第六章 水中金属成分的检验

6.1总硬度6.2酮6.3铁6.4锰6.5总铬第六章水中金属成分的检验第一节总硬度

1、定义：总硬度主要是指溶于水中钙、镁盐类的含量。水的硬度以CaCO3mg/L表示。2.分类硬度暂时硬度永久硬度碳酸盐硬度主要由重碳酸钙、重碳酸镁、碳酸盐组成。加热煮沸可以形成沉淀除去非碳酸盐硬度：由钙、镁的硫酸盐和氯化物形成。煮沸不能除去。4级硬度（mg/L）软水<150极硬水>600中等硬水151～450硬水451～6003.分级影响:水壶、锅炉我国生活饮用水标准规定总硬度不得超过为450mg/L。测定方法：国家标准(GB5750～85)的总硬度的测定方法为乙二胺四乙酸二钠配位滴定法，适用于生活饮用水及其水源水总硬度的测定。原理：在pH=10条件下，水样中钙、镁离子可与铬黑T形成紫红色配合物。当用EDTA标准溶液滴定时，钙、镁离子与EDTA生成更稳定的配合物。达到计量点时，铬黑T游离出来，使溶液呈蓝色，指示终点。根据EDTA标准溶液的体积，计算水样的硬度。【仪器】：锥形瓶、滴定管

【试剂】：氨水、铬黑T指示剂、50g/L的硫化钠、10g/L的盐酸羟胺、10g/L的氰化钾、0.01mol/L的EDTA标准溶液、pH=10的缓冲溶液。

【操作步骤】

1、取50ml水样于150ml的锥形瓶中；

2、加入1~2ml缓冲溶液，几滴铬黑T指示剂，用EDTA标准溶液滴至溶液变为天蓝色，V1

同时做空白实验。3、若水样中有金属干扰离子，是滴定终点延迟，可另取水样，加入0.5ml盐酸羟胺及1ml硫化钠溶液再进行滴定。

【结果计算】。。。。。。（1）氨-氯化铵缓冲溶液放置时间长了会使氨水的难点降低，应重新配制，防止pH改变（该反应的pH控制在10）（2）为了使某些镁含量较低的水样滴定终点更敏锐，在配制缓冲溶液时可以加入少量的Mg-EDTA。（3）水样中钙、镁离子含量过高时，应预先酸化水样，加热除去二氧化碳。（4）氰化钾溶液有剧毒性，使用时应注意安全，用后的废液应妥善处理。

注意事项（5）水样中含有悬浮性或胶体有机物会影响终点观察。可预先将水样蒸干于550℃灰化，用纯水溶解后在测定。

（6）水样中的铁、锰、铝、铜、镍等金属离子，影响终点观察。加入硫化钠及氰化钾掩蔽重金属的干扰，加盐酸羟胺是高价铁离子及高价锰离子还原为低价离子消除干扰。

（7）加入缓冲溶液后应立即滴定，防止沉淀生成。

（8）滴定时温度过低，会使滴定终点延长，可将溶液加热至30~40℃。第二节铜1、概述：铜是广泛应用的一种金属。铜制品的腐蚀、铜矿的开采、电镀、化工行业是水体污染的主要来源。铜是人体必需的元素之一，与蛋白质和酶的合成有重要作用。水中铜的含量过高，会产生异味，造成水生生物死亡，影响水体自净。我国饮用水规定铜的含量不超过1mg/L。测定方法1、二乙氨基二硫代甲酸钠（NaDDC）分光光度法：在pH9~11溶液中，铜离子与二乙胺基二硫代甲酸钠反应，生成棕黄色配合物，用四氯化碳萃取，在436nm处测定有机相的吸光度，与标准溶液进行定量。范围：生活饮用水及其水源水的测定。清洁水样可直接测定，浑浊水样离心后取上清液测定。该方法最低检测质量为2μg。【仪器】：分液漏斗、比色管和分光光度计

【试剂】：

【操作步骤】：

1、吸取100ml水样于250ml分液漏斗中。

2、另取6支分液漏斗，按表2-6-1加入试剂和操作作为标准系列管。

3、用脱脂棉擦去分液漏斗颈部的水膜，将四氯化碳层放入干燥的10ml比色管中。

4、在436nm处，测定样品级标准系列管的吸光度，绘制标准曲线。

注意事项

①水样不清洁时，加入硝酸或过硫酸铵消化处理

②加入EDTA和柠檬酸铵掩蔽铁、钴、镍的干扰，加入盐酸羟胺消除锰的干扰。

③用四氯化碳萃取后，应在1h内测定，萃取时要强烈振摇2min，否则测定结果偏低。

④铜含量较高时，直接比色定量。

⑤为防止采样容器对铜离子的吸附，采样后应尽快测定，否则应酸化至pH＜3后在保存。测定方法2、原子吸收分光光度法：水样中的金属离子被原子化后，吸收来自同种金属元素的空心阴极灯发出的共振线。吸收共振线的量与样品该元素的含量成正比。在其他条件不变的情况下，测量吸收后的谱线强度，与标准系列比较定量。范围：本方法适用于生活饮用水及其水源水中铜、铁、锰、锌、隔、铅的测定。【仪器】

1、原子吸收分光光度计及各种空心阴极灯。

2、电热板

3、抽气瓶和玻璃砂芯滤器

【试剂】

1、各种金属离子标准储备液

2、硝酸和盐酸【操作步骤】

1、水样预处理：清洁水样可以直接测定；对于悬浮物多的水样，应加酸酸化、消化有机物。

2、水样中的有机物一般不干扰测定，但为了利于萃取和原子化，可加入盐酸-硝酸消化。

3、水样测定：将各种金属标准储备液用每升含1.5ml硝酸的纯水稀释成标准系列。将标准溶液、空白溶液和样品溶液依次喷入火焰，测定其吸光度。测试条件碱表2-6-3。绘制标准曲线并查出待测金属元素的质量浓度。【注意事项】本方法测定范围受不同型号的仪器灵敏度和操作条件的影响。水样中存在的磷酸盐、硅酸盐、铝酸盐等含氧阴离子会与铁、锰等金属离子形成难解离的化合物，而干扰测定。消除的方法是加入钙离子。加入钙离子后，改变了样品的基本组成和体积，吸光度也改变。所以在标准系列管和空白管里液要加入相同体积的钙溶液。当水样中待测金属浓度较低时，可采用萃取法、共沉淀法和巯基棉富集后在测定。第三节铁1、概述：铁是人类使用量最大的金属，水体中的铁以二价存在，与空气接触后氧化生成三价。铁是人体必需的元素之一。铁与蛋白质结合形成血红蛋白。水质中铁的含量过高，会使水带有铁锈味，衣服上有铁锈斑点。我国生活饮用水规定铁的含量不超过0.30mg/L测定方法二氮杂菲分光光度法：原理：在pH=3~9时，二氮杂菲与二价铁离子反应，生成橙红色配合物，在510nm处测定吸光度，与标准比较定量。测定总铁时先用盐酸将水样酸化，再用盐酸羟胺将高价铁还原成亚铁。该方法比较灵敏，最低检测质量为2.5μg。【仪器】：锥形瓶、比色管、分光光度计

【试剂】：

1、1+1盐酸溶液

2、pH=4.2的乙酸铵缓冲溶液

3、100g/L的盐酸羟胺

4、1.0g/L的二氮杂菲溶液

5、0.1mg/L的铁标准储备液

6、0.01mg/L的铁标准使用液【操作步骤】：

1、吸取50ml水样于锥形瓶中。

2、另取8个150ml锥形瓶，作为标准系列瓶。

3、按表2-6-4加入试剂和操作。在510nm波长处，以纯水为参比测定其吸光度。

4、绘制标准曲线，从曲线上查出样品管中铁的含量。

【计算结果】：ρ（Fe）=m/V

m:从标准曲线上查出的样品管中铁的质量，μg

v:水样的体积，ml。注意事项

①缓冲溶液乙酸铵加入量必须准确一致。

②试剂加入顺序：先加盐酸羟铵后加乙酸

铵。

③总铁包括悬浮性铁和微生物体内的铁，因此取样时应剧烈振摇并立即吸取。

④测定亚铁应现场采样测定，因Fe2+会转化为Fe3+。测定时除了不用盐酸煮沸和盐酸羟胺还原外，其余操作与测定总铁一致。第四节锰1、概述：锰是一种硬而脆的白色金属。锰在真溶液中以二价形式存在，不溶性锰以四价氧化物形式存在。锰是人体必需的元素之一，与蛋白质合成有关。但大量的锰进入人体会损伤神经系统。水体中锰的含量＞0.5mg/L，会产生色、味异常，衣服出现斑痕。我国生活饮用水规定锰的含量不超过0.1mg/L。测定方法过硫酸铵氧化分光光度法：原理：银离子作为催化剂，过硫酸铵将低价锰氧化生成紫红色高锰酸盐，530nm处测定吸光度，与标准溶液进行比较定量该方法最低检测质量为2.5μg。若取50ml水样分析，最低检测浓度为0.05mg/L。【仪器】：锥形瓶、比色管、分光光度计

【试剂】：

1、不含还原性物质的纯水：加过硫酸铵煮沸2min，放冷后使用。

2、过硫酸铵

3、硝酸银-硫酸汞溶液：

4、100g/L的盐酸羟胺：

5、1.0mg/L的锰标准储备液：

6、10μg/L锰标准水样液：【操作步骤】：

1、取9支150ml锥形瓶，按表2-6-5加入试剂和操作，作为标准系列管和样品管。

2、在530nm处，用纯水作参比测定其吸光度。（对于有色的样品，可滴加盐酸羟胺值生成的高锰酸盐褪色为止，再次测定其吸光度）

3、绘制标准曲线，从曲线上查出样品管中锰的含量。（对有色样品应测得的样品的吸光度-滴加盐酸羟胺后测得的吸光度，在从标准曲线上查出样品的质量）注意事项：

①标准溶液的配制要与样品同步进行。②过硫酸铵不稳定，应在测定前配制③水样中的氯离子会产生干扰，加入硝酸、硫酸和过氧化氢进行消除。④水体中的二价锰，接触空气后被氧化生成悬浮胶体，放置久后与铁等共沉淀，造成误差，第五节总铬一、危害：铬是生物体所必须的微量元素之一。三价铬能参与正常的糖代谢过程，而六价铬有强毒性，为致癌物质，并易被人体吸收而在体内蓄积。通常认为六价比三价毒性大，但是对于鱼类三价比六价毒性高。水中不同价态的铬,在一定条件下可以互相转换，所以在排放标准中，既要求测定六价铬，也要求测定总铬。我国生活饮用水标准中规定Cr(Ⅵ)≤0.05mg/L二、来源：铬的工业污染源主要来自铬矿石的加工、金属表面处理、皮革加工、印染、照相材料、皮革鞣制等行业。铬是水质污染控制的一项重要指标。三、样品采集及保存由于铬易被器壁吸附，因此采用硝酸酸化保存水样。因为Cr(Ⅵ)Cr(Ⅲ)测定Cr(Ⅵ)的废水样品用NaOH调节pH值为8，置于冰箱内保存，可保存七天。测定总铬的水样，如在碱性条件下保存，会形成Cr(OH)3，会增加器壁吸附的可能，所以仍需加酸pH<2保存。采集含铬水样的容器，可用玻璃瓶和聚乙烯瓶。器皿在使用前，必须用浓度为6mol/