分析化学：如何学习水分析化学：一、水质分析方法概述一、水质分析方法概述1.任务 定性分析 定量分析 结构分析2.对象 无机分析 有机分析3.原理 化学分析 仪器分析4.试样用量 分类名称所需试样质量（mg）所需试液体积（m
5、L）常量分析100100010100半微量分析10100110微量分析0.1100.0111-2 1-2 水分析化学的分类水分析化学的分类5.待测组分含量 v常量成分分析 1%v微量成分分析 0.011%v痕量成分分析 99.9%)；准确的计量关系，无副反应；准确的计量关系，无副反应；反应速度快；反应速度快；有适当的方法确定化学计量点有适当的方法确定化学计量点 三、仪器分析方法三、仪器分析方法v吸收光谱法 用途：分析有机分子、无机离子v原子吸收光谱法 用途：金属元素测定 v电化学分析法 用途：pH值的测定v色谱法 气相色谱 用途：如氯仿测定 液相色谱 用途：如多环芳烃测定 离子色谱 用途：如阴
6、离子测定 四、水质分析方法的选择四、水质分析方法的选择分析方法的选择要考虑很多因素，在分析时应按待测组分的含量、共存物质的种类、分析目的等选择适当的分析方法。选择的原则是：方法成熟、准确；操作简便、成本低；抗干扰能力强；所用试剂毒性小。第三节第三节 水质指标与水质标准水质指标与水质标准水质指标(Water Quality Index)定义:表示水中杂质的种类和数量，它是判断水污染程度的具体衡量尺度。分类物理指标(Physical Index)微生物指标(Microorganism Index)化学指标(Chemical Index)一、一、水质指标水质指标u 不涉及化学反应，参数测定后水样不发
7、生变化 水温1臭味和臭阈值2颜色和色度3浊度4残渣5紫外吸光度值7氧化还原电位8电导率6(一一)物理指标物理指标(Physical Index)(一一)物理指标物理指标1.水温(Temperature)v水的物理化学性质与水温密切相关。v水温是现场观测的水质指标之一。水温计颠倒温度计地表水、污水浅层水位测量湖库等深层水位测量(一一)物理指标物理指标2.臭味和臭阈值(Odor and Taste,Odor Threshold Value)v臭是检验原水和处理水质必测项目之一。文字描述法:无味、无任何气味；微弱、敏感者可觉察；弱、一般饮用者刚刚觉察；明显、已能明显觉察；强、有明显臭味；很强、强烈臭
8、味。臭阈值法:水样被稀释至刚刚可以闻出臭味的稀释倍数。臭阈值=（A+B）/A饮用水标准为饮用水标准为:臭阀值臭阀值2 2(一一)物理指标物理指标悬浮物质胶体物质溶解物质水中杂质水中杂质三种状态三种状态3.颜色和色度(Color and Chromaticity)3.颜色和色度(Color and Chromaticity)表色：包括悬浮杂质在内的3种状态所构成的水色 定性描述真色：除去悬浮杂质后的水，由胶体及溶解杂质所 造成的颜色 定量测量概念色度的测量方法:a.铂钴标准比色法 以氯铂酸钾和氯化钴配成标准比色系列，然后将水样与此标准色列进行目视比色。b.铬钴比色法 以重铬酸钾和硫酸钴配制标准比
9、色系列我国生活饮用水水质卫生规范规定生活饮用水色度不得高于15度(一一)物理指标物理指标4.浊度(Turbidity)定义：由悬浮物及胶体物质引起的水样的浑浊程度，用浊度来表示。浊度是指水中的不可滤残渣（悬浮物质）对光线透过时所产生的阻碍程度，是混凝工艺重要的控制指标。标准单位：规定1.25mg硫酸肼/L和12.5mg六次甲基四胺/L水中形成的甲肼聚合物所产生的浊度为1度，测定结果单位NTU或福尔马肼浊度单位FTU。测定方法:a.目视比浊法：用具塞比色管配制标准浊度阶，1mg漂白土/L定义为1度，水样俯视对比b.分光光度法：680nm分光光度计测定。c.散射法：浊度仪。(一一)物理指标物理指标
10、我国饮用水标准为：我国饮用水标准为：浊度浊度1 NTU1 NTU（浊度单位）（浊度单位）5.残渣(Residue)(一)物理指标总残渣（总固体）总可滤残渣（溶解性总固体）总不可滤残渣（悬浮物）总残渣=总可滤残渣+总不可滤残渣饮用水标准为：饮用水标准为：溶解性总固体（总可滤残渣）溶解性总固体（总可滤残渣）1000mg/L1000mg/L5.残渣(Residue)(1)总残渣(Total Residue)总残渣(mg/L)=(A-B)10001000/V 式中 A 水样总残渣及蒸发皿重（g）B 蒸发皿净重（g）V 水样体积（mL）(一)物理指标5.残渣（2）总可滤残渣(Total Filterab
11、le Residue)总可滤残渣(mg/L)=(A-B)10001000/V 式中 A 烘干残渣加蒸发皿重（g）B 蒸发皿净重（g）V 水样体积（mL）(一一)物理指标物理指标5.残渣（3）总不可滤残渣(Total Unfilterable Residue)总不可滤残渣(mg/L)=(A-B)10001000/V 式中 A滤膜加残渣重（g）;B滤膜重（g）;V水样体积（mL）(一一)物理指标物理指标5.残渣 挥发性残渣：总残渣灼烧减重。可粗略代表水中有机物含量和铵盐及碳酸盐等部分含量。挥发性残渣(mg/L)=(W1-W2)10001000/V 式中 W1总残渣重（g）;W2总残渣灼烧后重（g）
12、;V 水样体积（mL）固定性残渣(mg/L)=总残渣-挥发性残渣(一一)物理指标物理指标例例：取取100mL水水样样置置于于质质量量为为64.3251g的的蒸蒸发发皿皿中中，蒸蒸干干后后称称量量为为64.3895g，然然后后经经过过600高高温温灼灼烧烧后后称称量量为为64.3485g；另另取取同同一一水水样样100mL过过滤滤，将将其其滤滤液液置置于于质质量量为为63.8267g的的蒸蒸发发皿皿中中，蒸蒸干干后后称称量量63.8411g，求求水水中中总总固固体体、溶溶解解固固体体、悬悬浮浮固固体体、挥挥发发性性固固体体、固固定定性固体性固体的含量各为多少？的含量各为多少？644mg/L、14
13、4mg/L、500mg/L、410mg/L、234mg/L6.电导率(Conductivity)表示水溶液传导电流的能力，它可间接表示水中可滤残渣（即溶解性固体）的相对含量。标准单位：西门子/米（S/m）1mS/m=0.01mS/cm=10/cm=10S/cm (一一)物理指标物理指标7.紫外吸光度(Ultraviolet Absorbance,UVA）：水中有机污染物含有芳香烃和双键或羰基的共轭体系，在紫外区有吸收，如污染源不变，可通过测定紫外吸收值（UVA）来反映水中有机物污染的变化情况。8.氧化还原电位（Oxidation-Reduction Potential,ORP）:是水体中多种氧
14、化性物质与还原性物质进行氧化还原反应的综合指标之一。用毫伏计或pH计测量(一一)物理指标物理指标(二二)微生物指标微生物指标采用多管发酵法、滤膜法和延迟培养法测定。指1mL水样在营养琼脂培养基中，于37度培养24h后，所生长细菌菌落的总数。饮用水氯消毒之后剩余的游离性有效氯。四种指标采用连续碘量法和吸收光谱法测定。细菌总数总大肠菌群游离性余氯二氧化氯（三）化学指标（三）化学指标v天然水主要离子组成：钙离子、镁离子、钠离子、钾离子、碳酸氢根、硫酸根、氯离子、硝酸根。v化学指标定义：表示水中杂质及污染物的化学成分和特性的综合性指标。v化学指标主要有pH、酸度、碱度、硬度、总含盐量、高锰酸钾指数、C
15、OD、BOD、TOC等。pH值 pH=-lgH+酸度和碱度：给出质子物质的总量(酸度)接受质子物质的总量(碱度)硬度：水中Ca2+、Mg2+离子的总量 永久硬度：硫酸盐、氯化物等形成 暂时硬度：碳酸盐和重碳酸盐形成，煮沸分解形成沉淀 总盐量：水中全部阴阳离子总量（三）化学指标（三）化学指标有机污染物综合指标(宏观地描述水中有机污染物，是总量指标，不针对哪类有机物)高锰酸盐指数(CODMn):用KMnO4作氧化剂氧化水中有机物所消耗的量，用mgO2/L表示 化学需氧量(CODCr):在一定条件下水中能被得重铬酸钾氧化的水中有机物的量，用mgO2/L表示（三）化学指标（三）化学指标 生物化学需氧量
16、（BOD）：在一定时间温度下，微生物分解水中有机物发生生物化学反应中所消耗的溶解氧量，单位mgO2/L 总需氧量（TOD）：水中有机物和还原性无机物在高温下燃烧生成稳定的氧化物时的需氧量，单位mgO2/L 总有机碳（TOC）：水体有机物总的碳含量，用总有机碳分析仪高温燃烧水样测定，单位mgC/L 水质标准(Water Quality Standard)l定义:按不同用水目的制定的污染物的最高允许浓度或限量阈值。除余氯为下界，其他指标均为上界限值，不可超越。水质标准是水的物理、化学和生物学的质量标准。二二、水质标准水质标准水质标准主要分为：地表水质量标准、地下水质量标准、城市供水质量标准、生活饮
17、用水卫生标准、农田灌溉水质标准和污水排放标准。水俣病事件 水水俣俣病病由由于于甲甲基基汞汞中中毒毒引引起起，1953年年在在日日本本南南部部沿沿海海的的熊熊本本县县水水俣俣湾湾发发生生。当当时时甲甲基基汞汞来来源源于于一一家家氮氮肥肥公公司司，在在生生产产乙乙醛醛和和氯氯乙乙烯烯过过程程中中，将将含含甲甲基基汞汞的的废废水水排排入入水水俣俣湾湾，3年年中中死死亡亡40余余例例。先先天天性性水水俣俣病病是是母母体体摄摄入入甲甲基基汞汞，通通过过胎胎盘盘引引起起胎胎儿儿中中枢枢神神经经系系统统障障碍碍，主主要要临临床床表表现现为为：严严重重的的精精神神迟迟钝钝，步步行行困困难难，语语言言、咀咀嚼嚼、咽咽下下困困难难，生生长长发发育育不不良良，肌肌肉肉萎萎缩缩，大大发发作作性性癫癫痫痫，斜斜视视和发笑。和发笑。对对含含汞汞废废水水必必须须经经过过净净化化处处理理，达达到到0.05mg/L(按按汞汞计计)以以下下方方可可排排放放，地地面水及饮用水汞的最高容许浓度为面水及饮用水汞的最高容许浓度为0.001mg/L。本章重点：1.分析化学分类：化学分析（滴定）、仪器分析 2.水质指标：物理、化学、微生物 3.水质标准