(2025年)卫生检验水质理化检验复习题及答案

(2025年)卫生检验水质理化检验复习题及答案一、简答题1.简述玻璃电极法测定水质pH的基本原理及主要注意事项。答：基本原理：玻璃电极的敏感膜（SiO₂基质中加入Na₂O和CaO）在溶液中形成水化凝胶层，当膜两侧H⁺活度不同时产生膜电位，与参比电极（通常为饱和甘汞电极）组成原电池，通过能斯特方程（E=E₀+0.0592pH（25℃））将电位差转换为pH值。注意事项：①电极使用前需在去离子水中活化24小时以上，使玻璃膜充分水化；②测定时需用与水样pH接近的两种标准缓冲溶液（如pH4.00、6.86、9.18）进行两点校准；③温度对电极响应有显著影响，需使用温度补偿装置；④高碱度水样（pH＞9）需使用锂玻璃电极以消除“钠差”；⑤测定浑浊或含油水样后需及时清洗电极，避免膜面污染。2.简述重铬酸钾法（CODcr）测定水中化学需氧量的主要步骤及氯离子干扰的消除方法。答：主要步骤：①取20.00mL水样于磨口回流瓶中，加入0.4gHgSO₄（掩蔽Cl⁻）、10.00mL重铬酸钾标准溶液（0.2500mol/L），摇匀；②沿瓶壁加入30mL硫酸-硫酸银溶液（Ag₂SO₄作催化剂），连接回流冷凝管，加热回流2小时；③冷却后用90mL去离子水冲洗冷凝管，加入3滴试亚铁灵指示剂；④用硫酸亚铁铵标准溶液（约0.1mol/L）滴定至溶液由黄色→蓝绿色→红褐色为终点，记录消耗体积V₁；⑤同时做空白试验，记录消耗体积V₀。氯离子干扰消除：当Cl⁻浓度＞1000mg/L时，HgSO₄与Cl⁻形成[HgCl₄]²⁻络合物，抑制其被重铬酸钾氧化。若Cl⁻浓度过高（如＞20000mg/L），需稀释水样后测定。3.说明离子选择电极法测定水中氟化物的工作原理及校准曲线法的操作要点。答：原理：氟离子选择电极（LaF₃单晶膜）的膜电位与溶液中F⁻活度的对数呈线性关系（E=K-0.0592lgαF⁻，25℃），通过测量电池电动势（参比电极为饱和甘汞电极）可间接测定F⁻浓度。校准曲线法操作要点：①配制含总离子强度调节缓冲液（TISAB，含NaCl、HAc-NaAc、柠檬酸钠）的系列标准溶液（如0.1、0.5、1.0、5.0、10.0mg/LF⁻），消除溶液离子强度、pH（控制5.0-5.5）及Fe³⁺、Al³⁺等络合剂的干扰；②按浓度由低到高测定各标准溶液的电动势，绘制E-lgc标准曲线；③水样预处理（若含悬浮物需过滤，若F⁻以络合态存在需加TISAB解离）后，在相同条件下测定其电动势，从标准曲线上查得F⁻浓度。4.简述原子吸收分光光度法（AAS）测定水中铅的主要干扰类型及消除方法。答：主要干扰类型及消除：①物理干扰（溶液黏度、表面张力差异导致喷雾效率变化）：通过配制与水样基体匹配的标准溶液或采用标准加入法消除；②化学干扰（Pb与PO₄³⁻、SO₄²⁻形成难熔化合物）：加入释放剂（如La³⁺、Sr²⁺与PO₄³⁻结合，释放Pb²⁺）或保护剂（如EDTA与Pb形成稳定络合物，防止其与干扰离子结合）；③电离干扰（高温下Pb发生电离，降低基态原子数）：加入消电离剂（如KCl，提供大量电子抑制Pb电离）；④光谱干扰（背景吸收、邻近线重叠）：使用氘灯或塞曼效应扣背景，选择次灵敏线（如283.3nm替代217.0nm，减少背景干扰）。二、计算题1.采用稀释接种法测定某水样的五日生化需氧量（BOD₅）。取水样10.0mL，用稀释水定容至1000mL（稀释倍数100），20℃培养5天后，测得稀释水样初始溶解氧（DO₁）为8.5mg/L，培养后溶解氧（DO₂）为2.1mg/L；空白稀释水初始DO（B₁）为8.4mg/L，培养后DO（B₂）为8.2mg/L。计算该水样的BOD₅值（mg/L）。解：BOD₅计算公式为：BOD₅（mg/L）=[(DO₁-DO₂)-(B₁-B₂)×f₁]/f₂其中，f₁为空白稀释水在稀释水样中所占比例（f₁=（稀释水体积-水样体积）/稀释水体积=（1000-10）/1000≈0.99），f₂为水样在稀释水样中所占比例（f₂=10/1000=0.01）。代入数据：=[(8.5-2.1)-(8.4-8.2)×0.99]/0.01=[6.40.2×0.99]/0.01=(6.40.198)/0.01=6.202/0.01=620.2mg/L（保留三位有效数字为620mg/L）2.用重铬酸钾法测定某工业废水的CODcr。取水样20.00mL，空白试验消耗硫酸亚铁铵（浓度0.1025mol/L）体积V₀=24.85mL，水样滴定消耗体积V₁=8.32mL。已知重铬酸钾标准溶液浓度为0.2500mol/L，计算该水样的CODcr（mg/L）（O的摩尔质量为16.00g/mol）。解：CODcr计算公式为：CODcr（mg/L）=[(V₀-V₁)×c×8×1000]/V水样其中，c为硫酸亚铁铵浓度（mol/L），8为1/4O₂的摩尔质量（g/mol）。代入数据：=[(24.85-8.32)×0.1025×8×1000]/20.00=(16.53×0.1025×8000)/20.00=(16.53×820)/20.00=13554.6/20.00=677.73mg/L（保留三位有效数字为678mg/L）三、论述题1.比较化学需氧量（COD）与五日生化需氧量（BOD₅）的异同点，并说明其在水质评价中的意义。答：相同点：两者均为反映水中有机物污染程度的综合指标，单位均为mgO₂/L，数值越大表示有机物污染越严重。不同点：①测定原理：COD通过强氧化剂（如K₂Cr₂O₇）在酸性条件下氧化有机物（包括难降解物质），反映总有机碳中可被化学氧化的部分；BOD₅通过微生物在20℃下5天内分解可生物降解有机物所消耗的溶解氧，反映可生物降解有机物的量。②测定时间：COD约需2小时（回流时间），BOD₅需5天培养。③适用范围：COD适用于所有水样（包括工业废水），BOD₅仅适用于不含抑制微生物物质的水样（如含重金属、高浓度有毒物质时需接种经驯化的微生物）。④数值关系：一般情况下，COD＞BOD₅（因COD氧化更彻底），BOD₅/COD比值可反映有机物的可生化性（比值＞0.3表示可生化性较好，适合生物处理）。水质评价意义：COD可快速反映水体受有机物污染的总体程度，是工业废水监测的必测指标；BOD₅则反映水体中可被微生物分解的有机物量，与水体自净能力直接相关，是地表水环境质量标准（GB3838-2002）中的核心指标。两者结合使用，可全面评估水体污染程度及处理工艺的可行性（如污水处理厂需同时监测进水COD和BOD₅以设计工艺参数）。2.试述原子荧光光谱法（AFS）测定水中汞的主要步骤及质量控制要点。答：主要步骤：①水样预处理：取50mL水样，加入5mL硝酸-盐酸混合酸（1+1），加热消解至澄清（若含悬浮物需延长消解时间），冷却后加入5mL5%高锰酸钾溶液（氧化低价态汞），静置30分钟，再滴加盐酸羟胺溶液至紫红色褪去，定容至100mL；②标准曲线绘制：配制含0.1、0.5、1.0、2.0、5.0μg/LHg²⁺的标准系列（介质为5%盐酸），以硼氢化钾（KBH₄，1%）为还原剂，将Hg²⁺还原为Hg原子蒸气；③仪器测定：设定原子荧光光度计参数（灯电流30mA，负高压270V，载气（Ar）流量400mL/min），依次测定标准溶液和水样的荧光强度，绘制标准曲线并计算水样浓度。质量控制要点：①试剂纯度：硝酸、盐酸需为优级纯，硼氢化钾需现用现配（避免分解产生H₂影响信号）；②器皿清洗：所有玻璃器皿需用10%硝酸浸泡24小时以上，防止汞残留污染；③空白值控制：实验用水需为超纯水（电阻率＞18.2MΩ·cm），空白荧光强度应低于标准曲线最低点的10%；④加标回收：每批样品需做10%加标样（加标量为样品浓度的0.5-2倍），回收率应在90%-110%之间；⑤仪器校准：每日开机需用标准溶液校准仪器，连续测定5次空白的相对标准偏差（RSD）应＜5%。四、案例分析题某社区自备井水出现“发黄、有异味”现象，卫生机构采样检测发现：色度30度（标准≤15度），浑浊度5NTU（标准≤1NTU），铁0.8mg/L（标准≤0.3mg/L），锰0.4mg/L（标准≤0.1mg/L），余氯未检出（标准≥0.05mg/L）。（1）分析可能的污染来源；（2）提出针对性的处理建议。答：（1）污染来源分析：①铁、锰超标：可能因井管腐蚀（铁管长期接触地下水，Fe、Mn溶出）或地层中含铁锰矿物溶解（深层地下水还原性环境中，Fe²⁺、Mn²⁺以离子态存在，暴露空气后氧化为Fe(OH)₃、MnO₂，导致水发黄）；②色度、浑浊度异常：铁锰氧化物沉淀（Fe³⁺、Mn⁴⁺水解提供胶体）或有机物污染（如地表径流带入腐殖质、藻类代谢产物）；③余氯未检出：可能因消毒设施缺失（未加氯消毒）或消毒后与铁、锰、有机物反应消耗氯（1mg/LFe²⁺需0.67mg/LCl₂，1mg/LMn²⁺需1.38mg/LCl₂）。（2）处理建议：①除铁除锰：采用接触氧化法（曝气→氧化（O₂将Fe²⁺→Fe³⁺，Mn²⁺→Mn⁴⁺）→过滤（石英砂或锰砂滤料截留沉淀