主要環(huán)境污染物的檢測

關于主要環(huán)境污染物的檢測第1頁，課件共129頁，創(chuàng)作于2023年2月1概述

環(huán)境污染物，特別是那些化學污染物大多是有害物質，對人和生物會產(chǎn)生即時的或潛在的危險，表現(xiàn)為毒性、致癌性、致畸性、致突變性、腐蝕性等。為采取防治措施、制定法規(guī)、了解污染情況、預報污染趨勢、評價治理效果，有必要對環(huán)境污染物進行監(jiān)測。根據(jù)環(huán)境監(jiān)測的對象，環(huán)境監(jiān)測內容分為水質污染物監(jiān)測、大氣污染物監(jiān)測、固體廢物監(jiān)測、生物監(jiān)測、生態(tài)監(jiān)測、物理污染監(jiān)測等。

第2頁，課件共129頁，創(chuàng)作于2023年2月(1)水污染監(jiān)測。水污染監(jiān)測可分為兩類：一類是反映水質污染的綜合指標，如溫度、色度、濁度、pH值、電導率、懸浮物、溶解氧(DO)、化學需氧量(COD)和生化需氧量(BOD)等；另一類是一些有毒害性的物質，如酚、氰、砷、鉛、鉻、鎘、汞、鎳、有機農(nóng)藥等。(2)大氣污染物監(jiān)測。大氣污染物以分子狀和粒子狀兩種形態(tài)存在于大氣中。常見的分子狀污染物主要有SO2、NOx、CO、HCN、NH3、Hg、碳氫化合物、鹵化氫、氧化劑、甲醛、揮發(fā)酚等；常見的粒子狀污染物有總懸浮微粒(TSP)、灰塵自然沉降量、塵粒的化學組成(鉻、鉛、砷化物等)。第3頁，課件共129頁，創(chuàng)作于2023年2月(3)固體廢物監(jiān)測。固體廢物主要包括工業(yè)固體廢物和城市垃圾。固體廢物的污染主要是指固體廢物的有害性質和有害成分對土壤、水體、空氣和動植物的危害，如固體廢物中的鉻、鉛、鎘、汞等重金屬在自然條件下浸出，有機農(nóng)藥殘留農(nóng)作物中等。(4)生物監(jiān)測。污染物通過大氣、水體和土壤進入動植物體內，從而抑制、損害其生長和繁殖，甚至導致死亡。對污染物導致動植物這種變化的監(jiān)測即為生物監(jiān)測。如水生生物監(jiān)測、植物對大氣污染物反應及指示作用的監(jiān)測、生物體內有害物的監(jiān)測、環(huán)境致突變物的監(jiān)測等，具體監(jiān)測項目依據(jù)需要而定，如砷、鎘、汞、有機農(nóng)藥等。第4頁，課件共129頁，創(chuàng)作于2023年2月(5)生態(tài)監(jiān)測。就是觀測與評價生態(tài)系統(tǒng)對自然變化及人為變化所做出的反應，著重于生物群落和種群的變化。(6)物理污染監(jiān)測。是指對造成環(huán)境污染的噪聲、振動、電磁輻射、放射性等物理能量進行監(jiān)測。按污染物的形態(tài)，可分為氣體污染物、液體污染物和固體污染物。本章主要介紹常見氣體污染物和液體污染物的檢測。第5頁，課件共129頁，創(chuàng)作于2023年2月2污染物的檢測方法

2．1化學分析法化學分析法是以特定的化學反應為基礎的分析方法，分為重量分析法和容量分析法。重量分析法是將待測物質以沉淀的形式析出，經(jīng)過過濾、烘干，用天平稱其質量，通過計算得出待測物質的含量。由于重量分析法的手續(xù)繁瑣、費時費力，因而在環(huán)境監(jiān)測中的應用較少。但是重量分析法準確度比較高，環(huán)境監(jiān)測中的硫酸鹽、二氧化硅、殘渣、懸浮物油脂、可吸入顆粒物和降塵等的標準分析方法仍建立在重量分析法基礎上。第6頁，課件共129頁，創(chuàng)作于2023年2月

容量分析法的特點是操作簡便、迅速、結果準確、費用低，在環(huán)境監(jiān)測中得到較多的應用。如測定水中的酸堿度、化學需氧量、溶解氧、揮發(fā)性酚、總氮、硫化物和氰化物等。滴定分析是容量分析的一種，它是用一種已知準確濃度的溶液(標準溶液)，滴加到含有被測物質的溶液中，根據(jù)反應完全時消耗標準溶液的體積和濃度，計算出被測物質的含量。滴定分析方法簡便，測定結果的準確度也較高，不需貴重的儀器設備，是一種重要的分析方法。根據(jù)化學反應類型的不同，滴定分析分為酸堿滴定、配位滴定、沉淀滴定和氧化還原滴定四種方法。第7頁，課件共129頁，創(chuàng)作于2023年2月2．1．1酸堿滴定法

酸堿滴定法是將酸或堿滴定劑加到被測堿或酸試液中，用指示劑指示終點的到達，然后由所用滴定劑的濃度和用量計算被測物的含量，此法是應用十分廣泛的一種方法，許多化工產(chǎn)品如燒堿、純堿主成分的含量和鋼鐵及某些原材料中C、S、P、Si和N等元素，常用酸堿滴定法測定。第8頁，課件共129頁，創(chuàng)作于2023年2月2．1．2配位滴定法配位滴定法是以配合反應為基礎的一種滴定分析方法。如用AgNO3溶液來滴定CN-時，其反應如下。當Ag+過量時，則

沉淀析出，表明終點到達。配合物的穩(wěn)定性以配合物穩(wěn)定常數(shù)k酸表示，如上例中的穩(wěn)定常數(shù)為

從各配合物穩(wěn)定常數(shù)的大小可以判斷配合反應完成的程度和它是否可用于滴定分析。目前，應用最廣泛的一類配合物是乙二胺四乙酸(EDTA)。第9頁，課件共129頁，創(chuàng)作于2023年2月2．1．3沉淀漓定法沉淀滴定法是以沉淀反應為基礎的一種滴定分析方法。雖然能形成沉淀的反應很多，但并不是所有的沉淀反應都能用于滴定分析，因為很多沉淀的組成不恒定，或溶解度較大，或容易形成過飽和溶液，或達到平衡的速度緩慢，或共沉淀現(xiàn)象嚴重，或缺少合適的指示劑。目前應用較廣的是生成微溶性銀鹽的反應，如以這類反應為基礎的沉淀滴定法稱為銀量法，用銀量法可以測定Cl-、Br-、I-、Ag+、CN-、SCN-等離子。銀量法可分為直接法和間接法：直接法是用AgNO3標準溶液直接滴定被沉淀的物質；間接法是先于待測試液中加入一定過量的AgNO3標準溶液，再用NH4SCN標準溶液來滴定剩余的AgNO3溶液。第10頁，課件共129頁，創(chuàng)作于2023年2月2．1．4氧化還原滴定法氧化還原滴定法是以氧化還原反應為基礎的滴定分析方法。氧化還原反應是基于電子轉移的反應，反應機理較為復雜，有的反應除主反應外，還常伴有副反應發(fā)生，在氧化還原反應中，可以利用指示劑在化學計量點附近時顏色的改變來指示終點。常用的氧化還原指示劑有本身發(fā)生氧化還原的指示劑(二苯胺磺酸鈉)、自身指示劑(KMnO4)和顯色指示劑(淀粉)3種類型。和其他滴定方法一樣，隨著滴定劑的加入，被滴定物質的氧化態(tài)和還原態(tài)的濃度逐漸改變，電對的電勢也隨之改變，并可用滴定曲線表示。氧化還原滴定法可用于無機物和有機物含量的直接或間接測定中。第11頁，課件共129頁，創(chuàng)作于2023年2月2．2儀器分析法

儀器分析法是利用被測物質的物理或物理化學性質來進行分析的方法。儀器分析法具有靈敏度高、選擇性強、簡便快速、可以進行多組分分析、容易實現(xiàn)連續(xù)自動分析等優(yōu)點。根據(jù)分析原理和儀器的不同，環(huán)境監(jiān)測中常用到如下幾類。

2．2．1色譜分析法色譜分析法是一種分離分析方法。包括氣相色譜法、高效液相色譜法、薄層色譜法、離子色譜法等。(1)氣相色譜法(gaschromatography，GC)以氣體為流動相的色譜分析法稱氣相色譜法。由所用第12頁，課件共129頁，創(chuàng)作于2023年2月固定相的狀態(tài)不同，可分為氣固色譜(GSC)和氣液色譜(GLC)。在環(huán)境監(jiān)測中，氣相色譜法是各類色譜法中應用最為廣泛的，是水、大氣、固體廢物和土壤等環(huán)境樣品中各種有機污染物的主要測定方法，還可以應用于永久性氣體的測定。(2)高效液相色譜法(highperformaceliquidchromatography，HPLC)相對于氣相色譜，把流動相為液體的色譜過程稱為液相色譜。高效液相色譜是在液體柱色譜基礎上，引入氣相色譜的理論，采用高壓泵、高效固定相和高靈敏度的檢測器，實現(xiàn)了分析快速、分離效率高和操作自動化。氣相色譜法雖然具有分離能力好、靈敏度高、分析速度快、操作方便等優(yōu)點，但是受技術條件的限制，不宜或不能分析沸點太高或熱穩(wěn)定性差的物質。而高效液相色譜法，只要求樣品能制成溶液，不需要汽化，因此不受樣品揮發(fā)性的第13頁，課件共129頁，創(chuàng)作于2023年2月限制，對于高沸點、熱穩(wěn)定性差、相對分子量大的有機物(幾乎占有機物總數(shù)的75％～80%)，原則上都可以用高效液相色譜法來進行分離、分析，非常適用于分離與生物、醫(yī)學有關的大分子和離子型化合物、不穩(wěn)定的天然產(chǎn)物以及很多高分子化合物。(3)離子色譜法(ionchromatography，IC)是20世紀70年代美國DOW化學試劑分公司Small等化學家提出并發(fā)展的一種新技術，是一種分析離子的專用儀器，具有以下一些優(yōu)點：①能同時分析多種陽離子或陰離子，靈敏度高，檢測范圍為10-8～10-9。②樣品用量少，實際用量0.5～1mL左右，且一般不需要復雜的前處理。③檢測線性良好，在3個數(shù)量級的濃度范圍內呈直線。第14頁，課件共129頁，創(chuàng)作于2023年2月④快速、分辨率高。離子色譜法可用于大氣、水、固體廢物等多種環(huán)境樣品的分析。通常，可以同時測定一個樣品中的多種成分，如F-、Cl-、Br-、NO2-、NO3-、SO32-、SO42-、H2PO4-等陰離子和K+、Na+、NH4+、Ca2+、Mg2+等陽離子。(4)薄層色譜法(thinlayerchormatography，TLC)薄層色譜法又稱為薄層層析，在環(huán)境監(jiān)測中主要用于樣品的預分離、純化或制各標準樣品。薄層分離是在薄板上點上試樣，和溶劑在溶劑槽中即可完成展開，展開時間一般10～60min，樣品的預處理比較簡單，對分離樣品的性質沒有限制，靈敏度及分辨率高。薄層色譜圖具有直觀性、可比性，但是與其他儀器分析方法相比，薄層色譜法費時費力，在環(huán)境監(jiān)測中較少采用，但薄層色譜法可以與其他技術聯(lián)用。第15頁，課件共129頁，創(chuàng)作于2023年2月2．2．2光學分析法

光學分析法是根據(jù)物質發(fā)射、吸收輻射能或物質與輻射能相互作用建立的分析方法，其種類很多，以分子光譜法和原子光譜法應用較多。(1)分子光譜法(moleculeabsorptionspectrometry，MAS)。分子光譜法包括紅外吸收、可見和紫外吸收、分子熒光等方法。①紅外吸收光譜法。紅外吸收光譜法也稱為紅外分光光度法，其最突出的特點是高度的特征性。除光學異構體外，每種化合物都有自己的紅外吸收光譜，因此，它是有機物、聚合物和結構復雜的天然或合成產(chǎn)物定性鑒定和測定分子結構的最有效的方法之一。第16頁，課件共129頁，創(chuàng)作于2023年2月在生物化學中，紅外吸收光譜法還可用于快速鑒定細菌，甚至可對細胞和活體組織的結構進行研究。紅外光譜對于固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)樣品均可測定，且分析速度快、樣品用量少、分析時不破壞樣品。由于這些優(yōu)點，紅外光譜已成為常規(guī)分析方法。②可見紫外分光光度法。某些物質的分子吸收了200～800nm光譜區(qū)的輻射后發(fā)生分子軌道上電子能級間的躍遷，從而產(chǎn)生分子吸收光譜，據(jù)此可以分析測定這些物質的量，即為可見紫外分光光度法，可測定多種無機和有機污染物質，是環(huán)境監(jiān)測中最常用的重要方法之一。第17頁，課件共129頁，創(chuàng)作于2023年2月③分子熒光分析法。處于基態(tài)的分子吸收適當能量后，其價電子從成鍵分子軌道或非成鍵軌道躍遷到反鍵分子軌道上去，形成激發(fā)態(tài)，激發(fā)態(tài)很不穩(wěn)定，將很快返回基態(tài)，并伴隨光子輻射，這種現(xiàn)象稱為發(fā)光。某些物質(分子)受激后產(chǎn)生特征輻射即分子熒光，通過測量熒光強度即可對這些物質進行分析，即為分子熒光分析法。分子熒光分析法在水和大氣污染監(jiān)測中都有應用，例如Be、Se、油類、苯并[a]芘的測定。第18頁，課件共129頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)原子光譜法。包括原子發(fā)射、原子吸收和原子熒光光譜法。目前應用最多的是原子吸收光譜法。①原子吸收光譜法(atomicabsorptionspectrometry，AAS)。原子吸收光譜法又稱原子吸收分光光度法，簡稱為原子吸收法。它是基于蒸汽相中被測元素的基態(tài)原子對其原子共振輻射的吸收強度來測定樣品中被測元素含量的一種方法。在環(huán)境監(jiān)測方面，原子吸收光譜法被列為測定地表水、廢水、大氣、廢氣、土壤等樣品中有關金屬元素的標準分析方法。第19頁，課件共129頁，創(chuàng)作于2023年2月②原子發(fā)射光譜法。氣態(tài)原子受熱或電激發(fā)時，會發(fā)射紫外和可見光域內的特征輻射。根據(jù)譜線波長可作元素定性，根據(jù)譜線強度可作元素定量。由于近年來等離子體新光源的應用，促使等離子體發(fā)射光譜法(ICP-AES)快速發(fā)展，已用于清潔水、廢水、廢質、生物樣品很多元素的同時測定，一次進樣可同時測定幾十種元素。③原子熒光光譜法。被輻射激發(fā)的原子返回基態(tài)的過程中，伴隨著發(fā)射出來的一種波長相同或不同的特征輻射即熒光，通過測定熒光發(fā)射強度，可以定量檢測待測元素。第20頁，課件共129頁，創(chuàng)作于2023年2月2．2．3電化學分析法

電化學分析法是依據(jù)物質的電學及電化學性質測定其含量的分析方法，通常是使待分析的樣品試液構成化學電池，根據(jù)電池的某些物理量與化學量之間的內在聯(lián)系進行定量分析。電化學分析可以分為極譜法、溶出伏安法、電導分析法、電位分析法、離子選擇電極法、庫侖分析法等。(1)電導分析法。通過測量溶液的電導率或電阻來確定被測物質的含量，如水質監(jiān)測中電導率的測定就非常簡便快速。第21頁，課件共129頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)電位分析法。用一個指示電極和一個參比電極與試液組成化學電池，根據(jù)電池電動勢(或指示電極電位)分析待測物質。電位分析法廣泛應用于環(huán)境監(jiān)測中，如pH值測定和離子選擇性電極測定。離子選擇性電極可以快速測定環(huán)境樣品中的F-、C1-、CN-、S2-、NO2-、K+、Na+等離子。(3)庫侖分析法。待測物質定量進行某一電極反應，或者待測物質與某一電極反應產(chǎn)物定量進行化學反應，根據(jù)此過程所消耗的電量(庫侖數(shù))可以定量分析待測物質濃度，即為庫侖分析法，如庫侖法測定化學需氧量就是根據(jù)此原理實現(xiàn)的。(4)伏安和極譜法。用微電極電解被測物質的溶液，根據(jù)所得到的電流-電壓(或電極電位)極化曲線來測定物質含量的方法。此法在環(huán)境監(jiān)測中應用廣泛，是測定水、大氣、固體廢物、土壤等樣品中多種金屬元素的常用方法。第22頁，課件共129頁，創(chuàng)作于2023年2月2．2．4質譜分析法

質譜分析法是利用分析物質的分子或原子電離，生成具有一定質量和電荷的離子，通過質量分析器使離子按質量和電荷比，即質荷比(m／z)的不同分離，收集和記錄離子信號，構成離子按m／z大小排列的質譜，實現(xiàn)樣品成分和結構測定。根據(jù)研究對象不同，質譜分析分為：同位數(shù)質譜、無機質譜和有機質譜。有機質譜是質譜學中最年輕也是現(xiàn)代發(fā)展最快的一個分支。第23頁，課件共129頁，創(chuàng)作于2023年2月2．2．5其他監(jiān)測分析方法

(1)生物指示分析法。生物指示分析法是利用生物體(主要是植物)對環(huán)境中某些污染物所產(chǎn)生的反應性來判斷環(huán)境污染的一種手段，它能反映出污染物對生物體的慢性和急性作用。此法不需昂貴的儀器設備和名目繁多的化學試劑，只要有一定生物學知識和實踐經(jīng)驗的人員就可開展工作，具有簡便、經(jīng)濟實惠和無污染等特點。(2)結構分析法。結構分析法是分析污染物的物理化學狀態(tài)或結構的方法。污染物的狀態(tài)有物理(氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài))和化學(原子的結合狀態(tài)、原子的電子狀態(tài)、分子的激發(fā)狀態(tài)、聚集狀態(tài)和分子的不同結構)之分。事實表明，化學污染物的狀態(tài)、結構決定它在環(huán)境中的選擇性，第24頁，課件共129頁，創(chuàng)作于2023年2月不同狀態(tài)和結構的污染物對動植物和人體毒性也不同。結構分析對研究污染物的形成過程、反應機制、污染效應，并制定環(huán)境保護標準、確定治理措施、監(jiān)測污染狀況均有重要的理論和實際意義。常用的結構分析法有：紫外光譜、紅外光譜、激光拉曼光譜、質譜、核磁共振、順磁共振、X射線衍射法、旋光光譜與圓二色譜、電子能譜和莫斯包爾譜等。(3)放射化學分析法。放射化學分析法是專門測定環(huán)境樣品中的放射性污染物的方法。(4)酶分析法。酶是一種生物化學催化劑，酶分析法是利用酶催化反應測定污染物含量的方法，具有專一性，靈敏度高，在環(huán)境分析中逐步得到應用。第25頁，課件共129頁，創(chuàng)作于2023年2月3水質中污染物的檢測

3．1金屬污染物的檢測7．3．1．1pH值測定1、水的PH值的定義pH是法語“PouvoirHydrogène”一詞的縮寫，亦稱氫離子活度指數(shù)，是溶液中氫離子活度的一種標度，也就是通常意義上溶液酸堿程度的衡量標準，pH=-log[H+]。pH值越趨向于0表示溶液酸性越強，反之，越趨向于14表示溶液堿性越強，在常溫下，pH=7的溶液為中性溶液。第26頁，課件共129頁，創(chuàng)作于2023年2月由pH值的定義可知，pH值是衡量溶液酸堿性的尺度，在很多方面需要控制溶液的酸堿，這些地方都需要知道溶液的pH值：醫(yī)學上：人體血液的pH值通常在7.35-7.45之間，如果發(fā)生波動，就是病理現(xiàn)象。唾液的pH值也被用于判斷病情?；瘜W和化工上：很多化學反應需要在特定的pH值下進行，否則得不到所期望的產(chǎn)物。農(nóng)業(yè)上：很多植物有喜酸性土壤或堿性土壤的習性，如茶的種植。控制土壤的pH值可以使種植的植物生長的更好。第27頁，課件共129頁，創(chuàng)作于2023年2月水的pH值即表示水的酸堿性強弱的程度。它主要指水中含氫離子（H+）的濃度大小而言。我國各部地區(qū)水的酸堿程度差異很大，pH值一般定為1～14，pH＝7時定為中性水，當pH＞7時為堿性水，pH＜７時為酸性水，水的pH值對鍋爐，以及采暖系統(tǒng)的用水有較大意義。表示水的酸堿性程度可按pH值劃分如下：

pH＜5.5時，水呈強酸性；

pH＝5.5～6.5時，水呈弱酸性；

pH＝6.5～7.5時，水呈中性；

pH＝7.5～10時，水呈弱堿性；

pH＞10時，水呈強堿性。第28頁，課件共129頁，創(chuàng)作于2023年2月電鍍時，許多鍍液的工藝條件中都注意要控制一定的pH值范圍。如果pH值不在工藝范圍，不論是偏高還是偏低，都得不到良好的鍍層。那么pH值是怎么一回事呢？pH值代表了溶液中氫離子或氫氧根離子的濃度，由于氫離子或氫氧根離子的濃度有時是很小的數(shù)值，為了方便表達，規(guī)定pH值為溶液中氫離子摩爾濃度的負對數(shù)，其取值范圍從1～14。pH值大，表示溶液中氫氧根離子的濃度大，氫離子的濃度小，溶液呈堿性；pH值小，表示溶液中氫氧根離子少，氫離子的濃度大，溶液呈酸性。由于水的氫離子和氫氧根離子相等，指數(shù)都是7，所以pH=7表示中性。

第29頁，課件共129頁，創(chuàng)作于2023年2月由此可知7以上至14是堿性，數(shù)值越大，堿性越強；7以下至1是酸性，并且數(shù)值越小，酸性越強。同時由于pH值的數(shù)字是對數(shù)的指數(shù)，因此pH值每變化一個值，溶液中離子濃度變化10倍。比如pH值由6變到5，表明溶液中氫離子的濃度增加了10倍。pH值的測定最簡便的方法是用pH試紙。分為精密和廣泛兩種。精密試紙的測量范圍比較小，通常在3～9之間，但所測得的pH值較為精密，可精確到0.1左右。廣泛試紙的測量范圍在1～14，但只能測到整數(shù)位的pH值。試紙法測得的pH值只是近似值，并且受溶液本身顏色的干擾。因此在需要了解精確的pH值，要用pH計來測量?，F(xiàn)在已經(jīng)有數(shù)字式玻璃電極pH計，用起來比較方便，但仍要注意校準和防止測量頭的損壞。第30頁，課件共129頁，創(chuàng)作于2023年2月水的pH值測定方法：除有規(guī)定外，水溶液的pH值應以玻璃電極為指示電極，用酸度計進行測定。酸度計應定期檢定，使精密度和準確度符合要求。第31頁，課件共129頁，創(chuàng)作于2023年2月2、水的pH值測定方法注意事項(1)測定前，按各品種項目的規(guī)定，選擇二種PH值約相差3個單位的標準緩沖液，使供試液的PH值處于二者之間。(2)取與供試液PH值較接近的第一種標準緩沖液對儀器進行校正（定位），使儀器示值與表列數(shù)值一致。(3)儀器定位后，再用第二種標準緩沖液核對儀器示值，誤差應不大于±0.02PH單位。若大于此偏差，則應小心調節(jié)斜率，使示值與第二種標準緩沖液的表列數(shù)值相符。重復上述定位與斜率調節(jié)操作，至儀器示值與標準緩沖液的規(guī)定數(shù)值相差不大于0.02PH單位。否則，須檢查儀器或更換電極后，再行校正至符合要示。第32頁，課件共129頁，創(chuàng)作于2023年2月(4)每次更換標準緩沖液或供試液前，應用純化水充分洗滌電極，然后將水吸盡，也可用所換的標準緩沖液或供試液洗滌。(5)在測定高PH值的供試品時，應注意堿誤差的問題，必要時選用適當?shù)牟Ａщ姌O測定。(6)對弱緩沖液(如水)的pH值測定，先用鄰苯二甲酸氫鉀標準緩沖液校正儀器后測定供試液,并重取供試液再測，直至pH值的讀數(shù)在1分鐘內改變不超過±0.05為止；然后再用硼砂標準緩沖液校正儀器，再如上法測定；二次pH值的讀數(shù)相差應不超過0.1，取二次讀數(shù)的平均值為其pH值。(7)配制標準緩沖液與溶解供試品的水，應是新沸過的冷蒸餾水，其pH值應為5.5～7.0。(8)標準緩沖液一般可保存2～3個月，但發(fā)現(xiàn)有渾濁、發(fā)霉或沉淀等現(xiàn)象時，不能繼續(xù)使用。第33頁，課件共129頁，創(chuàng)作于2023年2月3．1．2水質中非重金屬類污染物的檢測若水中存在鈣、鎂、碳酸根離子、氯離子等，在一般情況下，這些離子數(shù)量與溶解鹽分的濃度成正比，用測量水的電導率的方法，便可得知溶解鹽分的數(shù)值。電導率是用每立方厘米液體的電阻的倒數(shù)來表示，單位為西門子每厘米(S／cm)。一般用其百萬分之一，記為μS／cm。第34頁，課件共129頁，創(chuàng)作于2023年2月由于水的電導率因溫度的不同有很大的變化，在不同的溫度下，其電導率也產(chǎn)生相應的變化。因此，在按電導率進行水質比較時，必須用相同溫度下的電導率值，通常采用25℃作為標準溫度。但由于控制水溫使其保持標準溫度較困難，實際測試中首先測出液溫t1及該溫度下的電導率K1，然后按式(7—1)換算成標準溫度ts下的電導率Ks值。其換算公式為（7—1)式中kt——測量液標準溫度時的溫度系數(shù)，當標準溫度取25℃時，用kt=0.02。第35頁，課件共129頁，創(chuàng)作于2023年2月

液體電導率的測定一般采用電極法，其測定原理如P、154圖7—1所示。其電極由鉑作成，放于被測液中，通過電極間液體的電阻來測定電導率。

第36頁，課件共129頁，創(chuàng)作于2023年2月在工業(yè)中多用變位法來測定電導率，即在電極間加一定幅值的交流電壓e，從流過電極間的電流i來求電導率K，如P、155圖7—2所示。圖中I．C．為運算放大器，R為反饋電阻，測定池中加交流電壓后電極間的電流為反相輸入的電壓放大，若要求同相，則需要再加一級放大。

第37頁，課件共129頁，創(chuàng)作于2023年2月

另外一種測定方法為電磁感應法，如P、155圖7—3所示，相當于一個具有短路線圈的變壓器，而且線圈是由被測液形成的。當變壓器初級加以交變電壓后，在被測液體中便有與其電導率成正比的電流流動，此電流在變壓器次級線圈中感應出與磁通(即與電導率)成正比的電壓。第38頁，課件共129頁，創(chuàng)作于2023年2月3．1．3水質中重金屬類的檢測

(1)汞。汞廣泛應用于氯堿、電器儀表、油漆、醫(yī)藥等工業(yè)，其廢液、廢渣等都是水和土壤汞污染的來源。礦物燃料的燃燒也是水體和土壤中汞的重要來源。汞及其化合物屬于劇毒物質，特別是有機汞化合物。天然水中含汞極少，一般不超過0.1μg／L。我國飲用水標準限值為0.001mg／L。常用的汞測定方法有比色法、冷原子吸收法、冷原子熒光法、電化學法和中子活化法等。①雙硫腙分光光度法。雙硫腙(二苯硫代卡巴腙)是比色測定汞中使用最廣泛的試劑，此試劑非常靈敏，摩爾吸光數(shù)ε485=7.12×104，可以測定0.001mg／L的汞。第39頁，課件共129頁，創(chuàng)作于2023年2月

水樣于95℃、酸性介質中用高錳酸鉀和過硫酸鉀消解，將無機汞和有機汞轉化為二價汞。用鹽酸羥胺將過剩的氧化劑還原，在酸性條件下，汞離子與雙硫腙生成橙色螯合物，用有機溶劑萃取，再用堿液洗去過剩的雙硫腙，于485nm波長處測定吸光度，以標準曲線法求水樣中汞的含量。②冷原子吸收法。汞蒸氣對波長為253.7nm的紫外光有選擇性吸收，在一定的濃度范圍內，吸光度與汞濃度成正比。水樣中的汞化合物經(jīng)酸性高錳酸鉀熱消解，轉化為無機的二價汞離子，再經(jīng)亞錫離子還原為單質汞，用載氣或振蕩使之揮發(fā)。該原子蒸氣對來自汞燈的輻射顯示出選擇性吸收。第40頁，課件共129頁，創(chuàng)作于2023年2月

測定水樣前，先用HgCl2配制系列汞標準溶液，測定吸光度，以經(jīng)過空白校正的吸光度為縱坐標，相應標準溶液的汞濃度為橫坐標繪制標準曲線。水樣經(jīng)氧化處理后，與標準溶液進行同樣的操作測定吸光度，扣除空白值從標準曲線上查得汞濃度。③冷原子熒光法。冷原子熒光法是一種發(fā)射光譜法。汞燈發(fā)射光束經(jīng)過由水樣所含汞元素轉化的汞蒸氣云時，汞原子吸收特定共振波的能量，使其由基態(tài)激發(fā)到高能態(tài)，而當被激發(fā)的原子回到基態(tài)時，將發(fā)出熒光，通過測定熒光強度的大小，即可測出水樣中汞的含量。冷原子熒光法簡單、線性范圍廣、靈敏度高、干擾少，能測出1×10-9g／L級的汞。第41頁，課件共129頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)鎘。鎘的測定方法主要有原子吸收光譜法、雙硫腙分光光度法、陽極溶出伏安法等。①雙硫腙分光光度法。雙硫腙分光光度法是利用鎘離子在強堿性條件下與雙硫腙生成紅色螯合物，用三氯甲烷萃取分離后，于518nm波長處測其吸光度，與標準溶液比較定量。最大吸收波長為518nm，鎘雙硫腙螯合物的摩爾吸光系數(shù)為8.56×104。水樣中含鉛20mg／L、鋅30mg／L、銅40mg／L、錳和鐵4mg／L，不干擾測定，鎂離子濃度達20mg／L時，需要加酒石酸鉀鈉掩蔽。當有大量有機物污染時，需把水樣消解后測定。本法適用于受鎘污染的天然水和廢水中鎘的測定，測定前應對水樣進行消解處理。本法檢測限為0.001mg／L，測定上限為0.06mg／L。第42頁，課件共129頁，創(chuàng)作于2023年2月②原子吸收光譜法(AAS)a、直接吸入火焰原子吸收光譜法測定。將樣品或消解處理好的試樣直接吸入火焰，火焰中形成的原子蒸氣對光源發(fā)射的特征電磁輻射產(chǎn)生吸收。將測得的樣品吸光度和標準溶液的吸光度進行比較，確定樣品中被測元素的含量。測定條件和方法適用濃度范圍見P、156表7—1所示。第43頁，課件共129頁，創(chuàng)作于2023年2月

清潔水樣可不經(jīng)預處理直接測定，污染的地面水和廢水需要硝酸或硝酸-高氯酸鉀消解，并進行過濾、定容。本法適用于測定地面水、地下水和廢水中的鎘、鉛、銅和鋅。b、萃取火焰原子吸收光譜法測定。本法適用于含量較低，需進行富集后測定的水樣。對一般儀器的適用范圍為鎘1～50μg／L、鉛10~200μg／L。清潔水樣或經(jīng)消解的水樣中待測金屬離子在酸性介質中與砒咯烷二硫代氨基甲酸銨(APDC)生成配合物，用甲基異丁基甲酮(MIBK)萃取后吸入第44頁，課件共129頁，創(chuàng)作于2023年2月火焰進行原子吸收光譜測定。c、離子交換火焰原子吸收光譜法測定。用強酸型陽離子交換樹脂吸附富集水樣中的鎘、銅、鉛離子，再用酸作為洗脫液洗脫后吸入火焰進行原子吸收測定。該方法適用于較清潔地表水的監(jiān)測。該方法檢測限為鎘0.1μg／L、銅0.93μg／L、鉛1.4μg／L。(3)鉛。鉛的測定方法有雙硫腙分光光度法、原子吸收光譜法、陽極溶出伏安法和示波極譜法。原子吸收光譜法參見鎘的測定，下面介紹雙硫腙分光光度法。第45頁，課件共129頁，創(chuàng)作于2023年2月

在PH值為8.5～9.5的氨性檸檬酸鹽-氰化物的還原性介質中，鉛與雙硫腙形成可被三氯甲烷(或四氯化碳)萃取的淡紅色的雙硫腙鉛螫合物。有機相可于最大吸光波長510nm處測量，利用工作曲線法求得水樣中鉛的含量，該法的線性范圍為0.01～0.3mg／L。鉛一雙硫腙螯合物的摩爾吸光系數(shù)為6.7×104。該法適用于地面水和廢水中痕量鉛的測定。(4)銅①二乙氨基二硫代甲酸鈉萃取分光光度法。銅離子在pH值為9～10的氨性溶液中與二乙氨基二硫代甲酸鈉(銅試劑，簡寫為DDTC)作用，生成摩爾比為1：2的黃棕色膠體配合物第46頁，課件共129頁，創(chuàng)作于2023年2月

用四氯化碳或三氯甲烷萃取，波長為440nm條件下測定。水樣中含鐵、錳、鎳、鈷和鉍等離子時，對銅的測定干擾較大?？捎肊DTA及檸檬酸銨掩蔽消除，鉍干擾可以通過加入氰化鈉予以消除。當水樣中含銅較高時，可加入明膠、阿拉伯膠等膠體保護劑，在水相中直接進行分光光度測定。該法檢測限0.01mg／L、測定上限可達2.0mg／L。適用于地面水和工業(yè)廢水的測定。②新亞銅靈萃取分光光度法。水樣中的二價銅離子用鹽酸羥胺還原為亞銅離子。在中性或微酸性介質中，亞銅離子與新亞銅靈(2，9-二甲基-1，10-菲啰啉)反應，生成摩爾比為1：2的黃色配合物第47頁，課件共129頁，創(chuàng)作于2023年2月

用三氯甲烷甲酸混合溶劑萃取，于457nm波長處測定吸光度，用標準曲線法進行定量測定。鈹、大量鉻(Ⅵ)、錫(Ⅳ)等氧化性離子及氰化物、硫化物、有機物對測定有干擾。若在水樣中和之前加入鹽酸羥胺和檸檬酸鈉，則可消除鈹?shù)母蓴_。大量鉻(Ⅵ)可用亞硫酸鹽還原，錫(Ⅳ)等氧化性離子可用鹽酸羥胺還原。樣品通過消解可除去氰化物、硫化物和有機化合物的干擾。該方法檢測限為0.06mg／L，測定上限為3.0mg／L，適用于地面水、生活污水和工業(yè)廢水的測定。第48頁，課件共129頁，創(chuàng)作于2023年2月(5)鋅。鋅的測定方法有雙硫腙分光光度法、陽極溶出伏安法或示波極譜法。原子吸收光譜法測定鋅，靈敏度較高、干擾少，適用于各種水體。下面簡單介紹雙硫腙分光光度測定法。在pH=4.0～5.5的乙醇緩沖介質中，鋅離子與雙硫腙反應生成紅色螯合物，用四氧化碳或二氯甲烷萃取后，于其最大吸收波長535nm處，以四氯化碳作為參比，測其經(jīng)空白校正后的吸光度，用標準曲線法進行定量計算。水中存在少量鉍、鎘、鈷、銅、鉛、汞、鎳、亞錫等金屬離子時，有干擾，可用硫代硫酸鈉作為掩蔽劑和控制溶液的pH值而予以消除。該法檢測限為0.005mg／L，適用于天然水和輕度污染的地面水中鋅的測定。第49頁，課件共129頁，創(chuàng)作于2023年2月（6）鉻。鉻測定方法主要有二苯碳酰二肼分光光度法、原于吸收光譜法、硫酸亞鐵銨滴定法等。①六價鉻的測定。在酸性介質中，六價鉻與二苯碳酰二肼(DPC)反應，生成紫紅色配合物其色度在一定濃度范圍內與含量成正比，于540nm波長處進行比色測定，利用標準曲線法求水樣中鉻的含量。當取樣體積為50mL,使用光程為30mm的比色皿時，方法檢測限為0.004mg／L鉻，使用光程為10mm的比色皿時，方法檢測限為1mg／L鉻。由于在保存期間會損失，水樣應在取樣當天分析。第50頁，課件共129頁，創(chuàng)作于2023年2月②總鉻的測定。由于三價鉻不與二苯碳酰二肼反應，因此必須先將水樣中三價鉻用酸性高錳酸鉀法或堿性高錳酸鉀氧化成六價鉻后，再用比色法測定水中的總鉻。③硫酸亞鐵銨滴定法。硫酸亞鐵銨滴定法適用于總鉻質量濃度大于1mg／L的廢水。其原理為：在酸性介質中，以銀鹽作為催化劑，用過硫酸銨將三價鉻氧化成六價鉻；加少量氯化鈉并煮沸，除去過量的過硫酸銨和反應中產(chǎn)生的氯氣；以苯基代鄰氨基苯甲酸作為指示劑，用硫酸亞鐵銨標準溶液滴定，至溶液呈亮綠色。根據(jù)硫酸亞鐵銨溶液的濃度和進行試劑空白校正后的用量，可計算水中總鉻的含量。第51頁，課件共129頁，創(chuàng)作于2023年2月（7）砷。水體中砷的測定方法有新銀鹽分光光度法、二乙氨基二硫代甲酸銀分光光度法和原子吸收光譜法等。①新銀鹽分光光度法。硼氫化鉀(KBH4)在酸性溶液中，產(chǎn)生新生態(tài)氫，將水樣中無機砷還原成砷化氫(AsH3，即胂)氣體。以硝酸-硝酸銀-聚乙烯醇溶液為吸收液，砷化氫將吸收液中的銀離子還原為單質膠態(tài)銀，使溶液呈黃色，其顏色深淺與生成氫化物的量成正比。黃色溶液在400nm處有最大吸收，且吸收峰形對稱。第52頁，課件共129頁，創(chuàng)作于2023年2月

本法適用于地面水、地下水、飲用水中痕量砷的測定。當取250mL樣，用1cm吸收池時，檢測限為0.4μg／L，測定上限為12μg／L。②二乙氨基二硫代甲酸銀分光光度法。酸性條件下，五價砷被碘化鉀／氯化亞錫還原為三價砷，并與新生態(tài)氫反應生成氣態(tài)砷化氫(胂)，被吸收于二乙氨基二硫代甲酸銀(AgDDC)-三乙醇胺的三氯甲烷溶液中，生成紅色的膠體銀，在510nm波長處，以三氯甲烷為參比測其經(jīng)空白校正后的吸光度，用標準曲線法定量。該法檢測跟為0.007mg／L，測定上限為0.5g／L。第53頁，課件共129頁，創(chuàng)作于2023年2月3．2非金屬污染物的檢測

3．2．1氰化物的檢測

氰化物包括簡單氰化物、配合氰化物和有機氰。氰化物易溶于水、毒性大，配合氰化物在水體中受pH值、水溫和光照等影響離解為簡單氰化物。氰化物的測定方法有容量測定法、分光光度法和離子選擇電極法。通常先將水樣在酸性介質中進行蒸餾，把能形成氰化氫的氰化物蒸出，使之與干擾組分分離。(1)容量滴定法。取一定量蒸餾液，調節(jié)至pH>11，以銀靈作為指示劑，用硝酸銀標準溶液滴定，氰離子與銀離于生成氰氧配合物[Ag(CN)2]-，稍過量的銀離子與銀靈反應，使溶液由黃色變?yōu)槌燃t色，即為終點。第54頁，課件共129頁，創(chuàng)作于2023年2月根據(jù)消耗硝酸銀標準溶液體積，按式(7—2)計算水樣中氰化物濃度。(7—2)式中VA—滴定水樣消耗硝酸銀標準溶液量，mL；

VB—空白消耗硝酸銀標準溶液量，mL；

c—硝酸銀標準溶液物質的量濃度，mol／L；

V1—水樣體積，mL；

V2—餾出液總體積，mL；

V3—測定時所取餾出液體積，mL；

52.04—氰離子(2CN-)的摩爾質量，g／mol。本法適用于氰含量>1mg／L的水樣，測定上限為100mg／L。第55頁，課件共129頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)分光光度法①異煙酸-吡唑啉酮分光光度法。調節(jié)pH值至中性，氰離子與氯胺T反應生成氯化氰(CNCl)，氯化氰再與異煙酸作用，經(jīng)水解生成戊烯二醛，與吡唑啉酮進行縮合反應，生成藍色染料，在638nm下進行測定。水樣中氰化物濃度按式(7—3)計算。

（7—3)式中mа—從標準曲線上查出的試樣的氰化物含量，μg；mb—從標準曲線上查出的空白試樣的氰化物含量，μg；第56頁，課件共129頁，創(chuàng)作于2023年2月

V—預蒸餾所取水樣體積，mL；V1—水樣預蒸餾餾出液體積，mL；V2—顯色測定所取餾出液體積，mL。

本法適用于飲用水、地面水、生活污水和工業(yè)廢水，其最低檢測質量濃度為0.004mg／L，測定上限為0.25mg／L(CN-)。②吡啶-巴比妥酸分光光度法。pH值中性條件下，氰離子被氯胺T氧化生成氯化氰，氯化氰與吡啶反應生成戊烯二醛，戊烯二醛再與巴比妥酸發(fā)生縮合反應，生成紅紫色染料，于580nm下測定。本法檢測限為0.002mg／L，檢測上限為0.45mg／L。第57頁，課件共129頁，創(chuàng)作于2023年2月3．2．2氟化物的檢測氟化物的測定方法有氟離子選擇電極法、氟試劑分光光度法、茜素磺酸鋯目視比色法、離子色譜法和硝酸釷滴定法。(1)氟離子選擇電極法。氟離子選擇電極是一種以氟化鑭(LaF3)單晶片為敏感膜的傳感器。電極的結構如P、160圖7—4所示，測量時與參比電極組成原電池。第58頁，課件共129頁，創(chuàng)作于2023年2月

用晶體管毫伏計或電位計測量上述原電池的電動勢，并與用氟離子標準溶液測得的電動勢相比較，即可求得水樣中氟化物的濃度。如果用專用離子計測量，經(jīng)校準后，可以直接顯示被測溶液中F-的濃度。定量測定，宜采用標準加入法。

Al3+、Fe3+等高價陽離子及H+對測定有干擾，堿性溶液中，氫氧根離子濃度大于氟離子濃度的1／10時也有干擾，常采用加入總離子強度調節(jié)劑(TISAB)的方法消除。TISAB是一種含有強電解質、配位劑、pH緩沖劑的溶液，其作用是消除標準溶液與被測溶液的離子強度差異，使離子活度系數(shù)保持一致。第59頁，課件共129頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)氟試劑分光光度法

氟試劑即茜素配位劑(ALC)，化學名稱為1，2-二羥基蒽醌-3-甲胺N，N-二乙酸。氟試劑為橙色固體粉末，微溶于水，水溶液顏色隨pH值改變。pH=4.3時為黃色，pH=6～10時為紅色，pH>13時為藍色。在PH=4.0~6.0的乙酸鹽緩沖溶液介質中，氟試劑與氟離子和硝酸鑭反應生成藍色的三元配合物，于620nm波長處測定吸光度。第60頁，課件共129頁，創(chuàng)作于2023年2月

本法測定干擾有：Pb2+、Zn2+、Cu2+、Co2+、Cd2+等與ALC反應生成紅色螯合物；Al3+、Be2+等與F-生成穩(wěn)定的配離子；大量PO43-，SO42-能與La3+反應等。將水樣進行預蒸餾，可消除干擾。本法檢測限為0.05mg／L，測定上限為1.80mg／L。適用于地面水、地下水和工業(yè)廢水中氟化物的測定。第61頁，課件共129頁，創(chuàng)作于2023年2月3．2．3硫化物的檢測水中的硫化物可以不同的形態(tài)存在，可能存在的形態(tài)有：溶解性H2S、HS-和S2-，酸溶性的金屬硫化物，以及不溶性的硫化物和有機硫化物。其具體存在形態(tài)視水體的pH值和共存組分而定，在低pH值及還原狀態(tài)下，水中的硫化物主要以H2S形式存在；而在高pH值及還原狀態(tài)時，則主要為S2-；在氧化狀態(tài)時，可能會轉化為硫酸鹽；與汞、銅、銀等金屬離子共存時，主要為不溶性金屬硫化物；與鋅、鎘等金屬離子共存時，則主要為酸溶性金屬硫化物。水中含有硫化物時，硫化氫氣體逸散到空氣中而造成感官指標惡化，它也可大量消耗水中溶解氧而使水生生物死亡，第62頁，課件共129頁，創(chuàng)作于2023年2月因此，水中檢出硫化物往往說明水質已受到嚴重污染。通常所測定的硫化物系指溶解性的及酸溶性的硫化物。測定水中硫化物的方法有對氨基二甲基苯胺分光光度法、碘量法、電位滴定法、離子色譜法、極譜法、庫侖滴定法、比濁法等，以前三種應用較廣泛。(1)對氨基二甲基苯胺分光光度法。在含高鐵離子的酸性溶液中，硫離子與對氨基二甲基苯胺反應，生成藍色的亞甲藍染料，于665nm波長下測定。該法檢測限為0.02mg／L(S2-)，測定上限為0.8mg／L。第63頁，課件共129頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)碘量法。水樣中的硫化物與乙酸鋅生成白色硫化鋅沉淀，將其用酸溶解后，加入過量碘溶液，則碘與硫化物反應析出硫，用硫代硫酸鈉標準溶液滴定剩余的碘，根據(jù)硫代硫酸鈉溶液消耗量計算硫化物的含量。反應式如下。（白色）

測定結果按式(7—4)計算。

(7—4)第64頁，課件共129頁，創(chuàng)作于2023年2月式中V0——空白試驗硫代硫酸鈉標準溶液用量，mL；

V1——滴定水樣消耗硫代硫酸鈉標準溶液用量，mL；

V——水樣體積，mL；

c——硫代硫酸鈉標準溶液物質的量濃度，mol／L；

16.03——硫離子(1／2S2-)摩爾質量，g／mol。本法適用于測定硫化物含量大于1mg／L的水樣。檢測限為0.02mg／L，測定上限為0.8mg／L。第65頁，課件共129頁，創(chuàng)作于2023年2月(3)電位滴定法。用硝酸鉛標準溶液滴定硫離子，生成硫化鉛沉淀。以硫離子選擇電極作為指示電極，雙鹽橋飽和甘汞電極作為參比電極，與被測水樣組成原電池。用晶體管毫伏計或酸度計測量原電池電動勢的變化，根據(jù)滴定終點電位突躍，求出硝酸鉛標準溶液用量，即可計算出水樣中硫離子的含量。電位滴定法不受色度、濁度的影響。硫離子易被氧化，加入抗氧緩沖溶液(SAOB)予以保護。SAOB溶液中含有水楊酸和抗壞血酸。水楊酸能與Fe2+、Fe3+、Cu2+、Cd2+、Zn2+、Cr3+等多種金屬離子生成穩(wěn)定的配合物；抗壞血酸能還原Ag+、Hg2+等，消除它們的干擾。本法適宜測定硫離子濃度范圍為10-1～10-3mol/L，檢測限為0.2mg／L。第66頁，課件共129頁，創(chuàng)作于2023年2月3．2．4氨氮的檢測氨氮(NH3-N)以游離氨(NH3)或銨鹽(NH4+)形式存在于水中，兩者的組成比取決于水的pH值。當pH值偏高時，游離氨的比例較高，反之，則銨鹽的比例為高。氨氮的測定方法通常有納氏比色法、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。水中鈣、鎂和鐵等金屬離子、硫化物、醛和酮類、顏色以及渾濁等均干擾測定，需做相應的預處理。苯酚-次氯酸鹽比色法具有靈敏、穩(wěn)定等優(yōu)點，干擾情況和消除方法同納氏試劑比色法。電極法通常不需要對水樣進行預處理和具有測量范圍寬等優(yōu)點。氨氮含量較高時，可采用蒸餾-酸滴定法。第67頁，課件共129頁，創(chuàng)作于2023年2月(1)納氏試劑比色法①原理。碘化汞和碘化鉀的堿性溶液與氨反應生成從黃色到淡紅棕色的化合物，在波長為425nm下用分光光度法或比色法測定。反應式為

2K2HgI4+NH3+3KOH→NH2Hg2I3↓(黃棕色)+5KI+2H2O2HgI42-+NH3+3OH-→NH2Hg2I3(黃棕色)+5I-+2H2O②測定步驟。測定時先繪制氨氮含量(mg)對校正吸光度的標準曲線，然后取適量經(jīng)預處理的水樣按校準曲線相同步驟測量其吸光度。③計算結果。由水樣測得的吸光度減去空白試驗的吸光度后，從校準曲線上查得氨氮量(mg)。

(7—5)第68頁，課件共129頁，創(chuàng)作于2023年2月式中m——由校準曲線查得的氨氨量，mg；

V——水樣體積，mL。④適用范圍。納氏試劑比色法的檢測限為：目視比色法為0.02mg／L；分光光度法為0.025mg／L，測定上限為2mg／L。水樣做適當?shù)念A處理后，該法可適用于地面水、地下水、工業(yè)廢水和生活污水的氨氮測定。(2)水楊酸次氯酸鹽光度法①原理。在亞硝基鐵氰化鈉作為催化劑的條件下，銨與水楊酸鹽和次氯酸離子在堿性條件下反應生成藍色化合物，在波長697nm具有最大吸收?；衔锏念伾珴舛扰c氨氮濃度成比例，因此，可以用分光光度法來測定NH3-N的濃度。第69頁，課件共129頁，創(chuàng)作于2023年2月②測定步驟。測定時先繪制氨氮含量(μg)對校正吸光度的校準曲線，然后取適量經(jīng)預處理的水樣于比色管中，與校準曲線相同操作步驟進行顯色和測量吸光度。③計算結果。由水樣測得的吸光度減去空白試驗的吸光度后，從校準曲線上查得氨氮量(μg)。

(7—6)式中m——由校準曲線查得的氨氮量，μg；

V——水樣體積，mL。④適用范圍。該方法檢測限為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。第70頁，課件共129頁，創(chuàng)作于2023年2月3．3有機污染物的檢測

有機污染物主要是指以碳水化合物、蛋白質、脂肪、氨基酸等形式存在的天然有機物質及某些可生物降解人工合成的有機物質。城市污水中的固體約有40％～70%為有機物。衡量有機物污染的程度，一般多用有機污染的綜合指標來間接反映水質有機污染的程度。3．3．1化學需氧量(COD)的檢測

COD表示化學需氧量，是污水中有機物被分解氧化時所需氧化劑的量，并表示氧的消耗量。此值愈高說明污水中有機物含量愈高。第71頁，課件共129頁，創(chuàng)作于2023年2月

化學需氧量的測定分為采用高錳酸鉀法(CODMn)和重鉻酸鉀法(CODCr)。(1)高錳酸鉀法(CODMn)具體檢測方法是：水樣在酸性條件下，加入高錳酸鉀溶液，在沸水浴中加熱30min，使水中有機物被氧化，剩余的高錳酸鉀以草酸滴定，把滴定試劑呈淺紅色的點作為終點，來進行檢測。測定結果按式(7—7)或式(7—8)計算。①水樣不經(jīng)稀釋

(7—7)第72頁，課件共129頁，創(chuàng)作于2023年2月式中V1——滴定水樣消耗高錳酸鉀標液量，mL；

K—校正系數(shù)(每毫升高錳酸鉀溶液相當于草酸鈉標液的毫升數(shù))；

c—草酸鈉標液（）濃度，mol／L；

8—氧（）的摩爾質量，g／mol；

100—取水樣體積。②水樣經(jīng)稀釋

(7—8)

式中V1—空白實驗消耗高錳酸鉀標液量，mL；

V2—分取水樣體積，mL；

nf—稀釋水樣中含稀釋水的比值。第73頁，課件共129頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)重鉻酸鉀法(CODCr)在水樣中加入已知量的重鉻酸鉀溶液，并在強酸介質下以銀鹽作為催化劑，經(jīng)沸騰回流后以試亞鐵靈為指示劑，用硫酸亞鐵銨滴定水樣中未被還原的重鉻酸鉀，由消耗的硫酸亞鐵銨的量換算成消耗氧的質量濃度。測定結果按式(7—9)計算；

(7—9)式中V1—測定水樣所消耗硫酸亞鐵銨標液量，mL；V0—空白試驗所消耗硫酸亞鐵銨標液量，mL；V—水樣體積，mL；c—硫酸亞鐵標液濃度，mol／L；8—氧（）的摩爾質量，g／mol。第74頁，課件共129頁，創(chuàng)作于2023年2月3．3．2生化需氧量(BOD)的檢測BOD是指由于水中的好氧生物的繁殖或呼吸作用，水中所含的有機物被微生物生化降解時所消耗溶解氧的量。通常規(guī)定20℃的溫度下，5天之內所消耗氧量，用BOD5值來表示，單位為mg／L或kg／m3。具體檢測方法實例如P、164圖7—5所示。第75頁，課件共129頁，創(chuàng)作于2023年2月

將一定容積的被檢測污水倒入取樣瓶中，用攪拌器進行攪拌。利用微生物對污水中有機物進行氧化分解所生成的CO2由置于上端的氫氧化鉀吸收掉。由于生物對各種有機物的分解不斷地消耗溶解氧，使取樣瓶中的壓力逐漸降低。利用水銀壓力計不斷進行壓力監(jiān)測，在壓力下降到特定值時，通過水銀壓力計的觸點接通電解氧供給裝置(以恒定電流電解硫酸銅溶液，從陽極產(chǎn)生氧氣)的電源使氧氣送入取樣瓶，當取樣瓶中壓力上升到一定值時自動斷電，電解停止。因為電解所需的電量與相應的耗氧量成正比，而電解電流是恒定的，故可用5天內電解時間的積分值來表示BOD5的值。此值越高說明有機物分解耗氧量越多，即污水有機物含量也越高。第76頁，課件共129頁，創(chuàng)作于2023年2月3．3．3總有機碳(TOC)的檢測總有機碳(totalorganiccarbons，TOC)是以碳的含量表示水體中有機物質總量的綜合指標。測定TOC的方法是燃燒氧化-非色散紅外吸收法。測定原理是：將一定量水樣注入高溫爐內的石英管，在900～950℃溫度下，以鉑和三氧化鈷或三氧化二鉻為催化劑，使有機物燃燒裂解轉化為二氧化碳，然后用紅外線氣體分析儀測定CO2含量，從而確定水樣中碳的含量。因為在高溫下，水樣中的碳酸鹽也分解產(chǎn)生二氧化碳，故上面測得的為水樣中的總碳(TC)。為獲得有機碳含量，可采用以下兩種方法。(1)直接法測定TOC。將水樣預先酸化，通入氮氣曝氣，驅除各種碳酸鹽分解生成的二氧化碳后再注入儀器測定。但由于在曝氣過程中會造成水樣中揮發(fā)性有機物質的損失而產(chǎn)生測定誤差，第77頁，課件共129頁，創(chuàng)作于2023年2月所以其測定結果只是不可吹出的有機碳含量。(2)間接測定法TOC。使用高溫爐和低溫爐皆有的TOC測定儀，如圖7—6所示。第78頁，課件共129頁，創(chuàng)作于2023年2月將同一等量水樣分別注入高溫爐(900℃)和低溫爐(150℃)。高溫爐水樣中的有機碳和無機碳均轉化為CO2，而低溫爐的石英管中裝有磷酸浸漬的玻璃棉，能使無機碳酸鹽在150℃時分解為CO2，有機物卻不能被分解氧化。將高、低溫爐中生成的CO2依次導入非色散紅外氣體分析儀。由于一定波長的紅外線被CO2選擇吸收，在一定濃度范圍內CO2對紅外線吸收的強度與CO2的濃度成正比，所以，可對水樣總碳(TC)和無機碳(IC)進行定量測定?？偺?TC)和無機碳(IC)的差值，即為總有機碳(TOC)。3．3．4總需氧量(TOD)的檢測

TOC指標僅針對水中污染物是碳化物的。然而，不僅碳氫化合物(CHD)，其他如硫醇、第79頁，課件共129頁，創(chuàng)作于2023年2月蛋白質所含的硫、氮化合物班及可被氧化的各種無機物也消耗氧量，TOD是所有這些氧化過程需要的總氧量，其檢測方法亦采用燃燒法。被測水樣在900℃下進行催化燃燒，測量其燃燒前后的氧濃度差，即為TOD值。如P、165圖7—7所示為IONIC公司225型的測量儀的示意圖。第80頁，課件共129頁，創(chuàng)作于2023年2月

工作時，把高純度的氮氣作為載氣，流過透氧性的硅氧橡膠后，載氣中將連續(xù)滲入一定量的氧，把滲入氧的載氣以120cm3／min的穩(wěn)定流輸入燃燒管中進行燃燒，再送入氧檢測裝置，利用Pb-Pt燃料電池，檢測氣體中氧的濃度，并轉換為相應的電流形式記錄下來，然后將20mL的被測污水樣品滴入燃燒管中，以鉑為催化劑，在900℃時被測水樣馬上被氧化，載氣中氧濃度降低，經(jīng)氧檢測裝置轉換為相應的電流。這兩個電流之差即為TOD值。第81頁，課件共129頁，創(chuàng)作于2023年2月3．4揮發(fā)酚類的檢測

酚是芳香族羥基化合物，可分為苯酚、萘酚。按照苯環(huán)上所取代的羥基數(shù)目多少，可分為一元酚、二元酚、三元酚。酚類化合物由于分子間形成氫鍵，所以沸點都較高，但沸點在230℃以下的酚可隨水蒸氣蒸出，為揮發(fā)性酚；沸點在230℃以上的酚則不能隨水蒸氣蒸出，為不揮發(fā)酚。一元酚中除對硝基酚以外，其他各種酚沸點都小于230℃，屬于揮發(fā)性酚；二元酚和三元酚的沸點均在230℃以上，屬于不揮發(fā)性酚。我國規(guī)定的各種水質指標中，酚類指標指的是揮發(fā)性酚，測定結果均以苯酚(C6H5OH)表示。第82頁，課件共129頁，創(chuàng)作于2023年2月

測定水中酚的方法很多，主要有容量法、分光光度法和氣相色譜法。我國規(guī)定的標準方法是溴化容量法和4-氨基安替比林分光光度法。3．4．1溴化容量法當水樣中苯酚濃度較高時，可利用此法。在含過量溴(由溴酸鉀和溴化鉀產(chǎn)生)的溶液中，酚與溴反應生成三溴苯酚，剩余的溴與碘化鉀作用釋放出游離碘，與此同時，溴代三溴酚也與碘化鉀反應置換出游離碘。用硫代硫酸鈉標準溶液滴定釋放出的游離碘，并根據(jù)其消耗量，計算出以苯酚計的揮發(fā)酚含量。第83頁，課件共129頁，創(chuàng)作于2023年2月

測定過程分為酚的溴化、碘的游離和滴定3個步驟。酚的溴化是加入KBrO3-KBr熔液，使其在酸性條件下產(chǎn)生新生態(tài)的溴。由于KBrO3-KBr無揮發(fā)性，易于準確量取，故可以克服溴溶液易揮發(fā)、難以準確量取的缺點，同時，由于新生態(tài)的溴反應活性大，有利于溴化反應的進行。測定時必須嚴格控制實驗條件，如濃鹽酸和KBrO3-KBr溶液的加入量、反應時間和溫度等，使空白滴定和樣品滴定條件完全一致。結果按式(7—10)計算。

(7—10)式中V1—空白試驗滴定時硫代硫酸鈉標液用量，mL；

V2—水樣滴定時硫代硫酸鈉標液用量，mL；c—硫代硫酸鈉標準溶液物質的量濃度，mol/L；V—水樣體積，mL；15．68—苯酚（）摩爾質量，g／mol。第84頁，課件共129頁，創(chuàng)作于2023年2月3．4．24-氨基安替比林分光光度法在pH=9.8～10.2的溶液和有鐵氰化鉀作為氧化劑的條件下，4-氨基安替比林(1-苯基-2，3-二甲基-4-氨基吡唑酮)與酚類化合物生成紅色的安替比林染料，通過比色進行定量計算。生成的紅色安替比林染料在水溶液中的最大吸收波長為510nm，顏色可穩(wěn)定30min。若用氯仿提取，最大吸收波長移至460nm，顏色可穩(wěn)定4h，并可提高檢測的靈敏度。顯色反應受苯環(huán)上取代基的種類、位置、數(shù)目等影響，如對位被烷基、芳香基、酯、硝基、苯酰、亞硝基或醛基取代，而鄰位未被取代的酚類與4-氨基安替比林不產(chǎn)生顯色反應。第85頁，課件共129頁，創(chuàng)作于2023年2月這是因為上述取代基阻止酚類氧化或醌型結構所致，但對位被鹵素、羥基、磺基(—SO2H)、羥基或甲氧基所取代的酚類與4-氨基安替比林發(fā)生顯色反應。此外，鄰位和間位酚顯色后的吸光度都低于苯酚。因此，選用苯酚作為標準，所測定的結果僅代表水中揮發(fā)酚的最小濃度。顯色時必須嚴格控制pH值。在酸性條件下，4-氨基安替比林發(fā)生分子間的縮合反應，生成安替比林紅，影響比色測定；在pH=8～9范圍內，雖然酚類也能與4-氨基安替比林定量顯色，但芳香胺如苯胺、甲苯胺可以發(fā)生干擾反應；在pH=9.8～10.2時，干擾作用最小，苯胺20mg所產(chǎn)生的顏色僅相當于0.1mg酚產(chǎn)生的顏色。用13mL氯仿提取，3cm比色皿測定。檢測限為0.002mg／L，測定上限為0.12mg／L。第86頁，課件共129頁，創(chuàng)作于2023年2月3．5礦物油的檢測

礦物油是指溶解于特定溶劑中而收集到的所有物質，包括被溶劑從酸化的樣品中萃取并在實驗過程中不揮發(fā)的所有物質。測定礦物油的方法有重量法、非色散紅外法、紫外分光光度法、熒光法、比濁法。3．5．1重量法重量法的測定原理是以硫酸酸化水樣用石油醚萃取礦物油，然后蒸發(fā)除去石油醚，稱量殘渣量，計算礦物油含量。重量法測定的是酸化樣品中可被石油醚萃取的、且在制樣過程中不揮發(fā)的物質總量。溶劑去除時，使得輕質油有明顯損失。第87頁，課件共129頁，創(chuàng)作于2023年2月由于石油醚對油有選擇地溶解，因此，石油中較重的組分可能不被溶劑萃取而無法測定。重量法是最常用的方法，它不受油品種的限制，但操作煩瑣，受分析天平和燒杯質量的限制，靈敏度低，只適用于測定10mg／L以上的含油水樣。3．5．2非色散紅外法非色散紅外法是利用石油類物質的甲基(-CH3)、亞甲基(-CH2-)在近紅外區(qū)(3.4μm)有特征吸收，作為測定水樣中油含量的基礎。標準油可采用受污染地點水中石油醚萃取物。根據(jù)我國原油組分特點，也可采用混合石油烴作為標準油，其組為：十六烷︰異辛烷︰苯=65︰25︰10（體積分數(shù)）。水樣用硫酸將水樣酸化，加氯化鈉破乳化，再用三氯三氟乙烷萃取，萃取液經(jīng)無水硫酸鈉層過濾，定容，注入第88頁，課件共129頁，創(chuàng)作于2023年2月紅外分析儀測定其含量。凡含有甲基、亞甲基的有機物質對測定都會產(chǎn)生干擾。如水樣中有動、植物性油脂以及脂肪酸物質應預先將其分離。此外，石油中有些較重的組分不溶于三氯三氟乙烷，致使測定結果偏低。3．5．3紫外分光光度法帶有苯環(huán)的芳香族化合物的主要吸收波長為250～260nm，帶有共軛雙鍵的化合物主要吸收渡長為215～230nm。原油的測定可選吸收峰波長為225nm和254nm，輕質油可選225nm。測定時將水樣用硫酸酸化，加氯化鈉破乳化，然后用石油醚萃取，脫水，定容。標準油用受污染地點水樣石油醚萃取物。不同油品特征吸收峰不同，如難以確定測定波長時，可用標準油樣在波長215～300nm之間的吸收光譜，采用其最大吸收峰的波長，一般在220~225nm。

第89頁，課件共129頁，創(chuàng)作于2023年2月污水綜合排放標準GB8978-1996化學工業(yè)主要水污染物排放標準DB32/939-2006第90頁，課件共129頁，創(chuàng)作于2023年2月4氣態(tài)污染物的檢測4．1二氧化硫的檢測二氧化硫是主要大氣污染物之一。SO2常用的測定方法有分光光度法、紫外熒光法、電導法、庫侖滴定法、火焰光度法等。4．1．1四氯汞鉀溶液吸收-鹽酸副玫瑰苯胺分光光度法用氯化鉀和氯化汞配制成四氯汞鉀吸收液，二氧化硫被吸收后，生成穩(wěn)定的二氯亞硫酸鹽配合物，再與甲醛和鹽酸副玫瑰苯胺作用，生成紫色配合物，其顏色深淺與SO2含量成正比，用分光光度法測定。第91頁，課件共129頁，創(chuàng)作于2023年2月

顯色pH值為1.5～1.7時，顯色后溶液呈紅紫色，最大吸收波長為548nm，摩爾吸光系數(shù)為4.77×104；顯色pH值為1.1~1.3時，顯色后溶液呈藍紫色，最大吸收波長為575nm，摩爾吸光系數(shù)為3．7×104。SO2的濃度可按式(7—11)計算。

(7—11)式中mSO2—測定時所取樣品溶液中SO2含量，由標準曲線查知，μg；V1—樣品溶液總體積，mL；V2—測定時所取樣品溶液體積，mL；Vn—標準狀態(tài)下的采樣體積，mL。第92頁，課件共129頁，創(chuàng)作于2023年2月

本法測定時須注意：溫度、酸度、顯色時間等因素影響顯色反應；標準溶液和試樣溶液操作條件應保持一致；氮氧化物、臭氧及錳、鐵、鉻等離子對測定有干擾；采樣后放置20min，臭氧可自行分解；加入磷酸和乙二胺四乙酸二鈉鹽可消除或減少某些金屬離子的干擾。4．1．2釷試劑分光光度法

SO2用過氧化氫溶液吸收并氧化為硫酸，與過量的高氯酸鋇反應，生成硫酸鋇沉淀，剩余鋇離子與釷試劑作用生成釷試劑鋇配合物(紫紅色)，最大吸收波長為520nm。將采樣后的吸收液定容(同標準色列定容體積)，水作為參比測定吸光度，從標準曲線上查知標準SO2濃度(ηc)，按式(7—12)計算大氣中的SO2濃度。第93頁，課件共129頁，創(chuàng)作于2023年2月