5-水的物理性質(zhì)-感官指標(biāo)和固體物質(zhì)省名師優(yōu)質(zhì)課賽課獲獎?wù)n件市賽課一等獎?wù)n件

水質(zhì)監(jiān)測與分析水感官物理性質(zhì)第1頁1水感官物理指標(biāo)溫度臭與味色度濁度和透明度固體物質(zhì)硬度電導(dǎo)率第2頁2一、溫度(temperature)水溫對水許多物理性質(zhì)，如密度、粘度、蒸汽壓等有直接影響。

水溫對水pH值、鹽度及碳酸鈣飽和度等化學(xué)性質(zhì)也存在顯著影響。

水溫影響水中溶解度。在1個大氣壓下，氧在淡水中溶解度10℃時為11.33mg/L，20℃時為9.17mg/L，30℃時為7.63mg/L。

第3頁3水溫影響：化學(xué)和生物化學(xué)反應(yīng)速度

化學(xué)和生化反應(yīng)速度隨溫度升高而加緊。通常溫度每升高10℃，反應(yīng)速率約可增加一倍。2.生物和微生物活動

溫度改變能引發(fā)在水中生存魚類品種改變，稍高水溫還可使一些藻類和污水霉菌繁殖增加，影響水體景觀。水溫度因水源不一樣而有很大差異。地下水溫度較穩(wěn)定，普通為8～12℃左右。地表水溫度隨季節(jié)和氣候而改變(0～30℃左右)。生活污水水溫通常為10～15℃。工業(yè)廢水溫度因工業(yè)類型、生產(chǎn)工藝不一樣而差異較大。第4頁4

溫度測量

溫度為必須在現(xiàn)場測定項目之一，采取溫度計法測量（GB13195-91）。

淺水水溫：水銀溫度計

半導(dǎo)體熱敏電阻溫度計

較深水溫：深水溫度計第5頁5

測定步驟測量時，將水溫計插入一定深度水中，時間不少于3分鐘，以求得穩(wěn)定讀數(shù)。提出水面馬上讀取水溫值，溫度統(tǒng)計應(yīng)準(zhǔn)確至0.5℃。若要計算水中溶解氧或進(jìn)行科學(xué)研究時，則應(yīng)準(zhǔn)確至0.1℃。注意事項地面水溫度受氣溫影響較大，應(yīng)同時測氣溫。測氣溫溫度計球部不應(yīng)有水或潮濕，以預(yù)防因水分蒸發(fā)而降低測定值。同時測氣溫時要防止日光直射，且溫度計距地面高度應(yīng)最少1m。深水溫度計第6頁6二、臭與味(odorandtaste)

臭與味是人嗅覺和味覺細(xì)胞受到某種化學(xué)刺激所產(chǎn)生感受。

純凈水是無臭無味。

天然水中產(chǎn)生臭與味化學(xué)物質(zhì)，主要來自于溶解礦物鹽類、水中動植物和微生物繁殖、死亡和腐敗;生活污水或工業(yè)廢水污染等。

飲用水時加氯消毒也會產(chǎn)生不愉快臭與味。第7頁7臭與味測定

(1)文字描述法

●臭

采樣后盡快測量（6h內(nèi)）

量取100ml水樣置250ml錐形瓶內(nèi)，調(diào)整水溫度至20±2℃或煮沸稍冷后聞水氣味，用適當(dāng)文字描述，并參考下表統(tǒng)計其強(qiáng)度。

第8頁8臭和味強(qiáng)度等級等級強(qiáng)度說明0無無任何臭和味1微弱普通難于覺察，嗅、味覺敏感者能夠覺察2弱普通剛能覺察3顯著已能顯著覺察4強(qiáng)有很顯著臭味5很強(qiáng)有強(qiáng)烈惡臭或異味結(jié)果表示：文字定性描述第9頁9●味

適合用于測定極清潔水或已經(jīng)過消毒水味。

分別將水溫調(diào)至室溫和40℃時嘗其味道，用“正常”、“澀”、“甜”、“咸”、“碘味”或“氯味”等文字進(jìn)行描述，并參考上表給出味強(qiáng)度等級。

第10頁10四種味覺代表物質(zhì)味覺種類顯味物質(zhì)味閾濃度（％）甜味蔗糖糖精0.70.001酸味鹽酸0.045苦味香木鱉堿奎寧0.00010.00005咸味氯化鈉0.055第11頁11（2）閾值法

用無臭無味水稀釋水樣，剛好檢出臭或味時稀釋倍數(shù)，稱為臭閾值或味閾值。

臭（味）閾值=(A+B)/A

式中，A為水樣體積（ml），B為無臭或無味水體積（ml）。

第12頁12臭閾值或味閾值測試條件：

①水溫：60±1℃或40±1℃；

②無臭/無味水：將自來水或蒸餾水經(jīng)過裝有顆?；钚蕴恐舆^濾，即可制得。

③檢驗人數(shù)：5~10人，或更多，取其全部閾值幾何均值，作為最終匯報結(jié)果。

注意：人員嗅覺、外來刺激、嗅覺疲勞、樣品編碼（濃度從稀到濃），閾值以連續(xù)出現(xiàn)臭氣或味道為準(zhǔn)。

因為不易定量測定,包括較少.第13頁13三、色度

色度是水樣顏色深淺量度。水顏色有真色和表色兩種。

①真色：去除了水中懸浮物質(zhì)以后顏色，由水中膠體物質(zhì)和溶解性物質(zhì)所造成。

②表色：指沒有去除懸浮物質(zhì)水所含有顏色，由可溶性有機(jī)物、部分無機(jī)離子和有色懸浮微粒均所貢獻(xiàn)。

水質(zhì)分析中水色度是指真色。第14頁14色度測定

(1)鉑鈷標(biāo)準(zhǔn)比色法和鉻鈷比色法

鉑鈷標(biāo)準(zhǔn)比色法（GB11903-89）是將一定量氯鉑酸鉀（K2PtCl6）和氯化鈷（CoCl2

6H2O）溶于水中配成標(biāo)準(zhǔn)色列。

定義：1升水中含1mg鉑和0.5mg鈷所含有顏色定為1度。將待測水樣與標(biāo)準(zhǔn)色列進(jìn)行目視比色，以確定其色度。第15頁15值得注意問題：

①若水樣經(jīng)稀釋后與標(biāo)準(zhǔn)色列目視比色，則所測色度需乘上其稀釋倍數(shù)方為原水樣色度。

②以上兩種方法因所配制標(biāo)準(zhǔn)色列為黃色，所以只適合用于較清潔且含有黃色色調(diào)飲用水和天然水測定。

若水樣為其它顏色，無法與標(biāo)準(zhǔn)色列進(jìn)行比較，則可用適當(dāng)文字描述其顏色和色度，如淡藍(lán)色、深褐色等等。

第16頁16

(2)稀釋倍數(shù)法

稀釋倍數(shù)法（GB11903-89）主要用于生活污水和工業(yè)廢水顏色測定。將經(jīng)預(yù)處理去除懸浮物后水樣用無色水逐層稀釋，當(dāng)稀釋到靠近無色時，統(tǒng)計其稀釋倍數(shù)，以此作為水樣色度，單位是“倍”。同時用文字描述廢水顏色種類，如棕黃色、深綠色、淺藍(lán)色等等。

第17頁17

四、濁度(Turbidity)

因為水中含有泥土、細(xì)砂、有機(jī)物、無機(jī)物、浮游生物和微生物等懸浮物質(zhì)，對進(jìn)入水中光產(chǎn)生散射或吸收，從而表現(xiàn)出渾濁現(xiàn)象。

水中物質(zhì)對光線透過時所發(fā)生妨礙程度稱為濁度。

第18頁18

濁度大小不但與懸浮物質(zhì)數(shù)量、濃度相關(guān)，還與它們顆粒大小、形狀和折射指數(shù)等性狀相關(guān)。

渾濁水會影響水感官，也是水可能受到污染標(biāo)志之一。濁度高水會顯著妨礙光線透射，從而影響水生生物生存。

濁度測定主要用于天然水、飲用水和部分工業(yè)用水。在給水處理中，經(jīng)過測定濁度能夠選擇最經(jīng)濟(jì)有效混凝劑，確定其最正確投加量。第19頁19濁度測定杰克遜燭光濁度計：利用二氧化硅作為濁度標(biāo)準(zhǔn)，所測量是溶液在某個直線方向上對光妨礙程度，該法濁度單位又稱杰克遜濁度單位（JTU）。散射濁度計：用甲臜聚合物溶液作為標(biāo)準(zhǔn)，所測得是溶液對光線經(jīng)過時總妨礙程度，包含散射和吸收影響，該法濁度單位又稱為散射濁度單位（NTU）。

兩種濁度單位之間關(guān)系是40NTU≈40JTU。第20頁20標(biāo)準(zhǔn)濁度溶液

用硅藻土（或白陶土）經(jīng)過處理后，配制成標(biāo)準(zhǔn)濁度原液，要求1mg一定粒度硅藻土（白陶土）在1L水中能產(chǎn)生濁度為1度。將濁度標(biāo)準(zhǔn)原液逐層稀釋為一系列濁度標(biāo)準(zhǔn)液（其濁度范圍確實定參考水樣濁度），置于比色管中。

取相同體積待測水樣置于比色管中，與標(biāo)準(zhǔn)濁度液進(jìn)行目視比較，取與水樣產(chǎn)生視覺效果相近標(biāo)準(zhǔn)液濁度，即為水樣濁度。若水樣濁度超出100度，需先稀釋再測定，最終止果要乘上其稀釋倍數(shù)。濁度單位:JTU（1）目視比濁法第21頁21（2）分光光度法標(biāo)準(zhǔn)曲線:在適當(dāng)溫度下，一定量硫酸肼與六次甲基四胺反應(yīng)，生成白色高分子聚合物（甲臜聚合物），以此作為濁度標(biāo)準(zhǔn)貯備液。將此濁度貯備液逐層稀釋成系列濁度標(biāo)準(zhǔn)液，在波長680nm條件下測定吸光度，并繪制關(guān)系曲線。測定：吸收適量水樣測定吸光度，在標(biāo)準(zhǔn)曲線上查得水樣濁度。第22頁22（3）濁度儀法

濁度儀是應(yīng)用光散射原理制成。散射光強(qiáng)度與水中懸浮顆粒物大小和總數(shù)成百分比，即與濁度成正比。在一定條件下，將水樣散射光強(qiáng)度與相同條件下標(biāo)準(zhǔn)參比懸浮液（甲臜聚合物溶液）散射光強(qiáng)度比較，即可得水樣濁度。

散射濁度儀能夠?qū)崿F(xiàn)水濁度在線監(jiān)測。

第23頁23在線濁度儀便攜式濁度儀哈希濁度儀第24頁24水質(zhì)監(jiān)測與分析水中固體第25頁25五、水中固體物質(zhì)(殘渣)

水中固體是指在一定溫度下將水樣蒸發(fā)至干時所殘余那部分物質(zhì)，所以也曾被稱為“蒸發(fā)殘渣”。

嚴(yán)格來講，水中固體應(yīng)該包含除溶解氣體以外其它一切雜質(zhì)。固體中各種類型水份分布第26頁26殘渣總殘渣水或污水樣在一定溫度下蒸發(fā)、烘干后剩下物質(zhì)；可濾殘渣將過濾后水樣在一定溫度下蒸發(fā)、烘干至恒重；不可濾殘渣水樣經(jīng)過過濾后，留在過濾器上固體物質(zhì)，烘干至恒重得到物質(zhì)質(zhì)量。第27頁27水中固體測定重量法

(GB11901-89)，結(jié)果以mg/L為單位表示。減碼水份分析儀法第28頁28

揮發(fā)性固體

揮發(fā)性溶解固體

揮發(fā)性懸浮固體

固定性溶解固體固定性懸浮固體

固定性固體

溶解固體懸浮固體水中固體分類=總固體揮發(fā)性固體在一定溫度下（550度），將水樣固體灼燒一段時間后所損失那部分物質(zhì)質(zhì)量；固定性固體灼燒后所留存那部分物質(zhì)質(zhì)量；第29頁29

固定性固體能夠大約代表水中無機(jī)物質(zhì)含量;揮發(fā)性固體能夠大約代表水中有機(jī)物質(zhì)含量。

因為在550℃下，有機(jī)物全部被分解成CO2和H2O而揮發(fā)，而無機(jī)鹽類，除了銨鹽和碳酸鎂，在此溫度下都相當(dāng)穩(wěn)定。第30頁30銨鹽和碳酸鎂，在高溫下均不穩(wěn)定。第31頁31水中固體與測定溫度關(guān)系結(jié)晶水和部分吸著水得以保留，但重碳酸鹽分解變?yōu)樘妓猁}會損失二氧化碳和水，該溫度下有機(jī)物揮發(fā)量極少。103～105℃第32頁32103～105℃烘干總固體式中，A―總固體＋蒸發(fā)皿質(zhì)量（mg）；

B―蒸發(fā)皿質(zhì)量（mg）；

V―水樣體積（ml）。

將混合均勻水樣，在稱至恒重蒸發(fā)皿中于蒸氣浴或水浴上蒸干，并置于103～105℃烘箱內(nèi)烘至恒重。蒸發(fā)皿兩次恒重后，稱量所增加質(zhì)量即為總固體。計算方法以下：

第33頁33103～105℃烘干總懸浮固體

水樣經(jīng)過濾后，留在過濾器材上固體物質(zhì)，在103～105℃烘至恒重所稱得質(zhì)量減去過濾器材本身質(zhì)量，即為總懸浮固體。

第34頁34②180±2℃

幾乎全部機(jī)械吸著水將損失，當(dāng)硫酸鹽含量高時，部分結(jié)晶水仍可能留下來，有機(jī)物部分揮發(fā)，部分氯化物和硝酸鹽可能會損失。當(dāng)水中油或脂含量較高時，因極難將樣品烘至恒重，所以較難得到準(zhǔn)確測定結(jié)果。

第35頁35180℃烘干溶解性總固體

將一定體積經(jīng)過濾后水樣放在稱至恒重蒸發(fā)皿內(nèi)蒸干，然后在180±2℃烘至恒重。蒸發(fā)皿兩次恒重后，稱量所增加質(zhì)量即為180℃烘干溶解性總固體。在該溫度下，水樣中吸著水幾乎全被趕盡，所得結(jié)果與經(jīng)過化學(xué)分析計算所得總礦物質(zhì)含量較靠近。計算方法同總固體.第36頁36550℃灼燒所測得揮發(fā)性和固定性固體將蒸發(fā)皿先在升溫至550℃馬福爐中灼燒1h，干燥冷卻后稱其質(zhì)量測定水樣總固體，方法與103～105℃烘干總固體測定方法同。即將含有總固體物質(zhì)蒸發(fā)皿再放入冷馬福爐中，加熱到550℃，灼燒1h，取出后在干燥器中冷卻，如此重復(fù)稱至恒重，所損失質(zhì)量即為揮發(fā)性固體含量，所留存質(zhì)量即為固定性固體量。③550±2℃

有機(jī)物全部分解成和，無機(jī)鹽類大部分相當(dāng)穩(wěn)定。第37頁37式中，A―總固體＋蒸發(fā)皿質(zhì)量（mg）；

B―固定性固體＋蒸發(fā)皿質(zhì)量（mg）；

C―蒸發(fā)皿質(zhì)量（mg）；

V―水樣體積（ml）。

注意事項：灼燒冷卻后固體極易吸收空氣中水分，稱重操作一定要快速。

第38頁38固體物質(zhì)加熱溫度小結(jié)103～105℃烘干水分蒸發(fā)180℃烘干吸著水幾乎全部趕盡;HCO3-轉(zhuǎn)變?yōu)镃O32-;部分氯化物和硝酸鹽會發(fā)生損失;550℃灼燒有機(jī)物全部被分解銨鹽和碳酸鎂也發(fā)生分解第39頁39sh第40頁40陶瓷坩堝、鉑金坩堝、石墨坩堝、石英陶瓷坩堝、石英坩堝等第41頁41第42頁42第43頁43(5)可沉固體

可沉固體有體積比（ml/L）和質(zhì)量體積比（mg/L）兩種測定和表示方法。●體積比

將1L混合均勻水樣倒入Imhoff錐形筒中,使其靜置沉降1小時，讀取所沉下來固體體積，以ml/L表示可沉固體含量。若在大沉降顆粒之間含有液體，則估算扣除其體積后得到可沉固體體積。第44頁44●質(zhì)量體積比

將混合均勻水樣（不少于1升）倒入一直徑大于9cm玻璃容器中，使水深大于20cm，靜置沉淀1小時，在上清液中間部位用虹吸法取出250ml上清液，測其懸浮固體含量（mg/L），作為水樣不可沉固體含量，另外單獨測定原水樣總懸浮固體含量（mg/L），二者之差即為水樣中可沉固體含量（mg/L），計算以下：第45頁45水中固體量測試新方法減碼水份分析儀法：

可快速測定水中懸浮性物質(zhì)（SS）和固體樣品含水率。

水份分析儀組成：溫度可控紅外燈加熱裝置、精密天平

特點：含有樣品加熱和稱重雙重功效。樣品干燥均勻，恒重時間短，所以也大大縮短了分析時間，整個烘干-稱量過程僅需5-20min。第46頁46水中固體測定環(huán)境意義：①若環(huán)境水體中懸浮固體含量過高，不但影響景觀，還會造成淤積，同時也是水體受到污染一個標(biāo)志。②溶解性固體含量過高不利于水功效發(fā)揮。如溶解性礦物質(zhì)過高，既不適于飲用，也不適于澆灌，有些工業(yè)用水（如紡織、印染等）也不能使用含鹽量高水。③在廢水處理過程中，固體，尤其是懸浮固體和可沉固體測定是主要設(shè)計參數(shù)。第47頁47QuestionsWouldyouexpecttheanalyticalresultstobehigherthan,lowerthan,orthesameasthetruevalueunderthefollowingconditions,andwhy?Weighingawarmcrucibleofasludgesampleestimatingorganiccontentbycombustionat550Cwithahighmagnesiumcarbonatecontent.Estimatingtheorganiccontentbyvolatile-solidsanalysisofasamplecontainingalargequantityoforganicmaterialshavingahighvaporpressure.Estimatingtheorganiccontentofasamplebycombustionat800Cratherthanat550C.第48頁48硬度(Hardness)造成硬度陽離子：Ca2+、Mg2+、Sr2+、Fe2+、Mn2+等易形成水垢陰離子：HCO3-、SO42-、Cl-、NO-和SiO3-等水硬度最初被用來度量水沉淀肥皂容量。水硬度是由多價金屬陽離子造成，這些離子能與肥皂生成沉淀，并與部分陰離子形成水垢。第49頁49

Ca和Mg在地球上是豐度排名第五和第八位元素，水硬度絕大部分是由Ca和Mg造成。

水硬度按陽離子可分為“鈣硬度”和“鎂硬度”，按相關(guān)陰離子可分為“碳酸鹽硬度”和“非碳酸鹽硬度”。

碳酸鹽硬度——暫時硬度

主要由與重碳酸鹽所結(jié)合鈣、鎂所形成硬度，因在煮沸時即分解生成白色沉淀物，能夠從水中去除，所以又被稱為“暫硬度”。第50頁50

非碳酸鹽硬度——永久硬度

由鈣、鎂與水中硫酸根、氯離子和硝酸根等結(jié)合而形成硬度，這部分硬度不會被加熱去除，因而又被稱為“永久硬度”。

非碳酸鹽硬度=鈣硬度+鎂硬度總硬度=碳酸鹽硬度+非碳酸鹽硬度

硬度單位：mg/L（以CaCO3計）

第51頁51水中硬度特點

水硬度因地而異

在土層較厚和石灰?guī)r存在地域水較硬；在土層較薄和石灰?guī)r稀少地域水較軟。這是因為土壤中細(xì)菌活動會釋放出CO2，與水結(jié)合生成碳酸，造成pH值下降，從而將石灰?guī)r溶解形成重碳酸鹽，造成水硬度增大。同一地域地下水硬度要比地表水高第52頁52

分析水中硬度環(huán)境意義

與健康關(guān)系

對飲用水和生活用水而言，硬度過高水即使對健康并無壞處，但口感不好，且會消耗大量洗滌劑，所以我國生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)將總硬度限定為不超出450mg/L（以CaCO3計）。工業(yè)用水限定

對硬度限定往往更為嚴(yán)格，因為硬度高水會在鍋爐內(nèi)生成水垢，從而降低鍋爐傳熱能力，浪費能源。水垢還會堵塞冷卻水管路系統(tǒng)。水硬度還影響到紡織、印染、造紙、食品加工等行業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量。第53頁53（1）計算法

用原子吸收光譜法分別測定水中Ca和Mg含量，用以下計算公式得到總硬度：Ca40.078C12.011FCaCO3=100.086

FCaCO3/FCa=2.497O15.999硬度測定方法第54頁54（2）EDTA滴定法(GB7477-87)

在pH為10條件下，用乙二胺四乙酸（EDTA）或其鈉鹽作為滴定劑，以鉻黑T（EBT）作為指示劑與水樣進(jìn)行反應(yīng)，依據(jù)所消耗EDTA量，可求得水樣總硬度。第55頁55EDTA滴定法原理在反應(yīng)開始時，先加入鉻黑T指示劑，其與水中Ca2＋、Mg2＋生成酒紅色絡(luò)合物，伴隨滴定劑加入，EDTA先與水中游離Ca2＋、Mg2＋生成無色絡(luò)合物，再與和鉻黑T絡(luò)合Ca2＋、Mg2＋反應(yīng)，從而將鉻黑T釋放出來。伴隨反應(yīng)進(jìn)行，溶液酒紅色逐步變淡，到反應(yīng)終點時，突變?yōu)殂t黑T亮藍(lán)色。第56頁56水電導(dǎo)率電導(dǎo)率表示是水溶液傳導(dǎo)電流能力。電導(dǎo)率大小取決于溶液中所含離子種類，總濃度，遷移性和價態(tài)，還與測定時溫度相關(guān)。溫度每升高1℃，電導(dǎo)率增加約2％，通常要求25℃為測定電導(dǎo)率標(biāo)準(zhǔn)溫度。

①絕大部分無機(jī)化合物：含有良好導(dǎo)電性

②有機(jī)化合物分子：難以離解，基本不具備導(dǎo)電性

所以，電導(dǎo)率又能夠間接表示水中溶解性總固體含量和含鹽量。第57頁57電導(dǎo)（G）是電阻（R）倒數(shù)。依據(jù)歐姆定律，物體電阻與物質(zhì)性質(zhì)及其截面積和長度相關(guān)，