水质监测5：非金属无机物的测定.ppt

水质监测与分析 非金属无机物的测定 CompanyLogo 水的酸度 Acidity 酸度的概念是指水中所有能与强碱发生中和反应的物质的总量 包括无机酸 有机酸 强酸弱碱盐等 水中酸度的主要来源酸度测定的环境意义 CompanyLogo 酸度的测定 1 酸碱指示剂滴定法用标准NaOH溶液滴定水样至一定pH值 根据所消耗的NaOH量计算酸度 所用指示剂不同分为 1 用酚酞作指示剂测得的酸度为总酸度 酚酞酸度 2 用甲基橙作指示剂测得的酸度称强酸酸度或甲基橙酸度 单位 用CaCO3mg L表示 CompanyLogo 2 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 酸度的测定 CompanyLogo 水的碱度 Alkalinity 碱度的概念水中所有能与强酸发生中和作用的物质的总量 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 CompanyLogo 碱度的测定 1 酸碱指示剂滴定法水样用标准HCl溶液滴定至酚酞指示剂由红色变为无色时 所测得的碱度称为酚酞碱度 用甲基橙为指示剂 由桔黄色变为桔红色时 所测得的碱度称为甲基橙碱度 又称总碱度 2 电位滴定法 CompanyLogo pH值 1 比色法2 玻璃电极法 我国颁布工业 废水 最高排放pH 7 0 8 5 生活饮用水和地面水环境质量标准规定pH 6 5 8 5之间 天然水pH 6 9 pH值测定的环境意义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 CompanyLogo 2 玻璃电极法 1 饱和甘汞电极 参比 2 玻璃电极 指示电极 组成原电池 在25 下 每变化1个pH单位 电位差变化59 1mv 将电压表的刻度变为pH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 CompanyLogo 4 电位分析方法 直接电位法 pH测量 玻璃薄膜 饱和甘汞电极 Ag AgCl电极 as a 玻璃薄膜 饱和甘汞电极 Ag AgCl电极 ax a CompanyLogo 硬度 Hardness 1 分类按阳离子可分 钙硬度和镁硬度 按阴离子分 碳酸盐硬度 暂硬度 和非碳酸盐硬度 永久硬度 2 表示方法一般以CaCO3计 以mg L为单位 CompanyLogo 硬度的测定方法 用原子吸收光谱法分别测水中的Ca和Mg的含量 用公式计算总硬度 计算公式 总硬度 以CaCO3计 mg L 2 497 Ca mg L 4 118 Mg mg L CompanyLogo EDTA滴定法 GB7477 87 CompanyLogo 溶解氧 定义 溶解在水中的分子态氧 DO 注意事项 水中的DO很不稳定 要在现场及时加入溶解氧固定试剂 硫酸锰和碱性碘化钾 避免水样中溶解氧在运输及保存过程中的损失 水中溶解氧低于3 4mg L时 许多鱼类呼吸困难 继续减少 则会窒息死亡 一般规定水体中的溶解氧至少在4mg L以上 CompanyLogo 深水溶解氧采样器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 溶解氧瓶 采样仪器 CompanyLogo 碘量法 原理 1 水样中加入MnSO4和碱性KI 水中DO将Mn2 氧化成四价锰的棕色沉淀 2 加酸后 棕色沉淀溶解并与I 反应释放出游离碘 以淀粉为指示剂 用Na2S2O3标准溶液滴定 计算得出DO的含量 CompanyLogo 碘量法化学反应式 MnSO4 2NaOH Na2SO4 Mn OH 2 白色沉淀2Mn OH 2 O2 2MnO OH 2 棕色沉淀MnO OH 2 2H2SO4 Mn SO4 2 3H2OMn SO4 2 2KI MnSO4 K2SO4 I22Na2S2O3 I2 Na2S4O6 2NaI 滴定碘 氧的固定 碘的析出 CompanyLogo 返回 叠氮化钠修正法 消除亚硝酸干扰 2NaN3 H2SO4 2NH Na2SO4NH3 HNO2 N2O N2 H2O 注意 NaN3剧毒 易爆 不可将碱性KI NaN3直接酸化 高锰酸钾修正法 排除Fe2 干扰 明矾絮凝修正法 消除颜色 藻类及悬浮物等的干扰 硫酸铜 氨基磺酸絮凝修正法 排除活性污泥等悬浮物干扰 2 修正碘量法 DO CompanyLogo 氰化物 氰化物 分子结构中含有氰基 CN 的一类物质 包括无机氰和有机氰化物 无机氰化物简单氰化物络合氰化物来源 电镀 焦化 选矿 印染 石油化工 有机玻璃制造 农药等工业废水的排放 CompanyLogo 一 水样预处理 蒸馏 1 在水样中加入酒石酸和硝酸锌 在pH4的条件下加热蒸馏 2 将所有简单氰化物和部分络合氰化物 如锌氰络合物 转变为HCN蒸出 用NaOH溶液吸收待测 该法可测得全部简单氰化物和部分络合氰化物 CompanyLogo 测定总氰化物时 1 向水样中加入磷酸和EDTA 在pH 2条件下加热蒸馏 2 将所有简单氰化物和除钴氰络合氰化物外的大部分络合氰化物以HCN形式蒸馏出来 用NaOH溶液吸收待测 该法可测得全部简单氰化物和绝大部分络合氰化物 一 水样预处理 样品预蒸馏 CompanyLogo 二 氰化物测定 1 硝酸银滴定法 CompanyLogo 2 异烟酸 吡唑啉酮光度法 CompanyLogo 3 吡啶 巴比妥酸光度法 CompanyLogo 氟是人体必需的微量元素之一 缺氟易患龋齿病 饮用水中含氟的适宜浓度为0 5 1 0mg L F 当长期饮用含氟量高于1 5mg L的水时 易患斑齿病 水中含氟高于4mg L时 可导致氟骨病 污染源 有色冶金 钢铁和铝加工 玻璃 磷肥 电镀 陶瓷 农药等行业排放的废水和含氟矿物废水 氟化物 CompanyLogo 一 氟离子选择电极法 氟离子选择电极是一种以氟化镧LaF3单晶片为敏感膜的传感器 单晶结构对能进入晶格交换的离子F 有严格地限制 有良好的选择性 测量时 它与参比电极 被测溶液组成原电池 原理 指示电极 LaF3膜电极参比电极 饱和甘汞优点 测定简便 快速 灵敏 选择性好 可测定浑浊 有色水样等优点 CompanyLogo 二 氟试剂分光光度法氟试剂即茜素络合剂 ALC 化学名称为1 2 二羟基蒽醌 3 甲胺 N N 二乙酸 CompanyLogo 水中含氮化合物测定的环境意义 1 可以反映水体受污染的程度与进程2 水体的富营养化3 水处理的成本4 生物毒性 CompanyLogo 纳氏试剂光度法 氨氮 纳氏试剂2K2HgI4 NH3 3KOH NH2Hg2IO 7KI 2H2O HgI2及KIKOH 测其吸光度 标准曲线定量 NH3 410 425nm 黄棕色胶态化合物 水样适量 CompanyLogo 水杨酸 次氯酸盐分光光度法 氨氮 返回 构造 外壳 塑料 指示电极 内电极导线 平头pH玻璃电极 参比电极Ag AgCl 内充液0 01mol LNH4Cl 透气薄膜 聚四氟乙烯 微孔疏水 选择型透气 只能透过NH3 H2O O2不透过 范围 地面水 生活污水 工业废水原理 NH4 OH NH3 H2ONH3内充液中使NH3 H2O NH4 OH 平头pH玻璃电极响应NH3 OH pH电极响应 透气膜 OH K NH3 NH4 三 电极法 NH3 一 氨氮 CompanyLogo 蒸馏 滴定法 适合于氨氮浓度较高的水样 pH6 0 7 4 硼酸吸收 Next NH3 蒸馏 水样适量 MgCl2微碱 甲基红 亚甲蓝HCl CompanyLogo N 1 萘基 乙二胺比色法 亚硝酸盐氮 酸性 测其吸光度 红色染料 NO2 重氮盐 水样适量 对氨基苯磺酰胺 N 1 萘基 乙二胺偶联 CompanyLogo 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520nm处比色定量 CompanyLogo 硝酸盐氮 测定方法 有酚二磺酸光度法 GB74 0 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 CompanyLogo 酚二磺酸光度法 无H2O酚二磺酸 测其吸光度 标准曲线定量 硝基二磺酸酚 410 黄色的硝基酚二磺酸三钾盐 NO3 碱性 GB74 0 87 CompanyLogo 紫外分光光度法 1 水样经处理后 先在波长220nm处测一次吸光度 此时 硝酸盐和溶解有机物均有吸收 2 再在波长275nm处测一次吸光度 此时有机物有吸收而硝酸盐无吸收 3 经验校正值为 A校 A220 2A275式中 A220 220nm波长处测得的吸光度 A275 275nm波长处测得的吸光度 CompanyLogo 凯氏氮 凯氏氮 以凯氏法测得的含氮量 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 有机氮 凯氏氮 氨氮生活污水和食品 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 CompanyLogo 凯氏氮的测定 水样消解 水样中加入硫酸 以硫酸钾和硫酸铜为催化剂 加热消解 使水样中的有机氮 氨氮都转变为硫酸氢铵 若以NH2CH2COOH为代表 反应式如下 CompanyLogo 凯氏氮的测定 2 蒸馏 消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 CompanyLogo 凯氏氮的测定 3 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 CompanyLogo 过硫酸钾氧化 紫外分光光度法测总氮 原理 在120 124 的碱性介质条件下 用过硫酸钾做氧化剂 不仅将水中的氨氮和亚硝酸盐氮氧化为硝酸盐 同时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 CompanyLogo 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 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 CompanyLogo H2S毒性很大 可危害细胞色素氧化酶 造成细胞组织缺氧 甚至危及生命 它还腐蚀金属设备和管道 并可