水中无机物的测定 课件-《环境监测》同步教学

水和污水监测技术

第三章

【学习目标】1.通过本章学习，理解水体及水体污染、水体自净作用及涵义、监测水体的特点及组成；2.掌握水质监测断面的类型和设置方法；学会采样点的布设、采样器的正确使用，并了解采样时间和采样频率的确定以及水样采集记录表的填写；3.掌握地表水、地下水及污水等水样的保存和预处理方法、原理；4.熟练掌握各种水体监测项目的测定方法，通过环境监测实验与职业技能实训加深理解，学会监测操作的全过程。【必备知识】1.水样的预处理原理及方法；2.水体理化指标检测；3.水中无机污染物监测分析常用技术。【选修知识】1.采样时间和采样频率的确定以及水样采集记录表的填写；2.采样器工作原理；3.检测设备工作原理。项目：

制定水质水监测方案，并针对监测水体污染状况确定水质监测指标。

教学引导：

2007年5月29日开始，江苏无锡市城区的大批市民家中自来水水质突然发生变化，并伴有难闻的气味，无法正常饮用。各方监测数据显示：入夏以来，无锡市区域内的太湖出现50年以来最低水位，加上天气连续高温少雨，太湖水富营养化较重，诸多因素导致蓝藻提前暴发，影响了自来水水源地水质。对于水源与市民饮用水的水质状况，你通过学习，将如何制定水监测方案及水质监测指标，如何确定监测指标并对确定的指标进行监测？

【项目引导】【课前思考题】1.什么是水体，水体有哪些类型？2.水体污染是怎么回事？污染的类型有哪些？3.水体自身具有净化作用吗？简述水体自净的过程。4.城市污水的组成有哪些？天然水和城市污水各自的特点是什么？5.流经城市的河流，一般应设置哪些断面?试说明其功能和布设原则。6.采集到的水样应该怎样保存？基本要求是什么？一般采取哪些措施？7.对于采集到的水样，在运输过程中应注意哪些方面？8.采集到的水样在测定前需要进行预处理吗？预处理有哪些方法？9.水体物理性质的监测指标有哪些？10.水体中通常需要监测的金属化合物有哪几种？11.水体中通常需要检测的非金属化合物有哪几种？第七节

水中无机物的测定一、金属化合物的检测二、非金属化合物的检测一、金属化合物的检测（一）汞1．冷原子吸收法1）仪器组成（1）光源

（2）吸收管（3）试样系统（4）光电检测系统（5）显示系统2）原理及测定汞蒸气对253.7nm的紫外光有选择性吸收，且在一定浓度范围内，吸光度与汞蒸气浓度成正比，其测定原理及详细的测定方法请看第九章第四节实验十二。（一）汞2．双硫腙分光光度法1）原理水样于95℃，在酸性介质中用高锰酸钾和过硫酸钾消解，将无机汞和有机汞转变成二价汞。用盐酸羟胺将过剩的氧化剂还原，在酸性条件下，汞离子与双硫腙生成橙色螯合物，用CHCl3或CCl4萃取，再用碱溶液洗去过剩的双硫腙，于485nm波长处测定吸光度，用标准曲线法定量，求出水样中汞的含量。2）测定条件及干扰消除盐酸羟胺不能过量；要使用优级纯试剂，特别是双硫腙要纯化，否则影响分析的准确性；双硫腙及有色螯合物对光敏感，应在避光或半暗室里操作；为避免在酸性介质中Cu2+等干扰，可在双硫腙洗脱液中加入10g/LEDTA二钠盐掩蔽。（二）镉1.原子吸收分光光度法1）原理原子吸收分光光度法又称原子吸收光谱分析，简称原子吸收分析(以AAS表示)。由锐线光源发射的特征谱线穿越被测水样的原子蒸气时，由于镉原子的选择性吸收而使入射光强度与透射光强度产生差异，可用标准曲线法或标准加入法（标准加入法过程可参看第九章第四节土壤中镉测定）测定水样的吸光度，求其中镉的浓度。2）测定原子吸收分光光度计的组成、操作过程参看第九章第三节和第四节相关内容。2.双硫腙分光光度法1）原理在强碱性溶液中，镉离子与双硫腙生成红色螯合物，用三氯甲烷萃取分离后，在518nm波长处测定吸光度，用标准曲线法求水中镉的含量。2）测定条件及干扰消除测定前水样应用硝酸—硫酸混合液消解预处理。应注意：钙离子浓度高于1000mg/L时会抑制镉吸收；镁离子浓度达20mg/L时，需多加酒石酸钾钠作掩蔽剂；铁含量高于5mg/L时应用碘化钾-甲基异丁基酮萃取体系，萃取时避免日光直射及远离热源；若水样中有氯化钠存在时，每20µg水样应加入5％磷酸钠溶液10µL消除基体效应的影响；水样中镉含量高于10µg时，取样量改为25或50mL；双硫腙必须提纯使用。（一）镉（三）铬1．六价铬的测定1)原理在酸性溶液中，六价铬与二苯羰酰二肼反应，生成紫红色化合物，其色度在一定浓度范围内与含量成正比，于540nm波长处进行比色测定，利用标准曲线法求水样中铬的含量。

2)测定及干扰消除测定方法详见第九章实验九。2．总铬的测定在酸性溶液中，以KMnO4将水样中的Cr3+氧化为Cr6+，过量的KMnO4用NaNO2分解，过剩的NaNO2用CO(NH2)2分解，然后加入二苯羰酰二肼，按测定六价铬的方法进行比色测定。（四）铅1．原理

在pH=8.5～9.5的氨性柠檬酸盐—氰化物的还原介质中，铅与双硫腙反应生成红色螯合物，用三氯甲烷(或四氯化碳)萃取后于510nm波长处比色测定，利用校准曲线法即可求得水样中铅的含量。

2．测定步骤1)消化过的水样2)未经消化的水样3.注意事项使用的器皿、试剂、去离子水中不应含有痕量铅；在pH＝8～9时受Bi3+、Sn2+等干扰，一般先在pH=2～3时用双硫腙三氯甲烷萃取除去，同时除去铜、汞、银等离子；水样中的氧化性物质(如Fe3+)易氧化双硫腙，应在氨性介质中加入盐酸羟胺除去；氰化钾可掩蔽铜、锌、镍、钴等离子；柠檬酸盐配位掩蔽钙、镁、铝、铬、铁等，防止氢氧化物沉淀。（五）铜1．乙氨基二硫代甲酸钠萃取分光光度法1）原理在pH=9～10的氨性溶液中，铜离子与二乙氨基二硫代甲酸钠（DDTC）作用，生成物质的量之比为1：2的黄棕色配合物，用三氯甲烷或四氯化碳萃取后于440nm波长处测定吸光度，用标准曲线法定量求出水样中铜的含量。

2）测定及干扰消除测定时应注意：为防止铜离子吸附在采样容器上，水样应尽快测定；铜含量较高时，可直接在水样中进行分光光度法测定；在萃取和比色时，尽量避免阳光直射，以免有色配合物分解；水样中铁、锰、镍、钴和铋等与DDTC生成有色配合物干扰测定，铋用氰化钠去除，余者用EDTA和柠檬酸胺掩蔽去除。

（五）铜

2．新亚铜灵萃取分光光度法1）原理用盐酸羟胺将水样中的二价铜离子还原为亚铜离子，在中性或微酸性溶液中，亚铜离子与新亚铜灵(2，9-二甲基-1，10-菲罗啉)反应生成物质的量之比为1：2的黄色配合物，用三氯甲烷-甲醇混合溶剂萃取，于457nm波长处测定吸光度，用标准曲线法定量求出水样中铜含量。2）测定及干扰消除大量铬、锡及其他氧化性离子的干扰，可用亚硫酸还原铬酸盐消除铬的干扰，用盐酸羟胺消除锡和其他氧化性离子的干扰；氰化物、硫化物和有机物的干扰，可消解水样去除。（六）锌1．原理在pH=4.0～5.5的醋酸盐缓冲溶液介质中，锌离子与双硫腙形成红色螯合物，用三氯甲烷(或四氯化碳)萃取后于535nm波长处测定吸光度，用标准曲线法定量求出水样中锌的含量。

2．测定及干扰消除所用器皿、试剂以及去离子水均不含痕量锌；天然水中正常存在的金属离子不干扰测定；水中存在少量铋、镉、钴、金、铅、汞、镍、银、亚锡等离子均产生干扰，可用硫代硫酸钠掩蔽和控制溶液的pH值来消除，这种方法称为混色测定法；水中存在大量上述干扰离子时，用混色比色法测定误差大，使用单色法测定。即将萃取有色螯合物后的有机相先用硫代硫酸钠-乙酸钠-硝酸混合液洗涤除去部分干扰离子，再用新配制的0.04％硫化钠洗去过量的双硫腙。（七）砷二乙氨基二硫代甲酸银分光光度法1)原理

锌与酸作用，产生新生态氢。在碘化钾和氯化亚锡存在下，五价砷还原为三价，三价砷被新生态氢还原成气态砷化氢，用二乙氨基二硫代甲酸银-三乙醇胺的三氯甲烷溶液吸收,生成红色的胶体银,在510nm波长处测吸光度，用标准曲线法定量。2）测定及干扰消除含有机物的水样应用硝酸-硫酸消解；水样中共存锑、铋和硫化物时，可用氯化亚锡和碘化钾抑制锑、铋的干扰，用乙酸铅棉去除硫化物；整个反应应在通风橱内进行。（七）砷

2.新银盐分光光度法1)原理硼氢化钾在酸性溶液中产生新生态氢，将水中无机砷还原成砷化氢气体,用硝酸-硝酸银-聚乙烯醇-乙醇溶液吸收，生成单质胶态银，使溶液呈黄色，在400nm波长处测吸光度。2）测定及干扰消除吸收液中的聚乙烯醇是胶态银的良好分散剂，但通入气体时,会产生大量的泡沫，加入乙醇作消泡剂。二、非金属化合物的检测（一）含氮化合物水中无机态氮的存在形态主要是氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮，这三者之间可以通过生物化学作用转化。测定各种形态的含氮化合物，有助于评价水体污染自净状况。这三者再加上有机氮即为水中总氮。1．氨氮1)纳氏试剂分光光度法2)水杨酸-次氯酸盐分光光度法3)滴定法2．亚硝酸盐氮N-(1-萘基)-乙二胺分光光度法3．硝酸盐氮1)酚二磺酸分光光度法2)紫外分光光