水質(zhì)分析技術(shù)【知識薈萃】

1、水 質(zhì) 分 析,1,行業(yè)重點(diǎn),項(xiàng)目一 概 述 任務(wù)1 水的分類及標(biāo)準(zhǔn) 任務(wù)2 水樣的采集和保存 項(xiàng)目二 工業(yè)用水分析 任務(wù)1 水的物理性質(zhì)檢測 任務(wù)2 金屬化合物的測定 任務(wù)3 非金屬化合物的測定 任務(wù)4 有機(jī)化合物的測定,目 標(biāo) 任 務(wù),2,行業(yè)重點(diǎn),項(xiàng)目一 概 述 水是生物生長和生活所必需的資源，人類生活離不開水。在工業(yè)生產(chǎn)中，也需要用到大量的水，主要用作溶劑、洗滌劑、冷卻劑、輔助材料等。水的質(zhì)量的好壞，對于人們的生活以及工業(yè)生產(chǎn)等都有直接的影響，必須經(jīng)過分析檢驗(yàn)。,3,行業(yè)重點(diǎn),任務(wù)1 水的分類及標(biāo)準(zhǔn) 一、水的分類及其所含雜質(zhì) 分類：天（自）然水、生活用水、工業(yè)用水 1天（自）然水 自然

2、界的水稱為天然水。天然水有雨水、地面水（江、河、湖水）、地下水（井水、泉水）等，因?yàn)樵谧匀唤缰写嬖冢蓟蚨嗷蛏俚睾幸恍╇s質(zhì)，如氣體、塵埃、可溶性無機(jī)鹽等，如礦泉水中含有多種微量元素。,4,行業(yè)重點(diǎn),2. 生活用水 人們?nèi)粘Ｉ钪兴褂玫乃Q為生活用水。主要是自來 水，也有少量直接使用天然水的。對生活用水的要求，主要 是不能影響人類的身體健康，因此應(yīng)檢驗(yàn)分析一些有害元素 的含量，對其含量都有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，不能超標(biāo)。 如F-的含量，正常情況下應(yīng)0.51.0mg/L； 如果F-1.01.5mg/L，易得黃斑?。?如果F-4.0mg/L，則易得氟骨病。,5,行業(yè)重點(diǎn),3. 工業(yè)用水 指工業(yè)生產(chǎn)所使用的水

3、，要求為不影響產(chǎn)品質(zhì) 量，不損害設(shè)備、容器及管道，使用時也要經(jīng)過分 析檢驗(yàn)，不合格的水要先經(jīng)處理后才能使用。 另外還有廢水，特別是工業(yè)廢水，污染環(huán)境，必 須符合一定的標(biāo)準(zhǔn)才允許排放。,6,行業(yè)重點(diǎn),雨 水：氧、氨、CO2、塵埃、微生物以及其他成分。 地面水：可溶性鹽、懸浮物、微生物、腐殖質(zhì)等。 地下水：可溶性鹽、氯化物、硫酸鹽、硝酸鹽、硅 酸鹽等。 水質(zhì)分析主要是對水中的雜質(zhì)進(jìn)行測定。,4.水中所含雜質(zhì),7,行業(yè)重點(diǎn),1.水質(zhì)指標(biāo)： 水 質(zhì)：水與其中所含雜質(zhì)共同表現(xiàn)出的綜合特性。 水質(zhì)指標(biāo)：用以衡量水的各種特性的尺度，稱為水質(zhì) 標(biāo)準(zhǔn)。 水質(zhì)指標(biāo)分類： 物理指標(biāo)：溫度、顏色、嗅味、渾濁度、固體含

4、量與 導(dǎo)電性 化學(xué)指標(biāo)：無機(jī)物、有機(jī)物的含量、酸堿度、硬度等。 微生物學(xué)指標(biāo)：細(xì)菌總數(shù)、大腸菌群 。,二、水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),8,行業(yè)重點(diǎn),2.水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)： 水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)：各種用途的水中所含污染物質(zhì)的最高濃度或限量閾值的具體限制和要求。 國標(biāo)GB/T 1576-85，低壓鍋爐水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。,3.水質(zhì)分析項(xiàng)目和分析方法 水質(zhì)分析項(xiàng)目：硬度、酸堿度、濁度、pH、氯化 物 分 析 方 法： 化學(xué)分析法、儀器分析法,9,行業(yè)重點(diǎn),任務(wù)2 水樣的采集和保存 水質(zhì)分析的一般過程包括：采集水樣預(yù)處理 依次分析結(jié)果計(jì)算與整理分析結(jié)果的質(zhì)量審查。 1水樣的采集 采樣容器 水 樣：為了進(jìn)行分析(或試驗(yàn))而采取的水稱為水樣。 水樣容器

5、：用來存放水樣的容器稱水樣容器(水樣瓶）,10,行業(yè)重點(diǎn),硬質(zhì)玻璃磨口瓶。 聚乙烯瓶。 特定水樣容器。 取樣器 取樣器：用來采集水樣的裝置稱為取樣器。 采集天然水的取樣器。 采集管道或工業(yè)設(shè)備中水樣的取樣器具。,11,行業(yè)重點(diǎn),12,行業(yè)重點(diǎn),水樣的采集方法 天然水的取樣方法。 A采集江、河、湖和泉水等地表水樣或普通井水水樣時，應(yīng)將取樣瓶浸入水下面50cm處取樣，并在不同地點(diǎn)采樣混合成供分析用的水樣。 B根據(jù)試驗(yàn)要求，需要采集不同深度的水樣時，應(yīng)使用不同深度取樣器，對不同部位的水樣分別采集。,13,行業(yè)重點(diǎn),C在管道或流動部位采集生水水樣時，應(yīng)充分地沖洗采樣管道后再采樣。 D江、河、湖和泉水等

6、地表水樣，受季節(jié)、氣候條件影響較大，采集水樣時應(yīng)注明這些條件。 從管道或水處理裝置中采集處理水水樣的方法。 應(yīng)選擇有代表性的取樣部位，安裝取樣器。 從高溫、高壓裝置或管道中取樣的方法。 必須加裝減壓裝置和良好的冷卻器，水樣溫度不 得高于40 。,14,行業(yè)重點(diǎn),測定不穩(wěn)定成分的水樣采集方法。 通常應(yīng)在現(xiàn)場取樣，隨取隨測。 取樣量。 供全分析用的水樣不得少于5L，若水樣渾濁時應(yīng) 裝兩瓶。供單項(xiàng)分析用的水樣不得少于0.3L。 采集水樣時的記載事項(xiàng)。 采集供全分析用的水樣，應(yīng)粘貼標(biāo)簽，注明水樣 名稱、取樣方法、取樣地點(diǎn)、取樣人姓名、時間、 溫度以及其他注意事項(xiàng) 。,15,行業(yè)重點(diǎn),水樣的存放與運(yùn)送

7、水樣存放的時間,存放與運(yùn)送水樣的注意事項(xiàng)。 A水樣運(yùn)送與存放時，應(yīng)注意檢查水樣是否封閉嚴(yán)密，水樣瓶應(yīng)在陰涼處存放。 B冬季應(yīng)防止水樣冰凍，夏季應(yīng)防止水樣受陽光暴曬。 C. 分析經(jīng)過存放或運(yùn)送的水樣，應(yīng)在報告中注明存放的時間或溫度等條件。,17,行業(yè)重點(diǎn),2水樣的預(yù)處理： 過濾濃縮蒸餾排除干擾雜質(zhì)消解 酸性消解； 干式消解； 改變價態(tài)消解。,18,行業(yè)重點(diǎn),任務(wù)1 水的物理性質(zhì)檢測 任務(wù)2 金屬化合物的測定 任務(wù)3 非金屬無機(jī)物的測定 任務(wù)4 有機(jī)化合物的測定,項(xiàng)目二 工業(yè)用水分析,19,行業(yè)重點(diǎn),一、水溫 二、色度 三、濁度 四、電導(dǎo)率 五、殘?jiān)?任務(wù)1 水的物理性質(zhì)檢測,20,行業(yè)重點(diǎn),1.

8、 水的硬度：除堿金屬以外金屬化合物含量，以碳酸鹽、 硫酸鹽、硝酸鹽、氯化物等形式存在。 2. 硬度分類：暫時硬度，永久硬度，其它鹽類。 暫時硬度：碳酸鹽 永久硬度：其它鹽類。 b. 總硬度 = 暫時 + 永久 鈣硬度：水中鈣化合物含量。 鎂硬度：水中鎂化合物的含量,任務(wù)2 金屬化合物的測定,一、水硬度的測定,21,行業(yè)重點(diǎn),3. 軟水和硬水,度：10mg CaO/L-11 4.測定方法： .EDTA滴定法 .原子吸收分光光度法,1. 存在形式：Fe2+，F(xiàn)e3+形式存在。 2. 測定方法：火焰原子吸收法 分光光度法（鄰非羅啉）,二、鐵含量的測定,三、鉻含量的測定 1. 存在形式：Cr3+，Cr

9、6+(有害）形式存在。 2. 測定方法：高錳酸鉀氧化二苯碳酰二肼分光光度法、直接吸入火焰原子吸收分光光度法、硫酸亞鐵銨滴定法及ICPAES(電感耦合等離子體發(fā)射光譜)法。,23,行業(yè)重點(diǎn),五、鉛含量的測定 1.存在形式：天然水中鉛主要以Pb2+狀態(tài)存在。 2.測定方法： 原子吸收分光光度法、分光光度法、示波極譜法、電位 溶出法等。,四、錳含量的測定 1. 存在形式：多種形式存在。 2. 測定方法： 原子吸收法。靈敏度高，可直接用于水中錳的測定。 高碘酸鉀分光光度法。選擇性好，經(jīng)常被采用。 甲醛肟光度法。為ISO的標(biāo)準(zhǔn)方法，靈敏度比高碘酸鉀分 光光度法高。,24,行業(yè)重點(diǎn),一、pH值 pH值的定

10、義：PH=-lgH+ 范 圍：510之間 測定方法：電位法（酸度計(jì)法）,任務(wù)3 非金屬無機(jī)物的測定,二、酸堿度 （一）酸度 1.酸度：用強(qiáng)堿（NaOH）滴定水樣時所消耗堿的物質(zhì) 的量或指水樣釋放出質(zhì)子的物質(zhì)的量。 2.測定方法：以酚酞作指示劑，用NaOH標(biāo)液滴定。,25,行業(yè)重點(diǎn),1. 堿度：用強(qiáng)酸（HCl）滴定水樣時所消耗酸的物 質(zhì)的量或指水樣含接受質(zhì)子的物質(zhì)的物質(zhì)的量。 2. 測定方法：酚酞堿度、甲基橙堿度（總堿度） 酚酞堿度：以酚酞作指示劑，用NaOH標(biāo)液滴定。 全堿度：也稱甲基橙堿度，以甲基橙為指示 劑，用鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定。 用HCl標(biāo)液以酚酞、甲基橙作指示劑分別滴定。,（二）堿度,2

11、6,行業(yè)重點(diǎn),三、氯化物的測定 測定方法： 莫爾法：K2CrO4作指示劑，AgNO3標(biāo)液。 電位滴定法,四、硫酸鹽的測定 測定方法： 稱量分析法：BaSO4過濾烘灼，稱量 鉻酸鋇分光光度法： BaCrO4 + SO42- = BaSO4 + CrO42- （黃）,27,行業(yè)重點(diǎn),五、溶解氧的測定（DO) 地面水與大氣接觸以及某些含葉綠素的水生植物在其中進(jìn)行生化作用，結(jié)果使水中常溶解一些氧稱為“溶解氧”，水中溶解氧的含量隨水的深度而減少，也與大氣壓力、空氣中的氧分壓及水的溫度有關(guān)。常溫常壓下，水中溶解氧一般在810mg/L，隨水中還原性雜質(zhì)污染程度加重而下降，如果含量低于4mg/L，水生動物有可

12、能因窒息而死亡。溶解氧氧化鐵而腐蝕金屬，因此在工業(yè)分析中也是一個很重要的指標(biāo)。 測定方法：碘量法,28,行業(yè)重點(diǎn),1. 碘量法基本原理 二價錳在堿性溶液中，生成白色的氫氧化亞錳沉淀： MnSO4 + 2NaOH = Mn(OH)2（白色）+ Na2SO4 水中的溶解氧立即將生成的Mn(OH)2沉淀氧化成棕色的Mn(OH)4 2Mn(OH)2 + O2 + 2H2O = 2Mn(OH)4棕色,29,行業(yè)重點(diǎn),加入酸后，Mn(OH)4沉淀溶解并氧化I-離子（已加入KI）釋出一定量的I2： Mn(OH)4+ 2KI+2H2SO4=MnSO4+I2+K2SO4+4H2O 然后用Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴

13、定釋出的I2 2Na2S2O3 + I2 = Na2S4O6 + 2NaI,30,行業(yè)重點(diǎn),計(jì)量系數(shù)： 1O2 2Mn(OH)22Mn(OH)42I24Na2S2O3,31,行業(yè)重點(diǎn),2. 測定步驟 1. 取樣 將膠皮管一端接水龍頭，另一端插入溶解氧測定瓶瓶底，待水溢出幾分鐘后，取出膠管，迅速塞緊塞子。 2. 反應(yīng) 取好水樣后，取下瓶塞，用刻度吸量管緊靠瓶口內(nèi)壁，插入樣品液面下0.5cm，準(zhǔn)確加入1mL硫酸錳溶液，再用同法加入堿性KI溶液2mL，蓋緊瓶塞，將瓶反復(fù)顛倒，充分混合均勻，放置5min 待沉淀下降至瓶底，用上法加濃硫酸1.5mL，塞緊瓶塞，顛倒混合至沉淀完全溶解此時溶液中因碘釋出而呈

14、黃色。 3.滴定 精確移取100.00mL溶液于250mL錐形瓶中，用Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液c(Na2S2O3)=0.01mol/L滴定至淡黃色后，加入1mL淀粉(10g/L)，繼續(xù)滴定至蘭色恰好消失，即為終點(diǎn)。,32,行業(yè)重點(diǎn),注 意 事 項(xiàng) 1. 溶解氧測定瓶 溶解氧的測定，切勿使樣品 過多接觸空氣，以防溶解氧損失或增加，導(dǎo)致含量改變，因此最好使用專用的“溶解氧測定瓶”取樣，如果沒有測定瓶，也可用250mL玻璃磨口瓶代替。,33,行業(yè)重點(diǎn),2. 自來水取樣 應(yīng)該先放開水龍頭流一段時間，水樣穩(wěn)定后再取樣，可將一橡皮管插入瓶底,另一端接水龍頭，使水溢出幾分鐘，注意流速要慢，以免氣泡，迅速蓋

15、緊瓶塞。 3. 塘水、井水、蓄水池中取樣 如何水中取樣，不能直接在水面取樣而是應(yīng)在一定深度取樣，可用二階式取樣瓶。,34,行業(yè)重點(diǎn),4. 試劑問題 硫代硫酸鈉用新煮沸并冷卻的蒸餾水配制好后放置暗處7天后標(biāo)定。 5. 氧化性物質(zhì)干擾如Fe3+、Cl2等，與I-作用時結(jié)果偏高。將硫酸改為磷酸，起到2個作用： 1. 酸化， 2.掩蔽Fe3+預(yù)先加入硫代硫酸鈉消除Cl2干擾也可以 另行測定，從總量中扣除Fe3+、Cl2。,35,行業(yè)重點(diǎn),6. 還原性物質(zhì)可能會與I2作用,使結(jié)果偏低,可以預(yù)先出去。 如水被還原性雜質(zhì)污染，在測定時要消耗一部分I2而使測定結(jié)果偏低，則要增加處理雜質(zhì)的過程(可在未加MnSO

16、4溶液前，先加適量硫酸使水樣酸化，加入KMnO4溶液使其氧化還原性雜質(zhì)，再加適量草酸鉀溶液還原過量KMnO4，從而消除雜質(zhì)影響）。 7. 體積校正（修正）問題工業(yè)分析中可以忽略 由于加入試劑，樣品會由瓶中溢出，但由于損失量很小，而且在只吸取一部分溶液滴定的情況下，影響很小。在一般工業(yè)分析中，可不必進(jìn)行樣品體積的校正，計(jì)算中可忽略此影響。,36,行業(yè)重點(diǎn),8. 測定水中溶解氧時，關(guān)鍵在于勿使水中含氧量 有所變更。 要求取樣時，切勿與空氣接觸。最好在現(xiàn)場加入MnSO4及堿性KI溶液，使溶解氧固定在水中，其余步驟可送至實(shí)驗(yàn)室后進(jìn)行。,37,行業(yè)重點(diǎn),廢水及環(huán)境水樣分析 工業(yè)生產(chǎn)所排放的廢水，大多含有

17、對人體或?qū)Νh(huán)境有害的成分，需經(jīng)過分析檢驗(yàn)，符合一定的標(biāo)準(zhǔn)之后，才允許排放，不同廠礦排出的廢水含有不同的污染物，需根據(jù)污染源確定檢測項(xiàng)目。,38,行業(yè)重點(diǎn),任務(wù)4 有機(jī)化合物的測定 一、化學(xué)需氧量的測定 化學(xué)需氧量（COD），是指在一定條件下，用強(qiáng)氧化劑處理水樣時所消耗氧化劑的量，以氧的量（mg/L）來表示。水中還原性物質(zhì)包括有機(jī)物和亞硝酸鹽、亞鐵鹽、硫化物等，化學(xué)需氧量反映了水中受還原性物質(zhì)污染的程度。,39,行業(yè)重點(diǎn),對于工業(yè)廢水，我國規(guī)定用重鉻酸鉀法測定，其測得值稱為化學(xué)需氧量，用CODCr表示。 1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

18、示劑，用硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液回滴，根據(jù)其用量計(jì)算水樣中還原性物質(zhì)消耗氧的量。反應(yīng)式如下： Cr2O72- + 14H+ + 6e = 2Cr3+ + 7H2O Cr2O72- + 14H+ + 6Fe2+ = 6Fe3+ + 2Cr3+ + 7H2O,40,行業(yè)重點(diǎn),2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，直鏈脂肪族化合物可完全被氧化，而芳香族有機(jī)物卻不易被氧化，吡啶不被氧化，揮發(fā)性直鏈脂肪族化合物、苯等有機(jī)物存在于蒸氣相，不能與氧化劑液體接觸，氧化不明顯。 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，可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2000mg/L的樣品應(yīng)先作定量稀釋，使含量降低至2000mg/L以下再進(jìn)行測定。,41,行業(yè)重點(diǎn),3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值。 用0.025mol/L濃度的重鉻酸鉀溶液可測定550mg/L的COD值，但準(zhǔn)確度較差。,42,行業(yè)重點(diǎn),分析步驟 1 取20.00mL混合均勻的水樣（或適量水樣稀釋至20.00mL）置于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)粒小玻璃珠或沸石，連接磨口回流冷凝管，從冷疑管上口慢