水和廢水監(jiān)測 二PPT課件

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1、二、二、金屬化合物的測定金屬化合物的測定1、水體中主要的有害金屬： 汞、鎘、鉻、鉛、銅、鋅、鎳、鋇、釩、砷 2、金屬分類 可過濾態(tài)金屬：能通過孔徑0.45um濾膜的部分。 不可過濾態(tài)金屬：不能通過孔徑0.45um濾膜的部分。第1頁/共108頁3、主要測定方法 分光光度法光化學分析法 原子吸收法 原子熒光法 單掃描級譜電化學分析法 陽極溶出伏安法容量分析法第2頁/共108頁光學光譜中各種類型儀器的組成光源或加熱的固體試樣架波長選擇光電轉換器信號處理及輸出光源或激光試樣架波長選擇光電轉換器信號處理及輸出信號處理及輸出光電轉換器波長選擇光源及試樣架ACB（A）吸收；（B）熒光、磷光和散射；（C）發(fā)射

2、和化學發(fā)光第3頁/共108頁分光光度計1、工作原理 紫外光區(qū)（紫外光區(qū)（200-400nm200-400nm） 可見光區(qū)（可見光區(qū)（400-780nm400-780nm） 紅外光區(qū)（紅外光區(qū)（780-300um)780-300um)紫外紫外- -可見分光光度計和紅外光譜法。可見分光光度計和紅外光譜法。紫外和紅外光譜法多用于有機物的定量和結構紫外和紅外光譜法多用于有機物的定量和結構分析。分析?？梢姽夥止夤舛扔嫃V泛用于可見光分光光度計廣泛用于水中金屬污染物水中金屬污染物的的定量分析。定量分析。第4頁/共108頁t0lg1lgkbcIITA物質不同，其分子結構(如價電子結構、鍵型、官能團等)不同，當

3、不同波長的光照射時，產生選擇性吸收，并形成獨具不同最大吸收波長的吸收光譜，這是定性分析的基礎。在最大吸收波長處的吸光度(A)與被測物質的濃度(c)之間符合光的吸收定律，即朗伯一比爾(LambertBeer)定律，其數學表達式為式中：k比例常數，它與吸光物質的性質、入射光波長及溫 度等因素有關； b液層厚度； I0入射光強； It透過溶液的光強。第5頁/共108頁紫外-可見分光光度計一、組成部件 紫外-可見分光光度計的基本結構是由五個部分組成：即光源、單色器、吸收池、檢測器和信號指示系統(tǒng)。（一）光源 對光源的基本要求是應在儀器操作所需的光譜區(qū)域內能夠發(fā)射連續(xù)輻射，有足夠的輻射強度和良好的穩(wěn)定性，

4、而且輻射能量隨波長的變化應盡可能小。 熱輻射光源 用于可見光區(qū)；鎢絲燈和鹵鎢燈常用的光源 氣體放電光源 用于紫外光區(qū)；如氫燈和氘燈第6頁/共108頁紫外-可見分光光度計（二）單色器 單色器是能從光源輻射的復合光中分出單色光的光學裝置。 單色器一般由入射狹縫、準光器（透鏡或凹面反射鏡使入射光成平行光）、色散元件、聚焦元件和出射狹縫等幾部分組成。其核心部分是色散元件，起分光的作用。能起分光作用的色散元件主要是棱鏡和光柵。第7頁/共108頁紫外-可見分光光度計（三）吸收池吸收池用于盛放分析試樣，一般有石英和玻璃材料兩種。C石英池適用于可見光區(qū)及紫外光區(qū)，玻璃吸收池只能用于可見光區(qū)。C為減少光的損失，

5、吸收池的光學面必須完全垂直于光束方向。C在高精度的分析測定中（紫外區(qū)尤其重要），吸收池要挑選配對。因為吸收池材料的本身吸光特征以及吸收池的光程長度的精度等對分析結果都有影響。第8頁/共108頁紫外-可見分光光度計（四）檢測器 檢測器的功能是檢測信號、測量單色光透過溶液后光強度變化的一種裝置。 常用的檢測器有光電池、光電管和光電倍增管等。（五）信號指示系統(tǒng) 它的作用是放大信號并以適當方式指示或記錄下來。常用的信號指示裝置有直讀檢流計、電位調節(jié)指零裝置以及數字顯示或自動記錄裝置等。很多型號的分光光度計裝配有微處理機，一方面可對分光光度計進行操作控制，另一方面可進行數據處理。 第9頁/共108頁原子

6、吸收分光光度法 原子吸收分光光度法也稱原子吸收光譜法(AAS)，簡稱原子吸收法。該方法具有測定快、干擾少、應用范圍廣等特點。AAS測定不同元素時需更換光源燈(空心陰極燈)，不利于多種元素的同時分析。第10頁/共108頁原子吸收分光光度法原理 當空心陰極燈輻射出待測元素的特征譜線被待測元素的基態(tài)原子蒸氣所吸收，在一定的實驗條件下，特征波長光強的變化與待測元素基態(tài)原子 的濃度有定量關系，從而與試樣中待測元素的濃度有定量關系，即 這是原子吸收分析的定量依據。kcA第11頁/共108頁第12頁/共108頁空心陰極燈火焰棱鏡光電管原子吸收光譜分析的儀器包括四大部分 光源 原子化器 單色器 檢測器第13頁

7、/共108頁（1）光源光源的作用是發(fā)射被測元素的特征共振輻射二、原子化器 原子化器的功能是提供能量，使試樣干燥、蒸發(fā)和原子化。兩種類型火焰原子化石墨爐原子化第14頁/共108頁三 、分光器狹縫光柵反射鏡檢測元件作用 將待測元素的共振線與鄰近線分開。組件 色散元件（棱鏡、光柵），凹凸鏡、狹縫等。四、檢測系統(tǒng)（1）檢測器-將單色器分出的光信號轉變成電信號。（2）放大器-將光電倍增管輸出的較弱信號，經電子線路進一步放大。（3） 對數變換器-光強度與吸光度之間的轉換。（4） 顯示、記錄第15頁/共108頁 五、定量分析方法五、定量分析方法 (1)標準曲線法 (2)標準加入法 如果試樣的基體組成復雜且對

8、測定有明顯干擾時，則在標推曲線線性范圍內，可使用這種方法。 取四份相同體積的試樣溶液。從第二份起按比例加入不同量的待測元素的標準溶液，稀釋至一定體積。分別側得吸收值。以吸光度對加入的標準溶液濃度作圖，得到一條不通過原點的直線，外延此直線與橫坐標交于c點，讀數即為試樣溶液中待測元素的濃度值。第16頁/共108頁消除物理干擾的方法：消除物理干擾的方法：1 1、配置相似組成的標準樣品；、配置相似組成的標準樣品；2 2、采用標準加入法：、采用標準加入法：C0C1C2C3C4C5AC0 C1 C2 C3 C4C5CxAxK1CxAT=K1(Cx+Cs)第17頁/共108頁第18頁/共108頁一、原理1.

9、 原子熒光光譜的產生 氣態(tài)自由原子吸收特征輻射后躍遷到較高能級，然后又躍遷回到基態(tài)或較低能級。同時發(fā)射出與原激發(fā)輻射波長相同或不同的輻射即原子熒光。 原子熒光為光致發(fā)光，二次發(fā)光，激發(fā)光源停止時，再發(fā)射過程立即停止。第19頁/共108頁 熒光儀分為兩類，色散型和非色散型。 熒光儀與原子吸收儀相似，但光源與其他部件不在一條直線上，而是900 直角，而避免激發(fā)光源發(fā)射的輻射對原子熒光檢測信號的影響。 (見圖)第20頁/共108頁第21頁/共108頁 激發(fā)光源 可用線光源或連續(xù)光源 空心陰極燈或氙弧燈 色散系統(tǒng) 色散型 光柵 非色散型 濾光器 檢測系統(tǒng) 光電倍增菅原子化器 , 與原子吸收相同第22頁

10、/共108頁汞（日本水俁?。┕ㄈ毡舅畟R?。ㄒ唬├湓游辗?（二）冷原子熒光法 （三）雙硫腙分光光度法 該方法適合各種水體中汞的測定。最低檢出濃度為0.05ug/L。最低檢出濃度為1.5ng/L，干擾因素少。最低檢出濃度為2ug/L，測定上線可達40ug/L。第23頁/共108頁冷原子吸收法冷原子吸收法冷原子吸收測汞儀工作流程N2,或空氣還原瓶分子篩吸收池汞燈光電倍增管放大器指示表記錄儀流量計脫汞阱抽氣泵253.7nm第24頁/共108頁2 2、測定要點、測定要點（1 1）水樣保存及預處理）水樣保存及預處理保存見表保存見表2 21111方法；（方法；（P69) P69) 消解消解 Hg H

11、g2 2 HgHg蒸氣蒸氣（2 2）繪制標準曲線）繪制標準曲線（3 3）水樣的測定）水樣的測定第25頁/共108頁1157614891023冷原子熒光法冷原子熒光法冷原子熒光法工作原理1、低壓汞燈；2、石英聚光燈；3、吸收-激發(fā)池；4光電倍增管；5、放大器；6、指示表；7記錄儀；8、流量計；9、還原瓶；10、熒光池 （鋁材發(fā)黑處理）；11、抽氣泵第26頁/共108頁 雙硫腙分光光度法測汞原理雙硫腙分光光度法測汞原理有機汞無機汞H+,氧化劑95測其吸光度標準曲線定量Hg2+雙硫腙溶液485nm橙色螯合物CCl4 萃取酸性介質第27頁/共108頁 鉻鉻1、六價鉻的測定（已用90年之久）Cr6+ +

12、DPC 絡合物 540nm2、總鉻的測定Cr3+ Cr6+ +DPC 絡合物 540nmDPCKMnO4ONaNO2分解過量的KMnO4 尿素分解過量的NaNO2(二）AAS法（螯合萃取AAS法）(三）滴定法紫紅色紫紅色O=CNH-NH-C6H5NH-NH-C6H5一）二苯碳酰二肼(DPC)分光光度法第28頁/共108頁砷砷（一）新銀鹽分光光度法（二）二乙氨基二硫代甲酸銀（AgDDC） 分光光度法（三）原子熒光法 第29頁/共108頁（一）新銀鹽分光光度法 124黃色膠態(tài)銀3砷化氫發(fā)生與吸收裝置1、反應管2、U形管3、脫胺管4、吸收管KBH4+3H2O+H+H3BO3+K+8HH+As3 +

13、(As5+) AsH3AsH3+6AgNO3+2H2O=6Ag0+HAsO2+6HNO3 400nm吸收被污染的水，要用鹽酸-硝酸-高氯酸消解。該法測定的范圍0.412ug/L，適用地面水和地下水痕量砷的測定。第30頁/共108頁（二）二乙氨基二硫代甲酸銀（AgDDC)分光光度法 As5+ As3+ AsH3 AgDDC紅色膠體銀510nm測吸光度 +2eH（1）含有機物的水樣用硝酸-硫酸消解。（2）消除干擾（3）砷化氫劇毒，整個反應應在通風櫥內進行。該方法的檢出濃度范圍0.0070.50mg/L。適用測定水和廢水。第31頁/共108頁（三）原子熒光法 近年來建立測定砷、硒、銻、鉍的原子熒光法

14、，靈敏度高、干擾少，測定簡便快速，檢出限砷、鉍、銻0.00010.0002mg/L,硒0.00020.0005mg/L。 水樣消解處理后，加入硫脲，把砷、銻、鉍還原成三價，硒還原為四價。在酸性介質中加入硼氫化鉀溶液，三價砷、銻、鉍和四價硒分別形成氫化物氣體，由載氣（氬氣）直接導入石英管原子化器中原子化。第32頁/共108頁第33頁/共108頁3 3、非金屬無機物的測定 熟練掌握水體的pHpH值、溶解氧、氟化物、含氮化合物、含磷化合物等非金屬無機物的測定方法原理、操作要點、方法適用范圍等基本內容；第34頁/共108頁3 3 非金屬無機物的測定非金屬無機物的測定(1) pH(1) pH值值(2)

15、(2) 溶解氧溶解氧(3) (3) 含氮化合物含氮化合物(4) (4) 含磷化合物含磷化合物(5) (5) 硫化物硫化物第35頁/共108頁pHpH值值pHpH值是水中氫離子活度的負對數。pH=pH=lgHlgH 該方法不適用有色、渾濁或含有游離氯、氧化劑、還原劑的水樣。如果粗略地測定水樣pH值，可使用pH試紙（一）、比色法（二）、玻璃電極法pH玻璃電極飽和甘汞電極指示電極參比電極pH 計直接測量第36頁/共108頁1 1構造 軟質球狀玻璃膜：含Na2O、CaO和SiO2 厚度小于0.1mm 對H+選擇性響應 內部溶液：pH 67的膜內緩沖溶液 0.1 mol/L 的KCL內參比溶液 內參比電

16、極：Ag-AgCL電極2組成電池的表示形式(-) Ag,AgCl緩沖溶液(PH 4或7)膜H+(x mol/L)KCL(飽和)Hg2CL2,Hg (+) 第37頁/共108頁3工作原理 水泡前干玻璃層 水泡后 水化凝膠層 Na+與H+進行交換 形成雙電層 產生電位差 擴散達動態(tài)平衡 達穩(wěn)定相界電位 (膜電位）第38頁/共108頁（二）測量原理與方法1原理（-）玻璃電極待測溶液（H+ x mol/L）飽和甘汞電極 (+)pHKpHKE059. 0 059. 0參玻參059. 0 059. 0) (KEKEpH參液接電位液接電位1液接電位液接電位2第39頁/共108頁續(xù)前2方法兩次測量法 （將兩個

17、電極先后一起插入pH已知的標液和未知的待測溶液）應用兩次測定法前提消除殘余液接電位殘余液接電位（兩個液接電位之差） pHx與pHs應接近 待測液與標液測定溫度T應相同XXXpHKpHKE059. 0 059. 0參玻參SSSpHKpHKE059. 0 059. 0參玻參)(059. 0SXSXpHpHEE059. 0SXSXEEpHpH玻璃電極定義式第40頁/共108頁溶解氧溶解氧 定義 溶解氧:水體與大氣交換或經化學、生物化學反應后溶于水中的分子態(tài)氧。其溶解度隨水溫的升高及水中含鹽量的增加而降低。 清潔地表水溶解氧接近飽和。 水體受到有機物質、無機還原物質污染時，溶解氧含量降低，甚至趨于零，

18、此時厭氧細菌繁殖活躍，水質惡化。第41頁/共108頁DODO水樣的采集與保存水樣的采集與保存用溶解氧瓶采樣（碘量法）；用溶解氧瓶采樣（碘量法）；加固定劑：加固定劑：MnSOMnSO4 4，堿性，堿性KIKI；冷暗處，注意水溫與大氣壓冷暗處，注意水溫與大氣壓 DO 測定方法碘量法修正碘量法氧電極法測 清潔水測 污染水工業(yè)廢水氧電極法第42頁/共108頁1、碘量法 (DO)Mn2+ Mn4+堿性介質DO酸性介質I-Na2S2O3滴定I2原理：第43頁/共108頁MnSO4+2NaOHNa2SO4+Mn(OH)2 2Mn(OH)2+022MnO(OH)2 (棕色沉淀) MnO(OH)2+2H2SO4

19、Mn(SO4)2+3H2O Mn(SO4)2+2KI=MnSO4+K2SO4+I2 2Na2S2O3+I2= Na2S4O6+2NaIDO的計算公式為：水VVCLmgODO10008)/(,2設V為消耗硫代硫酸鈉標準溶液的體積（mL）， c為硫代硫酸鈉濃度（mol/L）， V水為滴定所取水樣體積（mL）第44頁/共108頁疊氮化鈉修正法消除亞硝酸干擾2NaN3+H2SO4 = 2 NH3+Na2SO4 NH3+HNO2 = N2O+N2+H2O注意 !NaN3劇毒，易爆，不可將堿性KI-NaN3直接酸化高錳酸鉀修正法2、修正碘量法(DO)當水中含有亞硝酸鹽氮：2HNO2+H2SO4+2KI =

20、K2SO4+2H2O+N2O2+I2 2N2O2+2H2O+O2 =4HNO2第45頁/共108頁聚四氟乙烯薄膜電極極譜型原電池型 3、氧電極法(DO)溶解氧電極法測定優(yōu)點：DO不受水樣色度、濁度及化學滴定法中干擾物質的影響，快速簡便，適于現(xiàn)場測定，自動連續(xù)測定；缺點：水樣中含有藻類、硫化物、碳酸鹽、油等物質，會使薄膜堵塞或者損壞，應及時更換薄膜。第46頁/共108頁由圓盤鉑陰極、環(huán)形銀陽極、聚四氟乙烯膜、殼體等部分組成。內充氯化鉀緩沖溶液，聚四氟乙烯膜將內電解液和被測水樣隔開。當兩極間加上0.5一0.8v固定極化電壓時，水樣中的溶解氧擴散通過薄膜。并在陰極上還原，產生與氧濃度成正比的擴散電流

21、。極譜型氧電極陰極：O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-陽極：4Ag+4Cl- = 4AgCl + 4e-第47頁/共108頁第48頁/共108頁第49頁/共108頁J 主要的幾種形態(tài)的氮：氨氮、亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮、有機氮、總氮；J 含氮化合物通過生物化學作用相互轉換： 含氮有機物進入水體，由于微生物的作用，逐漸分解變成簡單的化合物； 缺氧情況，氨是有有機氮分解的最后產物； 氧存在的情況下，在硝化菌作用下，先將氨氧化成亞硝酸根，進而氧化成硝酸根。第50頁/共108頁含氮化合物含氮化合物含氮化合物是一項重要的衛(wèi)生質量指標，用于判斷水體的污染程度。第51頁/共108頁I.氨氮氨氮1、氨氮

22、是指游離氨（NH3）和離子氨（NH4+）形式存在的氨，兩者的組成取決于水的pH。2、測定方法 1）水樣采集與保存 采集后裝在G、P，加入H2SO4 ，pH2 2）測定蒸餾及滴定法光度法離子選擇電極法納氏試劑光度法水楊酸-次氯酸鹽光度法分光光度法靈敏度高，穩(wěn)定性好，但水樣有色、渾濁和含鈣、鎂、鐵等金屬離子及硫化物、醛、酮等均產生干擾，需做相應的預處理。電極法不需對水樣進行預處理，但電極壽命短，再現(xiàn)性較差。第52頁/共108頁氨氮 納氏試劑光度法2K2HgI4+3KOH+NH3NH2Hg2IO+7KI+2H2O黃棕色410425nm比色定量原理方法最低檢出濃度0.025mg/L，測定上線 2mg/

23、L。第53頁/共108頁水楊酸-次氯酸光度法（ NH3 ）原理 在亞硝基鐵氰化鈉存在下，氨與水楊酸和次氯酸反應生成藍色化合物410425nm比色定量該法適用于飲用水、生活污水和大部分工業(yè)廢水中氨氮的測定。測定范圍為0.01mg/L 1mg/L。第54頁/共108頁氨離子選擇性電極法（ NH3 ）構造外殼（塑料）指示電極（內電極導線）（平頭pH玻璃電極）參比電極AgAgCl內充液 0.01mol/LNH4Cl透氣薄膜（聚四氟乙烯，微孔疏水，選擇型透氣），只能透過NH3；H2O,O2不透過透氣膜OH=KNH3NH4+范圍 ：地面水，生活污水，工業(yè)廢水方法的最低檢出濃度0.03mg/L ，測定上限1

24、400 mg/L。原理：NH4+OH-=NH3+H2O NH3 內充液中使NH3+H2O=NH4+OH- 平頭pH玻璃電極響應 NH3OH-pH電極響應第55頁/共108頁II. 亞硝酸鹽氮亞硝酸鹽氮 亞硝酸鹽氮(NO2-一N)是氮循環(huán)的中間產物，在有氧的條件下可被氧化成硝酸鹽，缺氧條件下可被還原為氨。亞硝酸鹽可以將低鐵血紅蛋白氧化成高鐵血紅蛋白，使之失去輸送氧的能力；還可與仲胺類反應生成具致癌性的亞硝胺類物質。亞硝酸鹽很不穩(wěn)定，一般天然水中含量不會超過0.1mg/L 。 2、測定方法 測定亞硝酸鹽的水樣采集后應盡快進行分析，必要時冷藏抑制微生物的影響。亞硝酸鹽氮常用的測定方法有：N(1萘基)

25、乙二胺光度法、荼胺比色法、離子色譜法和氣相分子吸收光譜法等。第56頁/共108頁II. 亞硝酸鹽氮亞硝酸鹽氮1、N-(1-萘基）-乙二胺分光光度法pH1.80.3，亞硝酸鹽 + 對氨基苯璜酰胺紅色染料540nm比色測定 水樣中氯胺、氯、硫代硫酸鹽、聚磷酸鈉和高鐵離子有明顯干擾；水樣有色或渾濁，可加氫氧化鋁懸濁液并過濾消除之。可用于飲用水、地表水、生活污水以及工業(yè)廢水中亞硝酸鹽的測定。方法最低檢出濃度0.003mg/L；測定上限0.20mgL。第57頁/共108頁離子交換色譜法(IC) 原理：原理： 利用離子交換原理，連續(xù)對共存多種陰離子或陽離子進行分離與測定的方法。利用離子交換原理，連續(xù)對共存

26、多種陰離子或陽離子進行分離與測定的方法。 要求要求： 固定相固定相離子交換樹脂離子交換樹脂 流動相流動相水為溶劑的緩沖溶液（酸或堿液）水為溶劑的緩沖溶液（酸或堿液） 被分離組分被分離組分離子型的有機物或無機物離子型的有機物或無機物II. 亞硝酸鹽氮亞硝酸鹽氮不能測定電離常數很小，電導率低的酸（碳酸、硅酸）不能測定在抑制柱內能形成氫氧化物沉積的重金屬離子。第58頁/共108頁泵電導儀記錄儀樣品注入閥分離柱抑制柱電導池廢液II. 亞硝酸鹽氮亞硝酸鹽氮2、離子色譜法離子色譜分析流程淋洗液槽第59頁/共108頁離子色譜儀第60頁/共108頁離子交換色譜法(IC)分離機制（見圖示）分離機制（見圖示）陰離

27、子交換樹脂陰離子交換樹脂R-N+HCO3-十NaX- R-N+X-+NaHCO3第61頁/共108頁分離機制： 依據被測組分與離子交換劑交換能力（親和力）不同而實現(xiàn).抑制住的作用：（1）將樣品的離子轉化為相應的酸或堿，增加電導值，從而提高靈敏度；（2）降低淋洗液背景電導。第62頁/共108頁離子色譜連續(xù)抑制裝置圖第63頁/共108頁 以陰離子交換樹脂（R-OH）作固定相，分離陰離子（如Br-）為例。當待測陰離子Br-隨流動相（NaOH）進入色譜柱時，發(fā)生如下交換反應（洗脫反應為交換反應的逆過程）： R-OH- + Br- = R-Br- + OH- 抑制柱上發(fā)生的反應： R-H+ + Na+O

28、H- = R-Na+ + H2O R-H+ + Na+Br- = R-Na+ + H+Br- 可見，通過抑制柱將洗脫液轉變成了電導值很小的水，消除了本底電導的影響；試樣陰離子Br-則被轉化成了相應的酸HBr，可用電導法靈敏的檢測。 第64頁/共108頁離子交換色譜法J應用應用 用IC法測定水樣中F-、Cl-、NO2-、PO43-、Br-、NO3-、SO42-等陰離子時，分離柱選用 RN+HCO3-型陰離子交換樹脂，抑制柱選用 RSO3H 型陽離子交換樹脂，以0.0024mol/L 碳酸鈉與 0.0031mol/L 碳氫鈉混合溶液為淋洗液。第65頁/共108頁III. 硝酸鹽氮硝酸鹽氮無水，硝酸

29、鹽 + 酚二磺酸 硝基二磺酸酚黃色物質410nm比色測定OH1、酚二磺酸分光光度法2、鎘柱還原法3、戴氏合金法第66頁/共108頁第67頁/共108頁IV. 凱氏氮凱氏氮 凱氏氮是指以凱氏(Kjeldahl)法測得的含氮量。它包括氨氮和在此條件下能轉化為銨鹽而被測定的有機氮化合物。 凱氏氮的測定要點是取適量水樣于凱氏燒瓶中，加濃硫酸和催化劑(K2S04)，加熱消解，有機氮轉變成氨氮，然后在堿性介質中蒸餾出氨，用硼酸溶液吸收，以分光光度法或滴定法測定氨氮含量。第68頁/共108頁 NH2CH2COOH+4H2SO4 NH4HSO4+2CO2+3SO2+4H2O NH4HSO4+2NaOH Na2

30、SO4+NH3 +2H2OK2SO4、HgSO4加熱消解:K2SO4-提高消解速度；HgSO4-縮短消解時間；第69頁/共108頁水體總氮含量也是衡量水質的重要指標之一?？偟?有機氮+無機氮化合物 =有機氮+氨氮+亞硝酸鹽氮+硝酸鹽氮 =凱氏氮硝態(tài)氮第70頁/共108頁水中含磷的化合物1.存在形式和分類 正磷酸鹽：PO43-, HPO42-, H2PO4- 縮合磷酸 ： 偏磷酸鹽、聚磷酸鹽 有機磷： 敵敵畏、馬拉硫磷、樂果、對硫磷第71頁/共108頁 水中含磷化合物的測定 按存在形式，可分別測定總磷、溶解性正磷酸鹽和總溶解性磷。表示成mg/L P 消解：用過硫酸鉀(硝酸硫酸、硝酸高氯酸）將水中

31、有機磷、無機磷、懸浮磷氧化成正磷酸。 水樣總磷可溶性總磷酸鹽可溶性正磷酸鹽0.45um的膜過濾液消解消解。第72頁/共108頁 即在酸性條件下，水中的正磷酸鹽與加入的鉬酸銨反應生成淡黃色的磷鉬雜多酸，反應式如下： PO43-12(NH4)2MoO424H+ (NH4)3PO412MoO321 (NH4)12H2O加入適量還原劑，使磷鉬酸中的一部分Mo6還原為Mo5，生成一種叫鉬藍的物質，藍色的深淺在一定范圍內與磷量成正比。第73頁/共108頁項目磷鉬藍比色法所用還原劑種類釩鉬黃法SnCl2溶液溶液抗壞抗壞血酸血酸鉬銻鈧鉬銻鈧還原體還原體系系1,2,4-氨基萘酚磺酸H2SO4體系鹽酸體系工作范圍

32、ppm0.02-10.05-20.05-2.00.01-0.60.2-100.8-20顯色時間(min)5510-1530-60155顯色溫度()20-252510020-602525穩(wěn)定性(min)152024(h)24(h)改變很穩(wěn)定第74頁/共108頁4 4、有機化合物的測定 重點學習有機污染物的兩類測定方式：對某種、某類有機物如揮發(fā)酚類、礦物油的直接測定以及通過生化需氧量（BODBOD）、化學需氧量（CODCOD）總有機碳（TOCTOC）、總需氧量（TODTOD）等指標的對水體中有機物的間接測定第75頁/共108頁 水體中的污染物質除無機化合物外，還有大量的有機物質，它們是以毒性和使水

33、體溶解氧減少的形式對生態(tài)系統(tǒng)產生影響。已經查明，絕大多數致癌物質是有毒的有機物質，所以有機物污染指標是水質十分重要的指標。 水中所含有機物種類繁多，難以一一分別測定各種組分的定量數值，目前多測定與水中有機物相當的需氧量來間接表征有機物的含量，或者某一類有機污染物（如酚類，油類，苯系物，有機磷農藥等）。第76頁/共108頁4 4 有機化合物的測定有機化合物的測定(1) (1) 化學需氧量化學需氧量(COD(CODcrcr) ) (2) (2) 高錳酸鹽指數高錳酸鹽指數(COD(CODMnMn) ) (3) (3) 生化需氧量生化需氧量(BOD) (BOD) (4) (4) 總需氧量總需氧量TOD

34、TOD(5) (5) 總有機碳總有機碳TOCTOC(6) (6) 揮發(fā)酚類揮發(fā)酚類第77頁/共108頁化學需氧量化學需氧量(COD)(COD)1 1. .定義：定義：化學需氧量化學需氧量是指水樣在一定條件下，氧化是指水樣在一定條件下，氧化1 1升水樣中還原性物質所消耗的氧化升水樣中還原性物質所消耗的氧化劑的量，以氧的劑的量，以氧的mg/Lmg/L表示?；瘜W需氧量反應了水中受還原性污染的程度。表示?；瘜W需氧量反應了水中受還原性污染的程度。2.2.測定方法：測定方法： 1)1)重鉻酸鉀法重鉻酸鉀法 2)2)庫侖滴定法庫侖滴定法 第78頁/共108頁重鉻酸鉀法1.1.測定原理：在強酸性溶液中，用重鉻

35、酸鉀將水中測定原理：在強酸性溶液中，用重鉻酸鉀將水中的還原性物質（主要是有機物）氧化，過量的重的還原性物質（主要是有機物）氧化，過量的重鉻酸鉀以試亞鐵靈作指示劑，用硫酸亞鐵銨溶液鉻酸鉀以試亞鐵靈作指示劑，用硫酸亞鐵銨溶液回滴，終點由回滴，終點由藍綠色藍綠色變成變成紅棕色紅棕色。根據所消耗的。根據所消耗的重鉻酸鉀量算出水樣中的化學需氧量，以氧的重鉻酸鉀量算出水樣中的化學需氧量，以氧的mg/Lmg/L表示。表示。2.2.計算公式：CODcr =（V0-V1）C81000 / V第79頁/共108頁主要反應式CnHaObcCr2O72-8cH+nCO2(a+8c)/2H2O2cCr3+c2n/3a/

36、6b/36Fe2+Cr2O72-14 H+6 Fe3+3Cr3+H2O注意事項 可將水中的大部分有機物氧化，但不能氧化芳香烴 實際上代表的是水中還原性污染物：有機物、無機物NO2-、Fe2+、S2-、Cl-第80頁/共108頁通常污水中的有機物含量遠遠大于水中的無機還原物，因此可認為COD是有機污染物的指標如果水中無機還原物的含量太大，就要設法消除干擾。如：氨基磺酸除NO2-干擾，硫酸汞消除Cl-干擾（生成難離解的HgCl2）測定范圍：用0.25mol/L K2Cr2O7可測定大于50mg/L的COD值，用0.025mol/L的K2Cr2O7可測定550mg/L的COD值應進行空白試驗，扣除試

37、劑和溶液中帶入的誤差硫酸亞鐵銨易氧化，應經常標定該標準溶液本法不適于含氯化物濃度大于1000mg/L（稀釋后）含鹽水的測定。第81頁/共108頁 其原理基于恒電流庫侖滴定。水樣以重鉻酸鉀為氧化劑，在10.2mol/L的硫酸介質中間回流氧化15min，過量的重鉻酸鉀用電解質產生的Fe2+作為滴定劑，進行庫侖滴定。根據電解產生Fe2+所消耗的電量，按照法拉第定律計算CODcr：CODcr（O,mg/L） =V800096487Q-QmSQs-標定重鉻酸鉀所消耗的電量；Qm-測定過量重鉻酸鉀所消耗的電量；第82頁/共108頁高錳酸鹽指數高錳酸鹽指數(CODMn) 1.1.定義：以高錳酸鉀溶液為氧化劑

38、測得的化學耗氧量。定義：以高錳酸鉀溶液為氧化劑測得的化學耗氧量。2.2.按測定溶液的介質不同：按測定溶液的介質不同： 酸性高錳酸鉀法酸性高錳酸鉀法 ClCl- -300mg/L300mg/L時使用時使用 堿性高錳酸鉀法堿性高錳酸鉀法 ClCl- -300mg/L300mg/L時使用時使用第83頁/共108頁3、高錳酸鹽指數的測定原理_在水中加入一定量的高錳酸鉀，煮沸十分鐘，使水中有機物氧化（紅色）_加入草酸，使過量的高錳酸鉀與草酸作用（無色）_最后用高錳酸鉀反滴定多余的草酸（紅色出現(xiàn)時為終點，自身指示劑）_根據用去的高錳酸鉀量計算出好氧量。以mg/L計第84頁/共108頁此法只能將一部分不含氮

39、的有機物（含碳的有機物）氧化，而含氮的有機物較難在此條件下氧化。因此，此法一般用于天然水、輕污染的水、一般生活污水但測定CODCODMnMn仍有其優(yōu)點：速度較快，2030分鐘CODcr3小時，BOD5需5天）水中如存在還原性無機物，如NO2-、Fe2+、SO42-、S2-等，也要消耗高錳酸鉀。消除干擾的方法：在不加熱煮沸的情況下，用高錳酸鉀滴定至粉紅色，測定時扣除此部分水中的氯離子大于300mg/L采用堿性條件，避免氯離子與硫酸加熱時生成鹽酸，而鹽酸消耗高錳酸鉀。第85頁/共108頁生化需氧量生化需氧量(BOD)(BOD) 1.1.定義：生化需氧量是指在有溶解氧的條件下，定義：生化需氧量是指在

40、有溶解氧的條件下，好氧微生物在分解水中有機物的生物化學氧化好氧微生物在分解水中有機物的生物化學氧化過程中所消耗的溶解氧量。過程中所消耗的溶解氧量。2.2.有機物在微生物作用下好氧分解大體上分為兩有機物在微生物作用下好氧分解大體上分為兩個階段。個階段。1) 1) 含碳物質氧化階段含碳物質氧化階段2) 2) 硝化階段硝化階段 主要是含氮有機化合物在硝化菌的作用下分解為亞硝主要是含氮有機化合物在硝化菌的作用下分解為亞硝酸鹽和硝酸鹽。約在酸鹽和硝酸鹽。約在5-75-7日后才顯著進行。故目前常用日后才顯著進行。故目前常用的的2020五天培養(yǎng)法（五天培養(yǎng)法（BODBOD5 5法）法）測定測定BODBOD5

41、 5值一般不包括硝值一般不包括硝化階段?；A段。 第86頁/共108頁 CHO有機物CO2H2O 能量 CHONPS有機物CO2H2O NH3H2S 能量 主要是C CO2因此又稱碳化過程 這時消耗的氧量叫碳化生化需氧量，總的碳化生化需氧量叫第一階段生化需氧量，或完全生化需氧量第一階段第87頁/共108頁第二階段 亞硝化細菌 硝化細菌 NH3NO2-NO3- H2S SO42-我們通常所說的生化需氧量是指“碳化生化需氧量”，即第一階段生化需氧量，不包括硝化過程所消耗的氧量。WHY ?有機物質的無機化，使碳變成二氧化碳、氮變成氨已經無機化廢水處理的要求是無機化，并不要求硝化測定BOD5時要盡量避

42、免硝化作用的發(fā)生硝化作用，一般在第七天時才開始第88頁/共108頁（一）五天培養(yǎng)法（一）五天培養(yǎng)法（2020）J 定義：水樣(經稀釋后水樣），在201條件下培養(yǎng)5天，求出培養(yǎng)前后水樣中溶解氧含量，二者的差值為BOD5。如果水樣五日生化需氧量未超過7mg/L，則不必進行稀釋，可直接測定。J 對不含或少含微生物的工業(yè)廢水，在測定BOD5時應進行接種，以引入能降解廢水中有機物的微生物。當廢水中存在難降解有機物或有劇毒物質時，應將馴化后的微生物引入水樣中進行接種。 第89頁/共108頁1. 稀釋水 稀釋水一般用稀釋水一般用蒸餾水配制蒸餾水配制 （1）干凈無有機物污染）干凈無有機物污染 （2）曝氣）曝氣

43、28h,使稀釋水中使稀釋水中DO接近于飽和，停接近于飽和，停止爆止爆 氣后，可導入純氧，蓋上瓶口，包氣后，可導入純氧，蓋上瓶口，包2層干紗布，層干紗布， 放放20 培養(yǎng)箱中數小時，使水中溶解氧含量達培養(yǎng)箱中數小時，使水中溶解氧含量達 8mg/L左右。左右。 （3）臨用前，每升水加入）臨用前，每升水加入 CaCl2,FeCl3,MgSO4,H2PO4-HPO42-緩沖溶液緩沖溶液 各各1ml，混合均勻，混合均勻.第90頁/共108頁2. 2. 接種水接種水 可選擇下述任一種方法得到接種水：可選擇下述任一種方法得到接種水： （1 1）城市污水，一般是生活污水，室溫下放一晝夜，取上清液；）城市污水，

44、一般是生活污水，室溫下放一晝夜，取上清液； （2 2）土壤浸出法，?。┩寥澜龇ǎ?00g100g花園土或植物生長土，加入花園土或植物生長土，加入1L1L水，混合，靜置水，混合，靜置10min10min，取上清，取上清液液 ； （3 3）含城市污水的河、湖水）含城市污水的河、湖水; ; 第91頁/共108頁3. 3. 接種稀釋水接種稀釋水 接種稀釋水是在接種稀釋水是在稀釋水中接種微生物。稀釋水中接種微生物。 （1）分取適量接種水，加入稀釋水中，混勻；）分取適量接種水，加入稀釋水中，混勻； （2）每升稀釋水中，加入的接種水為：）每升稀釋水中，加入的接種水為： 生活污水生活污水 110ml 表層

45、土壤浸出液表層土壤浸出液 2030ml 河水河水 、湖水、湖水 10100ml （3）pH值：值： 7.2 BOD5 ：0.21.0mg/L第92頁/共108頁 4 4、水樣稀釋倍數、水樣稀釋倍數1 1）根據高猛酸鹽指數（地面水）或）根據高猛酸鹽指數（地面水）或CODCODcrcr（工業(yè)（工業(yè)廢水）值估計，廢水）值估計， 分別乘上相應系數；分別乘上相應系數； 2 2）根據經驗估計）根據經驗估計 我國通常采用三個以上不同稀釋倍數進行稀釋測我國通常采用三個以上不同稀釋倍數進行稀釋測定定 （三倍數法）（三倍數法） 用用CODMnCODMn法，測得值，分別除以法，測得值，分別除以3 3、 4 4、5

46、5，所得商，即為三種稀釋倍數。，所得商，即為三種稀釋倍數。第93頁/共108頁5 5、測定結果計算測定結果計算1 1）對不經稀釋直接培養(yǎng)的水樣：）對不經稀釋直接培養(yǎng)的水樣： BODBOD5 5（mg/Lmg/L）= D= D1 1- D- D2 22 2）對稀釋后培養(yǎng)的水樣：）對稀釋后培養(yǎng)的水樣： BODBOD5 5（mg/Lmg/L）=（1 1-2 2）- -（3 34 4）f f1 1/f/f2 2第94頁/共108頁第95頁/共108頁 2少，精確度準確度高，廣泛采用。第96頁/共108頁 得水樣TOCVOCs損失，所以其測定結果只是不可吹出的有機碳含量。IC冷卻線路切換紅外線分析儀高溫

47、爐水樣冷卻低溫爐水樣水樣TCTOC第97頁/共108頁BOD5、CODcr、 CODCODMnMn的比較項目BOD5CODcr高錳酸鹽指數定義在有氧條件下可分解有機物被微生物氧化分解所需的氧量一定條件下有機物被K2Cr2O7氧化所需的氧量在一定條件下有機物被KMnO4氧化所需的氧量氧化動力微生物生物氧化強氧化劑化學氧化強氧化劑化學氧化氧源水分子中分子態(tài)氧強氧化劑中化合氧強氧化劑中化合氧測定時間5天3小時1小時被測物不含氮有機物和含氮有機物中的碳部分不含氮有機物和部分含氮有機物一部分不含氮有機物適用范圍河湖水、生活污水、一般工業(yè)廢水河湖水、生活污水、一般工業(yè)廢水較清潔水樣第98頁/共108頁CO

48、DMnBOD5CODcr0.6 易生化三者之間大?。簭U水的生化性判斷：第99頁/共108頁 下表所列數據為某水樣BOD5測定結果，試計算每種稀釋倍數水樣的好氧率和BOD5值。編號稀釋倍數取樣體積/mlNa2S2O3標準溶液濃度/(molL1)Na2S2O3標液用量/ml當天五天A501000.01259.164.33B401000.01259.123.10空白01000.01259.258.76第100頁/共108頁解：A:稀釋倍數為50好氧率：1(MV*8*1000)/V水9.16同理： 24.3339.25；48.76 f1=49/50;f2=1/50 BOD5(O2,mg/L)=( 1-

49、2)-(3-4)* f1/ f2=217.49好氧率: ( 1-2)/ 1*100%=53% B:稀釋倍數為40BOD5(O2,mg/L)=( 1-2)-(3-4)* f1/ f2=221.69好氧率: ( 1-2)/ 1*100%=66% 第101頁/共108頁揮發(fā)酚類揮發(fā)酚類1.1.定義定義：根據酚類能否與水蒸氣一起蒸出，分為：根據酚類能否與水蒸氣一起蒸出，分為揮發(fā)酚揮發(fā)酚（沸點在（沸點在230230度以下）與度以下）與不揮不揮發(fā)酚發(fā)酚（沸點在（沸點在230230度以上）。度以上）。2.2.測定方法測定方法： 容量法、分光光度法、色譜法容量法、分光光度法、色譜法等。等。 以以4-4-氨基安

50、替比林分光光度法氨基安替比林分光光度法應用最廣，對高濃度含酚廢水可采用應用最廣，對高濃度含酚廢水可采用溴化容量法溴化容量法。第102頁/共108頁4-4-氨基安替比林分光光度法氨基安替比林分光光度法Q 測定原理：測定原理：pH10.00.2的介質中，在鐵氰化鉀的存在下，酚類化合物與的介質中，在鐵氰化鉀的存在下，酚類化合物與4-氨基安替比林（氨基安替比林（4-AAP）反應，）反應，生成生成橙紅色橙紅色的吲哚酚安替比林染料，在的吲哚酚安替比林染料，在510nm波長處有最大吸收，用比色法定量。波長處有最大吸收，用比色法定量。Q 該法所測酚類不是總酚，而只是與該法所測酚類不是總酚，而只是與4-AAP顯

51、色的酚，并以苯酚為標準，結果以苯酚計算含量。顯色的酚，并以苯酚為標準，結果以苯酚計算含量。 Q 直接比色的最低檢出濃度0.1mg/L.第103頁/共108頁溴化滴定法溴化滴定法Q 測定原理：在含過量溴（由溴酸鉀和測定原理：在含過量溴（由溴酸鉀和KBrKBr產生）的溶液中，酚與溴反應生成三溴酚，進一步生成溴代三溴酚。產生）的溶液中，酚與溴反應生成三溴酚，進一步生成溴代三溴酚。剩余的溴與剩余的溴與KIKI作用放出游離碘，與此同時，溴代三溴酚也與作用放出游離碘，與此同時，溴代三溴酚也與KIKI反應生成游離碘，用硫代硫酸鈉標準溶液滴反應生成游離碘，用硫代硫酸鈉標準溶液滴定釋出的游離碘，并根據其耗量，計

52、算出以苯酚計的揮發(fā)酚含量。定釋出的游離碘，并根據其耗量，計算出以苯酚計的揮發(fā)酚含量。Q第104頁/共108頁 KBrO3+5KBr+6HCl 3Br2+6KCl十3H2O C6H5OH+3Br2 C6H2Br3OH+3HBr C6H2Br3OH+Br2 C6H2Br3OBr+HBr Br2+2KI 2KBr+I2 C6H2Br3OBr+2KI+2HClC6H2Br3OH+2KCI+HBr+I2 2Na2S2O3+I2 2NaI+Na2S4O6 第105頁/共108頁Q計算公式：計算公式： 揮發(fā)酚（以苯酚計，揮發(fā)酚（以苯酚計，mg/Lmg/L） = =（V V1 1-V-V2 2）* *C C* *15.6815.68* *1000/V1000/V V1-空白(以蒸餾水代替水樣，加同體積溴酸鉀溴化鉀溶液)試驗滴定時硫代硫酸鈉標準溶液用量，mL； V2：-水樣滴定時硫代硫酸鈉標準溶液用量， mL； c-硫代硫酸鈉標準溶液的濃度，molL； V-水樣體積，mL； 1568-苯酚(1/6C6H5OH)摩爾質量，gmol。 當水樣中有氧化性和還原性物質、油類對分產生干擾?？捎门c蒸餾方法除去。第106頁/共108頁第107頁/共108頁感謝您的觀看！第108頁/共108頁