第七章水质快速检验

第七章水质快速检验第1页，共93页。常规方法：现场采样→运回实验室→分析特殊情况：偏僻的乡村、野外作业（行军作战、地质勘探、防洪救灾）等，由于交通、时间、实验条件等限制，不可能用常规方法，必须采用简便、易行和准确的快速检验方法。2第2页，共93页。现场检验要求：对饮用水的污染情况进行快速检测，及时发现问题，预防事故发生。3第3页，共93页。重要意义：防止急性中毒、灾后大疫，提出水源选择和水源水短期引用是否安全的意见。对评价水的处理效果，为水的处理提供建议。及时发现高浓度污染排放，从而避免严重的污染事故，作为水污染的预警手段。4第4页，共93页。水中一些不稳定的水质指标，宜现场立即测定，保证检测结果的准确性

如：pH、余氯、臭氧、浊度5第5页，共93页。二、水源污染的主要类型（一）病原微生物污染。源于人畜粪便、医院污水和生活污水。如饮用，引起疾病流行和传播，如霍乱、痢疾等肠道传染病等。6第6页，共93页。判断：病原、氨氮、亚硝酸盐氮检验如呈阳性，说明此水源水曾受过粪便或有机物污染。如急需使用，必须将水煮沸10min以上，或者用氯消毒后使余氯量达到1mg/L才行。7第7页，共93页。（二）有毒有害物质的污染如砷、氰化物、汞、铅、钡、铬、酚、生物碱、有机磷和有机氯农药等。无论是那一种呈阳性反应，此水源水都不能饮用。

8第8页，共93页。三、快速检验方法特点大多在农村或野外现场进行；要求方法灵敏度高、采样量少、快速、简便、易行，具有一定的准确度；使用的器材应便于携带，所用的试剂多为固体试剂。水质理化检验箱，快速测定试剂盒，农药速测卡等。

9第9页，共93页。与常规方法比较，快速检验由于受条件限制，大多只能半定量或定性。通常，对每一个待测项目都预制有标准色板，与标准色板比较，颜色浅时为合格。对于永久性水源水，必须按常规方法在实验室内进行检验。10第10页，共93页。第二节

一般化学性状检验

一、pH值水质标准规定6.5～8.5；最简便易行：广泛pH试纸法。11第11页，共93页。二、氨氮纳氏试剂法：按颜色深浅与标准色板比色。12第12页，共93页。固体纳氏试剂的配制：将二碘化汞1g、碘化钾0.5g、酒石酸钾钠0.5g、氯化钠30g研磨混匀，在强碱性环境下使用。水样中氨氮浓度较大（>1.0mg/L），检验时会生成红褐色沉淀，应稀释后再测定。如水样浑浊则过滤后再测定。在配制试剂与测定过程，均应注意防止氨的污染。13第13页，共93页。测定方法：10ml水样+62％KOH2滴+1粒纳氏试剂14第14页，共93页。三、亚硝酸盐氮亚硝酸盐在水中受微生物等作用而很不稳定，采集后应尽快检验。

15第15页，共93页。格氏试剂固体格氏试剂的配制：将10g对氨基苯磺酸、1g盐酸N-(1-萘)-乙二胺和89g酒石酸(在105℃干燥2h)研细混匀。

16第16页，共93页。

测定方法：取10ml水样+格氏试剂约30mg（一粒黄豆大小），振摇溶解，放置20min，溶液先显红色然后呈现紫红色。显色明显，产物稳定。17第17页，共93页。本法最低检出浓度为0.002mg/L，测定范围在0.2mg/L以内。当亚硝酸盐的浓度过高时，加入格氏试剂后溶液呈现黄红色、黄色乃至不出现颜色。遇此情况，应将水样稀释后再测定。18第18页，共93页。四、余氯邻联甲苯胺法：与标准色板比色，可测出余氯的大致含量。19第19页，共93页。硫酸氢钾6.25g和邻联甲苯胺0.3g研磨均匀；取加氯消毒30min后水样10ml，加余氯试剂约50mg(一粒花生大小)，振摇溶解，与标准色板比色。立即比色，测得结果为游离性余氯；放置10min后比色，所得结果为总余氯；

最低检出浓度为0.05mg/L，测定范围在总余氯为1.5mg/L以内。20第20页，共93页。第三节

无机毒物的检验

一、砷、氰、汞、磷化锌检验砷、氰、汞、磷化锌均具很强毒性，水中检出任何一种毒物，均不适合饮用。上述毒物在一定条件下均可转变成挥发性形式，可用打气显色法同时测定，也可分别进行测定。21第21页，共93页。1.多种毒物的联合检验

打气显色法。控制不同条件，把上述四种毒物转变成挥发性组分的形式，以空气作载体，使它们分别与有关的试剂或试纸接触显色。原理分别如下：22第22页，共93页。（1）砷化物

溴化汞试纸法检验砷化氢与溴化汞试纸作用，产生黄色至褐色斑。23第23页，共93页。24第24页，共93页。（2）氰化物

水合茚三酮法检验

氰化物在酸性环境中转化为氰化氢，在水中离解产生的CN-可催化水合茚三酮进行自身氧化还原反应，所生成的产物与另一分子水合茚三酮的

-羟基进行交换，生成

-羟基茚三酮[1,3]。

-羟基茚三酮[1,3]在碱性条件下可转化为红棕色化合物。25第25页，共93页。26第26页，共93页。（3）汞碘化亚铜法

原理：利用氯化亚锡把水中汞化物还原成挥发性的汞，与碘化亚铜作用后形成红色碘化亚铜汞沉淀。此沉淀附着在不溶于水的碘化亚铜表面。27第27页，共93页。

（4）磷化锌

溴化汞试纸法或硝酸银法磷化锌是常用的灭鼠药之一，误食或投毒均可引起中毒。磷化锌与酸作用生成磷化氢气体，该气体如遇硝酸银呈黑色；如遇溴化汞试纸则呈鲜黄色。28第28页，共93页。Zn3P2+6H+→3Zn2++2PH3↑

PH3+3AgNO3→Ag3P+3HNO3

（黑色）

PH3+2HgBr2→PH(HgBr)2+2HBr

（鲜黄色）29第29页，共93页。洛阳市卫生防疫站研制的挥发性毒物测定器，由塑料瓶，双向活塞和吸收管三部分组成。塑料瓶供盛样和打气用；双向活塞由进气活塞和出气活塞组成；吸收管分三节，在各节中可预先装入试剂或试纸。30第30页，共93页。塑料样品瓶中装入20～30ml水样，2g硫酸氢钾使溶液呈酸性。各段填装好的吸收管串联在活塞上，用橡皮筋将各吸收管的磨口处固定。

31第31页，共93页。第一节吸收管中装醋酸铅棉花，上端装新制备的溴化汞试纸条（将新华定性滤纸浸在50g/L溴化汞乙醇溶液中，取出晾干），用于检验磷化锌和砷。32第32页，共93页。

第二节吸收管中装入水合茚三酮棉花，用于检验氰化物，临用时取碳酸钠少许放到棉花上，再加蒸馏水数滴溶解使棉花润湿，这时棉花应呈黄色。33第33页，共93页。

第三节吸收管中装入两段脱脂棉，在两段脱脂棉之间装少量碘化亚铜粉剂，用于检验汞。34第34页，共93页。用手指挤压塑料瓶壁进行打气。每分钟打气5～9次，持续打气1～5min，观察水合茚三酮棉花是否变成红棕色及溴化汞试纸是否变成鲜黄色，若二者均不变色，则氰化物和磷化锌为阴性。35第35页，共93页。再向溶液中加入氯化亚锡2～3g，继续打气1～5min，并观察碘化亚铜反应情况，若无红色沉淀，则汞检验为阴性，反之，阳性最后向水样中加无砷锌粒1～2g，打气1～5min，观察溴化汞试纸颜色变化，若试纸变成黄色乃至褐色，砷检验为阳性。用此法大约在10min内可检出或排除砷、氰、汞、磷化锌。36第36页，共93页。打气显色法还可检验亚硝酸盐氮、甲醛等挥发性物质。检验亚硝酸盐氮时，吸收管内装格氏试剂，样品呈酸性后打气，若格氏试剂呈紫红色，则为阳性。37第37页，共93页。2．分别测定法

（1）砷化物：溴化汞试纸法4ml水样+硫酸氢钾颗粒+无砷锌粒（各米粒大小）立即取溴化汞试纸将盛水样管口紧紧覆盖；10～30min后取下试纸，若出现黄色或褐色斑点为阳性。38第38页，共93页。（2）氰化物：

普鲁士蓝法、水合茚三酮法以及

-对邻试纸法，效果都比较理想。39第39页，共93页。①水合茚三酮法：取10ml水样于试管中，加入碳酸钠约50mg及少许水合茚三酮，振摇溶解，若溶液呈红棕色为阳性。40第40页，共93页。②普鲁士蓝法：Fe2++CN-→[Fe(CN)6]4-4Fe3++3[Fe(CN)6]4-→Fe4[Fe(CN)6]3（蓝色）取硫酸亚铁2g和硫酸铁铵混合研磨均匀，配成氰化物试剂。测定时，取4ml水样于试管中，加氰化物试剂半匙，呈阳性时，溶液呈微蓝色或蓝色。41第41页，共93页。③对-邻试剂法：在CN-存在下，对硝基苯甲醛能生成对硝基苯甲醛氰醇，在碱性条件下，可还原邻-二硝基苯，生成紫红色化合物：42第42页，共93页。

对-邻试纸的制作：将定性滤纸剪成0.8×4cm纸条，浸泡在对硝基苯甲醛和邻-二硝基苯溶液中（对硝基苯甲醛1.5g和邻-二硝基苯1.7g溶解于100ml乙醇中），5min后取出自然晾干即可。43第43页，共93页。测定方法如图7-3所示，把对邻试纸插在橡皮乳头内，并用0.5mol/L的氢氧化钠溶液浸湿润，然后取水样于试管中，加硫酸氢钾使呈酸性，迅速将备好的对邻试纸橡皮乳头塞紧。试纸呈现紫红色即为阳性。本法最低检出浓度为1mg/L。44第44页，共93页。图7-3对-邻试纸应用示意图

45第45页，共93页。（3）汞：碘化亚铜法取10ml水样于试管中，加碘化亚铜约30mg，充分振摇，静置10min，若沉淀表面呈红色为阳性。

。当样品中汞的含量高时，溶液也呈红色。46第46页，共93页。本法最低检出浓度为0.2mg/L。大量铁离子存在时，对测定有干扰，氧化剂呈负干扰。47第47页，共93页。（4）磷化锌：溴化汞试纸法检验原理如前所述。操作基本与测砷相同，但不加无砷锌粒。若试纸呈鲜黄色斑，表示磷化锌检验为阳性。

48第48页，共93页。二、六价铬

二苯碳酰二肼（二苯胺基脲）比色法10ml水样+KHSO4（150mg）+二苯碳酰二肼试剂（NaCl）（30mg）10min后观察颜色（紫红色）49第49页，共93页。最低检出浓度为0.02mg/L，测定范围在1.0mg/L以内，超过1.0mg/L时应将水样稀释后再测。对含铁量高的水样，需先用氢氧化钠调节pH至8～11，使Fe3+沉淀，过滤再测，以免产生干扰。50第50页，共93页。三、重金属铅、钡

玫瑰红酸钠法检验铅、钡；硫化氢-对苯二酚法检验铅。51第51页，共93页。1.玫瑰红酸钠法原理：在酸性溶液中，铅、钡离子与玫瑰红酸钠反应，生成红色的玫瑰红酸铅（钡）沉淀。其反应为：52第52页，共93页。本方法所用试剂：酒石酸0.75g、酒石酸氢钠1.0g，玫瑰红酸钠0.2g，硝酸钠3.05g研磨混匀制成混合试剂。53第53页，共93页。

测定方法：取5ml水样于试管中，加混合试剂半匙，摇匀后，如显红色表示水中可能有铅或钡存在。54第54页，共93页。2.硫化氢-对苯二酚法

原理：重金属试剂可与铅生成黑色的硫化铅沉淀。

55第55页，共93页。重金属试剂的配制：将硫化氢（硫化铁与稀盐酸作用而得）通入对苯二酚饱和水溶液中，析出灰白色结晶（如有颜色可用活性炭脱色），滤去液体，将结晶在空气中干燥即可。

56第56页，共93页。测定取5ml水样于试管中，加重金属试剂少许，摇匀后，溶液呈黄褐色或棕褐色为阳性。检验时，可用蒸馏水作空白对照，空白管应无色。最低检出浓度为2mg/L。当砷、汞、镉含量>10mg/L时呈正干扰。

57第57页，共93页。第四节

有机毒物

一、酚：4-氨基安替吡啉法二、生物碱：碘化汞钾法和BTB（溴麝香草酚蓝）法三、有机磷农药：氯化钯法；酶化学法四、有机氯农药：58第58页，共93页。常用水质现场快速检测技术化学分析法试剂盒离子浓度测量仪单参数：便携式pH计、臭氧、二氧化氯、余氯测定仪多参数：C200多参数台式离子浓度测量仪（哈纳）GDYS-201M多参数水质分析仪其它便携式仪器重金属测定仪zNose4200快速分析仪便携式气相色谱仪、气质联用仪、分光光度计等59第59页，共93页。生物检测法鱼类试验藻类试验D.magna试验Microtox试验:快速毒性测试仪60第60页，共93页。试剂盒

主要采用试纸、试剂管等简易剂型，操作简便快速，单元式组装，可检测一般水质指标、常见毒物指标，可用于半定量或定性检测。主要供部队及地方卫生防疫人员平战时进行水源选择、水质评价、水处理效果判断和实施饮水卫生监督的检验装备。61第61页，共93页。88型水质理化检测箱

（军事医学科学院卫生学环境医学研究所）

62第62页，共93页。检测项目：温度、色、臭、味、肉眼可见物、浑浊度、pH值、氨氮、亚硝酸盐氮、总硬度、总铁、氯化物、硫酸盐、漂白粉有效氯、余氯（总余氯、游离氯、结合氯）、氟化物、六价铬、酚类、砷、氰化物、汞、镉、铅、钡、硼(共25项)。63第63页，共93页。优点：可检测汞等多项重金属指标，但因灵敏度和精密度均较差，故只可半定量，可作大批水样初筛用。灵敏度符合“野战饮水卫生要求”。64第64页，共93页。缺点：试剂空白（本底色）较高，测定出现阳性结果时，应扣除本底（以纯净水作试剂空白测定）重金属指标灵敏度较低，精密度较差。经验证，定量检测时，测定值远远低于实际值（即与标称值不符）。65第65页，共93页。水质速测盒

(中国CDC环境与健康相关产品安全所)

66第66页，共93页。检测项目：氨氮、余氯、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、总硬度、氟化物、氯化物、硫酸盐、铁等。优点：灵敏度、精密度均较好。缺点：无法检测重金属指标。67第67页，共93页。离子浓度测量仪方法原理：朗伯-比尔定律。基于水样中被测物与显色剂反应生成有色化合物对电磁辐射有选择性吸收而建立的比色分析法。68第68页，共93页。

单参数离子浓度测量仪

美国哈希(HACH)公司袖珍氯（游离氯、总氯）、二氧化氯、臭氧比色计69第69页，共93页。单参数离子浓度测量仪-pH计现场测定的设备：笔式pH计手持式pH计。一般采用pH复合电极70第70页，共93页。美国哈希袖珍氯

（游离氯、总氯）比色计测定注意事项：水样的pH值应控制在6～7水中如有氯化锰、铬酸盐存在，可用下列步骤消除其干扰：加pH6~7磷酸盐缓冲液5ml及亚砷酸钠溶液，再加入100ml水样，摇匀。不能用塑料容器让未反应的试剂沉淀下来后再进行读数71第71页，共93页。袖珍二氧化氯比色计(美国哈希)方法原理：DPD（ N,N-二乙基对苯二胺）分光光度法：注意事项：水样的pH值应控制在6～7水中如有氯化锰、铬酸盐存在，可用下列步骤消除其干扰：加pH6~7磷酸盐缓冲液5ml及亚砷酸钠溶液，再加入100ml水样，摇匀。加入DPD试剂前滴入4滴甘氨酸溶液，将游离氯转变为氯代氨基乙酸让未反应的试剂沉淀下来后再进行读数72第72页，共93页。袖珍臭氧比色计（美国哈希）方法原理：利用靛蓝染料脱色反应。

600nm波长比色，0.01~0.75mg/L数字显示，精度±0.01mg/L。受其它氧化剂干扰少。注意事项：靛蓝染料安瓿瓶内为真空的，测定时要在盛满水样的烧杯中折断瓶颈，待水样充满安瓿瓶时取出不要上下摇动，只能左右翻转安瓿瓶靛蓝染料安瓿瓶有两种浓度范围，一种是0.01～0.25mg/L，另一种为0.01～0.75mg/L。73第73页，共93页。C200多参数台式离子浓度测量仪(哈纳)

由微型钨灯和窄波段波片组成。通过窄波段波片，可选择410nm、525nm、575nm、和610nm等四个工作波长，可测试多个参数74第74页，共93页。测定项目（28项）：

铝、中/低浓度氨氮、溴、低浓度余氯/总氯、二氧化氯（次氯酸）、高/低浓度六价铬、水的色度、高/低浓度铜离子、氰化物、氰尿酸、氟化物（低浓度氟离子）、钙离子硬度、镁硬度、联氨、碘离子、高/低浓度铁离子、高/低浓度锰离子、钼离子、高浓度镍离子、硝酸盐-氮、高/低浓度亚硝酸盐、溶解氧、pH、高/低浓度磷酸盐、总磷、二氧化硅、银、锌。75第75页，共93页。优点：灵敏度高，重现性好，试剂本底控制好，经验证，与较准标准的符合程度极高。缺点：可测定金属（重金属）不全，检测项目与新的生活饮用水标准中常规项目和非常规项目的涵盖范围较小。76第76页，共93页。GDYS-201M多参数水质分析仪(吉大)可测定项目：（35项）余氯、总氯（有效氯）、浊度B、氟化物、亚硝酸盐氮、铁、锰、溶解氧、六价铬、硫化物、氨氮、钙、化学耗氧量、臭氧、总磷、锌、总硬度、铅、镉、pH值、二氧化氯、甲醛、硝酸盐氮、氯化物、铝、三价铬、镍、色度、银、铜、硫酸盐、砷、氰化物、磷酸盐、挥发酚。77第77页，共93页。优、缺点：可内置储存多种离子或参数的标准曲线，自动显示吸光度值、浓度值和测量参数(7个固定波长)；波长可自动转换也可自备标准溶液，用自制的标准曲线对样品进行定量测定。(相当于小型流动实验室)项目：涵盖了新的生活饮用水标准中25项常规项目和4项非常规项目。其中可测12种金属。化学耗氧量：目前大多数现场快速检测方法均无法检测COD，此仪器配备了GDYS-20恒温消解器，可用快速消解法进行现场检测。78第78页，共93页。灵敏度及与较准标准的符合程度：经验证，铅、镉、砷等重金属指标高浓度端与较准标准的符合程度较高，但低浓度端效果仍不够理想，其它指标符合程度则较好。注意事项：仪器便于携带，可实现快速现场检测；其检测结果可作为法律裁决的前期基础参考数据。当仪器所检水样的检验结果超过国家允许标准时（样品为阳性结果），样品必须送由有资质的质检部门进一步确定和裁决。79第79页，共93页。重金属测定仪

格维恩PDV3000/PDV6000Plus方法原理：伏安法（阳极溶出法）80第80页，共93页。检测项目：镉、铜、砷、汞、铅、锌、锑、铊、铬、锰等12种金属离子。(目前可快速测定重金属指标数最多、灵敏度最高)优点：灵敏度高，可达1ppb~6ppm；检测快速（几十秒）；抗干扰能力强（不检测第钠、钾等1、2类金属，避免了氯化钠等的干扰），目前已列为EPA7063及7472等标准方法。缺点：价格较高（数十万）81第81页，共93页。zNose4200便携式快速分析仪(USA)82第82页，共93页。仪器原理：基于快速毛细色谱技术与高灵敏声学传感器相结合的产品。通过专用附件解析出样品蒸汽（顶空），再通过吸附和解析方式导入进样口，采用快速便携气相色谱技术对混合物进行分离，有机化合物从色谱柱依次流出，被表面声波检测器检测到，电脑上会显示分析图以及气体指纹图谱，通过自动谱库搜索进行定性定量分析。83第83页，共93页。技术参数进样：内置自动采样泵；载气：氦气；分析时间：10～60秒精确度：5%RSD；灵敏度：ppt～ppb级主要特点快速高效：10~60秒内完成定性和定量分析，8h分析300～400个样品功能全面：配有专用附件解析样品蒸汽（顶空），故可分析液、气体样品，无需复杂样品前处理84第84页，共93页。灵敏度高：达到ppb~ppt水平，水中苯检测到１ppb，水中硝基苯检测到2.7ppb携带方面：操作简单，使用方便，可手持、车载，满足现场检测、流动监测和实验室分析应用广范：环境应急检测、反恐安全、食品检测、海关、缉毒、质检、航天等。85第85页，共93页。zNose4200快速分析仪

在松花江水污染事件中应急监测的应用事件回放：2005年11月，由于中石油吉林化学工业公司双苯厂发生爆炸，约100吨的化学品泄漏进松花江，其中主要为硝基苯，造成松花江流域重大水污染事件，许多自来水厂被迫停水，给流域沿岸居民生活、工农业生产带来严重影响，引