环境监测与评价综合实验.doc

环境监测与评价综合实验实 验 报 告试验中的任务：负责到海边采集水样和氨氮的测定。一、实验目的：、了解和掌握相关单因子指数法评价海水富营养化程度的方法。、了解和掌握氨氮、化学需氧量（COD）、总磷的测定原理与方法。二、实验原理：1、化学需要量测定原理在碱性加热条件下，用已知量并且是过量的高锰酸钾，氧化海水中的需氧物质。然后在硫酸酸性条件下，用碘化钾还原过量的高锰酸钾和二氧化锰，所生成的游离碘用硫代硫酸钠标准溶液滴定。2、氨氮的测定原理在弱碱性介质中，以亚硝酰铁氰化钠为催化剂，氨与苯酚和次氯酸盐反应生成靛酚蓝，在640nm处测定吸光值。水样通过镉还原柱，将硝酸盐定量地还原为亚硝酸盐，然后按重氮-偶氮光度法测定亚硝酸盐氮的总量，扣除原有亚硝酸盐氮，得硝酸盐氮的含量。3、 总磷的测定参照（GB11893-1989）水质 总磷的测定 钼酸铵分光光度法标准方法，在中性条件下用过硫酸钾使试样消解，将所含磷全部氧化为正磷酸盐。在酸性介质中，活性磷酸盐与钼酸铵反应生成磷钼黄，以抗坏血酸还原为磷钼蓝，用醇类有机溶剂萃取，于700 nm波长处测定吸光值。三、实验试剂、药品及器材：1、化学需要量测定 氢氧化钠溶液：称取250g氢氧化钠(NaOH)，溶于1000mL水中，盛于聚乙烯瓶中。硫酸溶液：（1+3）在搅拌下，将1体积浓硫酸(H2SO4，=1.84g/mL)慢慢加入3体积水中，趁热滴加高锰酸钾溶液，至溶液略呈微红色不褪为止，盛于试剂瓶中。 碘酸钾标准溶液：c(1/6KIO3)=0.0100mol/L：称取3.567g碘酸钾(KIO3，优级纯，预先在120烘2h，置于干燥器中冷却)溶于水中，全量移入1 000mL棕色量瓶中，稀释至标线，混匀。置于阴暗处，有效期为1个月，此溶液为0.100mol/L。 使用时稀释10倍，即得0.010 0mol/L碘酸钾标准溶液。硫代硫酸钠标准溶液：c(Na2S2O35H2O)=0.01mol/L； 称取25g硫代硫酸钠(Na2S2O35H2O)，用刚煮沸冷却的水溶解，加入约2g碳酸钠，移入棕色试剂瓶中，稀释至10L，混匀。置于阴凉处。浓度的标定：移取10.00mL碘酸钾标准溶液，沿壁流入碘量瓶中，用少量水冲洗瓶壁，加入0.5g碘化钾，沿壁注入1.0mL硫酸溶液(33.1.3.2)，塞好瓶塞，轻荡混匀，加少许水封口，在暗处放置2min。轻轻旋开瓶塞，沿壁加入50mL水，在不断振摇下，用硫代硫酸钠溶液(33.1.3.4)滴定至溶液呈淡黄色，加入1mL淀粉溶液(33.1.3.6)，继续滴定至溶液蓝色刚褪去为止。重复标定，至两次滴定读数差小于0.05mL为止。按式(6-4)计算其浓度： (6-4)式中：cNa2S2O3硫代硫酸钠标准溶液浓度，mol/L；V Na2S2O3硫代硫酸钠标准溶液体积，mL。 高锰酸钾溶液:c(1/5KMnO4)=0.01mol/L。 称取3.2g高锰酸钾(KMnO4)，溶于200mL水中，加热煮沸10min，冷却，移入棕色试剂瓶中，稀释至10L，混匀。放置7d左右，用玻璃砂芯漏斗过滤。淀粉溶液：5g/L。 称取1g可溶性淀粉，用少量水搅成糊状，加入100mL煮沸的水，混匀，继续煮至透明。冷却后加入1mL乙酸，稀释至200mL，盛于试剂瓶中。 碘 化钾(KI)；溶解氧滴定管：25mL；定量加液器：5mL；移液管:2,10mL；碘量瓶：250mL；具塞三角烧瓶；250mL；试剂瓶：500mL，棕色瓶2 500，10 000mL，聚乙烯瓶1 000mL；量筒：100，500，1 000mL；滴瓶：125mL；玻璃砂芯漏斗：G4；定时钟或秒表；电磁搅拌器：转速可调至140150r/min；玻璃磁转子：直径约35mm，长25mm；双联打气球；圆型电热板：1 000W；一般实验室常备仪器和设备。2、氨氮的测定 铵标准贮备溶液：100.0mg/L-N。称取0.4716 g硫酸铵(NH4)2SO4，预先在110烘1 h，置于干燥器中冷却，溶于少量水中，全量转入1 000 mL量瓶中，加水至标线，混匀。加1 mL三氯甲烷(CHCl3)，振摇混合。贮于棕色试剂瓶中，冰箱内保存。此溶液1.00 mL含氨氮100 g，有效期半年。 铵标准使用溶液：10.0 mg/L-N。移取10.0 mL铵标准贮备液(37.1.3.1.1)置于100 mL量瓶中，加水至标线，混匀，此溶液1.00 mL含氨氮10.0 g。临用时配制。 柠檬酸钠溶液：480 g/L。称取240 g柠檬酸钠(Na3C6H5O72H2O)，溶于500 mL水中，加入20 mL氢氧化钠溶液(37.1.3.3)，加入数粒防爆沸石，煮沸除氨直至溶液体积小于500 mL。冷却后用水稀释至500 mL。盛于聚乙烯瓶中。此溶液长期稳定。 氢氧化钠溶液：c(NaOH)=0.50 mol/L。称取10.0 g氢氧化钠(NaOH)，溶于1 000 mL水中，加热蒸发至500 mL。盛于聚乙烯瓶中。 苯酚溶液：称取38 g苯酚(C6H5OH)和400 mg亚硝酰铁氰化钠Na2Fe(CN)5NO2H2O，溶于少量水中，稀释至1 000 mL，混匀 。盛于棕色试剂瓶中，冰箱内保存。此溶液可稳定数月。 硫代硫酸钠溶液：c(Na2S2O35H2O)=0.10 mol/L。称取25.0 g硫代硫酸钠(Na2S2O35H2O)，溶于少量水中，稀释至1 000 mL。加1 g碳酸钠(Na2CO3)，混匀。转入棕色试剂瓶中保存。 淀粉溶液：5 g/L。称取1 g可溶性淀粉，加少量水搅成糊状，加入100 mL沸水，搅匀，电炉上煮至透明。取下冷却后加1 mL冰醋酸(CH3COOH)，用水稀释至200 mL。盛于试剂瓶中。 次氯酸钠溶液：市售品有效氯含量不少于5.2%。 此溶液使用时必须标定：加50 mL硫酸溶液至100 mL锥形瓶中，加入约0.5 g碘化钾(KI)，混匀。加1.00 mL次氯酸钠溶液，以硫代硫酸钠溶液(37.1.3.5)滴定至淡黄色，加入1 mL淀粉溶液，继续滴定至蓝色消失。记下硫代硫酸钠溶液的体积，1.00 mL相当于3.54 mg有效氯。 次氯酸钠使用溶液：1.50 mg/mL有效氯。用氢氧化钠溶液稀释一定量的次氯酸钠溶液，使其100 mL中含150 mg有效氯。此溶液盛于聚乙烯瓶中置冰箱内保存，可稳定数周。 硫酸溶液：c(H2SO4)=0.5 mol/L。移取28 mL硫酸(H2SO4，=1.84 g/mL)缓慢地倾入水中，并稀释至1 L，混匀。 分光光度计(5 cm测定池)；具塞比色管：50 mL；自动移液管：1 mL 3支；一般实验室常用仪器和设备。 镉屑：直径为1 mm的镉屑、镉粒或海绵镉。 盐酸溶液：2 mol/L。量取83.5 mL直酸(HCl，=1.19 g/mL)加水稀释至500 mL。 硫酸铜溶液：10 g/L。称取10 g硫酸铜(CuSO45H2O)溶于水并稀释至1 000 mL，混匀。盛于试剂瓶中。 硝酸盐标准贮备溶液：100 g/mL。称取0.721 8 g硝酸钾(KNO3)，预先在110下烘1 h，置于干燥器中冷却，溶于少量水中，用水稀释至1 000 mL，混匀。加1 mL三氯甲烷(CHCl3)，混合。贮于1 000 mL棕色试剂瓶中，于冰箱内保存。此溶液1.00 mL含硝酸盐氮100 g，有效期为半年。 硝酸盐标准使用溶液：10 g/mL。量取10.0 mL硝酸钾标准贮备溶，于100 mL量瓶中，加水稀释至标线，混匀。此溶液1.00 mL含硝酸盐氮10.0 g，临用前配制。 氯化铵缓冲溶液:称取10 g氯化铵(NH4Cl，优级纯)溶于1 000 mL水中，用约1.5 mL氨水(NH3H2O，=0.90 g/mL)调节pH至8.5(用精密pH试纸检验)。此液用量较大，可一次配制5 L。 磺胺溶液:称取5.0 g碘胺(NH2SO2C6H4NH2)，溶于350 mL盐酸溶液(1+6)，用水稀释至500 mL，混匀。盛于棕色试剂瓶中，有效期为2个月。 盐酸萘乙二胺溶液:称取0.50 g盐酸萘乙二胺(C10H7NHCH2NH22HCl)，溶于500 mL水中，混匀。盛于棕色试剂瓶中，于冰箱内保存，有效期为1个月。 活化溶液:量取14 mL硝酸盐标准贮备溶液(39.1.3.4.1)于1 000 mL量瓶中，加氯化铵溶液(39.1.3.5)至标线，混匀，贮于试剂瓶中。 分光光度计；镉柱：16支； 支持台；蝴蝶夹；自由夹；秒表：1块；量瓶：100 mL，7个，1 000 mL，1个；量筒：50，1 000 mL，各1个；锥形分液漏斗：150 mL，1个；具塞锥形烧瓶：125 mL，10个；具塞比色管：50 mL(带刻度)，30个；烧杯：100，500，1 000 mL，各2个；试剂瓶：500，1 000 mL，各1个；棕色，500，1 000 mL，各2个；聚乙烯洗瓶：500 mL，1个；滴瓶：50 mL，1个；自动移液管：1 mL，2支；刻度吸管：2，10 mL，各1支； 吸气球：1个；玻璃棒：直径5 mm，长150 mm，2支；一般实验室常备仪器和设备四、实验步骤：1、化学需要量测定取100mL水样于250mL锥形瓶中(测平行双样，若有机物含量高，可少取水样，加蒸馏水稀释至100mL)。加入1mL氢氧化钠溶液混匀，加10.00mL高锰钾溶液，混匀。 于电热板上加热至沸，准确煮沸10min(从冒出第一个气泡时开始计时)。然后迅速冷却到室温。 用定量加液器加入5mL硫酸溶液，加0.5g碘化钾，混匀，在暗处放置5min。在不断振摇或电磁搅拌下，用已标定的硫代硫酸钠标准溶液滴定至溶液呈淡黄色，加入1mL淀粉溶液，继续滴至蓝色刚退去为止，记下滴定数V1。两平行双样滴定读数相差不超过0.10mL。 另取100mL重蒸馏水代替水样，按步骤-测定分析空白滴定值V2。 2、氨氮的测定 1.绘制标准曲线 取6个100 mL量瓶，分别加入0，0.30，0.60，0.90，1.20，1.50 mL铵标准使用溶液(37.1.3.1.2)加纯水或无氨海水(37.1.8.2)至标线，混匀。系列各点的浓度分别为0，0.030，0.060，0.090，0.12，0.15 mg/L-N。 移取35.0 mL上述各点溶液，分别置于50 mL具塞比色管中。 各加入1.0 mL柠檬酸钠溶液(37.1.3.2)，混匀。 各加入1.0 mL苯酚溶液(37.1.3.4)，混匀。 各加入1.0 mL次氯酸钠使用溶液(37.1.3.7.2)，混匀。放置6 h以上(淡水样品放置3 h以上)。 选640 nm波长，5 cm测定池，以水作参比溶剂，测定吸光值Ai，其中O浓度为A0。 以吸光值(Ai-A0)为纵坐标，氨-氮浓度(mg/L)为横坐标，绘制标准曲线。2.水样测定 移取35.0 mL已过滤的水样，分别置于50 mL具塞比色管中。 参照1中-步骤测定水样的吸光度Aw。 同时取35.0 mL无氨蒸馏水，分别置于50 mL具塞比色管中，按水样步骤测定分析空白吸光度Ab。 查标准曲线或用线性回归方程计算水样中铵氮浓度mg/L。1.绘制工作曲线 取6个100 mL量瓶，分别加入0，0.25，0.50，1.00，1.50，2.00 mL硝酸盐标准使用溶液，加水至标线，混匀。标准系列溶液的硝酸盐氮浓度分别为0，0.025，0.050，0.100，0.150，0.200 mg/L。分别量取50.0 mL上述各浓度溶液，于相应的125 mL具塞锥形瓶中，再各加50.0 mL氯化铵缓冲溶液，混匀。将混合后的溶液逐个倒入还原柱中约30 mL，以每分钟68 mL的流速通过还原柱直至溶液接近镉屑上部界面，弃去流出液。然后重复上述操作，接取25.0 mL流出液于50 mL带刻度的具塞比色管中，用水稀释至50.0 mL，混匀。各加入1.0 mL磺胺溶液(39.1.3.6)，混匀，放置20 min。 各加入1.0 mL盐酸萘乙二胺溶液(39.1.3.7)，混匀，放置20 min。 于543 nm波长下(在光电比色计上，使用绿色滤波片)用5 cm测定池以二次去离子水作参比，测其吸光值Ai和A。(标准空白)。以吸光值(Ai-A0)为纵坐标，浓度(mg/L)为横坐标，绘制工作曲线。2.水样测定量取50.0 mL已过滤的水样，于125 mL具塞锥形瓶中，加入50.0 mL氯化铵缓冲溶液混匀。 照上述39.1.5.2.339.1.5.2.6步骤测量水样的吸光值Aw。量取50.0 mL二次去离子水，于125 mL的具塞锥形瓶中，加入50.0 mL氯化铵缓冲溶液，混匀。参照上述一中-步骤测量分析空白吸光值Ab。由Aw-Ab，查工作同线或用线性回归方程计算得硝酸盐氮和亚硝酸盐氮浓度c总(mg/L)。3.总磷的测定 1）绘制工作曲线取5个500 mL锥形分液漏斗，加入250 mL水，分别移入0，0.25，0.50，1.00，2.00 mL磷酸盐标准使用溶液。系列的相应浓度为0，3.00，6.00，12.0，24.0 g/L-P。加5 mL混合溶液，5 mL抗坏血酸溶液混匀，放置10 min。加入25.0 mL正己醇，振荡2 min，静置10 min，弃去水相，把有机相放入25 mL具塞量筒中，加1.0 mL无水乙醇，混匀，放置5 min。将萃取液注入5 cm测定池中，以正己醇作参比，于700 nm波长处测定吸光值Ai。其中A0为零浓度的标准空白吸光值。以吸光值(Ai-A0)为纵坐标，相应的磷酸盐浓度(g/L)为横坐标，绘制工作曲线。2）水样测定量取250 mL经0.45 m滤膜过滤的水样，于500 mL锥形分液漏斗中，按以上步骤测定水样吸光值Aw。同时量取250 mL水于500 mL锥形分液漏斗中，按40.2.5.1.2步骤测定分析空白吸光值Ab。精密度和准确度：实验室测定同一天然海水加标样品，相对误差：1.8%；重复性(r)：0.015 g/L；重复性相对标准偏差：2.1%；再现性(R)：0.13 g/L；再现性相对标准偏差：2.4%。5、 实验数据及处理1. COD测定数据及处理消耗硫代硫酸钠体积V1 /mlCOD(mg/L)均值空白滴定值V228.0 体育场15.69.92 9.81 15.79.84 15.99.68 红星海18.47.68 7.04 19.76.64 19.56.80 泊石湾26.41.28 1.39 26.31.36 26.11.52 以体育场为例计算CODCOD=（V2-V1）*8.0/V*1000=9.92mg/L2. 氨氮测定及数据处理浓度00.030.060.090.120.15吸光度00.0130.0290.0410.0550.079样1样2 样3吸光度均值浓度泊石湾0.0520.0560.0550.054 0.1091 体育馆0.1410.1220.1340.132 0.2630 红星海0.1750.1790.1680.174 0.3452 以体育场为例吸光度值为0.054由标准曲线线性回归方程知C=（0.054+0.001）/0.507=0.10913. 总磷的测定数据及处理编号123456磷酸盐标准使用液/mL0.0 0.5 1.0 2.0 3.0 4.0 混合液/mL1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 抗坏血酸/mL1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 吸光值Ai0.039 0.065 0.099 0.179 0.224 0.257 系列磷的浓度/g/L0.00 3.00 6.00 12.0 24.0 36.0 校正吸光度值Ai-A000.0260.060.140.1850.218体育场样1样2样3吸光度值Aw0.5490.5350.538分析空白吸光值Ab0.485Aw-Ab0.064 0.050.053计算得磷浓度6.836 4.5415.033红星海样1样2样3吸光度值Aw0.4960.5040.499分析空白吸光值Ab0.486Aw-Ab0.010.0180.013计算得磷浓度