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歡迎2015年第1期

“水污染連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)運(yùn)行管理”培訓(xùn)班學(xué)員水污染連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)

運(yùn)行管理

第一章水質(zhì)監(jiān)測分析方法

1.1化學(xué)需氧量(COD)COD的定義

化學(xué)需氧量(ChemicalOxygenDemand,簡稱COD),是指水體中易被強(qiáng)氧化劑氧化的還原性物質(zhì)所消耗的氧化劑的量,結(jié)果折算成氧的量(以mg/L計(jì))。它是表示水質(zhì)污染程度的重要綜合指標(biāo)之一。

COD(ChemicalOxygenDemand)即化學(xué)需氧量,它是利用化學(xué)氧化劑將廢水中可氧化物質(zhì)(如有機(jī)物、亞硝酸鹽、亞鐵鹽、硫化物等)氧化分解,然后根據(jù)殘留的氧化劑的量計(jì)算出氧的消耗量。COD的單位為毫克/升。1.1化學(xué)需氧量(COD)COD的定義

COD太高,會(huì)造成水中溶解氧降低,導(dǎo)致水中需要氧氣較多的生物(一般是魚蝦)的死亡,使厭氧菌泛濫生長,“活水”將變?yōu)椤八浪薄F渲翟酱?,說明水體污染程度越嚴(yán)重。

我國《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838-2002)中規(guī)定了五類濃度限值:15mg/L(Ⅰ類),15mg/L(Ⅱ類),20mg/L(Ⅲ類),30mg/L(Ⅳ類),40mg/L(Ⅴ類)。1.1化學(xué)需氧量(CODcr)COD的定義化學(xué)需氧量的定量方法因氧化劑的種類和濃度、氧化酸度、反應(yīng)溫度、時(shí)間及催化劑的有無等條件的不同而出現(xiàn)不同的結(jié)果?;瘜W(xué)需氧量是一個(gè)條件性指標(biāo),必須嚴(yán)格按操作步驟進(jìn)行。COD的測定方法主要以氧化劑的類型來分類,最常見的是重鉻酸鉀法(簡稱CODCr)和高錳酸鉀法(簡稱CODMn)。1.1.1化學(xué)需氧量(CODcr)COD的定義CODcr

是我國實(shí)施排放總量控制的指標(biāo)之一,是指在強(qiáng)酸并加熱條件下,用重鉻酸鉀作為氧化劑處理水樣時(shí)所消耗氧化劑的量,以氧的mg/L來表示。采用的是國標(biāo)GB11914-89。1.1.1化學(xué)需氧量(CODcr)測定CODcr的意義

化學(xué)需氧量這個(gè)指標(biāo)是為了了解水中的污染物分解將要消耗多少氧。

1.1.1化學(xué)需氧量(CODcr)測定CODcr的意義

化學(xué)需氧量通??勺鳛楹饬克w中有機(jī)物的相對含量,它的作用與醫(yī)生以體溫判斷人的一般健康狀況有點(diǎn)相似。對于河流和工業(yè)廢水的研究及污水處理廠的效果評價(jià)來說,它是一個(gè)重要而易得的參數(shù)。

1.1.2CODcr測量方法CODcr的測量原理

在強(qiáng)酸性溶液中,用一定量的重鉻酸鉀氧化水樣中還原性物質(zhì),過量的重鉻酸鉀以試亞鐵靈作指示劑,用硫酸亞鐵銨溶液回滴。根據(jù)硫酸亞鐵銨的用量算出水中還原性物質(zhì)消耗氧的量。1.1.2CODcr測量方法硫酸銀的催化作用

為了促使水中還原性物質(zhì)的充分氧化,需要加入硫酸銀作催化劑,為使硫酸銀分布均勻,常將其定量加入濃硫酸中,待其全部溶解后(約需24h)使用。硫酸銀的催化機(jī)理

有機(jī)物中含羥基的化合物在強(qiáng)酸性介質(zhì)中首先被重鉻酸鉀氧化成羧酸。這時(shí),生成的脂肪酸與硫酸銀作用生成脂肪酸銀,由于銀原子的作用,使羧基易斷裂而生成二氧化碳和水,并進(jìn)一步生成新的脂肪酸銀,其碳原子較前者少一個(gè)。如此循環(huán)重復(fù),逐步使有機(jī)物全部氧化成二氧化碳和水。1.1.2CODcr測量方法干擾及其消除

酸性重鉻酸鉀氧化性很強(qiáng),可氧化大部分有機(jī)物,加入硫酸銀作催化劑時(shí),直鏈脂肪族化合物可完全被氧化,而芳香族有機(jī)物卻不容易被氧化,吡啶不被氧化,揮發(fā)性直鏈脂肪族化合物、苯等有機(jī)物存在于氣相,不能與氧化劑液體接觸,氧化不明顯。1.1.2CODcr測量方法干擾及其消除

氯離子能被重鉻酸鹽氧化,并且能與硫酸銀作用產(chǎn)生沉淀,影響測定結(jié)果,故在回流前向水樣中加入硫酸汞,使成為絡(luò)合物以消除干擾。氯離子含量高于1000ml/L的樣品應(yīng)先作定量稀釋,使含量降低至1000mg/L以下,再行測定。1.1.2CODcr測量方法干擾及其消除

如果將COD看做還原性物質(zhì)的污染指標(biāo),則除氯離子之外的無機(jī)還原物質(zhì)的耗氧量全包括在內(nèi)。干擾物質(zhì)有:Fe2+、S2-、NO2-、SO32-等。 如將COD看做有機(jī)物的污染指標(biāo)的話,則需將無機(jī)還原物質(zhì)的耗氧量除去。1.1.2CODcr測量方法方法的適用范圍

用0.25mol/L濃度的重鉻酸鉀溶液可測定大于50mg/L的COD,未經(jīng)稀釋水樣的測定上限是700mg/L; 用0.025mol/L濃度的重鉻酸鉀溶液可測定5~50mg/L的COD,但低于10mg/L時(shí)測量準(zhǔn)確度較差。1.1.2CODcr測量方法回流裝置1.1.2CODcr測量方法所用試劑及配制(1)重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液(1/6K2Cr2O7=0.25mol/L)稱取預(yù)先在120℃烘干2h的基準(zhǔn)或優(yōu)級(jí)純重鉻酸鉀12.258g溶于水中,移入1000mL容量瓶,稀釋至標(biāo)線,搖勻;(2)1,10-菲啰啉指示液稱取1.458g1,10-菲啰啉(C12H8N2·H2O,1,10-phenanthroline),0.695g硫酸亞鐵(FeSO4·7H2O)溶于水中稀釋至100mL,貯于棕色瓶內(nèi)。1.1.2CODcr測量方法所用試劑及配制(3)硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液〔(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O≈0.1mol/L)〕稱取39.5g硫酸亞鐵銨溶于水中,邊攪拌邊緩慢加入20ml濃硫酸,冷卻后移入1000mL容量瓶中,加水稀釋至標(biāo)線,搖勻。臨用前,用重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定;1.1.2CODcr測量方法所用試劑及配制標(biāo)定方法:準(zhǔn)確吸取10.00ml重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液于500ml錐形瓶中,加水稀釋至110ml左右,緩慢加入30ml濃硫酸,混勻。冷卻后,加入3滴1,10-菲啰啉指示液(約0.15ml),用硫酸亞鐵銨溶液滴定,溶液的顏色由黃色經(jīng)藍(lán)綠色至紅褐色即為終點(diǎn)。記下硫酸亞鐵銨的消耗量(ml)。1.1.2CODcr測量方法所用試劑及配制(4)硫酸-硫酸銀于2500ml濃硫酸中加入25g硫酸銀。放置1~2d,不時(shí)搖動(dòng)使其溶解(如無2500ml容器,可在500ml濃硫酸中加入5g硫酸銀)。(5)硫酸汞結(jié)晶或粉末。1.1.2CODcr測量方法操作步驟(1)取20ml混合均勻的水樣置250ml磨口的回流錐形瓶中,準(zhǔn)確加入10.00ml重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液及數(shù)粒玻璃珠,連接磨口回流冷凝管,從冷凝管上口慢慢地加入30ml硫酸-硫酸銀溶液,輕輕搖動(dòng)錐形瓶使溶液均勻,加熱回流2h(自開始沸騰時(shí)計(jì)時(shí))。廢水中氯離子含量超過30mg/L時(shí),應(yīng)先把0.4g硫酸汞加入回流錐形瓶中,再加20ml廢水、搖勻。以下操作同上。1.1.2CODcr測量方法操作步驟(2)冷卻后,用90ml水從上部慢慢沖洗冷凝管壁,取下錐形瓶。溶液總體積不得少于140ml,否則因酸度太大,滴定終點(diǎn)不明顯。(3)溶液再度冷卻后,加3滴1,10-菲啰啉指示液,用硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,溶液的顏色由黃色經(jīng)藍(lán)綠色至紅褐色即為終點(diǎn),記錄硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的用量。1.1.2CODcr測量方法操作步驟(4)測定水樣的同時(shí),以20ml重蒸餾水,按同樣操作步驟作空白試驗(yàn)。記錄空白時(shí)硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的用量。1.1.2CODcr測量方法COD計(jì)算式中:C—硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度(mol/L);

V0—滴定空白時(shí)硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液用量(ml);

V1—滴定水樣時(shí)硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液用量(ml);

V—水樣的體積(ml);

8—氧(1/2O)的摩爾質(zhì)量(g/mol)(1)使用0.4g硫酸汞絡(luò)合氯離子的最高量可達(dá)40mg,如取用20ml水樣,最高可絡(luò)合2000mg/L氯離子濃度的水樣。若氯離子濃度較低,亦可少加硫酸汞,保持硫酸汞:氯離子=10:1。若出現(xiàn)少量氯化汞沉淀,并不影響測定。1.1.3容易出現(xiàn)的問題和注意點(diǎn)(2)水樣取用體積可在10.00~50.00ml范圍之間,但試劑用量及濃度需按表1-1進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。1.1.3容易出現(xiàn)的問題和注意點(diǎn)表1-1水樣取用量和試劑用量表水樣體積

/ml0.2500mol/L

K2Cr2O7溶液/mlH2SO4-Ag2SO4

溶液/mlHgSO4

/g(NH4)2Fe(SO4)2

/(mol/L)滴定前總體積

/ml10.05.0150.20.0507020.010.0300.40.10014030.015.0450.60.15021040.020.0600.80.20028050.025.0751.00.250350(3)對于化學(xué)需氧量小于50mg/L的水樣,應(yīng)改用0.025mol/L重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液?;氐螘r(shí)用0.01mol/L硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液。(4)水樣加熱回流后,溶液中重鉻酸鉀剩余量應(yīng)是加入量的1/5~4/5為宜。1.1.3容易出現(xiàn)的問題和注意點(diǎn)(5)用鄰苯二甲酸氫鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液檢查試劑的質(zhì)量和操作技術(shù)時(shí),由于每克鄰苯二甲酸氫鉀的理論CODCr為1.176g,所以溶解0.4251g鄰苯二甲酸氫鉀(HOOCC6H4COOK)于重蒸餾水中,轉(zhuǎn)入1000ml容量瓶,用重蒸餾水稀釋至標(biāo)線,使之成為500mg/L的CODCr標(biāo)準(zhǔn)溶液。用時(shí)新配。(6)CODCr的測定結(jié)果應(yīng)保留三位有效數(shù)字。1.1.3容易出現(xiàn)的問題和注意點(diǎn)(7)每次實(shí)驗(yàn)時(shí),應(yīng)對硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行標(biāo)定。(8)注意冷卻水軟管及水溫。(9)安全操作,在實(shí)驗(yàn)中使用了重鉻酸鉀、硫酸汞和濃硫酸等藥品,操作中需加以小心。(10)實(shí)驗(yàn)室要通風(fēng)。1.1.3容易出現(xiàn)的問題和注意點(diǎn)

高錳酸鹽指數(shù)(CODMn)是指在酸性或堿性介質(zhì)中,以高錳酸鉀為氧化劑,處理水樣時(shí)所消耗的量,以氧的mg/L來表示。高錳酸鹽指數(shù),亦被稱為化學(xué)需氧量的高錳酸鉀法。由于在規(guī)定條件下,水中有機(jī)物只能部分被氧化,并不是理論上的需氧量,也不是反映水體中總有機(jī)物含量的尺度。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織所提請討論的高錳酸鹽指數(shù),僅應(yīng)用于地表水、飲用水和生活污水,不可用于工業(yè)廢水。1.2.高錳酸鹽指數(shù)我國規(guī)定了環(huán)境水質(zhì)的高錳酸鹽指數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)。GB11892-891.2.高錳酸鹽指數(shù)表1-2地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)基本項(xiàng)目準(zhǔn)限值單位:mg/L1.2.高錳酸鹽指數(shù)序號(hào)項(xiàng)目分類I類II類III類IV類V類2pH6~93溶解氧7.565324高錳酸鹽指數(shù)24610155化學(xué)需氧日生化需氧量3346107氨氮0.150.51.01.52.08總磷(以P計(jì))0.02湖、庫0.010.1湖、庫0.0250.2湖、庫0.050.3湖、庫0.10.4湖、庫0.29總氮(湖、庫,以N計(jì))0.20.51.01.52.010銅0.011.01.01.01.015汞0.000050.000050.00010.0010.00117鉻(六價(jià))0.010.050.050.050.11.2.1酸性高錳酸鉀法1.2.1.1適用范圍酸性法適用于氯離子含量不超過300mg/L的水樣。當(dāng)水樣的高錳酸鹽指數(shù)值超過10mg/L時(shí),則酌情分取少量試樣,并用水稀釋后再行測定。1.2.高錳酸鹽指數(shù)1.2.1酸性高錳酸鉀法1.2.1.2原理水樣加入硫酸使呈酸性后,加入一定量的高錳酸鉀溶液,并在沸水浴中加熱反應(yīng)一定的時(shí)間。剩余的高錳酸鉀,用草酸鈉溶液還原并加入過量,再用高錳酸鉀溶液回滴過量的草酸鈉,通過計(jì)算求出高錳酸鹽指數(shù)值。1.2.高錳酸鹽指數(shù)1.2.1酸性高錳酸鉀法1.2.1.2原理顯然,高錳酸鹽指數(shù)值是一個(gè)相對的條件性指標(biāo),其測定結(jié)果與溶液的酸度、高錳酸鹽濃度、加熱溫度和時(shí)間有關(guān)。測定時(shí)必須嚴(yán)格遵守操作規(guī)定,使結(jié)果具有可比性。1.2.高錳酸鹽指數(shù)1.2.1酸性高錳酸鉀法1.2.1.3試劑及儀器(1)試劑①高錳酸鉀貯備液(1/5KMnO4=0.1mol/L)稱取3.2g高錳酸鉀溶于1.2L水中,加熱煮沸,使體積減少到約1L,在暗處放置過夜,用G-3玻璃砂芯漏斗過濾后,濾液貯于棕色瓶中保存。使用前用0.1000mol/L的草酸標(biāo)準(zhǔn)貯備液標(biāo)定,求得實(shí)際濃度。1.2.高錳酸鹽指數(shù)1.2.1酸性高錳酸鉀法(1)試劑②高錳酸鉀使用液(1/5KMnO4=0.01mol/L)吸取一定量的上述高錳酸鉀溶液,用水稀釋至1000mL,使其濃度為0.01mol/L,貯于棕色瓶中。使用當(dāng)天應(yīng)進(jìn)行標(biāo)定。③(1+3)硫酸配制時(shí)趁熱滴加高錳酸鉀溶液至呈微紅色。1.2.高錳酸鹽指數(shù)1.2.1酸性高錳酸鉀法(1)試劑④草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)貯備液(1/2Na2C2O4=0.1000mol/L)稱取0.6705g在105~110℃烘干1h并冷卻的優(yōu)級(jí)純草酸鈉溶于水,移入100mL容量瓶中,用水稀釋至標(biāo)線。⑤草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)使用液(1/2Na2C2O4=0.0100mol/L)吸取10.00mL上述草酸鈉溶液并移入100mL容量瓶中,用水稀釋至標(biāo)線。1.2.高錳酸鹽指數(shù)1.2.1酸性高錳酸鉀法1.2.1.3試劑及儀器(2)儀器 ①沸水浴裝置; ②250mL錐形瓶; ③25或50mL酸式滴定管; ④定時(shí)器1.2.高錳酸鹽指數(shù)1.2.1酸性高錳酸鉀法1.2.1.4分析步驟1.2.高錳酸鹽指數(shù)(1)CODMn操作步驟100mL水樣(原樣或經(jīng)稀釋)于錐形瓶中混勻沸水浴30min終點(diǎn)微紅色褪色(1+3)H2SO45mL

0.01mol/LKMnO410.0ml

0.0100mol/LNa2C2O410.0ml用原濃度KMnO4滴定1.2.1酸性高錳酸鉀法1.2.1.4分析步驟(2)高錳酸鉀溶液濃度的標(biāo)定:將上述滴定完畢的溶液加熱至約70℃,準(zhǔn)確加入10.00ml草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液(0.0100mol/L),再用0.01mol/L高錳酸鉀溶液滴定至微紅色。記錄高錳酸鉀溶液的消耗量,按下式求得高錳酸鉀溶液的校正系數(shù)(K)。

K=10.00/V式中V—高錳酸鉀溶液消耗量1.2.高錳酸鹽指數(shù)1.2.1酸性高錳酸鉀法1.2.1.5計(jì)算(1)水樣不經(jīng)稀釋1.2.高錳酸鹽指數(shù)式中:V1—滴定水樣時(shí),高錳酸鉀溶液的消耗量(ml);

K—校正系數(shù);

M—草酸鈉溶液濃度(mol/L);

8—氧(1/2O)的摩爾質(zhì)量(g/mol)1.2.1酸性高錳酸鉀法1.2.1.5計(jì)算(2)水樣經(jīng)稀釋1.2.高錳酸鹽指數(shù)式中:V0—空白試驗(yàn)中高錳酸鉀溶液消耗量(ml);

V2—分取水樣量(ml);

C—稀釋的水樣中含水的比值,例如,10.0ml水樣,加90ml水稀釋至100ml,則C=0.90。1.2.1酸性高錳酸鉀法1.2.1.6注意事項(xiàng)(1)在水浴中加熱完畢后,溶液仍應(yīng)保持淡紅色,如變淺或全部褪去,說明高錳酸鉀的用量不夠。此時(shí),應(yīng)將水樣稀釋倍數(shù)加大后再測定,使加熱氧化后殘留的高錳酸鉀為其加入量的1/2~1/3為宜。(2)在酸性條件下,草酸鈉和高錳酸鉀的反應(yīng)溫度應(yīng)保持在60~80℃,所以滴定操作必須趁熱進(jìn)行,若溶液溫度過低,需適當(dāng)加熱。1.2.高錳酸鹽指數(shù)1.2.2堿性高錳酸鉀法1.2.2.1適用范圍 當(dāng)水樣中氯離子濃度高于300mg/L時(shí),應(yīng)采用堿性法。1.2.2.2原理 在堿性溶液中,加一定量的高錳酸鉀溶液于水樣中,加熱一定時(shí)間以氧化水中的還原性無機(jī)物和部分有機(jī)物。加酸酸化后,用草酸鈉溶液還原剩余的高錳酸鉀并加入過量,再以高錳酸鉀溶液滴定至微紅色,通過計(jì)算求出堿性高錳酸鹽指數(shù)值。1.2.高錳酸鹽指數(shù)1.2.2堿性高錳酸鉀法1.2.2.3試劑及儀器(1)試劑50%氫氧化鈉。其余同酸性高錳酸鉀法試劑。(2)儀器 同酸性高錳酸鉀法。1.2.高錳酸鹽指數(shù)1.2.2堿性高錳酸鉀法1.2.2.4分析步驟1.2.高錳酸鹽指數(shù)(1)CODMn操作步驟100mL水樣(原樣或經(jīng)稀釋)于錐形瓶中混勻沸水浴30min終點(diǎn)微紅色褪色50%NaOH0.5mL

0.01mol/LKMnO410.0ml

(1+3)H2SO45mL

0.010Mol/LNa2C2O410.0ml用原濃度KMnO4滴定1.2.2堿性高錳酸鉀法1.2.2.5計(jì)算(1)水樣不經(jīng)稀釋1.2.高錳酸鹽指數(shù)式中:V1—滴定水樣時(shí),高錳酸鉀溶液的消耗量(ml);

K—校正系數(shù);

M—草酸鈉溶液濃度(mol/L);

8—氧(1/2O)的摩爾質(zhì)量(g/mol)1.2.2酸性高錳酸鉀法1.2.2.5計(jì)算(2)水樣經(jīng)稀釋1.2.高錳酸鹽指數(shù)式中:V0—空白試驗(yàn)中高錳酸鉀溶液消耗量(ml);

V2—分取水樣量(ml);

C—稀釋的水樣中含水的比值,例如,10.0ml水樣,加90ml水稀釋至100ml,則C=0.90。1.2.3CODCr與CODMn的相關(guān)關(guān)系CODCr與CODMn的方法比較如表1-2所示。1.2.高錳酸鹽指數(shù)表1-3化學(xué)需氧量測定方法比較表方法氧化率

/%精密度(相對標(biāo)準(zhǔn)偏差)/%需用時(shí)間

/(h/批)試劑用量對環(huán)境的影響CODCr901.84大濃硫酸、汞鹽、六價(jià)鉻等均污染環(huán)境CODMn503.21小無多大污染1.2.3CODCr與CODMn的相關(guān)關(guān)系CODCr和CODMn是采用兩種不同氧化劑在各自的氧化條件下測定的??偟恼f來,CODCr和CODMn

的相關(guān)關(guān)系難以找出明顯的規(guī)律。大量資料報(bào)道,CODCr法應(yīng)用廣泛,適用于各種類型的廢水,尤其是工業(yè)廢水,CODMn法僅適用于測定地表水、飲用水和生活污水。1.2.高錳酸鹽指數(shù)1.3.1概述1.3.1.1氨氮的定義 所謂水溶液中的氨氮是以游離氨(或稱非離子氨,NH3)或離子氨(NH4+)形態(tài)存在的氨。 對水和廢水中最關(guān)注的幾種形態(tài)的氮是硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮、氨氮和有機(jī)氮。它們之間可以相互轉(zhuǎn)化。1.3氨氮1.3氨氮1.3.1概述1.3.1.2氨的一般性質(zhì) 氨(Ammonia,NH3

)分子量為17.03,溶點(diǎn)-77.7℃,沸點(diǎn)-33.35℃,比重0.61。 氨為無色有強(qiáng)烈刺激臭味的氣體,易溶于水、乙醚和乙醇中。當(dāng)氨溶于水時(shí),其中一部分氨與水反應(yīng)生成銨離子一部分形成水合氨(非離子氨),其化學(xué)成分平衡可用下列方程簡化表示1.3.1概述1.3.1.2氨的一般性質(zhì)1.3氨氮

上式中NH3·nH2O(aq)

表示與水松散結(jié)合的非離子化氨分子,以氫鍵結(jié)合的水分子至少多于3,為方便起見,溶解的非離子氨用NH3表示,總氨指NH3和NH4+之總和。氨的水溶液稱氨水。氨對水生物的毒性是由溶解的非離子氨造成的,而離子氨則基本無毒。1.3氨氮

1.3.1概述1.3.1.3測氨氮的意義 魚類對非離子氨比較敏感。為保護(hù)淡水水生物,水中非離子氨的濃度應(yīng)低于0.02mg/L。 人體如果吸入濃度140ppm(0.1mg/L)的氨氣體時(shí)就感到有輕度刺激;吸入350ppm(0.25mg/L)時(shí)就有非常不愉快的感覺,但能忍耐1h。當(dāng)濃度為200~330ppm(0.15~0.25mg/L)時(shí),只有12.5%從肺部排出,吸入30min時(shí)就強(qiáng)烈地刺激眼睛、鼻腔,并進(jìn)一1.3氨氮

1.3.1概述1.3.1.3測氨氮的意義步產(chǎn)生噴嚏、流涎、惡心、頭痛、出汗、臉面充血、胸部痛、尿頻等。濃度進(jìn)一步加強(qiáng)時(shí),就會(huì)腐蝕口腔及呼吸道的粘膜,并有咳嗽、嘔吐、眩暈、窒息感、不安感、胃痛、閉尿、出汗等癥狀。在高濃度情況下有在3~7d后發(fā)生肺氣腫而死亡者。由于聲門水腫或支氣管肺炎而死亡者不多,大多數(shù)在幾天之后出現(xiàn)眼病。1.3氨氮

1.3.1概述1.3.1.3測氨氮的意義 當(dāng)眼睛與噴出的氨氣直接接觸時(shí),有產(chǎn)生持續(xù)性角膜渾濁癥及失明者。在更高濃度如2500ppm(1.75mg/L)以上者,有急性致死的危險(xiǎn)。 關(guān)于氨的慢性中毒的報(bào)告指出,有出現(xiàn)消化機(jī)能障礙、慢性結(jié)膜炎、慢性支氣管炎,有時(shí)出現(xiàn)血痰及耳聾等,也有引起食道狹窄的。 如果喝濃度為25%的氨20~30ml,就可以致命。1.3氨氮

1.3.1概述1.3.1.4水體中氨的主要來源 在地面水和廢水中天然地含有氨。水中氨氮的來源主要為生活污水中含氮有機(jī)物受微生物作用的分解產(chǎn)物,某些工業(yè)廢水,如焦化廢水和合成氨化肥廠廢水等,以及農(nóng)田排水。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,氨以氮肥等形式施入耕地中,隨地表徑流進(jìn)入地面水。 氨的工業(yè)污染來源于肥料生產(chǎn)、硝酸、煉焦、硝化纖維、人造絲、合成橡膠、碳化鈣、染料、清漆、燒堿、電鍍及石油開采和石油產(chǎn)品加工過程。 1.3.1概述1.3.1.5測定方法選擇 氨氮的測定方法,通常有納氏試劑比色法、氣相分子吸收法、苯酚-次氯酸鹽(或水楊酸-次氯酸鹽)比色法和電極法等。 納氏試劑比色法具有操作簡便、靈敏等特點(diǎn),水中鈣、鎂和鐵等金屬離子、硫化物、醛和酮類、顏色以及混濁等均干擾測定,需要作相應(yīng)的預(yù)處理。1.3氨氮1.3.1概述1.3.1.5測定方法選擇 苯酚-次氯酸鹽比色法具有靈敏、穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn),干擾情況和消除方法同納氏試劑比色法。 電極法具有通常不需要對水樣進(jìn)行預(yù)處理和測量范圍寬等優(yōu)點(diǎn),但電極的壽命和再現(xiàn)性尚存在一些問題。氣相分子吸收法比較簡單,使用專用儀器或原子吸收儀都可達(dá)到良好的效果,但不普及。 氨氮含量較高時(shí),還可采用蒸餾-酸滴定法。1.3氨氮1.3.1概述1.3.1.5測定方法選擇 氨的測定方法的選擇要考慮兩個(gè)主要因素,即氨的濃度和存在的干擾物。直接比色法僅限于測定清潔飲用水、天然水和高度凈化過的廢水出水,因?yàn)檫@些水的色度都比較低。濁度、顏色和鎂、鈣等能在堿性條件下產(chǎn)生沉淀的物質(zhì)會(huì)干擾測定,可用預(yù)蒸餾除去。氨的濃度較高時(shí),選用滴定法。1.3氨氮1.3.2樣品的獲取、保存和預(yù)處理1.3.2.1樣品的獲取、保存 水樣采集在聚乙烯瓶或玻璃瓶內(nèi),并應(yīng)盡快分析,必要時(shí)可加硫酸將水樣酸化至pH<2,于2~5℃下存放。酸化樣品應(yīng)注意防止吸收空氣中的氨而沾污。

1.3氨氮

1.3.2樣品的獲取、保存和預(yù)處理1.3.2.2樣品的預(yù)處理 水樣帶色或混濁以及含有其他一些干擾物質(zhì),影響氨的測定。在分析時(shí)需作適當(dāng)?shù)念A(yù)處理。對較清潔的水樣,可采用絮凝沉淀法;對污染嚴(yán)重的水或工業(yè)廢水,則用蒸餾法消除干擾。 1.3氨氮

1.3.2樣品的獲取、保存和預(yù)處理1.3.2.2樣品的預(yù)處理 絮凝沉淀法 加適量的硫酸鋅于水樣中,并加氫氧化鈉使呈堿性,生成氫氧化鋅沉淀,再經(jīng)過濾除去顏色和混濁等。1.3氨氮

1.3.2樣品的獲取、保存和預(yù)處理(1)儀器

100ml具塞量筒或比色管(2)試劑 ①10%硫酸鋅溶液:稱取10g硫酸鋅溶于水,稀釋至100ml。 ②25%氫氧化鈉:稱取250g氫氧化鈉溶于水,稀釋至100ml,貯于聚乙烯瓶中。1.3氨氮

1.3.2樣品的獲取、保存和預(yù)處理(3)步驟 絮凝沉淀法的步驟1.3氨氮

pH~10.5

100mL水樣于具塞量筒或比色管中混勻,放置使沉淀?xiàng)壢デ?0ml濾液樣品中速濾紙過濾

10%ZnSO41mL

25%NaOH0.1~0.2mL1.3.2樣品的獲取、保存和預(yù)處理1.3.2.2樣品的預(yù)處理 蒸餾法 調(diào)節(jié)水樣的pH使在6.0~7.4的范圍,加入適量的氫氧化鎂使呈微堿性,蒸餾釋放出的氨吸收于硫酸或硼酸溶液中。 采用納氏試劑比色法或酸滴定法時(shí),以硼酸溶液為吸收液;采用水楊酸-次氯酸鹽比色法時(shí),則以硫酸溶液作吸收液。1.3氨氮

1.3.2樣品的獲取、保存和預(yù)處理(1)儀器 帶氮球的定氮蒸餾裝置:500ml開氏燒瓶、氮球、直形冷凝管和導(dǎo)管(2)試劑 ①1mol/L鹽酸溶液。 ②1mol/L氫氧化鈉溶液。1.3氨氮

1.3.2樣品的獲取、保存和預(yù)處理(2)試劑

③輕質(zhì)氧化鎂(MgO):將氧化鎂在500℃下加熱,以除去碳酸鹽。 ④硼酸溶液:稱取20g硼酸溶于水,稀釋至1L。 ⑤硫酸溶液:0.01mol/L。1.3氨氮

1.3.2樣品的獲取、保存和預(yù)處理(3)步驟 蒸餾法的步驟1.3氨氮

250mL水樣于開氏燒瓶中加熱蒸餾樣品pH~7

用HCl或NaOH調(diào)節(jié)pH0.25g輕質(zhì)MgO⑤1.3.3實(shí)驗(yàn)室測量方法1.3.3.1納氏試劑比色法HJ535-2009代替GB7479-87 (1)原理:碘化汞和碘化鉀的堿性溶液與氨反應(yīng)生成淡紅棕色膠態(tài)化合物,此顏色在較寬的波長內(nèi)具有強(qiáng)烈吸收。通常測量波長在410~425nm范圍。 (2)適用范圍:本法最低檢出濃度為0.025mg/L,測定上限為2mg/L。水樣作適當(dāng)?shù)念A(yù)處理后,本法可適用于地表水、地下水、工業(yè)水和生活污水中氨氮的測定。1.3氨氮

1.3.3實(shí)驗(yàn)室測量方法1.3.3.1納氏試劑比色法 (3)納氏試劑的配制:有關(guān)納氏試劑的配方與配制方法有多種,各有特點(diǎn),其靈敏度、穩(wěn)定性等亦有所不同。較流行的有三種。1.3氨氮

1.3.3實(shí)驗(yàn)室測量方法1.3.3.1納氏試劑比色法 ①二氯化汞-碘化鉀-氫氧化鉀溶液:稱取5gKI,加5ml水,加2.5gHgCl2,不斷攪拌,冷卻,加NaOH溶液(15gNaOH+30ml

H2O)混合冷卻后,加水至100ml。放置1d,上清液貯于棕色瓶內(nèi),有效期一個(gè)月。 ②溶解100gHgI2和70gKI,不斷攪拌,加到NaOH溶液(160gNaOH+500ml

H2O)中,加水至1L。用棕色硼硅玻璃瓶貯存,可保存一年。1.3氨氮

1.3.3實(shí)驗(yàn)室測量方法1.3.3.1納氏試劑比色法 ③溶解35gKI和125gHgCl2于700ml水中,攪拌,加飽和HgCl2溶液,至出現(xiàn)紅色沉淀;然后加150mlNaOH溶液(120gNaOH溶于H2O),冷卻后,加水至1L。加入1ml飽和HgCl2溶液,搖勻。存于暗處,取上清液使用(已取消)。1.3氨氮

1.3.3實(shí)驗(yàn)室測量方法1.3.3.1納氏試劑比色法 ④納氏試劑配制注意事項(xiàng):HgI2和KI的理論比(質(zhì)量)為1.37:1.00,當(dāng)接近此理論比,則納氏試劑的靈敏度改善,當(dāng)KI過量則可引起靈敏度降低。 配制堿液時(shí),因溶解熱使溶液溫度升高,產(chǎn)生汞沉淀,因此堿液要充分冷卻。 納氏試劑產(chǎn)生大量沉淀,影響測定結(jié)果,使用時(shí)僅使用上清液。1.3氨氮

1.3.3實(shí)驗(yàn)室測量方法1.3.3.1納氏試劑比色法 (4)測定步驟:1.3氨氮

取適量經(jīng)預(yù)處理后的水樣于50ml比色管中搖勻10min后在420nm波長處比色納氏試劑1.5ml

酒石酸鉀鈉1ml1.3.3實(shí)驗(yàn)室測量方法1.3.3.2水楊酸-次氯酸鹽比色法HJ536-2009代替GB7481-87

(1)原理:在亞硝基鐵氰化鈉存在下,銨與水楊酸和次氯酸離子反應(yīng)生成藍(lán)色化合物,在波長697nm具有最大吸收。 (2)適用范圍:本法最低檢出濃度為0.01mg/L,測定上限為1mg/L。適用于飲用水、生活污水和大部分工業(yè)廢水中氨氮的測定。1.3氨氮

1.3.3實(shí)驗(yàn)室測量方法1.3.3.2水楊酸-次氯酸鹽比色法 (3)測定步驟:1.3氨氮

取適量經(jīng)預(yù)處理后的水樣于10ml比色管中搖勻1h后在697nm波長處比色2滴次氯酸鈉顯色液1ml;2滴亞硝基鐵氰化鈉1.3.3實(shí)驗(yàn)室測量方法1.3.3.3其他注意事項(xiàng)

(1)水樣稀釋及試劑配制均用無氨水。無氨水的制備方法:①蒸餾法;②離子交換法。使蒸餾水通過強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂柱。 (2)測定時(shí)以無氨水代替水樣,做全程序空白測定。 (3)所用玻璃器皿應(yīng)避免實(shí)驗(yàn)室空氣中氨的沾污。1.3氨氮

1.4.1堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法1.4.1.1方法概述 大量的生活污水、農(nóng)田排水或含氮工業(yè)廢水排入天然水體中,使水中有機(jī)氮和各種無機(jī)氮化物的含量增加,生物和微生物大量繁殖,消耗水中的溶解氧,使水體質(zhì)量惡化。若湖泊、水庫中含有超標(biāo)的氮、磷類物質(zhì)時(shí),造成浮游植物繁殖旺盛,出現(xiàn)富營養(yǎng)化狀態(tài)??偟呛饬克|(zhì)的重要指標(biāo)之一。1.4總氮

1.4.堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法1.4.1方法概述 總氮測定方法通常采用過硫酸鉀氧化,使有機(jī)氮和無機(jī)氮化合物轉(zhuǎn)變?yōu)橄跛猁}后,再以紫外法、偶氮比色法,以及離子色譜法或氣相分子吸收法進(jìn)行測定。

HJ636-2012代替GB11894-89

2012年6月1日起實(shí)施該方法主要適用于湖泊、水庫、江河中總氮的測定。方法的檢測下限為0.05mg/L;測定上限為4mg/L。1.4總氮

1.4.堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法1.4總氮

1.4.堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法修訂的主要內(nèi)容如下:(1)擴(kuò)大了標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍;(2)增加了氫氧化鈉和過硫酸鉀的含氮量要求及含氮量測定方法;(3)增加了質(zhì)量保證和質(zhì)量控制條款;(4)增加了注意事項(xiàng)條款。1.4.堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法1.4總氮

1.4.堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法新標(biāo)準(zhǔn)適用于地表水、地下水、工業(yè)廢水和生活污水中總氮的測定。

當(dāng)樣品量為10ml時(shí),方法的檢測限為0.05mg/L;測定范圍為0.20~7.00mg/L。1.4.堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法1.4.2方法原理 在120~124℃的堿性介質(zhì)條件下,用過硫酸鉀作氧化劑,不僅可將水樣中的氨氮和亞硝酸鹽氧化為硝酸鹽,同時(shí)將水樣中大部分有機(jī)氮化物氧化為硝酸鹽。而后,用紫外分光光度法分別于波長220nm與275nm處測定其吸光度,按A=A220-2A275計(jì)算。硝酸鹽氮的吸光度值,從而計(jì)算總氮的含量。其摩爾吸光系數(shù)為1.47×103L/(mol.cm)1.4總氮

1.4.堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法1.4.3分析方法及步驟1.4.3.1儀器 ①紫外分光光度計(jì); ②壓力蒸汽消毒器或民用壓力鍋,壓力為1.1~1.3kg/cm2,相應(yīng)溫度為120~124℃。 ③25ml具塞玻璃磨口比色管。1.4總氮

1.4.3分析方法及步驟1.4.3.2試劑 (1)20%氫氧化鈉溶液:稱取20g氫氧化鈉,溶于無氨水中,稀釋至100ml; (2)堿性過硫酸鉀溶液:稱取40g過硫酸鉀(K2S2O8),15g氫氧化鈉,溶于無氨水中,稀釋至1000ml。溶液存放在聚乙烯瓶中,可貯存一周; (3)(1+9)鹽酸。1.4總氮

1.4.3分析方法及步驟1.4.3.2試劑 (4)硝酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液

①硝酸鉀標(biāo)準(zhǔn)貯備液,CN=100mg/L 硝酸鉀(KNO3)在105~110℃烘箱中干燥3h,在干燥器中冷卻后,稱取0.7218g,溶于無氨水中,轉(zhuǎn)移至1000mL容量瓶中,用水稀釋至標(biāo)線,在0~10℃暗處保存,或加入1~2mL三氯甲烷保存,可穩(wěn)定6個(gè)月;1.4總氮

1.4.3分析方法及步驟1.4.3.2試劑

②硝酸鉀標(biāo)準(zhǔn)使用液,CN=10mg/L 將貯備液用水稀釋10倍而得。使用時(shí)配制。 (5)硫酸溶液:1+35。1.4總氮

1.4.3分析方法及步驟1.4.3.3分析步驟 (1)采樣和保存水樣采集后應(yīng)在冰箱或低于4℃的條件下保存,不得超過24h。 水樣放置時(shí)間較長時(shí),可在1000mL水樣中加入約0.5mL硫酸使pH<2,并盡快測定。樣品可貯存在玻璃瓶中。1.4總氮

1.4.3分析方法及步驟1.4.3.3分析步驟 (2)測定1.4總氮

10.00mL水樣(原樣或經(jīng)稀釋)于25ml比色管中塞緊磨口并用砂布及繩扎緊在壓力蒸汽消毒器中加熱30min在紫外分光光度計(jì)上于220nm和275nm處比色冷卻后堿性過硫酸鉀5mL

從溫度到120℃開始計(jì)時(shí)(1+9)HCl1mL,稀釋至25ml

加熱用1cm石英比色皿1.4.3分析方法及步驟1.4.3.3分析步驟 (1)用無分度吸管取10.00mL試樣(TN超過100μg時(shí),可減少取樣量并加水稀釋至10mL)置于比色管中。(2)試樣不含懸浮物時(shí),按下述步驟進(jìn)行。a.加入5mL堿性過硫酸鉀溶液,塞緊磨口塞用布及繩等方法扎緊瓶塞,以防彈出。b.將比色管置于醫(yī)用手提蒸氣滅菌器中,加熱,使壓力表指針到1.1~1.4kg/cm2,此時(shí)溫度達(dá)120~124℃后開始計(jì)時(shí)?;?qū)⒈壬苤糜诩矣脡毫﹀佒校訜嶂另攭洪y吹氣時(shí)開始計(jì)時(shí)。保持此溫度加熱半小時(shí)。

1.4總氮

1.4.3分析方法及步驟c.冷卻、開閥放氣,移去外蓋,取出比色管井冷至室溫。d.加鹽酸(1+9)1mL,用無氨水稀釋至25mL標(biāo)線,混勻。e.移取部分溶液至10mm,石英比色皿中,在紫外分光光度計(jì)上,以無氨水作參比,分別在波長為220與275nm處測定吸光度,并用式(1)計(jì)算出校正吸光度A。

A=A220-A275…………(1)(3)試樣含懸浮物時(shí),先按上述(2)中a至d步驟進(jìn)行,然后待澄清后移取上清液到石英比色皿中。再按上述(2)中e步驟繼續(xù)進(jìn)行測定。1.4總氮

1.4.3分析方法及步驟(4)空白試驗(yàn):空白試驗(yàn)除以10mL水代替試樣外,采用與測定完全相同的試劑、用量和分析步驟進(jìn)行平行操作。(5)校準(zhǔn)①校準(zhǔn)系列的制備:a.用分度吸管向一組(10支)比色管(5.4)中,分別加入硝酸鹽氮標(biāo)準(zhǔn)使用溶液0.0,0.10mL、0.30mL、0.50mL、0.70mL、1.00mL、3.00mL、5.00mL、7.00mL、10.00mL。加水稀釋至10.00mL。b.按(2)中a至e步驟進(jìn)行測定。1.4總氮

1.4.3分析方法及步驟②校準(zhǔn)曲線的繪制:零濃度(空白)溶液和其他硝酸鉀標(biāo)準(zhǔn)使用溶液制得的校準(zhǔn)系列完成全部分析步驟,于波長220和275nm處測定吸光度后,分別按下式求出除零濃度外其他校準(zhǔn)系列的校正吸光度As和零濃度的校正吸光度Ab及其差值A(chǔ)r As=As220-2As275………(2) Ab=Ab220-2Ab275………(3) Ar=As-Ab………………(4)1.4總氮

1.4.3分析方法及步驟式中:AS220—標(biāo)準(zhǔn)溶液在220nm波長的吸光度;

AS275—標(biāo)準(zhǔn)溶液在275nm波長的吸光度;

Ab220—零濃度(空白)溶液在220nm波長的吸光度;

Ab275—零濃度(空白)溶液在275nm波長的吸光度。按Ar值與相應(yīng)的NO3-N含量(μg)繪制校準(zhǔn)曲線。1.4總氮

1.4.3分析方法及步驟(6)計(jì)算方法按式(1)計(jì)算得試樣校正吸光度Ar,在校準(zhǔn)曲線上查出相應(yīng)的總氮μg數(shù),總氮含量CN(mg/L)按下式計(jì)算:

…(5)

式中:m—試樣測出含氮量,μg;

V—測定用試樣體積,mL。1.4總氮

1.4.4注意事項(xiàng) (1)參考吸光度比值A(chǔ)275/A220×100%大于20%時(shí),應(yīng)予鑒別。 (2)玻璃具塞比色管的密合性應(yīng)良好。使用壓力蒸汽消毒器時(shí),冷卻后放氣要緩慢;使用民用壓力鍋時(shí),要充分冷卻方可揭開鍋蓋,以免比色管塞蹦出。 (3)玻璃器皿可用10%鹽酸浸洗,用蒸餾水沖洗后再用無氨水沖洗。 (4)壓力表要定期校核。1.4總氮

1.4.4注意事項(xiàng) (5)測定懸浮物較多的水樣時(shí),在過硫酸鉀氧化后可能出現(xiàn)沉淀。遇此情況,可吸取氧化后的上清液進(jìn)行紫外分光光度法測定。 (6)測定中干擾物主要是碘離子和溴離子,碘離子相對于總氮含量的2.2倍以上,溴離子相對于總氮含量的3.4倍以上有干擾。 (7)某些含氮有機(jī)物在本規(guī)定的條件下不能完全轉(zhuǎn)化為硝酸鹽時(shí)對測定有影響。1.4總氮

1.4.堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法1.4總氮

1.4.堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法注意事項(xiàng):1.某些含氮有機(jī)物在本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的測定條件下不能完全轉(zhuǎn)化為硝酸鹽。2.測定應(yīng)在無氨的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中進(jìn)行,避免環(huán)境交叉污染對測定結(jié)果產(chǎn)生影響。1.4.堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法1.4總氮

1.4.堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法注意事項(xiàng):3.實(shí)驗(yàn)所用的器皿和高壓蒸汽滅菌器等均應(yīng)無氮污染。實(shí)驗(yàn)中所用的玻璃器皿可用1+9鹽酸溶液或1+35硫酸溶液浸泡,用自來水沖洗后再用無氨水沖洗數(shù)次,洗凈后立即所用。高壓蒸汽滅菌器應(yīng)每周清洗。1.4.堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法1.4總氮

1.4.堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法注意事項(xiàng):4.在堿性過硫酸鉀配制過程中,溫度過高會(huì)導(dǎo)致過硫酸鉀分解失效,因此要控制水域溫度在60oC以下,而且應(yīng)待氫氧化鈉溶液溫度冷卻至室溫后,再將其與過硫酸鉀混合定容。5.使用高壓蒸汽滅菌器時(shí),應(yīng)定期檢定壓力表,并檢查橡膠密封圈密封情況,避免應(yīng)漏氣而減壓。1.5.1概述 磷在自然界中分布很廣,與氧化合能力較強(qiáng),在自然界中沒有單質(zhì)磷。在地殼中平均含量為1050mg/kg,它以磷酸鹽形式存在于礦物中。在天然水和廢水中,磷幾乎都以各種磷酸鹽的形式存在。它們分別為正磷酸鹽、縮合磷酸鹽(焦磷酸鹽、偏磷酸鹽和多磷酸鹽)和有機(jī)結(jié)合的磷酸鹽,存在于溶液和懸浮物中。1.5總磷

1.5.1概述1.5.1.1檢測的意義 磷和氮是生物生長必須的營養(yǎng)元素,水質(zhì)中含有適度的營養(yǎng)元素會(huì)促使生物和微生物生長,令人關(guān)注的是磷對湖泊、水庫、海灣等封閉水域,或者水流遲緩的河流富營養(yǎng)化具有特殊的作用。 為了保護(hù)水質(zhì),控制危害,在環(huán)境監(jiān)測中總磷已列入正式的監(jiān)測項(xiàng)目。各國都制訂了磷的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)和排放標(biāo)準(zhǔn)。1.5總磷

表1-2地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)基本項(xiàng)目準(zhǔn)限值單位:mg/L序號(hào)項(xiàng)目分類I類II類III類IV類V類2pH6~93溶解氧7.565324高錳酸鹽指數(shù)24610155化學(xué)需氧日生化需氧量3346107氨氮0.150.51.01.52.08總磷(以P計(jì))0.02湖、庫0.010.1湖、庫0.0250.2湖、庫0.050.3湖、庫0.10.4湖、庫0.29總氮(湖、庫,以N計(jì))0.20.51.01.52.010銅0.011.01.01.01.015汞0.000050.000050.00010.0010.00117鉻(六價(jià))0.010.050.050.050.11.5.1概述1.5.1.2方法評述 總磷分析方法由兩個(gè)步驟組成。 第一步可由氧化劑過硫酸鉀、硝酸-過氯酸、硝酸-硫酸、硝酸鎂或者紫外照射,將水樣中不同形態(tài)的磷轉(zhuǎn)化成磷酸鹽。 第二步測定正磷酸,從而求得總磷含量。1.5總磷

1.5.1概述1.5.1.2方法評述 磷酸根分析方法基于酸性條件下,磷酸根同鉬酸銨(或同時(shí)存在酒石酸銻鉀)生成磷鉬雜多酸。磷鉬雜多酸用還原劑抗壞血酸或者氯化亞錫還原成藍(lán)色的絡(luò)合物(簡稱鉬藍(lán)法),也可以用堿性染料生成多元有色絡(luò)合物,直接進(jìn)行分光光度測定。由于磷鉬雜多酸內(nèi)磷與鉬組成之比為1:2,通過測定鉬而間接求得磷鉬雜多酸中磷酸根含量能起放大作用,從而提高了磷分析的靈敏度,通常稱這種測定磷的方法為間接法。1.5總磷

1.5.1概述1.5.1.2方法評述 上述反應(yīng)同時(shí)含有釩酸銨時(shí),能生成黃色磷鉬釩多元雜多酸絡(luò)合物,借此進(jìn)行分光光度計(jì)測定。該法也稱鉬釩黃法,它的顯色范圍寬,在0.2~1.6的酸性介質(zhì)均能顯色,色澤極其穩(wěn)定。此法干擾少,絕大多數(shù)陽離子及陰離子對測定沒有影響。本身有色澤的離子如鉻、鎳、鈷可以用試劑空白抵消;硫化物干擾用溴水氧化消除;多量的鈮、鉭、鈦、鋯可加入氟化銨和過量鉬酸銨掩蔽。1.5總磷

1.5.1概述1.5.1.2方法評述 氟化物、釷、鉍、硫代硫酸鹽、硫氰酸鹽引起負(fù)干擾,只有水樣加熱時(shí)二氧化硅和砷酸鹽產(chǎn)生正干擾。但方法的靈敏度遠(yuǎn)比鉬藍(lán)法低,因此一般僅用于工業(yè)廢水中高含量磷的分析。1.5總磷

1.5.2樣品的獲取、保存和預(yù)處理 磷的水樣不穩(wěn)定,最好采集后立即分析。否則,在每升水樣中應(yīng)加氯化高汞40mg或濃硫酸1ml進(jìn)行防腐,貯存于棕色玻璃瓶中低溫保存。若僅分析總磷,則試樣沒有必要防腐。 由于磷酸鹽可能會(huì)吸附于塑料瓶壁上,故不可用塑料瓶貯存,所有玻璃容器都要用稀的熱鹽酸沖洗,再用蒸餾水沖洗數(shù)次。1.5總磷

1.5.2樣品的獲取、保存和預(yù)處理 水樣中各種磷酸鹽通過不同的預(yù)處理,可分別求得總磷、總有機(jī)磷、總酸可水解性磷、可濾活性磷、可濾酸可水解性磷、可濾性有機(jī)磷、總不可濾性磷、不可濾活性磷、不可濾酸可水解性磷、不可濾性有機(jī)磷等等。1.5總磷

1.5.3過硫酸鉀-鉬藍(lán)法1.5.3.1過硫酸鉀消解(1)原理過硫酸鉀溶液在高壓釜內(nèi)經(jīng)120℃加熱,產(chǎn)生如下反應(yīng):1.5總磷

從而將水中存在的有機(jī)磷、無機(jī)磷和懸浮磷氧化成正磷酸。1.5總磷

25.0mL水樣(原樣或經(jīng)稀釋)于50ml比色管中塞緊磨口并用砂布及繩扎緊在壓力蒸汽消毒器中加熱30min冷卻后過硫酸鉀4mL

從溫度到120℃開始計(jì)時(shí)加熱1.5.3.1過硫酸鉀消解(2)試劑5%過硫酸鉀溶液,溶解5g過硫酸鉀于水中,并稀釋至100ml。(3)步驟1.5.3.1過硫酸鉀消解(4)應(yīng)用范圍 過硫酸鉀消解方法具有操作簡單、結(jié)果穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn),適用于絕大多數(shù)的地表水和一部分工業(yè)廢水。僅下列三種水不適合: ①未經(jīng)處理的工業(yè)廢水; ②含有大量鐵、鋁、鈣等金屬鹽和有機(jī)物的廢水; ③貧氧水。1.5總磷

1.5.3.2鉬藍(lán)分光光度法(1)方法原理 在酸性條件下,正磷酸鹽與鉬酸銨、酒石酸銻氧鉀反映,生成磷鉬雜多酸,被還原劑抗壞血酸還原,則變成藍(lán)色絡(luò)合物,通常即稱磷鉬藍(lán)。

GB11893-891.5總磷

1.5.3.2鉬藍(lán)分光光度法(2)干擾及消除見表1-3。1.5總磷

表1-3鉬藍(lán)比色法的干擾及結(jié)果序號(hào)干擾物消除方法或結(jié)果1砷含量大于2mg/L用硫代硫酸鈉消除2S2->2mg/L在酸性條件下通氮?dú)庀?Cr6+>50mg/L用亞硫酸鈉消除4NO2->1mg/L用氧化消解或加氨磺酸消除5Fe>20mg/L偏低5%6Cu=10mg/L不干擾7F<70mg/L不干擾1.5.3.2鉬藍(lán)分光光度法(3)適用范圍 本方法的最低檢出濃度為0.01mg/L(相當(dāng)于吸光度A=0.01時(shí)所對應(yīng)的濃度);測定上限為0.6mg/L。 可適用于測定地表水、生活污水及化工、磷肥、機(jī)加工金屬表面磷化處理、農(nóng)藥、鋼鐵、焦化等行業(yè)的工業(yè)廢水中的正磷酸鹽。1.5總磷

1.5.3.2鉬藍(lán)分光光度法(4)儀器分光光度計(jì)(5)試劑 ①1+1硫酸; ②10%抗壞血酸溶解10g抗壞血酸于水中,并稀釋至100ml。該溶液貯存在棕色玻璃瓶,在約4℃可穩(wěn)定幾周。如顏色變黃,則棄去重配。1.5總磷

1.5.3.2鉬藍(lán)分光光度法(5)試劑 ③鉬酸鹽溶液溶解13g鉬酸銨于100ml水中,溶解酒石酸銻氧鉀于100ml水中。在不斷攪拌下,將鉬酸銨溶液徐徐加到300ml1+1硫酸中,加酒石酸銻氧鉀溶液并混合均勻,貯存在棕色的玻璃瓶中于約4℃保存,至少穩(wěn)定2個(gè)月。 ④濁度-色度補(bǔ)償液混合兩份體積的1+1硫酸和1份體積的10%抗壞血酸溶液。此溶液當(dāng)天配置。1.5總磷

1.5.3.2鉬藍(lán)分光光度法(5)試劑 ⑤磷酸鹽貯備溶液將優(yōu)級(jí)純磷酸二氫鉀于110

℃干燥2h,在干燥器中放冷。稱取0.2197g溶于水,移入1000ml容量瓶中。加1+1硫酸5ml,用水稀釋至標(biāo)線。此溶液每毫升含50.0μg磷(以P計(jì))。 ⑥磷酸鹽標(biāo)準(zhǔn)溶液吸取10.00ml磷酸鹽貯備液于250ml容量瓶中,用水稀釋至標(biāo)線。此溶液每毫升含2.00μg磷(以P計(jì))。臨用時(shí)現(xiàn)配。1.5總磷

1.5.3.2鉬藍(lán)分光光度法(6)步驟 ①標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制 取數(shù)支50ml具塞比色管,分別加入磷酸鹽標(biāo)準(zhǔn)使用液0、0.50、1.00、3.00、5.00、10.0、15.0ml,加水至50ml。 向比色管中加入1ml10%抗壞血酸溶液,混勻,30s后加2ml鉬酸銨溶液充分混勻,放置15min。1.5總磷

1.5.3.2鉬藍(lán)分光光度法(6)步驟 ①標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制 用10mm或30mm比色皿,于700nm波長處,以零濃度溶液為參比,測量吸光度。1.5總磷

1.5.3.2鉬藍(lán)分光光度法(6)步驟 ②樣品測定 分取適量經(jīng)濾膜過濾或消解的水樣(使含磷量不超過30μg)加入50ml比色管中,用水稀釋至標(biāo)線。以下按繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線的步驟進(jìn)行顯色和測量用10mm或30mm比色皿,于700nm波長處,以零濃度溶液為參比,測量吸光度。減去空白試驗(yàn)的吸光度,并從校正曲線上查出含磷量。1.5總磷

1.5.3.2鉬藍(lán)分光光度法(7)計(jì)算 磷酸鹽(P,mg/L)=m/V式中:m——由校準(zhǔn)曲線查得的磷量(μg);

V——水樣體積(ml)。1.5總磷

1.5.3.2鉬藍(lán)分光光度法(8)注意事項(xiàng) ①如試樣中色度影響測量吸光度時(shí),需做補(bǔ)償校正。在50ml比色管中,分取與樣品測定相同量的水樣,定容后加入3ml濁度補(bǔ)償液,測量吸光度,然后從水樣的吸光度中減去校正吸光度。 ②室溫低于13℃時(shí),可在20~30℃水浴中顯色15min;1.5總磷

1.5.3.2鉬藍(lán)分光光度法(8)注意事項(xiàng) ③操作所用的玻璃器皿可用1+1鹽酸浸泡2h,或用不含磷酸鹽的洗滌劑刷洗。 ④比色皿用后應(yīng)以稀硝酸或鉻酸洗液浸泡片刻,以除去吸附的鉬藍(lán)有色物。1.5總磷

1.6.1總有機(jī)碳的定義 總有機(jī)碳(TOC),是以碳的含量表示水體中有機(jī)物質(zhì)總量的綜合指標(biāo)。由于TOC的測定采用燃燒法,因此能將有機(jī)物全部氧化,它比BOD5或COD更能直接表示有機(jī)物的總量,因此常常被用來評價(jià)水體中有機(jī)物污染的程度。1.6總有機(jī)碳(TOC)

1.6.1總有機(jī)碳的定義1.6.1.1方法選擇 近年來,國內(nèi)外已研制成各種類型TOC分析儀。按工作原理不同,可分為燃燒氧化-非色散紅外吸收法、電導(dǎo)法、氣相色譜法、濕法氧化-非色散紅外吸收法等。其中燃燒氧化-非色散紅外吸收法只需一次性轉(zhuǎn)化,流程簡單、重顯性好、靈敏度高,因此這種TOC分析儀為國內(nèi)外所采用。 水質(zhì)總有機(jī)碳的測定燃燒氧化非色散紅外吸收法(HJ501-2009代替GB13193-91和HJ/T71-2001)1.6總有機(jī)碳(TOC)

1.6.1總有機(jī)碳的定義1.6.1.2水樣的采集和保存 水樣采集后,必須貯存于棕色玻璃瓶中。常溫下水樣可保存24h,如不能及時(shí)分析,水樣可加硫酸調(diào)節(jié)pH為2,并在4℃冷藏,則可以保存7d。1.6總有機(jī)碳(TOC)

1.6.2總有機(jī)碳的物理化學(xué)意義 總有機(jī)碳是反映水質(zhì)受到有機(jī)物污染的替代水質(zhì)指標(biāo)之一,和其他水質(zhì)替代指標(biāo)一樣,它不反映水質(zhì)中那些具體的有機(jī)物的特性,而是反映各個(gè)污染物中所含碳的量,其數(shù)量愈高,表明水受到的有機(jī)物污染愈厲害。 在日常檢測中,一般水體的總有機(jī)碳或溶解性有機(jī)碳變化不會(huì)太大,一旦有突發(fā)性的增加,表明水質(zhì)受到意外的污染。1.6總有機(jī)碳(TOC)

1.6.3燃燒氧化-非色散紅外吸收法1.6.3.1方法原理(1)差減法測定總有機(jī)碳 將試樣連同凈化空氣(干燥并除去二氧化碳)分別導(dǎo)入高溫燃燒管和低溫反應(yīng)管中,經(jīng)高溫燃燒管的水樣受高溫催化氧化,使有機(jī)化合物和無機(jī)碳酸鹽均轉(zhuǎn)化成為二氧化碳;經(jīng)低溫反應(yīng)管的水樣受酸化而使無機(jī)碳酸鹽分解成二氧化碳;其所生成的二氧化碳依次引入非分散紅外檢測器。1.6總有機(jī)碳(TOC)

1.6.3燃燒氧化-非色散紅外吸收法1.6.3.1方法原理(1)差減法測定總有機(jī)碳 由于一定波長的紅外線可被二氧化碳選擇吸收,在一定濃度范圍內(nèi)二氧化碳對紅外線吸收的強(qiáng)度與二氧化碳的濃度成正比,故可對水樣總碳(TC)和無機(jī)碳(IC)進(jìn)行定量測定??偺寂c無機(jī)碳的差值,即為總有機(jī)碳。1.6總有機(jī)碳(TOC)

1.6.3燃燒氧化-非色散紅外吸收法1.6.3.1方法原理(2)直接法測定總有機(jī)碳 將水樣酸化后曝氣,將無機(jī)碳酸鹽分解生成二氧化碳驅(qū)除,再注入高溫燃燒管中,可直接測定總有機(jī)碳。 但由于在曝氣過程中會(huì)造成水中揮發(fā)性有機(jī)物的損失而產(chǎn)生測定誤差,因此其測定結(jié)果只是不可吹出的有機(jī)碳,而不是TOC。1.6總有機(jī)碳(TOC)

1.6.3燃燒氧化-非色散紅外吸收法1.6.3.2測定范圍 本方法適用于地表水、地下水、生活污水和工業(yè)廢水中總有機(jī)碳的測定,檢出限為0.1mg/L,測定下限為0.5mg/L。

本方法適用于工業(yè)廢水、生活污水及地表水中總有機(jī)碳的測定,測定濃度范圍為0.5~100mg/L,高濃度樣品可進(jìn)行稀釋測定,檢出下限為0.5mg/L。(舊)1.6總有機(jī)碳(TOC)

1.6.3燃燒氧化-非色散紅外吸收法1.6.3.3干擾 地表水中常見共存離子超過下列含量(mg/L)時(shí),對測定有干擾,應(yīng)作適當(dāng)?shù)那疤幚?,以消除對測定的干擾:SO42-400;Cl-400;NO3-100;PO43-100;S2-100。水樣含大顆粒懸浮物時(shí),由于受水樣注射器針孔的限制,測定結(jié)果往往不包括全部顆粒態(tài)有機(jī)碳。1.6總有機(jī)碳(TOC)

1.6.3燃燒氧化-非色散紅外吸收法1.6.3.4儀器及工作條件 (1)非色散紅外吸收TOC分析儀。工作條件: ①環(huán)境溫度:5~35℃; ②工作電壓:儀器額定電壓,交流電; ③總碳燃燒管溫度及無機(jī)碳反應(yīng)管溫度選定:按儀器說明書規(guī)定的儀器條件設(shè)定 ④載氣流量:150~180ml/min。1.6總有機(jī)碳(TOC)

1.6.3燃燒氧化-非色散紅外吸收法1.6.3.4儀器及工作條件 (2)單筆記錄儀或微機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng):與儀器匹配。工作條件: ①工作電壓:儀器額定電壓,直流電; ②記錄紙速:2.5mm/min;

(3)微量注射器:50.0μl(具刻度)。1.6總有機(jī)碳(TOC)

1.6.3燃燒氧化-非色散紅外吸收法1.6.3.5試劑 除另有說明外,均為分析純試劑,所用水均為無二氧化碳蒸餾水。 ①無二氧化碳蒸餾水:將重蒸餾水在燒杯中煮沸蒸發(fā)(蒸發(fā)量10%)稍冷,裝入插有堿石灰管的下口瓶中備用。 ②鄰苯二甲酸氫鉀(KHC8H4O4):優(yōu)級(jí)純。

③無水碳酸鈉(Na2CO3):優(yōu)級(jí)純。1.6總有機(jī)碳(TOC)

1.6.3燃燒氧化-非色散紅外吸收法1.6.3.5試劑 ④

碳酸氫鈉(HNaCO3):優(yōu)級(jí)純,存放于干燥器中。 ⑤有機(jī)碳標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液:C=400mg/L:稱取鄰苯二甲酸氫鉀(預(yù)先在110~120℃干燥2h,置于干燥器中冷卻至室溫)0.8500g,溶解于水中,移入1000ml容量瓶內(nèi),用水稀釋至標(biāo)線,混勻。在低溫(4℃)冷藏條件下可保存48d。1.6總有機(jī)碳(TOC)

1.6.3燃燒氧化-非色散紅外吸收法1.6.3.5試劑 ⑥有機(jī)碳標(biāo)準(zhǔn)溶液:C=100mg/L:準(zhǔn)確吸取25.00ml有機(jī)碳標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液,置于100ml容量瓶內(nèi),用水稀釋至標(biāo)線,混勻。此溶液使用時(shí)現(xiàn)配。 ⑦無機(jī)碳標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液:C=400mg/L:稱取碳酸氫鈉(預(yù)先在干燥器中干燥)1.400g和無水碳酸鈉(預(yù)先在270℃干燥2h,置于干燥器中,冷卻至室溫)1.770g

,溶解于水中,轉(zhuǎn)入1000ml容量瓶內(nèi),稀釋至標(biāo)線,混勻。1.6總有機(jī)碳(TOC)

1.6.3燃燒氧化-非色散紅外吸收法1.6.3.5試劑 ⑧無機(jī)碳標(biāo)準(zhǔn)溶液:C=100mg/L:準(zhǔn)確吸取25.00ml無機(jī)碳標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液,置于100ml容量瓶內(nèi),用水稀釋至標(biāo)線,混勻。此溶液使用時(shí)現(xiàn)配。1.6總有機(jī)碳(TOC)

1.6.3燃燒氧化-非色散紅外吸收法1.6.3.6測定步驟 (1)儀器的調(diào)試 按說明書調(diào)試TOC分析儀及記錄儀或微機(jī)數(shù)據(jù)讀取系統(tǒng)。選擇好靈敏度、測量范圍檔、總碳燃燒管溫度及載氣流量,儀器通電預(yù)熱2h,至紅外線分析儀的輸出、記錄儀上的基線趨于穩(wěn)定。1.6總有機(jī)碳(TOC)

1.6.3燃燒氧化-非色散紅外吸收法1.6.3.6測定步驟 (2)干擾的排除 水樣中常見共存離子含量超過干擾允許值時(shí),會(huì)影響紅外線的吸收。這種情況下,必須用無二氧化碳蒸餾水稀釋水樣,至諸共存離子含量低于其干擾允許濃度后,再進(jìn)行分析。1.6總有機(jī)碳(TOC)

1.6.3燃燒氧化-非色散紅外吸收法1.6.3.6測定步驟 (3)進(jìn)樣 ①差減測定法:經(jīng)酸化的水樣,在測定前應(yīng)以氫氧化鈉溶液中和至中性,用50.00μl微量注射器分別準(zhǔn)確吸取混勻的水樣20.0μl,依次注入總碳燃燒管和無機(jī)碳反應(yīng)管,測定記錄儀上出現(xiàn)的相應(yīng)的吸收峰峰高或峰面積,下同。1.6總有機(jī)碳(TOC)

1.6.3燃燒氧化-非色散紅外吸收法1.6.3.6測定步驟 (3)進(jìn)樣 ②直接測定法:將用硫酸已酸化至pH<2的約25ml水樣移入50.0ml燒杯中(加酸量為每100ml水樣中加0.04ml1+1硫酸,已酸化的水樣可不再加),在磁力攪拌器上劇烈攪拌幾分鐘或向燒杯中通入無二氧化碳的氮?dú)?,以除去無機(jī)碳。吸取20.0μl經(jīng)除去無機(jī)碳的水樣注入總碳燃燒管,測量記錄儀上出現(xiàn)的相應(yīng)的吸收峰峰高。1.6總有機(jī)碳(TOC)

1.6.3燃燒氧化-非色散紅外吸收法1.6.3.6測定步驟 (4)空白試驗(yàn) 按(3)中①或②所述步驟進(jìn)行空白試驗(yàn),用20.0μl無二氧化碳水代替試樣。1.6總有機(jī)碳(TOC)

1.6.3燃燒氧化-非色散紅外吸收法1.6.3.6測定步驟 (5)校準(zhǔn)曲線的繪制 在每組六個(gè)50ml具塞比色管中,分別加入0.00、2.50、5.00、10.00、20.00、50.00ml有機(jī)碳標(biāo)準(zhǔn)溶液、無機(jī)碳標(biāo)準(zhǔn)溶液,用蒸餾水稀釋至標(biāo)線,混勻。配置成0.0、5.0、10.0、20.0、40.0、100.0mg/L的有機(jī)碳和無機(jī)碳標(biāo)準(zhǔn)系列溶液。然后按(3)的步驟操作。1.6總有機(jī)碳(TOC)

1.6.3燃燒氧化-非色散紅外吸收法1.6.3.6測定步驟 (5)校準(zhǔn)曲線的繪制 從測得得標(biāo)準(zhǔn)系列溶液吸收峰峰高,減去空白試驗(yàn)吸收峰峰高,得校正吸收峰峰高,由標(biāo)準(zhǔn)系列溶液濃度與對應(yīng)的校正吸收峰峰高分別繪制有機(jī)碳和無機(jī)碳校準(zhǔn)曲線。亦可按線性回歸方程的方法,計(jì)算出校準(zhǔn)曲線的直線回歸方程。1.6總有機(jī)碳(TOC)

1.6.3燃燒氧化-非色散紅外吸收法1.6.3.7計(jì)算 (1)差減測定法 根據(jù)所測試樣吸收峰峰高,減去空白試驗(yàn)吸收峰峰高的校正值,從校準(zhǔn)曲線上查得或由校準(zhǔn)曲線回歸方程算得總碳(TC,mg/L)和無機(jī)碳(IC,mg/L)值,總碳與無機(jī)碳之差值,即為樣品總有機(jī)碳(TOC,mg/L)的濃度。

TOC(mg/L)=TC(mg/L)—IC(mg/L)1.6總有機(jī)碳(TOC)

1.6.3燃燒氧化-非色散紅外吸收法1.6.3.7計(jì)算 (2)直接測定法 根據(jù)所測試樣吸收峰峰高,減去空白試驗(yàn)吸收峰峰高的校正值,從校準(zhǔn)曲線上查得或由校準(zhǔn)曲線回歸方程算得總碳(TC,mg/L),即為樣品總有機(jī)碳(TOC,mg/L)的濃度。

TOC(mg/L)=TC(mg/L)1.6總有機(jī)碳(TOC)

1.6.3燃燒氧化-非色散紅外吸收法1.6.3.8注意事項(xiàng) (1)按儀器廠家說明書規(guī)定,定期更換二氧化碳吸收劑、高溫燃燒管中的催化劑和低溫反應(yīng)管中的分解劑等。1.6總有機(jī)碳(TOC)

1.6.3燃燒氧化-非色散紅外吸收法1.6.3.8注意事項(xiàng) (2)根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道,當(dāng)?shù)乇硭袩o機(jī)碳含量遠(yuǎn)高于總有機(jī)碳時(shí),會(huì)影響有機(jī)碳的測定精度。從對含無機(jī)碳和有機(jī)碳的合成樣品(其中無機(jī)碳與總有機(jī)碳的倍數(shù)關(guān)系與我國南北方的某些地表水中的倍數(shù)關(guān)系相接近,一般為幾倍)進(jìn)行的回收結(jié)果(95.9%~103.6%)表明,用差減法測定地表水中總有機(jī)碳,對測定精度的影響是可以接受的。1.6總有機(jī)碳(TO

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