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1、第三章第三章 水质监测与分析水质监测与分析 3.1 监测方案的制订水资源和水污染 地球上总共有1.36109 km3的水,约2.251012 kg,分布于由海洋、江、河、湖和大气水分、地下水以及冰川共同构成的地球水圈中。 中国水资源总量居世界第六位,人均占有量为2240立方米,约为世界人均的1/4,在世界银 行 连 续 统 计 的 153个 国 家 中 居 第 88位 。 每年的3月22日为“世界水日” 。水资源水资源水资源水资源 水污染水污染 二十世纪初期,人类生活和生产活动,将大量的生活污水、工业废水、农业回流水等未经处理直接排入天然水体,造成江、河、湖、地下水等水源的污染,使本来就十分匮
2、乏的淡水水源受到污染,引起水质恶化。 二十世纪中、后期,水资源污染问题受到了各国政府的重视,各国相继立法针对生活污水、工业废水等废水提出了排放前的处理要求,并规范了排放标准,初步遏制了水资源继续恶化的趋势。水质污染类型水质污染类型水质污染类型水质污染类型 (1)化学型污染:指排入水体的碱、酸、无机和有机污染物造成的水体污染。(2)物理型污染:指引起水体的色度、浊度、悬浮性固体、水温和放射性等监测指标明显变化的物理因素造成的污染。(3)生物型污染:未经处理生活污水、医院污水等排入水体,引入某些病原菌而造成的污染。水体的自净作用水体的自净作用 水体的“自净功能”是水体中物理、化学和生物作用等综合贡
3、献,包括挥发、絮凝、水解、络合、氧化还原以及微生物降解等作用。 水质监测的目的水质监测的目的水质监测的目的水质监测的目的 水质监测是环境监测的重要组成部分。水质监测是通过对影响水体质量因素的代表值的测定,确定水污染程度及其变化趋势。水质监测可分为环境水体监测和水污染源监测。环境水体监测的对象为地表水(江、河、湖、库、海水)和地下水;水污染源监测的对象为生活污水、医院污水及各种废水。 监测项目的选择监测项目的选择 水质监测项目依据水体的功能和污染源类型不同有较大差异,随着检测手段和分析方法的发展和进步,国际或国内标准的相继更新与补充,水质监测项目增速较快。 受人力、物力和财力的限制,目前我国对水
4、质监测和污水排放性标准推行必测项目和选测项目的“双轨制”,选测项目中大多数为有机物测试指标。 水质监测分析方法水质监测分析方法 对于同一个监测项目,可以选择不同的分析方法,但正确选用监测分析方法,是获得准确测试结果的关键所在。 选择水质分析方法的基本原则如下: (1)方法灵敏度能满足定量要求; (2)方法比较成熟、准确; (3)操作简便、易于普及; (4)抗干扰能力强; (5)试剂无毒或毒性较小。 水质监测分析方法体系水质监测分析方法体系 (1)国家水质标准分析方法 (2)统一分析方法 (3)等效方法排污总量监测项目与监测方法排污总量监测项目与监测方法 我国于2002年12月首次颁布了水污染物
5、排放总量监测技术规范(HJ/T92-2002),于2003年1月1日开始生效。 该规范规定实施的水污染物总量控制的监测项目是COD、石油类、氨氮、氰化物、六价铬、汞、铅、镉和砷。水质监测方案的制订水质监测方案的制订 现场调查监测方案制定监测点优化布设样品采集水质分析数据处理综合评价地表水水质监测地表水水质监测 基础资料的收集基础资料的收集 水污染调查水污染调查 现场勘察现场勘察 监测断面的布设原则监测断面的布设原则 监测断面在总体和宏观上应该能反映河流水系或所在流域的水环境质量状况。各断面的布设位置必须能反映所在区域环境的污染特征,尽可能以最少的断面获取足够的、有代表性的环境信息,同时还要考虑
6、实际采样时的可行性和方便性。 河流监测断面的布设方法河流监测断面的布设方法 在实施一个完整水系的水样采集时,布设的断面类型有:背景断面、对照断面、控制断面和消减断面等。 对于江、河水系或某一河段,要观测某一污染源排放所造成的影响,应分别布设入境断面(对照断面)、控制断面和消减断面。 汇水口的监测断面布设汇水口的监测断面布设 对于河流的汇水口,可考虑按右图布设监测断面。 图中A-A和B-B断面分别代表两条水流汇合前的水质,C-C反映水流汇合后的水质。三断面布设法三断面布设法适用河心滩、沙洲等适用河心滩、沙洲等湖泊、水库监测断面的布设湖泊、水库监测断面的布设通常只设监测垂线,遇有如下情况可参照河流
7、的有关原则设置监测断面: 湖(库)区的不同水域,如进水区、出水区、深水区、浅水区、湖心区、岸边区,按水体类别设置监测断面。 受污染影响较大的重要湖泊、水库,应在污染物扩散途径上设置控制断面。 渔业作业区、水生生物经济区等布设监测断面。 以湖(库)的各功能区为中心,如饮用水源、排污口、风景游览区等,在其辐射线上布设弧形监测断面。采样点位的确定采样点位的确定 江、河水系的水面宽度是不尽相同的。当布设了监测断面后,还应根据各水面的宽度来合理布设监测断面上的采样垂线,依此可进一步确定采样点位置和数量。采样时间和采样频次的确定采样时间和采样频次的确定采样时间和采样频次的确定采样时间和采样频次的确定 依据
8、不同的水体功能、水文要素和污染源、污染物排放等实际情况,要求采集的水样能够反映水质在时间和空间上的变化规律,力求以最少的采样频次,取得最有时间代表性的样品。采样垂线数的确定采样垂线数的确定水面宽水面宽垂线数垂线数说明说明50m50m 一条一条( (中泓中泓) ) 1 1垂线布设应避开污染带,垂线布设应避开污染带,要测污染带应另加垂线;要测污染带应另加垂线; 2.2.确能证明该断面水质均匀时,确能证明该断面水质均匀时,可仅设中泓垂线;可仅设中泓垂线; 3.3.凡在该监测断面要计算污染凡在该监测断面要计算污染物同量时,必须按本表设置垂物同量时,必须按本表设置垂线。线。50m10050m100m m
9、二条(近左、右岸有明二条(近左、右岸有明显水流处)显水流处)100m 100m 三条(左、中、右各一三条(左、中、右各一条)条)采样垂线上的采样点数的确定采样垂线上的采样点数的确定水水 深深采样点数采样点数说说 明明 5m5m 上层一点上层一点1 1上层至水面下上层至水面下0.5m 0.5m 处,水深不到处,水深不到0.5m 0.5m 时,在水深时,在水深1/21/2处。处。 2 2下层指河底以上下层指河底以上0.5m 0.5m 处。处。 3 3中层指中层指1/2 1/2 水深处。水深处。 4 4封冻时在冰下封冻时在冰下0.5m 0.5m 处采样,水深不到处采样,水深不到0.5m 0.5m 时
10、,在水深时,在水深1/21/2处。处。 5 5凡在该断面要计算污染物通量时,必须凡在该断面要计算污染物通量时,必须按本表布设采样点。按本表布设采样点。 5m5m10m10m 上、下层两上、下层两点点10m10m 上、中、下上、中、下三层三点三层三点地下水水质监测方案的制订地下水水质监测方案的制订地下水水质监测方案的制订地下水水质监测方案的制订 储存在土壤和岩石空隙(孔隙、裂隙、溶隙)中的水统称为地下水(ground water)。 地下水是水资源的重要组成部分,为人类提供了优质的淡水资源。地下水与地面水是互相补给、相互影响的。但地下水有其独特的形成、运动规律和物理化学特征。 目的:了解地下水监
11、测区内自然环境和社会环境等因素。在调查研究的基础上,确定主要污染源和污染物。水污染源水质监测方案的制订水污染源水质监测方案的制订水污染源水质监测方案的制订水污染源水质监测方案的制订水污染源指工业废水源、生活污水源等。在制定水污染源监测方案时,同样需要进行资料收集和现场调查研究,了解各污染源排放部门或企业的用水量、产生废水和污水的类型(化学污染废水、生物和生物化学污染废水等)、主要污染物及其排水去向(江、河、湖等水体)和排放总量;调查相应的排污口位置和数量,废水处理情况。给水管网中水质的监测给水管网中水质的监测给水管网系统中的采样点通常应设在下列位置:(1)每一个给水厂在接入管网时的结点;(2)
12、污染物有可能进入管网的地方;(3)有选择的用户自来水龙头。在选择龙头时应考虑到:与给水厂的距离,需水的程度,管网中不同部分所用的结构材料等因素。底质(沉积物)监测底质(沉积物)监测 水、水生生物和底质组成了一个完整的水环境体系。底质中蓄积了各种各样的污染物,能够记录给定水环境的污染历史,反映难于降解的污染物的累积情况。底质中蓄积的部分污染物又易于扩散到水体中,导致水质的二次污染。3.2 水样的采集、保存和预处理 水样采集和保存的主要原则是: (1)水样必须具有足够的代表性; (2)水样必须不受任何意外的污染。 水样类型水样类型水样类型水样类型 (1 1)瞬时水样)瞬时水样(2 2)等时混合水样
13、(平均混合水样)等时混合水样(平均混合水样)(3 3)等时综合水样)等时综合水样(4 4)等比例混合水样(平均比例混合水样)等比例混合水样(平均比例混合水样)(5 5)流量比例混合水样)流量比例混合水样(6 6)单独水样)单独水样水样采集采样前准备采样前准备采样前准备采样前准备 根据监测内容和监测项目的具体要求,选择根据监测内容和监测项目的具体要求,选择根据监测内容和监测项目的具体要求,选择根据监测内容和监测项目的具体要求,选择适合的采样器和盛水器,要求采样器具的材质化适合的采样器和盛水器,要求采样器具的材质化适合的采样器和盛水器,要求采样器具的材质化适合的采样器和盛水器,要求采样器具的材质化
14、学性质稳定、容易清洗、瓶口易密封。其次,确学性质稳定、容易清洗、瓶口易密封。其次,确学性质稳定、容易清洗、瓶口易密封。其次,确学性质稳定、容易清洗、瓶口易密封。其次,确定采样总量(分析用量和备份用量)。定采样总量(分析用量和备份用量)。定采样总量(分析用量和备份用量)。定采样总量(分析用量和备份用量)。(1 1 1 1)采样器)采样器)采样器)采样器(2 2 2 2)盛水器)盛水器)盛水器)盛水器(3 3 3 3)采样量)采样量)采样量)采样量地表水采样方法地表水采样方法地表水采样方法地表水采样方法 地表水水样采样时,通常采集瞬时水样;遇地表水水样采样时,通常采集瞬时水样;遇有重要支流的河段,
15、有时需要采集综合水样或平有重要支流的河段,有时需要采集综合水样或平均比例混合水样。均比例混合水样。地表水表层水的采集,可用适当的容器如水地表水表层水的采集,可用适当的容器如水桶等采集。在湖泊、水库等处采集一定深度的水桶等采集。在湖泊、水库等处采集一定深度的水样,可用直立式或有机玻璃采样器,并借助船只、样,可用直立式或有机玻璃采样器,并借助船只、桥梁、索道或涉水等方式进行水样采集。桥梁、索道或涉水等方式进行水样采集。采样器一采样器一采样器一采样器一 简单采样器简单采样器 1、绳子;2、带有软绳的橡胶塞; 3、采样瓶;4、铅锤;5、铁框; 6、挂钩 急流采样器急流采样器 1、带重锤的铁框;2、长玻
16、璃管;3、采样瓶;4、橡胶塞;5、短玻璃管;6、钢管;7、橡胶管;8、夹子 采样器二采样器二采样器二采样器二 溶解氧采样器溶解氧采样器 1、带重锤的铁框;2、小瓶;3、大瓶;4、橡胶管;5、夹子;6、塑料管;7、绳子 虹吸连续采样器虹吸连续采样器 采样器三采样器三地下水采样方法 地下水的水质比较稳定,一般采集瞬时水样,地下水的水质比较稳定,一般采集瞬时水样,即能有较好的代表性。即能有较好的代表性。 监测井实景图监测井实景图废水或污水采样方法废水或污水采样方法 工业废水和生活污水的采样种类和采样方法工业废水和生活污水的采样种类和采样方法取决于生产工艺、排污规律和监测目的,采样涉取决于生产工艺、排
17、污规律和监测目的,采样涉及采样时间、地点和采样频数。及采样时间、地点和采样频数。 水样类型:水样类型: 瞬时水样、等时混合水样、等时综合水样、瞬时水样、等时混合水样、等时综合水样、等比例混合水样和流量比例混合水样等等比例混合水样和流量比例混合水样等废水和污水的采样方法:废水和污水的采样方法: (1 1)浅水采样)浅水采样 当废水以水渠形式排放到公共当废水以水渠形式排放到公共水域时,应设适当的堰,可用容器或用长柄采水水域时,应设适当的堰,可用容器或用长柄采水勺从堰溢流中直接采样。在排污管道或渠道中采勺从堰溢流中直接采样。在排污管道或渠道中采样时,应在具有液体流动的部位采集水样。样时,应在具有液体
18、流动的部位采集水样。(2 2)深层水采样)深层水采样 适用于废水或污水处理池中适用于废水或污水处理池中的水样采集,可使用专用的深层采样器采集。的水样采集,可使用专用的深层采样器采集。(3 3)自动采样)自动采样 利用自动采样器或连续自动定利用自动采样器或连续自动定时采样器采集。可在一个生产周期内,按时间程时采样器采集。可在一个生产周期内,按时间程序将一定量的水样分别采集在不同的容器中;自序将一定量的水样分别采集在不同的容器中;自动混合采样时采样器可定时连续地将一定量的水动混合采样时采样器可定时连续地将一定量的水样或按流量比采集的水样汇集于一个容器中。样或按流量比采集的水样汇集于一个容器中。底质
19、样品的采样方法底质样品的采样方法 底质(沉积物)采样一般通用的是掘式采底质(沉积物)采样一般通用的是掘式采泥器,其适用于采集量较大的沉积物样品;泥器,其适用于采集量较大的沉积物样品; 锥式或钻式采泥器适用于采集较少的沉积锥式或钻式采泥器适用于采集较少的沉积物样品;管式采泥器适用于采集柱状样品。物样品;管式采泥器适用于采集柱状样品。如水深小于如水深小于3 3米,可将竹竿粗的一端削成尖头米,可将竹竿粗的一端削成尖头斜面,插入河床底部采样。斜面,插入河床底部采样。底质采样器底质采样器PetersenPetersen氏掘式采泥器氏掘式采泥器 手动活塞钻式沉积物采样器手动活塞钻式沉积物采样器 水样的运输
20、和保存水样的运输水样的运输(l l)盛水器应当妥善包装,以免它们的外部受)盛水器应当妥善包装,以免它们的外部受到污染,特别是水样瓶颈部和瓶塞,在运送过程到污染,特别是水样瓶颈部和瓶塞,在运送过程中不应破损或丢失。中不应破损或丢失。(2 2)为避免水样容器在运输过程中因震动、碰)为避免水样容器在运输过程中因震动、碰撞而破损,最好将样品瓶装箱,并采用泡沫塑料撞而破损,最好将样品瓶装箱,并采用泡沫塑料减震或碰撞。减震或碰撞。(3 3)需要冷藏、冷冻的样品,须配备专用的冷藏、)需要冷藏、冷冻的样品,须配备专用的冷藏、冷冻箱或车运送;条件不具备时,可采用隔热容冷冻箱或车运送;条件不具备时,可采用隔热容器
21、,并加入足量的制冷剂达到冷藏、冷冻的要求。器,并加入足量的制冷剂达到冷藏、冷冻的要求。(4 4)冬季水样可能结冰。如果盛水器用的是玻璃)冬季水样可能结冰。如果盛水器用的是玻璃瓶,则采取保温措施以免破裂。瓶,则采取保温措施以免破裂。水样的运输时间,一般以水样的运输时间,一般以2424小时为最大允许时间。小时为最大允许时间。水样的保存水样的保存 水样允许保存的时间与水样的性质、分析指水样允许保存的时间与水样的性质、分析指标、溶液的酸度、保存容器和存放温度等多种因标、溶液的酸度、保存容器和存放温度等多种因素有关。素有关。 不同的水样允许的存放时间也有所不同。一不同的水样允许的存放时间也有所不同。一般
22、认为,水样的最大存放时间为:般认为,水样的最大存放时间为: 清洁水样清洁水样 7272小时小时 轻污染水样轻污染水样 4848小时小时 重污染水样重污染水样 1212小时小时水样主要的保护性措施(1) (1) 选择合适的保存容器选择合适的保存容器 不同材质的容器对水样的影响不同,一般可不同材质的容器对水样的影响不同,一般可能存在吸附待测组分或自身杂质溶出污染水样的能存在吸附待测组分或自身杂质溶出污染水样的情况,因此应该选择性质稳定、杂质含量低的容情况,因此应该选择性质稳定、杂质含量低的容器。一般常规监测中,常使用聚乙烯和硼硅玻璃器。一般常规监测中,常使用聚乙烯和硼硅玻璃材质的容器。材质的容器。
23、(2) (2) 冷藏或冷冻冷藏或冷冻 能抑制微生物的活动,减缓物理作用和化学反能抑制微生物的活动,减缓物理作用和化学反应速度。如将水样保存在应速度。如将水样保存在-18-18 -22-22 C C的冷冻条件下,的冷冻条件下,会显著提高水样中磷、氮、硅化合物以及生化需氧会显著提高水样中磷、氮、硅化合物以及生化需氧量等监测项目的稳定性,并对后续分析测定无影响。量等监测项目的稳定性,并对后续分析测定无影响。(3) (3) 加入保存药剂加入保存药剂 在水样中加入合适的保存试剂,能够抑制微生在水样中加入合适的保存试剂,能够抑制微生物活动,减缓氧化还原反应发生。加入的方法可以物活动,减缓氧化还原反应发生。
24、加入的方法可以是在采样后立即加入;也可在水样分样时,根据需是在采样后立即加入;也可在水样分样时,根据需要分瓶分别加入。要分瓶分别加入。(4 4)过滤和离心分离)过滤和离心分离 水样浑浊也会影响分析结果。用适当孔径的滤水样浑浊也会影响分析结果。用适当孔径的滤器可以有效地除去藻类和细菌,滤后的样品稳定性器可以有效地除去藻类和细菌,滤后的样品稳定性提高。一般而言,可用澄清、离心、过滤等措施分提高。一般而言,可用澄清、离心、过滤等措施分离水样中的悬浮物。离水样中的悬浮物。 孔径为孔径为0.450.45 m m的滤膜作为分离可滤态与不可的滤膜作为分离可滤态与不可滤态的介质;孔径为滤态的介质;孔径为0.2
25、0.2 m m的滤膜作为除去细菌处的滤膜作为除去细菌处理的介质。理的介质。 采用澄清后取上清液或用滤膜、中速定量滤纸、采用澄清后取上清液或用滤膜、中速定量滤纸、砂芯漏斗或离心等方式处理水样时,其阻留悬浮性砂芯漏斗或离心等方式处理水样时,其阻留悬浮性颗粒物的能力大体为:滤膜颗粒物的能力大体为:滤膜 离心离心 滤纸滤纸 砂芯漏斗。砂芯漏斗。 水样的预处理 由于环境样品中污染物种类多,成分复杂,由于环境样品中污染物种类多,成分复杂,而且多数待测组分浓度低,存在形态各异,而且而且多数待测组分浓度低,存在形态各异,而且样品中存在大量干扰物质。在分析测定之前,需样品中存在大量干扰物质。在分析测定之前,需要
26、进行程度不同的样品预处理,以得到待测组分要进行程度不同的样品预处理,以得到待测组分适合于分析方法要求的形态和浓度,并与干扰性适合于分析方法要求的形态和浓度,并与干扰性物质最大限度的分离。物质最大限度的分离。 样品的消解样品的消解 在进行环境样品(水样、土壤样品、固体废弃在进行环境样品(水样、土壤样品、固体废弃物和大气采样时截留下来的颗粒物等)中的无机物和大气采样时截留下来的颗粒物等)中的无机元素的测定时,需要对环境样品进行消解处理。元素的测定时,需要对环境样品进行消解处理。 消解处理的作用是破坏有机物、溶解颗粒物,消解处理的作用是破坏有机物、溶解颗粒物,并将各种价态的待测元素氧化成单一高价态或
27、转并将各种价态的待测元素氧化成单一高价态或转换成易于分解的无机化合物。换成易于分解的无机化合物。 常用的消解方法有湿式消解法和干灰化法。常用的消解方法有湿式消解法和干灰化法。在进行水样消解时,应根据水样的类型及采用的在进行水样消解时,应根据水样的类型及采用的测定方法进行消解酸体系的选择。测定方法进行消解酸体系的选择。 (1 1)硝酸消解法)硝酸消解法 (2 2)硝酸)硝酸- -硫酸消解法硫酸消解法 (3 3)硝酸)硝酸- -高氯酸消解法高氯酸消解法 (4 4)硝酸)硝酸- -氢氟酸消解法氢氟酸消解法 (5 5)多元消解法)多元消解法 (6 6)碱分解法)碱分解法 (7 7)干灰化法)干灰化法
28、(8 8)微波消解法)微波消解法微波消解装置微波消解装置样品分离与富集样品分离与富集(无机物和有机物)(无机物和有机物)()() 挥发和蒸发浓缩法挥发和蒸发浓缩法()() 蒸馏浓缩法浓缩法()() 液液- -液萃取法液萃取法()() 沉淀分离法沉淀分离法()() 吸附分离法吸附分离法 为为了了选选择择与与评评价价分分离离、富富集集技技术术,常常涉涉及及下下面两个概念:面两个概念: n n 回回收收因因数数(R RT T) 指指样样品品中中目目标标组组分分在在分分离离、富富集过程中回收的完全程度。即:集过程中回收的完全程度。即: 痕量回收:痕量回收:R RT T100%; 90%: 90%。 n
29、 n 富富集集倍倍数数(F F)或或与与浓浓缩缩系系数数 定定义义为为欲欲分分离离或或富富集组分的回收率与基体的回收率之比,即:集组分的回收率与基体的回收率之比,即: n n 式中,式中, 和和 分别为富集前、后基体的量;分别为富集前、后基体的量; 为基体的回收率。为基体的回收率。 n n 3.3 水的感官物理性质温度(temperature) 水温对水的许多物理性质、化学性质存在直接或间接的影响。水温对水中进行的化学和生物化学反应速度有显著影响。 水温影响水中生物和微生物的活动。 水温测定的环境意义水温测定的环境意义水温的测定对水体自净、水中的碳酸盐平衡、各种碱度的计算和对水处理过程的运转控
30、制都有重要的意义。水的温度因水源不同而有很大差异。地下水温度较稳定,一般为812左右。地表水的温度随季节和气候的变化,大致范围为030左右。生活污水水温通常为1015。工业废水的温度因工业类型、生产工艺的不同而差别较大。温度的测量温度的测量 温度为必须在现场测定的项目之一,采用温度计温度为必须在现场测定的项目之一,采用温度计法测量(法测量(GB13195-91GB13195-91)。)。 浅水水温:汞温度计浅水水温:汞温度计 半导体热敏电阻温度计半导体热敏电阻温度计 较深水温:深水温度计较深水温:深水温度计. .臭与味(odor and taste) 臭与味是人的嗅觉和味觉细胞受到某种化学刺激
31、所产生的感受。 纯净的水是无臭无味的。天然水中产生臭与味的化学物质,主要来自于溶解的矿物盐类、水中动植物和微生物的繁殖、死亡和腐败,生活污水或工业废水的污染等。另外,生产饮用水时加氯消毒也会产生不愉快的臭与味。臭与味的测定臭与味的测定 (1)(1)文字描述法文字描述法臭臭 量取量取100ml100ml水样置水样置250ml250ml锥形瓶内,调节水的温度锥形瓶内,调节水的温度至至202022或煮沸稍冷后闻水的气味,用适当文字描或煮沸稍冷后闻水的气味,用适当文字描述,并参照下表记录其强度。述,并参照下表记录其强度。臭和味强度等级臭和味强度等级 等级等级 强度强度 说明说明 0 无 无任何臭和味
32、1 微弱 一般难于察觉,嗅、味觉敏感者可以察觉 2 弱 一般刚能察觉 3 明显 已能明显察觉 4 强 有很明显的臭味 5 很强 有强烈的恶臭或异味 味味 一般仅测定极清洁的水或已经过消毒的水的一般仅测定极清洁的水或已经过消毒的水的味。味。 分别将水温调至室温和分别将水温调至室温和4040时尝其味道,用时尝其味道,用“正常正常”、“涩涩”、“甜甜”、“咸咸”、“碘味碘味”或或“氯味氯味”等文字进行描述,并参照上表给出味等文字进行描述,并参照上表给出味的强度等级。的强度等级。四种味觉的代表物质四种味觉的代表物质 味觉种类 显味物质 味阈浓度() 甜 味 蔗糖 糖精 0.7 0.001 酸 味 盐酸
33、 0.045 苦 味 香木鳖碱 奎宁 0.0001 0.00005 咸 味 氯化钠 0.055 阈值法阈值法用无臭无味的水稀释水样,刚好检出臭或味时的稀释倍数,称为臭阈值或味阈值。臭(味)阈值 =(A+B)/A式中,A为水样体积(ml),B为无臭或无味水体积(ml)。水温高时,臭或味比水温低时更重,故测定要在一定温度下进行结果才有可比性。通常是将水温加热至601或401测其臭或味的阈值。一般情况下,检验臭或味阈值的人数至少5人,最好10人或更多,取其所有阈值的几何均值,作为最终报告结果。在检验过程中要避免外来气味的刺激。将自来水或蒸馏水通过装有颗粒活性炭的柱子过滤,即可制得无臭和无味的水。 C
34、olorGeneral Considerations Color is important from the standpoint of aesthetics. If water looks colored , people instinctively avoid using it, even though it might be perfectly safe from the public health aspect. Color is often caused by organic substances such as algae or humic compounds.apparent c
35、olor: color caused by suspended matter. true color: color caused by colloidal, such as vegetable or organic extracts. Methods of Determination Natural color is caused by a wide variety of substances, and it has been necessary to adopt an arbitrary standard for its measurement. Samples require pretre
36、atment (centrifuging not filtration is recommended for adsorption reason) to remove suspended matter in order to determine its true color. (1) Standard Color Solutions Waters containing natural color are yellow-brownish in appearance. Solutions of potassium chloroplatinate (K2PtCl6) tinted with smal
37、l amounts of cobalt chloride yield colors that are very much like the natural colors. In this method, the color produced by 1 mg/l of platinum (as K2PtCl6) and 0.5mg/l of cobalt (as CoCl26H2O)is taken as the standard one unit of color. Usually, a stock solution of K2PtCl6 that contains 500mg/l of pl
38、atinum is prepared, which has a color of 500 units. Then, a series of working standards may be prepared from it by dilution. Color-comparison tubes are usually used to contain the standards. A series ranging from 0 to 70 color units is employed and samples with color less than 70 units are tested by
39、 direct comparison with the prepared standards. (2) Dilution Multiple Method Color of most domestic and industrial waste-waters are not yellow-brownish hue. Other systems of measurement have to be used to measure and describe colors that do not fall into this classification. For dilution multiple me
40、thod, color is measured by successive dilutions of the sample with color-free water until the color is no longer detectable comparing with distilled water. The total dilution multiple is calculated and used to express the color degree. (3)Spectrophotometric Means (method applicable to domestic and i
41、ndustrial wastewaters, abridged here)TurbidityGeneral Considerations Turbid means waters containing suspended matter that interferes with the passage of light through the water or in which visual depth is restricted. Turbidity is an expression of the optical property that causes light to be scattere
42、d and absorbed rather than transmitted in straight lines through the sample. Turbidity in water may be caused by a wide variety of suspended matter, such as clay, silt, finely divided organic and inorganic matter, soluble colored organic compounds, and other organisms. Under flood conditions, great
43、amounts of topsoil are washed to receiving streams. As the rivers pass through urban areas, the domestic and industrial wastewaters may be added.Standard Unit of Turbidity Because of the wide variety of materials that cause turbidity in natural waters, it has been necessary to use an arbitrary stand
44、ard. The original standard chosen was 1 mg SiO2/l =1 unit of turbidity and the silica used had to meet certain specifications as to particle size. Because of the wide variety of materials that cause turbidity in natural waters, it has been necessary to use an arbitrary standard. The original standar
45、d chosen was 1 mg SiO2/l =1 unit of turbidity and the silica used had to meet certain specifications as to particle size. Method of Determination The current stadard method for measurement of turbidity depends upon instruments that employ the principles of nephelometry. In the instrument, a light so
46、urce illuminates the sample and one or more photoelectric detectors are used with a readout device to indicate the intensity of scattered light at right angles to the path of the incident light. A particular formazin polymer suspension is used as a standard. Turbidities as low as 0.02 NTU can be det
47、ermined by this procedure. Samples with turbidities greater than 40 NTU are diluted with turbidity-free water until values within the range of 30 to 40 NTU are obtained. The turbidity is then determined by multiplying the measured turbidity by the dilution factor. The instruments can be automated to
48、 provide a continuous reading of water turbidity for process control.Application of Turbidity Data Turbidity measurements are of particular importance in the field of water supply. They have limited use in the field of domestic and industrial waste treatment. Turbidity result is used in conjunction
49、with other information to determine whether a supply requires special treatment by chemical coagulation and filtration before it may be used for a public water supply. Turbidity measurements are used to determine the effectiveness of the treatment produced with different chemicals and the dosages ne
50、eded. Turbidity measurements also help to gauge the amount of chemicals needed from day to day in the operation ot treatment works.SolidsGeneral Considerations Strictly speaking, solid matter is all matter except water that is contained in liquid materials. The usual definition of solids is that mat
51、ter that remains as residue upon evaporation and drying at 103-105C. In analyzing for solids a wide variety of inorganic or organic materials are encountered, depends on the samples one is analyzing. Classes of Solids volatile solidsdissolved VDS VSS suspended solids FDS FSS solids fixed solids Diss
52、olved SolidsThe portion of solids that passes through a 0.45um filter. Undissolved SolidsPortion of solids retained by a 0.45um filter, also called total suspended solids. Volatile SolidsThe portion of solids that could be oxide and volatile under 550 C . It could represent the amount of organic sol
53、ids in water. Fixed SolidsResidue left after ignition at 550 C . Settleable SolidsSolids in suspension that will settle, under quiescent conditions, due to the influence of gravity, within a prescribed time frame. Done by setting in an imhoff cone for 1 hr. Total Solidsused in water supply; are of l
54、ittle value in the analysis of polluted waters and domestic wastewaters; was originally designed to evaluate the amount of polluting matter in wastewaters. Dissolved Solidsused to help determine whether a water supply is suitable for domestic use; important in reuse applications.Determination Method
55、s Gravimetric methods are used in almost all cases. Exceptions are the measurement of settleable solids. Suspended Solids Total Solids Volatile Solids Settleable Solids Applications of Solids Data in Environmental Engineering Practice硬度(Hardness)概述 最初,水的硬度被用来度量水沉淀肥皂的容量。水的硬度是由多价金属阳离子造成的,这些离子能与肥皂生成沉淀,
56、并与部分阴离子形成水垢。 Ca22Na(C17H35COO) 2NaCa(C17H35COO)2 水的硬度按阳离子可分为“钙硬度”和“镁硬度”,按相关的阴离子可分为“碳酸盐硬度”和“非碳酸盐硬度”。其中,碳酸盐硬度又被称为“暂硬度”。非碳酸盐硬度又被称为“永久硬度”。 钙硬度和镁硬度之和称为总硬度,碳酸盐硬度和非碳酸盐硬度之和亦称为总硬度。 硬度一般以CaCO3计,以mg/L为单位。 硬度的测定方法硬度的测定方法(1(1)计算法)计算法 用原子吸收光谱法分别测定水中的用原子吸收光谱法分别测定水中的CaCa和和MgMg的含量,然后用的含量,然后用公式计算总硬度。计算公式如下:公式计算总硬度。计算
57、公式如下: 总硬度(总硬度(mg/Lmg/L,以,以CaCOCaCO3 3计)计)2.497Ca2.497Ca,mg/L mg/L 4.118Mg4.118Mg,mg/Lmg/L(2)EDTA滴定法滴定法(GB7477-87)在pH为10的条件下,用乙二胺四乙酸(EDTA)或其钠盐作为滴定剂,以铬黑T(EBT)作为指示剂与水样进行反应,根据所消耗的EDTA的量,可求得水样的总硬度。 水的电导率概述概述 电导率表示的是水溶液传导电流的能力。电导率的大小取决于溶液中所含离子的种类,总浓度,迁移性和价态,还与测定时的温度有关。温度每升高1,电导率增加约2,通常规定25为测定电导率的标准温度。 因水溶
58、液中绝大部分无机化合物都有良好的导电性,而有机化合物分子难以离解,基本不具备导电性,因此,电导率又可以间接表示水中溶解性总固体的含量和含盐量。 电导(G)是电阻(R)的倒数。根据欧姆定律,物体的电阻与物质的性质及其截面积和长度有关,关系式如下: R = L/A 根据上式,物体的电导可表示为: G = 1/ A/L = k 1/C测定方法测定方法 实验室中一般采用电导率仪来测定水的电导率。它的基本原理是:已知标准KCl溶液的电导率(如表2-17所示),用电导率仪测某一浓度KCl溶液的电导值,根据下式可求得电导池常数C。C = Gs/ks式中,Gs标准KCl溶液的电导(S);ks标准KCl溶液的电
59、导率(S/cm)。 用电导率仪测待测水样的电导,根据公式 k = G/C即可求得水样的电导率。 常见的电导率仪经校正后可以直接读出水的电导率值。 3.4 水的酸碱性质水的酸碱性质酸碱的质子理论 根据酸碱质子理论,在化学反应中,凡是能给出质子(H+)的物质叫做酸,凡能接受质子的物质叫做碱。 根据酸碱质子理论,酸和碱是同时存在且可以相互转化的。酸和碱是一种相对的概念,一种物质是酸还是碱要看它在反应中所起的作用。水的pH值pH值的概念 pH值是水溶液中氢离子活度(aH+)的负对数,即 如果忽略离子强度的影响,用氢离子浓度表示活度时,则有 pH = - log aH+pH = - logH+pH值测定
60、的环境意义 pH值表示水的酸碱性的强弱,是最常用和最重要的水质指标之一。 pH值的测定 (1)比色法 (2)玻璃电极法 水的酸度(Acidity)酸度的概念 根据酸碱质子理论,水的酸度是指水释放出质子的能力。若予以量化,酸度是指水中所有能与强酸发生中和反应的物质的总量。这些物质包括强酸、弱酸、强酸弱碱盐等。水中酸度的主要来源 酸度测定的环境意义 酸度的测定酸度的测定 根据滴定终点时的pH值,酸度可分为甲基橙 酸 度 ( pH3.7) 和 酚 酞 酸 度(pH8.3)。其中,甲基橙酸度又称为强酸酸度,酚酞酸度又称为总酸度。 酸度的测定方法有酸碱指示剂滴定法和电位滴定法。酸碱指示剂滴定法酸碱指示剂
61、滴定法 用甲基橙或酚酞为指示剂,用NaOH或Na2CO3标准溶液滴定至终点,根据所消耗碱标准液的用量计算水样的酸度,计算式如下: 酸度(CaCO3,mg/L)=(cV50.051000)/V水 式中,C NaOH或Na2CO3标准溶液的浓度(mol/L); V 消耗NaOH或Na2CO3标准溶液的体积(ml); V水所取水样的体积(ml); 50.05 CaCO3的当量质量(g/mol) 电位滴定法电位滴定法 用玻璃电极为指示电极,甘汞电极为参比电极,用NaOH或Na2CO3标准溶液作滴定剂,在pH计上指示反应的终点,据所消耗碱标准溶液的量计算水样的酸度,算式同上。 较之酸碱滴定法,电位滴定法
62、不受水样有色、浑浊的影响,适用于各种水样酸度的测定。水的碱度(Alkalinity)碱度的概念 水的碱度是指水接受质子的能力,亦即水中所有能与强酸发生中和作用的物质的总量。这些物质包括强碱、弱碱、强碱弱酸盐等。 水中碱度的来源 碱度测定的环境意义 pH与不同形式碱度之间的关系与不同形式碱度之间的关系 碱度的测定碱度的测定 (1)酸碱指示剂滴定法 (2)电位滴定法 滴定结果(ml) 各种碱度所消耗酸标准液的量(ml) OH CO32 HCO3 P=T (M=0) P00P1/2T (PM) 2P T2(T P)0P=1/2T (P=M) 0T0P1/2T (P100d,而要把可降解的有机物全部分
63、解掉需要 20 d的时间。 用这么长时间来测定生化需氧量是不现实的。目前,国内外普遍规定在20温度条件下培养5天所消耗的溶解氧作为生化需氧量的数值,称为五日生化需氧量,用BOD5表示。 BODBOD5 5的测定方法的测定方法 直接测定法 稀释与接种法(GB7488-87) 压力传感器法 减压式库仑法 微生物电极法 ( HJ/T86-2002 ) 相关估算法直接测定法:直接测定法: 较清洁的水样(BOD5不超过7mg/L)可以用直接测定法测其BOD5。 具体步骤:先调整水温至20左右,曝气使水中的溶解氧接近饱和(9mg/L)。将水样装满2个生化需氧量培养瓶(溶解氧瓶),测定其中1个瓶中水样的当日
64、溶解氧,另一个瓶在201的培养箱中培养5天,5天后取出测定瓶中水样剩余的溶解氧。 当天溶解氧减去五天后溶解氧所得数值即为水样的BOD5。为减小误差,可多做几个平行样进行测定。稀释与接种法:稀释与接种法: 大多数水样,尤其是废水样品的BOD5测定需采用稀释与接种法。 稀释的目的是降低废水中有机物的浓度,保证在五天培养过程中有充足的溶解氧。接种是为水样提供足够的微生物。 根据培养前后溶解氧的变化,并考虑到水样的稀释比,即可求得水样的五日生化需氧量。 稀释与接种法:稀释与接种法: 稀释水的配制稀释水的配制曝气使溶解氧含量接近饱和;磷酸盐调节pH值为7.2;加入钙镁铁、氮磷钾等微量营养元素;不接种稀释
65、水的BOD5不能超过0.2mg/L 稀释倍数的确定稀释倍数的确定 稀释的程度应使五天培养中所消耗的溶解氧大于2mg/L,而剩余溶解氧在1mg/L以上。在此前提条件下,稀释倍数可以估算,也可以依据经验值法来确定。 稀释水的接种稀释水的接种 一般情况下,生活污水中有足够的微生物,不存在接种的问题。而工业废水,尤其是一些有毒工业废水,微生物含量甚微,往往需要接种才能测定BOD5。 接种的目的是把能够分解有机物的微生物菌种引入废水水样中。 稀释水的接种稀释水的接种接种稀释水的BOD5值以不超过0.5mg/L为宜。每升稀释水中接种液的加入量见下表。 稀释水中接种液的加入量 接种液来源接种液来源 每升稀释
66、水中接种液加入量每升稀释水中接种液加入量 生活污水生活污水 1 110ml 10ml 河水、湖水河水、湖水 1010100ml 100ml 表层土壤浸出液表层土壤浸出液 202030ml 30ml 水样水样BODBOD5 5的计算的计算 BOD5(mg/L) (C1-C2) (B1-B2)f1 / f2 C1 稀释水样在培养前的溶解氧浓度(mg/L); C2 稀释水样在培养后的溶解氧浓度(mg/L); B1 稀释水在培养前的溶解氧浓度(mg/L); B2 稀释水在培养后的溶解氧浓度(mg/L); f1 稀释水在培养液中所占比例; f2 水样在培养液中所占比例。BODBOD测定的环境意义测定的环
67、境意义 BOD是一个能反映废水中可生物氧化的有机物数量的指标。 根据废水的BOD5/COD比值,可以评价废水的可生化性以及是否可以采用生化法处理等。一般,若该比值大于0.3,认为此种废水适宜采用生化处理方法;若该比值小于0.3,说明废水中不可生物降解的有机物较多,需寻求其他处理途径。 BOD是一个能反映废水中可生物氧化的有机物数量的指标。 根据废水的BOD5/COD比值,可以评价废水的可生化性以及是否可以采用生化法处理等。一般,若该比值大于0.3,认为此种废水适宜采用生化处理方法;若该比值小于0.3,说明废水中不可生物降解的有机物较多,需寻求其他处理途径。其他其他BODBOD测定方法测定方法
68、高温法、活性污泥快速法、减压式库仑法、压力传感器法、微生物电极法、坪台值法和相关估算法等。 各种测试方法因采用的手段不同,其所得结果的含义也不尽相同。其中,除传统的标准稀释法外,目前应用最多的是利用压力法进行BOD的连续自动测定。压力法压力法BOD测定仪测定仪总有机碳(Total Organic Carbon)概念:概念: 总有机碳(TOC)是以碳的含量表示水中有机物质的总量,结果以碳(C)的mg/L表示。TOCTOC环境意义环境意义: : 碳是一切有机物的共同成份,组成有机物的主要元素,水的TOC值越高,说明水中有机物含量越高,因此,TOC可以作为评价水质有机污染的指标。 测定方法测定方法:
69、 :燃烧氧化非分散红外吸收法燃烧氧化非分散红外吸收法 燃烧氧化非分散红外吸收法测定TOC又分为差减法和直接法两种。 由于个别含碳有机物在高温下也不易被燃烧氧化,因此所测得的TOC值常稍低于理论值。TOCTOC的测定的测定 采用仪器法,按工作原理不同,可分采用仪器法,按工作原理不同,可分为燃烧氧化非分散红外吸收法、电导法、湿法为燃烧氧化非分散红外吸收法、电导法、湿法氧化非分散红外吸收法等。氧化非分散红外吸收法等。 其中燃烧氧化非分散红外吸收法流程简单、其中燃烧氧化非分散红外吸收法流程简单、重现性好、灵敏度高,在国内外被广泛采用。我重现性好、灵敏度高,在国内外被广泛采用。我国早在国早在199119
70、91年就颁布了年就颁布了水质水质 总有机碳总有机碳(TOC)(TOC)的的测定测定 非色散红外线吸收法非色散红外线吸收法(GB 13193-91GB 13193-91)。)。总需氧量(Total Oxygen Demand)概念: 总需氧量(TOD)是指水中的还原性物质,主要是有机物质在燃烧中变成稳定的氧化物所需要的氧量,结果以O2的mg/L计。TODTOD环境意义环境意义: : TOD是用燃烧法测定的,它能反映出几乎全部有机物质(CHONPS)经燃烧后变成CO2、H2O、NO、P2O5和SO2时所需要的氧量,比BOD和COD都更接近理论需氧量的值。TOD分析仪的测定原理: 将少量水样与含一定
71、量氧气的惰性气体(氮气)一起送入装有铂催化剂的高温燃烧管中(900),水样中的还原性物质在900温度下被瞬间燃烧氧化,测定惰性气体中氧气的浓度,根据氧的减少量求得水样的TOD值。 有机物综合测试方法比较 理论耗氧量及氧化率 COD、BOD、TOC和TOD等综合指标的不同之处仅在于氧化方式的不同。 氧化率是指实际测得的需氧量与理论需氧量的比值。CODCrCODCr与与CODMnCODMn之间的比较之间的比较 CODCr和CODMn 是采用两种不同的氧化剂在各自的氧化条件下测定的。CODCr在强氧化剂重铬酸钾和146C反应温度等条件下反应,而CODMn则在氧化性相对较弱的高锰酸钾和97C反应温度等
72、条件下反应。 总体而言,CODCr氧化率可达90%、而CODMn的氧化率仅为50%,两者均未达到完全氧化。根据氧化率比较可得到CODCr CODMn。对于同一种水样,CODCr与CODMn之间存在一定的线性关系性,其线性回归方程式如下: b 表示可被CODCr法氧化而不被CODMn法氧化的那一部分物质的CODCr值;k反应水样中的还原性物质用两种不同方法测定时,每单位CODMn值所引起的CODCr值的变化。一般来说,1.5 k BODu BOD5 CODMn 。它们之间的具体比值因水质不同而异。 BOD5、CODCr和和CODMn测试方法的比较测试方法的比较 项目项目 BODBOD5 5 CO
73、DCODCrCr CODCODMnMn 定义 在有氧的条件下,可分解的 有机物被微生物氧化分解所 需的氧量(O2mg/L) 在一定条件下,有机 物被 K2Cr2O7 氧化所需 的氧量(O2mg/L) 在一定条件下,有机物 被KMnO4氧化所需的氧量 (O2mg/L) 氧化动力 微生物的生物氧化作用 强氧化剂的化学氧化作用 氧源 水中的溶解氧(分子态氧) 强氧化剂中的化合态氧 反应温度 20C 146C 97C 测定所需 时间 5 天 3 小时(半天) 1 小时 被测定 有机物 的范围 不含氮有机物 含氮有机物中的碳素部分 不含氮有机物 含氮有机物(但芳 香烃和杂环类除外) 一部分不含氮有机物
74、适用 范围 河湖水、生活污水、 一般工业废水 河湖水、生活污水、 工业废水 较清洁的水 TOCTOC与与TODTOD之间的比较之间的比较 TOC与TOD都是利用燃烧法来测定水中有机物的含量。所不同的是,TOC是以碳的含量表示,TOD是以还原性物质所消耗氧的数量表示,且TOC所反映的只是含碳有机物,而TOD反映的是几乎全部有机物质。TOCTOC与与TODTOD之间的比较之间的比较根据TOD对TOC的比例关系,可以大体确定水中有机物的种类。 对于只含碳的化合物而言,因为一个碳原子燃烧时消耗两个氧原子,O2/C2.67,所以从理论上讲,TOD2.67TOC。 若水样的TOD/TOC2.67,可认为水
75、样中主要是含碳有机物。 若TOD/TOC4.0,则水样中可能有较多的含N、P或S的有机物,因为它们只显示TOD值而不显示TOC值。 当TOD/TOC2.6时,水样中硝酸盐和亚硝酸盐的含量可能较大。 TOCTOC、TODTOD与与CODCOD、BODBOD5 5之间的比较之间的比较 由于测定TOC和TOD所采用的是燃烧法,能将有机物几乎全部氧化,比COD和BOD5测定时有机物氧化得更为彻底,因此,TOC和TOD更能直接表示水中有机物质的总量。 另外,TOC和TOD的测定不像COD与BOD5的测定受许多因素的影响,干扰较少,只要用非常少量的水样(通常仅20l),在很短的时间(数分钟)就可得到测定结
76、果。 对大多数同种废水来讲,TOC、TOD和COD、BOD5之间都存在一定的相关关系,如果通过实验取得它们之间的具体比值,就可以利用简便、易测的TOC和TOD数据去推算COD、BOD5的数值,这将会对废水处理工作的科研设计、运行管理和水质监测等带来很多方便。 3.6 水中的含氮化合物水中的含氮化合物氮的分类氮的分类与循环与循环水中含氮化合物测定的环境意义水中含氮化合物测定的环境意义可以反映水体受污染的程度与进程水体的富营养化水处理的成本生物毒性各种含氮化合物测定方法各种含氮化合物测定方法-氨氮氨氮 水中氨氮的来源及存在形式。 氨氮的测定方法有纳氏试剂比色法(GB 7479-87)、水杨酸分光光
77、度法(GB 7478-87)、蒸馏-滴定法(GB 7481-87)和电极法等,测试结果均以N的mg/L计。由于水样的颜色、浑浊能影响测试结果,一般要求在测定之前采用一定的预处理手段(絮凝沉淀、蒸馏等)。 纳氏试剂光度法纳氏试剂光度法 将纳氏试剂(碘化汞和碘化钾的强碱溶液)加入水样中,与氨反应生成黄棕色胶态化合物,在波长410-425nm处进行比色测定。反应式: 2K2HgI4NH33KOH NH2Hg2IO7KI2H2O 该法的测定下限为0.025mg/L,测定上限为2mg/L,适用于各种水样中氨氮的测定。 水杨酸水杨酸-次氯酸盐分光光度法次氯酸盐分光光度法蒸馏蒸馏-滴定法滴定法 适合于氨氮浓
78、度较高的水样,方法检出下限为0.2 mg/L。先用蒸馏法将氨蒸出,吸收于硼酸溶液中,再用酸标准溶液滴定馏出液中的铵,计算公式为:式中,A 滴定水样时消耗酸标准溶液的体积(ml); B 空白试验时消耗酸标准溶液的体积(ml); M 滴定用酸标准溶液的浓度(mol/L); V 水样的体积(ml); 14 氨氮(N)摩尔质量.电极法电极法 是利用氨气敏复合电极进行氨氮的定量测试,该法不受水样颜色和浊度的干扰,水样不必进行预处理,测定范围为0.03 -1400 mg/L。亚硝酸亚硝酸盐氮盐氮 水中亚硝酸盐氮的来源。 亚硝酸盐的测定方法主要有N(1-萘基)乙二胺比色法(GB 13580.7-92)、萘胺
79、比色法(GB 13589.5-92)和分光光度法(GB 7493-87)、离子色谱法等。 N(1-萘基萘基)乙二胺比色法乙二胺比色法在酸性溶液中,NO2与对氨基苯磺酰胺生成重氮盐:重氮盐与N-(1-萘基)-乙二胺偶联生成红色染料: (红色染料)-萘胺比色法萘胺比色法 在酸性溶液中,亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应,然后再与萘胺发生偶联反应生成红色偶氮染料,在波长520 nm处比色定量。 硝酸盐氮硝酸盐氮水中硝酸盐氮的来源。 硝酸盐氮的测定方法主要有酚二磺酸光度法(GB 740-87)、镉柱还原法、紫外分光光度法、离子色谱法和电极流动法等。 酚二磺酸光度法酚二磺酸光度法硝酸盐在无水条件下与酚
80、二磺酸反应,生成硝基二磺酸酚,后在碱性水溶液中生成黄色的硝基酚二磺酸三钾盐。在410 nm波长处测其吸光度,并与标准溶液比色定量测定。 该法测定的浓度范围为0.022.0 mg/L,显色稳定。氯离子干扰较大,可在比色之前在水样中滴加硫酸银溶液,使氯化物生成沉淀,过滤除去。紫外分光光度法紫外分光光度法水样经预处理后,先在波长220 nm处测一次吸光度,此时,硝酸盐和溶解有机物均有吸收。再在波长275 nm处测一次吸光度,此时有机物有吸收而硝酸盐无吸收。根据两次吸光度和实践,引入吸光度的经验校正值A校,进行定量测定。经验校正值为: A校A2202A275 式中,A220 220 nm波长处测得的吸
81、光度; A275 275 nm波长处测得的吸光度。 凯氏氮凯氏氮凯氏氮是指以凯氏(Kjeldahl)法测得的含氮量,包括氨氮和在此条件下能被转化为铵盐而测定的有机氮化合物。 在测定凯氏氮和氨氮之后,其差值即为有机氮。生活污水和食品、生物制品和制革等工业废水中常含较多的有机氮化合物,并以蛋白质及其分解产物(多肽和氨基酸)为主。 凯氏氮的测定凯氏氮的测定()水样消解水样消解 水样中加入硫酸,以硫酸钾和硫酸汞为催化剂,加热消解,使水样中的有机氮、氨氮都转变为硫酸氢铵。消解时可加入适量的硫酸钾以提高消解速度;并可加入硫酸铜以缩短消解时间。若以NH2CH2COOH为代表,反应式如下: (2)蒸馏蒸馏 消
82、解后的溶液在碱性条件下可蒸馏出氨,用硼酸溶液吸收。反应式为: (3)测定测定 可根据水样的具体情况,选用纳氏试剂光度法或滴定法测定其含量。该法所测得的有机氮化合物为蛋白质、氨基酸、核酸、尿素等,不包括叠氮、联氮、偶氮、硝基氮等物质。 若将水样先行蒸馏除去氨氮,再按凯氏法进行测定,可直接测得有机氮化合物总氮总氮 测试方法有过硫酸钾氧化紫外分光光度法测试方法有过硫酸钾氧化紫外分光光度法(GBGB- -)和加和法(凯氏氮、硝态)和加和法(凯氏氮、硝态氮)两种。氮)两种。 过硫酸钾氧化紫外分光光度法过硫酸钾氧化紫外分光光度法 测定原理:在120124的碱性介质条件下,用过硫酸钾做氧化剂,不仅可以将水中
83、的氨氮和亚硝酸盐氮氧化为硝酸盐,同时可以将大部分有机氮化合物氧化为硝酸盐。然后用紫外分光光度法测定。 该法主要适用于湖泊、水库、江河水中总氮的测定。其中总氮及各种形式氮的含量均以氮的mg/L计。 加和法加和法 水样中,总氮与各形态氮之间的关系为: 总氮(有机氮氨氮)(亚硝酸盐氮 硝酸盐氮) 凯氏氮硝态氮 因此,可以先分别测出各种形态的氮素的浓度,在进行总氮的加和计算,单位均以N的mg/L计。 3.7 水中的有毒有害物质水中的有毒有害物质 有毒有害物质分类有毒有害物质分类l定义定义 水中的有毒有害物质是指能够直接或间接对人和水中的有毒有害物质是指能够直接或间接对人和 生物体构成危害,甚至危及生命
84、的物质。生物体构成危害,甚至危及生命的物质。 l分类分类 化学性有毒有害物质: 金属、非金属和有机有毒有 害物质 物理性有毒有害物质: 放射性物质 生物性有毒有害物质: 各种细菌、病毒、寄生虫等 病原微生物 水中存在的金属,有些是人体所必需的常量水中存在的金属,有些是人体所必需的常量和微量元素,如铁、锰、铜、锌等;有些是对人和微量元素,如铁、锰、铜、锌等;有些是对人体健康有害的,如汞、镉、铅、六价铬等。体健康有害的,如汞、镉、铅、六价铬等。 金属及其化合物的毒性大小与金属的种类、金属及其化合物的毒性大小与金属的种类、理化性质、浓度及存在的价态和形态都有关系。理化性质、浓度及存在的价态和形态都有
85、关系。 金属元素的性质金属元素的性质 沈阳市约40%的儿童血铅含量超标 (2000年) Pb 可在动物体内蓄积,造成贫血、神经机能失调和肾损伤。 (Pb 饮用水限值0.01mg/L) 天津市某些蔬菜地土壤中汞含量超标98倍 Hg 剧毒,可在体内蓄积,引起全身中毒。 无机汞 有机汞 进入人体 (Hg 饮用水限值 0.01mg/L)食物链食物链食物链食物链环境健康问题环境健康问题金属元素毒性金属元素毒性l 元素的性质和浓度元素的性质和浓度 自身性质决定其毒性强度,存在浓度生物效应关系。 l 元素的存在形态元素的存在形态 金属有机化合物毒性高于相应无机金属化合物 l 元素存在的价态元素存在的价态 同
86、一元素的价态不同,其毒性差别很大。Cr6+/Cr3+ l元素化合物的水溶性元素化合物的水溶性 溶解性金属化合物易于被生物吸收利用,毒性增大。重金属元素的光谱法测定重金属元素的光谱法测定l l 光谱分类光谱分类光谱分类光谱分类 发射光谱发射光谱: : 构成物质的分子、原子或离子构成物质的分子、原子或离子 热、电或化学等能激发所产生的光谱。热、电或化学等能激发所产生的光谱。 吸收光谱吸收光谱: : 物质吸收光源辐射所产生的光谱。物质吸收光源辐射所产生的光谱。 原子光谱图原子光谱图分子光谱图分子光谱图光谱类型几种分析方法检出限比较几种分析方法检出限比较几种分析方法检出限比较几种分析方法检出限比较元元
87、 素素 特征谱线特征谱线 检出限(检出限(mg/Lmg/L) 火焰原子吸收法火焰原子吸收法 ICPICP法法 Al 396.1 0.1 0.001 Ca 393.3 0.002 0.0005 Co 345.3 0.005 0.004 Ni 341.5 0.005 0.003 Ba 455.4 0.05 0.0001 Cr 425.4 0.005 0.001 Pb 405.7 0.01 0.008 Se 196.0 0.1 0.1 Ti 334.9 0.1 0.005 Zn 213.8 0.002 0.01 原子吸收分光光度法基本原理原子吸收分光光度法基本原理 原 子 光 激 发 过 程 可 表
88、 示 为 : 式中,h 为普朗克常数,v 为光的频率。电子从基态跃迁到激发态(通常指第一激发态,j1)所产生的吸收谱线和从该激发态跃迁到基态所辐射的谱线,分别称为该元素原子的共振吸收线和共振发射线,简称共振线共振线。 En Ej E3 较高激发态 E2 E1 第一激发态 E E0 基态 原子的能级状态原子的能级状态原子的能级状态原子的能级状态原子吸收分光光度法基本原理原子吸收分光光度法基本原理原子吸收分光光度法基本原理原子吸收分光光度法基本原理 当电子在两个能级之间发生跃迁时,所吸收或释放的能量必需等于两个能级的能量之差,即: c为光速,为光谱的波长。 共振线是所有谱线中最灵敏的共振线是所有谱
89、线中最灵敏的。 基态元素原子蒸气吸收信号基态元素原子蒸气吸收信号 共振线共振线原子吸收光谱仪原子吸收光谱仪原子吸收分光光度计的组成 由光源、原子化系统、分光系统和检测系由光源、原子化系统、分光系统和检测系统四个主要部分组成。统四个主要部分组成。样品消解(液体、固体或气体)样品消解(液体、固体或气体) 光源光源:通常使用空心阴极灯作为光源通常使用空心阴极灯作为光源 原子化系统:原子化系统:原子化系统:原子化系统: 原子化系统是将试样中的待测元素转化成原子蒸汽,分为火焰原子化法和无焰原子化法。火焰原子化法火焰原子化法:操作简单、快速、有较高的灵敏度; 无焰原子化法无焰原子化法:原子化效率高,试样用
90、量少,适于作高灵敏度的分析。 火焰原子化法火焰原子化法火焰原子化法火焰原子化法 火焰原子化器由雾化器、混合室雾化器、混合室和燃烧器燃烧器三部分组成。 雾化器:雾化器:将试液雾化,使之形成直径为微米级的气溶胶,一般雾化效率可达10。 混合室:混合室:使燃气、助燃器与气溶胶充分混合。 燃烧器:燃烧器:使样品原子化,化合态的元素在高温火焰中解离成基态原子蒸汽,通常原子化效率约为10。l燃烧气燃烧气: 乙炔乙炔、氢气、丙烷氢气、丙烷 l助燃气助燃气: 空气空气、氧化亚氮、氧气氧化亚氮、氧气 燃气和助燃气的燃气和助燃气的组成决定了火焰的温组成决定了火焰的温度及氧化还原特性,度及氧化还原特性,直接影响化合
91、物的解直接影响化合物的解离和原子化效率。离和原子化效率。 火焰气体与火焰温度的关系火焰气体与火焰温度的关系火焰气体与火焰温度的关系火焰气体与火焰温度的关系火焰原子化法测定金属元素的参考条件火焰原子化法测定金属元素的参考条件火焰原子化法测定金属元素的参考条件火焰原子化法测定金属元素的参考条件 元素元素波长波长 (nmnm)火焰类型火焰类型检出限检出限 mg/Lmg/L测量浓度范围测量浓度范围 (mg/Lmg/L)AlAl309.3309.3N N2 2O OC C2 2H H2 2,富燃型,富燃型0.10.15 5100100CdCd228.8228.8AirAirC C2 2H H2 2,氧化
92、型,氧化型0.0020.0020.050.052 2CrCr357.9357.9AirAirC C2 2H H2 2,富燃型,富燃型0.020.020.20.21010CuCu324.7324.7AirAirC C2 2H H2 2,氧化型,氧化型0.010.010.20.21010MnMn279.5279.5AirAirC C2 2H H2 2,氧化型,氧化型0.010.010.10.11010PbPb283.3283.3AirAirC C2 2H H2 2,氧化型,氧化型0.050.05 1 120 20 ZnZn213.9213.9AirAirC C2 2H H2 2,氧化型,氧化型0.
93、0050.0050.050.052 2火焰原子化法特点火焰原子化法优点火焰原子化法优点火焰原子化法优点火焰原子化法优点: 操作简便,重现性好操作简便,重现性好方法局限性:方法局限性:方法局限性:方法局限性: 雾化和原子化效率低,最终变为气态原子的元素只雾化和原子化效率低,最终变为气态原子的元素只占总量的占总量的1 1左右,灵敏度不够高。左右,灵敏度不够高。 无火焰原子化法则克服了上述缺点。无火焰原子化法则克服了上述缺点。 无火焰原子法l无火焰原子化法无火焰原子化法 无火焰原子化法: 石墨炉原子吸收法 冷原子吸收法 石墨炉原子化法: 利用低电压(1025V)、大电流(300A)来加热加热石墨管,
94、可升温至3000,使置于管中的少量液体或固体样品蒸发并原子化。 石墨管长3060mm,外径6mm,内径4mm,管上有三个小孔,中间小孔用于注入试样。 冷原子吸收分光光度冷原子吸收分光光度法法(Hg, Hg, 日本熊本县水俣病日本熊本县水俣病日本熊本县水俣病日本熊本县水俣病, 1953-1961, 1953-1961) 样品预处理样品预处理样品预处理样品预处理 在硫酸硝酸介质中,加入高锰酸钾和过硫酸在硫酸硝酸介质中,加入高锰酸钾和过硫酸钾,加热消解水样,使所含汞全部转化为二价汞。钾,加热消解水样,使所含汞全部转化为二价汞。 分析方法分析方法分析方法分析方法 冷原子吸收法冷原子吸收法(检测下限:(
95、检测下限:.05.05g/Lg/L) 冷原子荧光法冷原子荧光法(检测下限:(检测下限:.05.05g/Lg/L) 双硫腙分光光度法双硫腙分光光度法(检测下限:(检测下限:2 2g/Lg/L)N2或空气或空气冷原子吸收测汞仪方法原理冷原子吸收测汞仪方法原理原子吸收分光光度法定量方法 对待测样品的要求对待测样品的要求 清洁水样直接测定 工业废水或生活污水 固体样品 气体样品 动植物样品样品预处理样品预处理 定量依据定量依据 定量基础是朗伯比耳定律,即原子蒸气对特征波长的光的吸收符合下列关系式: A Alog =log =K K L L N N式中,式中,A A 为吸光度,为吸光度,I I0 0 为
96、入射光强,为入射光强,I I 为透过光为透过光强,强,K K 为原子吸收系数,为原子吸收系数,L L 为基态原子蒸气的为基态原子蒸气的宽度,宽度,N N 为基态原子的数目。为基态原子的数目。 在一定实验条件下,在一定实验条件下,K K 和和L L 是常数,是常数,N N 与被与被测元素的浓度成正比,即:测元素的浓度成正比,即: A A A A k k k k C C C C k k 常数常数 C C 待测元素在溶液中的浓度待测元素在溶液中的浓度 定量方法定量方法 外标法外标法原子吸收光谱分析的定量方法有原子吸收光谱分析的定量方法有标准曲线法标准曲线法标准曲线法标准曲线法、标准加入法标准加入法标
97、准加入法标准加入法和和内标法内标法内标法内标法。标准曲线法标准曲线法 l配制一系列不同浓度的标准溶液,测其吸光度,绘制吸光度浓度曲线。 根据未知试样在相同条件下测得的吸光度值,据标准曲线计算其浓度。 内标法内标法l消除气体流量、基体组成、表面张力等因素可能引起的测量误差的方法。内标元素:试样中不存在 A As s/A/A0 0C C 标准曲线标准曲线。标准加入法标准加入法 若试样组成复杂,且基体可能对测定有明显干扰,应当采用标准加入法。 具体做法如下:具体做法如下: c cx x c cx x+c+c0 0 c cx x+2c+2c0 0 c cx x+4c+4c0 0 4 4 4 4个试液个
98、试液个试液个试液双硫腙分光光度法测定水中金属双硫腙分光光度法测定水中金属 基本原理:基本原理:基本原理:基本原理: 水样经消解后,水样经消解后,在不同在不同pHpH值和化学物质存在的值和化学物质存在的条件下,几种金属离子与双硫腙生成具有特征颜色条件下,几种金属离子与双硫腙生成具有特征颜色的螯合物的螯合物,用三氯甲烷或四氯化碳萃取后,在相应用三氯甲烷或四氯化碳萃取后,在相应特征波长下比色可进行相应金属含量的定量。特征波长下比色可进行相应金属含量的定量。双硫腙双硫腙双硫腙双硫腙双硫腙分光光度法测汞原理双硫腙分光光度法测汞原理双硫腙分光光度法测汞原理双硫腙分光光度法测汞原理有机汞有机汞无机汞无机汞H
99、+,氧化剂氧化剂 95测其吸光度测其吸光度标准曲线定量标准曲线定量Hg2+双硫腙溶液双硫腙溶液485nm橙色橙色橙色橙色 螯合物螯合物螯合物螯合物CCl4 萃取萃取 酸性介质酸性介质双硫腙分光光度法测镉原理双硫腙分光光度法测镉原理CdCdCdCd 测定:测定:测定:测定:在强碱溶液中,水样中的在强碱溶液中,水样中的CdCd2+2+,可与双,可与双硫腙反应,生成硫腙反应,生成红色络合物红色络合物红色络合物红色络合物,其三氯甲烷萃取液,其三氯甲烷萃取液在在518nm518nm518nm518nm波长处进行分光光度测定,可得到波长处进行分光光度测定,可得到CdCd2+ 2+ 的含量。其反应式为:的含
100、量。其反应式为: 双硫腙双硫腙双硫腙双硫腙双硫腙分光光度法测铅原理双硫腙分光光度法测铅原理PbPbPbPb 测定测定测定测定:在在pH 8.5-9.5pH 8.5-9.5的氨性柠檬酸盐的氨性柠檬酸盐- -氰化氰化物的还原介质中,物的还原介质中,Pb2+ Pb2+ 与双硫腙反应生成与双硫腙反应生成淡淡淡淡红色螯合物红色螯合物红色螯合物红色螯合物,其三氯甲烷萃取液在,其三氯甲烷萃取液在510nm510nm510nm510nm波长波长处进行比色测定,可得到处进行比色测定,可得到Pb2+ Pb2+ 的含量。其反的含量。其反应式为:应式为:常见金属与双硫腙反应的条件及显色情况常见金属与双硫腙反应的条件及
101、显色情况常见金属与双硫腙反应的条件及显色情况常见金属与双硫腙反应的条件及显色情况金属金属反应液反应液pHpH值值常用掩蔽剂常用掩蔽剂络合物颜色络合物颜色比色波长(比色波长(nmnm)ZnZn2 2 4 45.55.5硫代硫酸钠硫代硫酸钠紫红色紫红色535535CdCd2 2 8 811.511.5氰化物氰化物 柠檬酸铵柠檬酸铵 酒石酸钾钠酒石酸钾钠红色红色518518HgHg2 2 1 12 2EDTAEDTA橙色橙色485485PbPb2 2 8 81010氰化物氰化物淡红色淡红色510510l l能与双硫腙络合的金属共有能与双硫腙络合的金属共有2020多种。在用双硫多种。在用双硫腙络合金属
102、时,需注意以下几方面的条件:腙络合金属时,需注意以下几方面的条件: 溶液的溶液的pHpH值值 双硫腙的浓度双硫腙的浓度 加入掩蔽剂以排除其它金属元素的干扰。加入掩蔽剂以排除其它金属元素的干扰。常见金属与双硫腙反应的条件及显色情况常见金属与双硫腙反应的条件及显色情况有毒有害非金属化合物 水中的有毒有害非金属化合物,比较有水中的有毒有害非金属化合物,比较有代表性的包括氰、氟、砷、硒等。代表性的包括氰、氟、砷、硒等。 氰化物 氰化物是分子结构中含有氰基(氰化物是分子结构中含有氰基(CNCN)的)的一类物质的总称,包括无机氰和有机腈。一类物质的总称,包括无机氰和有机腈。 无机氰化物无机氰化物无机氰化物
103、无机氰化物 简单氰化物简单氰化物 络合氰化物络合氰化物 氰化物来源:氰化物来源:氰化物来源:氰化物来源: 天然水中一般不含氰化物,水中氰化物的天然水中一般不含氰化物,水中氰化物的主要来源为电镀、焦化、选矿、洗印、石油化主要来源为电镀、焦化、选矿、洗印、石油化工、有机玻璃制造、农药等工业废水的排放。工、有机玻璃制造、农药等工业废水的排放。(1 1 1 1)样品预蒸馏)样品预蒸馏)样品预蒸馏)样品预蒸馏 测定简单氰化物时:测定简单氰化物时:测定简单氰化物时:测定简单氰化物时: 在在水水样样中中加加入入酒酒石石酸酸和和硝硝酸酸锌锌,在在pH pH 4 4 的的条条件件下下加加热热蒸蒸馏馏,将将所所有
104、有简简单单氰氰化化物物和和部部分分络络合合氰氰化化物物(如如锌氰络合物)转变为锌氰络合物)转变为HCNHCN蒸出,用蒸出,用NaOHNaOH溶液吸收待测。溶液吸收待测。 该法可测得该法可测得全部简单氰化物和部分络合氰化物。全部简单氰化物和部分络合氰化物。测定总氰化物时:测定总氰化物时:测定总氰化物时:测定总氰化物时: 向向水水样样中中加加入入磷磷酸酸和和EDTAEDTA,在在pH2pH2条条件件下下加加热热蒸蒸馏馏。利利用用EDTAEDTA与与金金属属离离子子络络合合能能力力比比CNCN与与金金属属离离子子络络合合能能力力强强的的特特点点,使使络络合合物物中中的的CNCN离离解解出出来来,并并
105、在在磷磷酸酸酸酸化化的的情情况况下下以以HCNHCN形形式蒸馏出来,用式蒸馏出来,用NaOHNaOH溶液吸收待测。溶液吸收待测。 该该法法可可测测得得全全部部简简单单氰氰化化物物和和绝绝大大部部分分络络合氰化物合氰化物。(2 2)氰化物测定)氰化物测定 硝酸银滴定法:硝酸银滴定法: 氰化物含量氰化物含量1mg/L 1mg/L (GB 7484-87GB 7484-87) (以(以CNCN计)计) 异烟酸吡唑啉酮光度法异烟酸吡唑啉酮光度法:氰化物含量:氰化物含量1mg/L 1mg/L (GB 7484-87GB 7484-87) 吡啶巴比妥酸光度法吡啶巴比妥酸光度法: : 氰化物含量氰化物含量1
106、mg/L 1mg/L (GB 7484-87GB 7484-87)异烟酸吡唑啉酮光度法异烟酸吡唑啉酮光度法 在中性条件下,预蒸馏收集液中的氰离子与氯胺在中性条件下,预蒸馏收集液中的氰离子与氯胺T T试试剂反应生成氯化氰(剂反应生成氯化氰(CNClCNCl),氯化氰与加入的异烟酸作),氯化氰与加入的异烟酸作用,经水解后生成戊稀二醛,其与吡唑啉酮缩合生成蓝用,经水解后生成戊稀二醛,其与吡唑啉酮缩合生成蓝色染料,其色度与氰化物的含量成正比,在色染料,其色度与氰化物的含量成正比,在638 nm638 nm波长波长下,进行吸光度测定,用标准曲线法定量。下,进行吸光度测定,用标准曲线法定量。 该法的测定范
107、围是该法的测定范围是0.0040.0040.25 mg/L0.25 mg/L,适用于饮用水、,适用于饮用水、地面水、生活污水和工业废水中氰化物的测定。地面水、生活污水和工业废水中氰化物的测定。 显色反应如下:显色反应如下:显色反应如下:显色反应如下: 吡啶巴比妥酸光度法吡啶巴比妥酸光度法 在中性条件下,预蒸馏收集液中的氰离子与在中性条件下,预蒸馏收集液中的氰离子与氯胺氯胺T T反应生成氯化氰,氯化氰与吡啶反应生成反应生成氯化氰,氯化氰与吡啶反应生成戊稀二醛,戊稀二醛再与两个巴比妥酸分子缩合戊稀二醛,戊稀二醛再与两个巴比妥酸分子缩合生成红紫色染料,在波长生成红紫色染料,在波长580 nm580
108、nm处进行吸光度测处进行吸光度测定,用标准曲线法定量。定,用标准曲线法定量。 该法的测定范围是该法的测定范围是0.0020.0020.45 mg/L0.45 mg/L,适用,适用于饮用水、地面水、生活污水和工业废水中氰化于饮用水、地面水、生活污水和工业废水中氰化物的测定。物的测定。 有毒有害有机化合物有毒有害有机化合物 水中常见的有毒有害有机化合物包括酚、有水中常见的有毒有害有机化合物包括酚、有机磷、有机氯、多环芳烃和多氯联苯等。机磷、有机氯、多环芳烃和多氯联苯等。 酚类有机物 酚类化合物是苯的羟基衍生物。能与水蒸气一起蒸出的酚称为挥发酚,否则称为不挥发酚。 挥发酚沸点多在230以下,通常属一
109、元酚,如苯酚、甲酚等;苯二酚、硝基苯酚等则属于不挥发酚。酚类化合物的来源: 当对水进行氯化消毒时,酚类物质会与氯气反应生成氯代酚类,使水产生明显的臭味。 水中酚的污染主要来自炼油、焦化、造纸、化学制药、制革、化工等工业废水。酚类化合物的测定: (1 1)水样的保存)水样的保存 水水中中的的酚酚类类很很容容易易受受到到酚酚类类分分解解细细菌菌的的作作用用而而产产生生生生化化反反应应,因因此此采采样样后后最最好好立立即即测测定定,否否 则则 需需 调调 pH2 pH10pH10后后 低低 温温 保保 存存 。 水样预处理 为了消除颜色、浑浊等的干扰,需先进行蒸馏预处理。若水样中含氧化剂、油、硫化物
110、等干扰时,还需在蒸馏前作适当的预处理。 蒸馏时,取适量水样于蒸馏瓶中,用磷酸溶液调pH为4,加入硫酸铜溶液排除硫化物干扰,然后加热蒸馏,馏出液用容量瓶吸收并定容。 挥发酚的测定 4-4-氨基安替比林光度法(氨基安替比林光度法(GB 7490-87GB 7490-87) 溴化滴定法(溴化滴定法(GB 7490-87GB 7490-87) 4-4-4-4-氨基安替比林光度法氨基安替比林光度法氨基安替比林光度法氨基安替比林光度法 基基本本原原理理:蒸蒸馏馏收收集集液液中中的的酚酚类类化化合合物物于于pH pH 10.010.0 0.20.2的的介介质质中中,在在铁铁氰氰化化钾钾存存在在下下,与与4-
111、4-氨氨基基安安替替比比林林反反应应,生生产产橙橙红红色色的的吲吲哚哚酚酚安安替替比林染料。显色反应式如下:比林染料。显色反应式如下: 当水中酚的含量高于0.1 mg/L时,可直接在波长510 510 nmnm处进行吸光度测定,用标准曲线法定量。 当水中酚含量低于0.1 mg/L时,可将生成的橙红色染料用三氯甲烷萃取,然后在波长460460 nmnm处进行吸光度测定,萃取法检测下限为0.002 mg/L。 4-4-氨基安替比林光度法氨基安替比林光度法 溴化滴定法溴化滴定法基本原理:基本原理:在水样或蒸馏收集液中加入过量的溴在水样或蒸馏收集液中加入过量的溴酸钾溴化钾标准溶液,使酚与溴发生取代反应
112、,酸钾溴化钾标准溶液,使酚与溴发生取代反应,生成三溴酚和溴代三溴酚,即有:生成三溴酚和溴代三溴酚,即有: 过量的溴与碘化钾作用,释放出游离碘,同过量的溴与碘化钾作用,释放出游离碘,同时溴代三溴酚与碘化钾反应也释放出碘:时溴代三溴酚与碘化钾反应也释放出碘: 用硫代硫酸钠溶液滴定析出的游离碘,以淀用硫代硫酸钠溶液滴定析出的游离碘,以淀粉为指示剂,根据溶液颜色由蓝变为无色时,即粉为指示剂,根据溶液颜色由蓝变为无色时,即为滴定终点。进而可计算出挥发酚的含量。为滴定终点。进而可计算出挥发酚的含量。 该方法的检出下限为该方法的检出下限为10 mg/L10 mg/L,适合于工业,适合于工业废水中挥发酚含量的
113、测定。废水中挥发酚含量的测定。 色谱法色谱法 美国美国EPAEPA颁布的颁布的129129种优先控制污染物中有种优先控制污染物中有1111种酚类有机物:种酚类有机物:2-2-硝基酚、硝基酚、4-4-硝基酚、硝基酚、2,4-2,4-二硝二硝基酚、基酚、4-4-氯氯-3-3-甲基酚、甲基酚、2,4-2,4-二甲基酚、二甲基酚、2-2-甲基甲基- -4,6-4,6-二硝基酚、二硝基酚、2-2-氯酚、氯酚、2,4-2,4-二氯酚、二氯酚、2,4,6-2,4,6-三三氯酚、五氯酚和苯酚。氯酚、五氯酚和苯酚。 我国国家环保总局颁布的我国国家环保总局颁布的“ “6868种优先控制污种优先控制污染物黑名单染物
114、黑名单” ”中有中有6 6种为酚类有机物:苯酚、间种为酚类有机物:苯酚、间甲酚、甲酚、2,4-2,4-二氯酚、二氯酚、2,4,6-2,4,6-三氯酚、五氯酚和对三氯酚、五氯酚和对硝基酚。硝基酚。 我我国国新新颁颁布布的的生生活活饮饮用用水水卫卫生生规规范范和和地地表表水水环环境境质质量量标标准准中中,也也都都增增设设了了苯苯酚酚类类有有机机物物的的气气相相色色谱谱法法(GB GB 8972-888972-88)分分析析项项目目。 前前面面介介绍绍的的挥挥发发酚酚的的测测定定方方法法,是是对对具具有有挥挥发发性性酚酚类类有有机机物物的的总总量量测测定定;对对样样品品中中混混合合酚酚类类有有机机物物中中各各单单一一有有机机酚酚的的测测定定必必须须采采用用具具有有分分离离功功能能的的分分析析方方法法。目目前前,最最有有效效的的分分离离、分分析析方方法首推气相色谱法。法首推气相色谱法。