水质监测5：非金属无机物的测定课件PPT

1、水质监测与分析,非金属无机物的测定,Company Logo,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,Company Logo,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。,Company Logo,2、电位滴定法 用玻璃电极为指示电极，甘汞

2、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,Company Logo,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,Company Logo,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,Company Logo,pH值,1、比色法

3、 2、玻璃电极法,我国颁布工业“废水”最高排放pH7.0-8.5，生活饮用水和地面水环境质量标准规定pH6.5-8.5之间，天然水pH6-9 。,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。,Company Logo,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。,Company Logo,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,a

4、s,a,玻璃薄膜,饱和甘汞电极,Ag-AgCl电极,ax,a,Company Logo,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。,Company Logo,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）2.497Ca，mg/L 4.118Mg，mg/L,Company Logo,EDTA滴定法(GB7477-87),Company Logo,溶解氧,定义： 溶解在水中的分

5、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34mgL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4mgL以上。,Company Logo,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,Company Logo,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

6、示剂，用Na2S2O3标准溶 液滴定，计算得出DO的含量。,Company Logo,碘量法化学反应式,MnSO4 2NaOH Na2SO4 Mn(OH)2 白色沉淀 2 Mn(OH)2 O2 2MnO(OH)2 棕色沉淀 MnO(OH)2 2H2SO4 Mn(SO4)2 3H2O Mn(SO4)2 2KI MnSO4 K2SO4 I2 2Na2S2O3 I2 Na2S4O6 2NaI,滴定碘,氧的固定,碘的析出,Company Logo,返回,叠氮化钠修正法,消除亚硝酸干扰,2NaN3+H2SO4 = 2NH+Na2SO4 NH3+HNO2 = N2O+N2+H2O,注意 !,NaN3剧毒，

7、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),Company Logo,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。,Company Logo,（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

8、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。,Company Logo,测定总氰化物时： 1、向水样中加入磷酸和EDTA，在pH2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,Company Logo,（二）氰化物测定,1、硝酸银滴定法：,Company Logo,2、异烟酸吡唑啉酮光度法,Company Logo,3、 吡啶巴比妥酸光度法,Company Logo,氟是人体必需的微量元素之一，缺

9、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,Company Logo,（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

10、、有色水样等优点,Company Logo,（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。,Company Logo,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,Company Logo,纳氏试剂光度法氨氮,纳氏试剂 2K2HgI4NH33KOH NH2Hg2IO7KI2H2O,HgI2及KI KOH,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,Company Logo,水杨酸-次氯酸盐分光光度法氨氮,返回,构造,

11、外壳（塑料）,指示电极（内电极导线）（平头pH玻璃电极）,参比电极 AgAgCl,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+H2O NH3 内充液中 使NH3+H2O=NH4+OH- 平头pH玻璃电极响应 NH3OH-pH电极响应,透气膜,OH=K,NH3,NH4+,三、电极法（ NH3 ）,(一)氨氮,Company Logo,蒸馏-滴定法,适合于氨氮浓度较高的水样,pH 6.0-7.4,硼酸吸收,Next,NH3,蒸馏,水样 适量,MgCl2 微碱

12、,甲基红-亚甲蓝 HCl,Company Logo,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,Company Logo,-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520 nm处比色定量。,Company Logo,硝酸盐氮,测定方法： 有酚二磺酸光度法（GB 740-87）、镉 柱还原法、紫外分光光度法、离子色谱法和电 极流动法等。,Company Logo,酚二磺酸光度法,无H2O 酚二磺酸,测其吸光度,标准曲 线定量,

13、硝基二磺酸酚,410,黄色的硝基酚二磺酸三钾盐,NO3-,碱性,（GB 740-87）,Company Logo,紫外分光光度法,1、水样经处理后，先在波长220 nm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275 nm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A2202A275 式中，A220 220 nm波长处测得的吸光度； A275 275 nm波长处测得的吸光度。,Company Logo,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

14、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。,Company Logo,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：,Company Logo,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：,Company Logo,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

15、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,Company Logo,过硫酸钾氧化紫外分光光度法测总氮,原理：在120124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。,Company Logo,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。,Company Logo,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，并可被微生物氧化