环境监测指导书.doc

实验一 废水中溶解氧的测定一、实验目的和任务 熟练掌握碘量法的测定原理及过程，掌握水样中氧的固定方法；为水质指标BOD的测定打下基础。二、实验仪器、设备及材料 具塞碘量瓶；酸式滴定管；移液管；三角瓶。 （1）硫酸锰溶液 称取480克硫酸锰（MnSO44H2O或364克MnSO4H2O）溶于水，用水稀释至1000毫升。此溶液加至酸化过的碘化钾溶液中，遇淀粉不得产生蓝色。 （2）碱性碘化钾溶液 称取500克氢氧化钠溶解于300400毫升水中，另称取150克碘化钾溶于200毫升水中，待氢氧化钠溶液冷却后，将两溶液合并，混匀，用水稀释至1000mL。如有沉淀，则放置过夜后，倾出上清液，储于棕色瓶中。用橡皮塞塞紧，避光保存。此溶液酸化后，遇淀粉应不呈蓝色。 （3）浓硫酸。 （4）（1+5）硫酸溶液。 （5）1%淀粉溶液 称取1g可溶性淀粉，用少量水调成糊状，再用刚煮沸的水冲稀至100 mL。冷却后，加入0.1g水杨酸或0.4g氯化锌防腐。 （6）c=0.02500mol/L的重铬酸钾标准溶液 称取于105-110烘干2h并冷却的重铬酸钾1.2258g,溶于水，1000mL容量瓶中，用水稀释至标线，摇匀。 （7）硫代硫酸钠溶液 称取6.2g硫代硫酸钠（Na2S2O35H2O）溶于煮沸放冷的水中，加入0.2g碳酸钠，用水稀释至1000mL。储于棕色瓶中，使用前用0.02500mol/L重铬酸钾标准溶液标定，标定方法如下：于250mL碘量瓶中，加入100mL水和1g碘化钾，加入10.00mL，0.02500mol/L重铬酸钾标准溶液、5mL硫酸溶液（1+5），密塞，摇匀。此时反应为：K2Cr2O7 + 6KI + 7H2SO4 = 4K2SO4 + 3I2 + Cr2(SO4)3 + 7H2O I2 + 2Na2S2O3 = 2NaI + Na2S4O6 于暗处静置5分钟后，用待标定的硫代硫酸钠溶液滴定至溶液呈淡黄色，加入1毫升淀粉指示剂，继续滴定至蓝色刚好褪去为止。记录用量V，则硫代硫酸钠的浓度：C = 100.02500/V 三、实验原理 溶解于水中的分子态氧称为溶解氧。水中溶解氧的含量与大气压力、水温及含盐量等因素有关。大气压力下降、水温升高、含盐量增加，都会导致溶解氧含量降低。 清洁地表水溶解氧接近饱和。当有大量藻类繁殖时，溶解氧可能过饱和；当水体受到有机物质、无机物质污染时，会使溶解氧含量降低，甚至趋于零，此时厌氧细菌繁殖活跃，水质恶化。水中溶解氧低于34mg/L时，许多鱼类呼吸困难；继续减少，则会窒息死亡。在这种情况下，厌氧菌繁殖并活跃起来，有机物发生腐败作用，会使水源有臭味。一般规定水体中的溶解氧至少在4mg/L以上。在废水生化处理过程中，溶解氧也是一项重要控制指标。 测定水中溶解氧的方法有碘量法及其修正法和氧电极法。清洁水可用碘量法；受污染的地面水和工业废水必须用修正的碘量法和氧电极法。 水样中加入硫酸锰和碱性碘化钾，在溶解氧的作用下，生成氢氧化锰沉淀，此时氢氧化锰性质极不稳定，继续氧化生成锰酸。4MnSO4 + 8NaOH = 4Mn(OH)2+ 4NaSO4 2Mn(OH)2 + O2 = 2H2MnO3 2H2MnO3 + 2Mn(OH)2= 4H2O + 2MnMnO3 棕黄色沉淀，溶解氧越多，沉淀颜色越深。加酸后使已经化合的溶解氧与溶液中存在的碘化钾起氧化作用而释放出碘。 4KI + 2H2SO4（浓） = 4HI + 2K2SO4 2MnMnO3 + 4H2SO4（浓）+ 4HI = 4MnSO4 +2I2 + 6H2O 以淀粉作指示剂，用硫代硫酸钠标准溶液滴定，可以计算出水样中溶解氧的含量。滴定反应如下。4Na2S2O3 + 2I2 = 2Na2S4O6 + 4NaI四、实验步骤1、 水样采集对于人不易下去的深井、废水池及地下水，取样容器的选择可参见参考书相关内容；对于管路、明渠及地表可直接用溶解氧瓶采集水样。采集水样时，要注意不使水样曝气或有气泡残存在采样瓶中。可用水样冲洗溶解氧瓶后，沿瓶壁直接倾注水样或用虹吸法将细管插入溶解氧瓶底部，注入水样至溢流出瓶容积的1/31/2左右。水样采集后，为防止溶解氧的变化，应立即加固定剂于水样中，并存于冷暗处，同时记录水温和大气压力。2、 水样测定 （1）溶解氧的固定 用吸管插入溶解氧瓶的液面下，加入1毫升硫酸锰溶液、2毫升碱性碘化钾溶液，盖好瓶塞，颠倒混合数次，静置。待棕色沉淀物降至瓶内一半时，再颠倒混合一次，待沉淀物下降到瓶底。一般在取样现场固定。 （2）溶解 打开瓶塞，立即用吸管插入液面下加入2毫升浓硫酸。小心盖好瓶塞，颠倒混合摇匀，至沉淀物全部溶解为止（若沉淀溶解不完，应再补加浓硫酸），放置暗处5分钟。 （3）滴定 吸取100毫升上述溶液于250毫升锥形瓶中，用硫代硫酸钠溶液滴定至溶液呈淡黄色，加入1毫升淀粉溶液，继续滴定至蓝色刚好褪去为止，记录硫代硫酸钠溶液用量。五、实验报告要求按照规范的模版写报告，并按以下计算公式和表格进行数据处理。并对实验的结果进行分析，找出误差的原因并分析。 溶解氧 （mg/L）= V0.0250081000/水样体积溶解氧饱和度（%）= 水中溶解氧含量100%/采样水温和气压下饱和溶解氧含量 下表为标准状态下不同温度时氧的溶解度。温度/溶解氧（mg/L）温度/溶解氧（mg/L）温度/溶解氧（mg/L）014.621410.37287.92114.321510.15297.77213.84169.95307.63313.48179.74317.5413.13189.54327.4512.8.199.35337.3612.48209.17347.2712.17218.99357.1811.87228.83367.0911.59238.68376.91011.33248.53386.81111.08258.38396.71210.83268.22406.61310.60278.07在非标准状态，氧溶解度的计算公式如下。S= SP/760式中 S 大气压力在P（mmHg）时的溶解度，mg/L； S 在760mmHg）时的溶解度，mg/L； P 试验时的大气压力，mmHg。六、实验注意事项1、 水样中亚硝酸盐氮含量高于0.05mg/L时，采用叠氮化钠修正法（除了将碱性碘化钾改为碱性碘化钾-叠氮化钠以外，其他与普通碘量法相同）。此法适用于多数污水及生化处理出水。三价铁较高时，干扰测定，可加入氟化钾或用磷酸代替硫酸酸化来消除。2、水样中二价铁含量高于1mg/L时，采用高锰酸钾修正法（即用高锰酸钾消除还原物质的干扰后，再用叠氮化钠修正法测定）；水样有色或有悬浮物，采用明矾絮凝修正法（在合适pH值条件下，用硫酸铝钾将悬浮物混凝沉淀后，再按照叠氮化钠修正法测定）；含有活性污泥悬浮物的水样，采用硫酸铜-氨基磺酸絮凝修正法。3、 膜电极法是根据分子氧透过薄膜的扩散速率来测定水中溶解氧的方法。方法简便、快速，干扰少，可用于现场测定。4、 如果水样中含有氧化性物质（如游离氯气大于0.1mg/L时），应预先于水样中加入硫代硫酸钠除去。即用两个溶解氧瓶，各取一瓶水样，在其中一瓶中加入5mL（1+5）硫酸和1克碘化钾，摇匀，此时游离出碘。以淀粉作指示剂，用硫代硫酸钠溶液滴定至；蓝色刚褪，记下用量（相当于去除游离氯的量）。于另一瓶水样中，加入同样量的硫代硫酸钠溶液，摇匀后，按操作步骤测定。5、 如果水样呈强酸性和碱性，可用氢氧化钠和硫酸溶液调至中性后，再测定。6、 在固定溶解氧时，若没有棕色沉淀，说明溶解氧含量低。7、 在溶解棕色沉淀时，酸度要足够，否则碘的析出不彻底，影响测定结果。七、思考题 在采集地面水样时，怎样进行采样点的设置？采集方法有哪些？实验二 废水中需氧量（CODCr）的测定一、实验目的和任务正确理解氧化还原反应在滴定分析法中的应用，掌握回流消解方法；学会安装回流装置。二、实验仪器、设备及材料 （1）回流装置 带250mL锥形瓶全回流装置，如取样量在30mL以上，采用500mL锥形瓶的全玻璃回流装置。 （2）加热装置 电热板或变阻电炉。 （3）50mL酸式滴定管。 实验试剂 （1）重铬酸钾标准液 称取预先在120烘干2小时的基准或优级纯重铬酸钾12.258克溶于水中，移入1000mL容量瓶，稀释至标线，摇匀。 （2）试亚铁灵指示液 称取1.485克邻菲罗啉，0.695克硫酸亚铁溶于水中，稀释至100毫升，储于棕色瓶内。 （3）硫酸亚铁铵标准溶液 称取39.5克硫酸亚铁铵溶于水中，边搅拌边缓慢加入20mL浓硫酸，然后稀释至1000mL。临用前，用重铬酸钾标准溶液标定。 标定方法：准确吸取10毫升重铬酸钾标准溶液于500毫升锥形瓶中，加水稀释至110毫升左右，缓慢加入30毫升浓硫酸，混匀。冷却后，加入3滴试亚铁灵指示液，用硫酸亚铁铵溶液滴定，溶液的颜色由黄色经蓝绿色至红褐色即为终点。C = 0.250010.00/V式中 c 硫酸亚铁铵标准溶液浓度，mol/L； V 硫酸亚铁铵标准滴定溶液的用量，mL。 （4）硫酸硫酸银溶液 于2500毫升浓硫酸中加入25克硫酸银，放置1-2天，不时摇动使其溶解（如无2500毫升容器，可在500毫升浓硫酸中加入5克硫酸银）。 （5）硫酸汞 结晶或粉末。三、实验原理化学需氧量（COD）是指在一定条件下，用强氧化剂氧化水中还原性物质所消耗氧化剂的量，以氧的毫克/升（mg/L）来表示。化学需氧量反映水中受还原性物质污染的程度。水中还原性物质包括有机物、亚硝酸盐、亚铁盐、硫化物等。因此化学需氧量是有机物相对含量的指标之一。化学需氧量测定时，因加入氧化剂的种类及浓度，反应溶液的酸度、反应温度和时间，以及催化剂的有无而获得不同的结果。因此化学需氧量亦是一个条件性指标，必须严格按操作步骤进行。 在强酸性溶液中，一定量的重铬酸钾氧化水样中还原性物质，过量的重铬酸钾以试亚铁灵作指示剂、用硫酸亚铁铵溶液回滴。根据硫酸亚铁溶液用量算出水样中还原性物质消耗剂的量，换算成相当于氧的mg/L值。 酸性重铬酸钾氧化性很强，可氧化大部分有机物，加入硫酸银作催化剂时，直链脂肪族化合物可完全被氧化，而芳香族有机物不易被氧化， 不被氧化，挥发性直链脂肪族化合物、苯等有机物存在于蒸气相，不能与氧化剂液体接触，氧化不明显。 离子能被重被铬酸钾氧化，并且能与硫酸银作用产生沉淀，影响测定结果，故在回流前向水中样中加入硫酸汞，使成为络合物以消除干扰。 离子含量高于2000 mg/L的样品应先做定量稀释，使含量降低至2000 mg/L以下，再进行测定。 用0.25mol/L浓度的重铬酸钾溶液可测定大于50mg/L的COD值。 用0.025mol/L浓度的重铬酸钾溶液可测定5-50mg/L的COD值，但准确度较差。四、实验步骤1、 取20毫升混合均匀的水样（或适量水样稀释至20毫升）至250毫升磨口的回流锥形瓶中，准确加入10毫升重铬酸钾标准溶液及数粒小玻璃珠或沸石，连接磨口回流冷凝管，从冷凝管上口慢慢地加入30毫升硫酸硫酸银溶液，轻轻摇动锥形瓶使溶液混合均匀，加热回流2小时（自开始沸腾时记时）。注：对于化学需氧量高的废水样，可先取上述操作所需体积1/10的废水样和试剂，于硬质玻璃试管中，摇匀，加热后观察是否变成绿色。如溶液显绿色，再适当减少废水取样量，直至溶液不变绿色为止，从而确定废水样分析时所取用的体积。稀释时，所取废水样量不得少于5毫升，如果化学需氧量很高，则废水样应多次稀释。废水中氯离子含量超过30mg/L时，应先把0.4克硫酸汞加入回流锥形瓶中，再加入20毫升废水（或适量废水稀释至20毫升）、摇匀。以下操作同上。2、 冷却后，用90毫升水冲洗冷凝管璧，取下锥形瓶。溶液总体积不得少于140毫升，否则因酸度太大，滴定终点不明显。3、 溶液再度冷却后，加3滴试亚铁灵指示液，用硫酸亚铁铵标准溶液滴定，溶液的颜色由黄色经蓝绿色至红褐色即为终点，记录硫酸亚铁铵标准溶液的用量。4、 测定水样的同时，以20毫升重蒸馏水，按同样操作步骤做空白试验。记录滴定空白时硫酸亚铁铵标准溶液的用量。五、实验报告要求按照规范的模版写报告，并按以下计算公式进行数据处理。并对实验的结果进行分析，找出误差的原因并分析。COD = （V0V1）C81000/V式中 C 硫酸亚铁铵标准溶液的浓度，mol/L； V0滴定空白时硫酸亚铁铵标准溶液用量，mL； V0滴定水样时硫酸亚铁铵标准溶液用量，mL； V 水样的体积，mL； 8 氧摩尔质量，g/mol。六、实验注意事项1、 使用0.4克硫酸汞配位氯离子的最高量可达40mg，如取用20.00mL水样，即最高可配位2000mg/L氯离子浓度的水样。若氯离子浓度较低，亦可少加硫酸汞，使保持硫酸汞: 氯离子=10:1（质量）。若出现少量氯化汞沉淀，并不影响测定。2、 水样取用体积可在1050毫升范围之间。3、 对于化学需氧量小于50mg/L的水样，应改用0.025mol/L重铬酸钾标准溶液。回滴时用0.01mol/L硫酸亚铁铵标准溶液。4、 水样加热回流后，溶液中重铬酸钾剩余量应为加入的1/5-4/5为宜。5、 用邻苯二甲酸氢钾标准溶液检查试剂的质量和操作技术时，由于每克邻苯二甲酸氢钾的理论COD为1.176克，所以溶解0.4251克邻苯二甲酸氢钾于重蒸馏水中，转入1000毫升容量瓶，用重蒸馏水稀释至标线，使之成为500mg/L的COD标准溶液。用时重新配制。6、 COD的测定结果应保留三位有效数字。7、 每次实验时，应对硫酸亚铁铵标准滴定溶液进行标定，室温较高时尤其应注意其浓度的变化。七、思考题 1、回流过程中，溶液颜色有时变绿，为什么？ 2、用硫酸亚铁铵标准溶液滴定时，溶液颜色由黄色经蓝绿色至红褐色即为终点，发生了什么化学反应，请写出化学反应方程。实验三 环境噪声监测实验一、实验目的和任务 1、 掌握环境噪声的监测方法。2、 熟悉声级计的使用。3、 掌握对非稳态的无规噪声监测数据的。二、实验仪器、设备及材料 HS5633B型声级计面板共有以下功能: （1）LED指示灯:LOW绿灯亮表示欠量程，应设置开关至L。OVER红灯报警表示过载，量程应增大，设置开关至H。 （2）液晶显示器，指示噪声测量值。 （3）频率计权选择开关，A表示A 计权，测量A 声级。C表示C计权，测量C声级。 （4）高低量程选择开关，OFF 表示关电源，F 表示特快性，开机测量，将此开关置于F 即可。 （5）CAL校准电位 (6）液晶屏幕上显示“：”符号时，表示电池欠压。三、实验原理HS5633B通用声级计主要由传声器、前置放大、频率计权及量程控制、信号处理放大、电源、A/D 变换器、液晶显示器等各部分组成。测点选择如下：（1） 城市区域环境噪声的监测将全区域划分为不少于100个网络，监测点选在网络中心，若中心点不宜测量，可移至附近能测量的位置。 （2）城市交通噪声的监测在每两个交通路口之间的交通线上先设一个测点，在马路边人行道上（一般距马路沿20cm），所测噪声可代表两个路口之间的该段马路的交通噪声。 （3）城市环境噪声的长期监测 根据可能条件决定测点数目，希望不少于7点。例如，繁华市区1点，典型居民区1点，交通干线2点，工厂区1点，混合区2点。 （4）工业企业噪声监测 在测量工业企业噪声时，应将传声器放在操作人员的耳朵位置（人离开）。若车间内各处A声级相差不大（小于3dB），则只需在车间内选择13个测点。若车间各处声级波动较大（大于3dB）,只需按声级大小，将车间分成若干区域，任意两个区域的声级差应大于或等于3dB，每个区域内的声级活动必须小于3dB，每个区域取13个测点。这些区域必须包括所有工人经常工作何活动的地点和范围。 （5）机动车辆噪声的测量 （a）车外噪声的测量 测试话筒应于20m跑道中心点O两侧，各距中线7.5m，距地面高度1.5m，话筒平行于地面，其轴线垂直于车辆行驶方向。 （b）车内噪声测量 车内噪声测点通常设在人耳附近。驾驶室内噪声测点可选择在离驾驶员的椅子（75010）mm的高度上。载客车室内噪声测点选在车厢中部和最后一排座位的中间位置。四、实验步骤声级的测量 1、 一般注意事项： HS5633B型噪声频谱分析仪的测量程序与一般声级计相同，在室外或者粉尘环境种应使用风罩，测量点位置要选择恰当，背景噪声的影响要尽可能小，为了减小人体散射的影响，在手持分析仪时应伸展手臂，使分析仪与人体保持一定距离，或者使用延伸电缆，把传声器与前置放大器延伸到更远的距离。并用三脚架固定起来。2、测量步骤：（a）分析仪时间计权选择开关置于“F”，加入这时指示值变动太大或太快，则置于“S”。测量瞬时声级，指示值随声级的变动而变动。当分析仪器在MAX HOLD方式时，指示测量期间声级的最大值，按一下“复位”开关，指示复原，重新测量最大值。 （b）将声级设定开关置“SET”位置，调SET电位器到要求的规定声级，再将此开关置于“MEAS”位置，进行声级测量，只要所测声级超过规定值，过载指示灯就闪亮。五、实验报告要求按照规范的模版写报告，并按以下计算公式进行数据处理。并对实验的结果进行分析，找出误差的原因并分析。数据处理 环境噪声是随时间起伏的无规则噪声，测量结果一般用统计值或等效声级表示，本实验用等效声级表示。（1） 有关符合的定义和含义： L10为表示有10的时间超过的噪声级，相当于噪声的平均峰值。 L50为表示有50的时间超过的噪声级，相当于噪声的平均值。 L90为表示有90的时间超过的噪声级，相当于噪声的本底值。（2） 将各测点的测量数据由大到小顺序排列，找出L10、L50、L90并求出等效声级Leq: 若符合正态分布 其中，d=L10-L90六、实验注意事项 1、声级计使用的电池电压不足时应更换。更换时，电源开关应置于“关”，长时间不用应将电池取出。 2、每次测量前均仔细校准声级计。 3、测量天气应无雨雪，为防治风噪声对仪器的影响，在户外测量时要在传声器上装上风罩，风力超过四级以上时应停止测量。传声器的护罩不能随意拆下。 4、注意反射对测量的影响，一般应使传声器远离反射面23m,手持声级环境监测实验计应尽量使身体离开话筒，传声器离地面1.2m,距人体至少50cm。七、思考题 1、等效声级的意义是什么？ 2、影响噪声测定的因素有哪些？如何注意？ 实验四 大气中氮氧化物的测定一、实验目的和任务 空气中的氮氧化物是空气的重要污染物质之一，是形成酸雨的重要物质之一。1、掌握盐酸萘乙二胺分光光度法测定氮氧化物的方法和原理；2、掌握测定氮氧化物所需试剂的配制方法；3、了解空气中氮氧化物的来源和有关分析方法；二、实验仪器、设备及材料 1、采样仪器：(1) 多孔玻板吸收管 1个；(2) 测量装置(包括转子流量计、温度计、压力计) 1套；(3) 采样泵，0-1L/min 1台； 2、分析仪器：(4) 7200分光光度计 1台；(5) 10ml具塞比色管 10支；(6) 滴定管 1个；(7) 1000ml容量瓶 1个；(8) 100ml容量瓶 1个；(9) 250ml锥形瓶 4个；(10) 分析天平 感量0.1mg 1台；(11) 移液管、胶头滴管等。 3、实验试剂 所有试剂均需用不合亚硝酸根(NO2-)的水配制。其校验方法是：所配制的吸收液对540nm光的吸收度不超过0.005。 (1)配制吸收液 将50ml冰醋酸与900ml水在1000ml容量瓶中混合后，加入5.0g对氨基苯磺酸，搅拌至全部溶解，再加入0.05g盐酸萘乙二胺，用水稀释至1000ml，贮于棕色瓶中，并应密封瓶口，放在冰箱中可保存1个月。采样时，取4份上述原液和1份水混合均匀即为吸收液。 (2)配制亚硝酸钠标准溶液 准确称量0.1500g已干燥好的亚硝酸钠(一级)，用少量水溶解，移入1000ml容量瓶中，并加水至刻度制成亚硝酸钠贮备液。每毫升此溶液含有100.0gN02-，贮存于棕色瓶中，冰箱内可保存一个月。使用时，吸取5ml亚硝酸钠贮备液于100ml容量瓶中，加水至标线，制成亚硝酸钠标准溶液。三、实验原理大气中的氮氧化物主要是一氧化氮和二氧化氮。测定氮氧化合物浓度时，先用三氧化铬管将一氧化氮氧化成二氧化氮，二氧化氮被吸收在溶液中形成亚硝酸、与对氨基苯磺酸起重氮化反应，再与盐酸萘乙二胺偶合，生成玫瑰红色偶氮染料。根据颜色深浅，比色定量测定，结果以NO2表示。本方法检出限为0.05毫克/5毫升，当采样体积为6升时，最低检出浓度为0.01毫克/立方米。四、 实验步骤、1、 实验采样(1) 将吸收管的出气口与空气采样泵连接，以0.3L/min的流量避光采样，至吸收液变为淡玫瑰红色为止。如不变色，采气应不少于5L。采样时记录好采样现场的大气温度和压力。(2) 采样完毕后，关机并记录好采样时间，密封好采样管，带回实验室，当日测定。2、 实验分析a) 绘制标准曲线取7支10ml具塞比色管，按表2-4-1 所列参数配制标准色列。表2-4-1 亚硝酸钠标准色列g/ml项目比色管编号0123456亚硝酸钠标准溶液/ml00.100.200.300.400.500.60吸收液 /ml4.04.04.04.04.04.04.0水/ ml1.00.900.800.700.600.500.40NO2-含量 /g00.51.01.52.02.53.0吸光度将以上各管中溶液摇匀，避开阳光直射放置15min后，在540nm波长处用1cm比色皿，以水为参比，测定吸光度，将结果填入表2-4-1中。以表2-4-1中的吸光度值为纵坐标，相应的标准溶液中NO2-含量为横坐标，绘制标准曲线。b) 样品的测定采样后，将样品放置15min，将吸收液移入比色皿中，同绘制标准线的方法测定吸光度，对照标准曲线可知样品中的氮氧化物浓度。若样品溶液的吸光度超过标准曲线的测定上限，可将吸收液稀释一定倍数后再进行测定。计算结果应乘以稀释倍数。五、实验报告要求按照规范的模版写报告，并按以下计算公式进行数据处理。并对实验的结果进行分析，找出误差的原因并分析。空气中氮氧化物浓度按式2-4-2计算。 (2-4-2)式中：-空气中氮氧化物浓度，mg/m3N；-标准曲线斜率的倒数，即单位吸光度对应的NO2的毫克数；-样品溶液吸光度；-试剂空白液吸光度；-标准状态下的采样体积，L；0.76-NO2 气体转换为NO2-液体的系数；六、实验注意事项1、吸收液不能长时间暴露在空气中，并应避光。日光照射能使吸收液显色，因此在采样、运送及存放过程中，都应采取避光措施。2、溶液若呈现黄色，吸收液可能已受三氧化铬污染，应重新进行采样；3、 绘制标准曲线，向各管中加亚硝酸钠标准溶液时，都以均匀、缓慢的速度加入，曲线的线性较好。七、思考题 1、环境空气中氮氧化物的来源有哪些，对环境的危害有哪些？ 实验五 大气中二氧化硫的测定 （甲醛缓冲溶液吸收盐酸副玫瑰苯胺分光光度法）一、实验目的和任务 1、掌握大气采样器及吸收液采集大气样品的操作技术。2、学会用比色法测定二氧化硫的原理和技术。二、实验仪器、设备及材料 （1）多孔玻板吸收管，用于短时间采样；多孔玻板吸收瓶（具50mL标线），用于24h采样。 （2）10mL具塞比色管。 （3）恒温水浴。广口冷藏瓶内装150mm圆柱形比色架，瓶盖上插050酒精温度计1支，其误差应不大于0.5。 （4）空气采样器。流量为01L/min或24h恒温、恒流、自动连续空气采样器，流量为0.20.3L/min。 （5）0.05mol/L环己二胺四乙酸二钠溶液（CDTA-Ana）。称取1.82g反式-1，2-环己二胺四乙酸（CDTA），溶解于6.5mL 1.50mol/L氢氧化钠溶液，用水稀释至100mL。 （6）吸收液储备液。吸取36%38%甲醛5.5mL、0.050mol/L CDTA-2Na溶液20.0mL，称取2.04g邻苯二甲酸氢钾，溶解于少量水，将3种溶液合并，用水稀释至100mL，储存于冰箱，可保存1年。 （7）吸收液。使用时，用水将吸收液储备液稀释100倍。此溶液含甲醛为0.2mg/mL。 （8）1.50mol/L氢氧化钠（NaOH）。 （9）0.60%氨磺酸钠溶液。称取0.60g氨磺酸（H2NSO3H），加入1.50mol/L氢氧化钠溶液4.0mL，用水稀释至100mL。 （10）0.05%盐酸副玫瑰苯胺（简称PRA）使用溶液。吸取经提纯的0.25%PRA储备溶液20.00mL（或0.20%PRA储备溶液25.00mL），移入100mL容量瓶中，加85%浓磷酸30mL、浓盐酸10.0mL，用水稀释至标线，摇匀，放置过夜后使用。此溶液避光密封保存，可使用9个月。 （11）0.1mol/L碘溶液（1/2I2）。称取12.7g碘（I2 ）于烧杯中，加入40g碘化钾和25mL水，搅拌至完全溶解，用水稀释到1000mL，储于棕色细口瓶中。 （12）0.05mol/L碘溶液（1/2I2）。量取碘储备溶液250mL，用水稀释至500mL，储于棕色细口瓶中。 （13）0.5%淀粉溶液。称取0.5g可溶性淀粉，用少量水调成糊状（可加0.2g二氯化锌防腐），慢慢倒入100mL沸水中，继续煮沸至溶液澄清，冷却后储于细口瓶中。 （14）0.1000mol/L碘酸钾溶液（1/6KIO3）。称取3.567g碘酸钾（KIO3，优级纯，105110干燥2h），溶解于水，移入1000mL容量瓶中，用水稀释至标线，摇匀。 （15）盐酸溶液（1：9）或磷酸溶液（1：9）。 （16）0.10mol/L硫代硫酸钠储备溶液（Na2S2O3）。称取25.0g硫代硫酸钠（Na2S2O35H2O），溶解于1000mL新煮沸并已冷却的水中，加0.2g无水碳酸钠，储于棕色细口瓶中，放置1周后标定其浓度。若溶液呈现浑浊时，应该过滤。标定方法：吸取0.1000mol/L碘酸钾溶液10.00mL，置于250mL碘量瓶中，加80mL新煮沸并已冷却的水，加1.2克碘化钾，振摇至完全溶解后，加（1：9）盐酸溶液10mL或（1：9）磷酸溶液57mL，立即盖好瓶塞，摇匀。于暗处放置5min后，用0.10mol/L硫代硫酸钠储备溶液滴定至淡黄色，加淀粉溶液2mL，继续滴定至蓝色刚好退去，记录消耗体积（V），按下式计算浓度：c Na2S2O3 =式中：c Na2S2O3 硫代硫酸钠储备溶液的浓度，mol/L；V滴定消耗硫代硫酸钠溶液体积，mL。 （17）0.05mol/L硫代硫酸钠标准溶液（Na2S2O3）。取标定后的0.10mol/L硫代硫酸钠储备溶液250.0mL，置于500mL容量瓶中，用新煮沸并已冷却的水稀释至标线，摇匀。 （18）亚硫酸钠溶液。称取0.200g亚硫酸钠（Na2SO3）溶解于0.05%CDTA-2Na溶液200mL（用新煮沸并已冷却的水配制），缓慢摇匀使其溶解。放置23h后标定。此溶液每毫升相当于含320400g二氧化硫。标定方法：吸取上述亚硫酸钠溶液20.00mL，置于250mL碘量瓶中，加入新煮沸并已冷却的水50mL、0.05mol/L碘溶液20.00 mL及冰乙酸1.0 mL，盖塞，摇匀。于暗处放置5min，用0.05mol/L硫代硫酸钠标准溶液滴定至淡黄色，加入0.5%淀粉溶液2 mL，继续滴定至蓝色刚好退去，记录消耗体积（V）。另取配置亚硫酸纳溶液所用的0.05%CDTA-2Na溶液20mL，同时进行空白滴定，记录消耗体积（V0）。平行滴定所用硫代硫酸钠标准溶液体积之差应不大于0.04mL，取平均值计算浓度：C（以SO2计）（g/mL）=（V0-V）c Na2S2O332.021000/20.00式中：V0、V滴定空白溶液、亚硫酸钠溶液所消耗的硫代硫酸纳标准溶液体积，mL；c Na2S2O3硫代硫酸钠标准溶液的浓度，mol/L；32.02相当于1mol/L硫代硫酸钠标准溶液（Na2S2O3）的二氧化硫（1/2SO2）的质量，g。标定出准确浓度后，立即用吸收液稀释成1.00mL含10.00g二氧化硫的标准储备溶液，临用时，再用吸收液稀释为每毫升含1.0g二氧化硫的标准使用液。三、实验原理 二氧化硫被甲醛缓冲溶液吸收后，生成稳定的羟基甲磺酸加成化合物。在样品溶液中加氢氧化钠使加成化合物分解，释放出的二氧化硫与盐酸副玫瑰苯胺作用，生成紫红色化合物，根据颜色深浅，用分光光度法测定。主要干扰物为氮氧化物、臭氧及某些重金属元素，加入氨磺酸钠溶液可消除氮氧化物的干扰；采样后放置一段时间可使臭氧自行分解；加入磷酸及环己二胺四乙酸二钠盐可以消除或减少某些金属离子的干扰。10mL样品溶液中含50g钙、镁、铁、镍、镉、铜、锌等离子时，不干扰测定。10mL样品溶液中，含5g二价锰离子时，使吸光度降低2.7%；含10g时降低4.1%，空气中锰含量一般不会超过0.09mg/m3（相当于5g/10mL），不致影响二氧化硫的测定。本法检出限为0.2g/10mL（按与吸光度0.01相对应的浓度计），当用10mL 吸收液采气样10L时，最低检出浓度为0.020mg/m3；当用50mL吸收液，24h采气样300L，取出10mL样品溶液测定时，最低检出浓度为0.003 mg/m3。四、实验步骤 1、采样短时间采样，用内装5mL或10mL吸收液的U形多孔玻板吸收管，以0.4L/min流量，采样2040L。采样时吸收温度应保持在2329。采样、运输和储存过程中，应避免阳光直接照射样品溶液，当气温高于30，采样如不当天测定，可将样品溶液储于冰箱。2、标准曲线的绘制取14支10mL具塞比色管，分成A、B两组，每组各7支，分别对应编号，A组按表2-21-1所示。表2-21-1 亚硫酸钠标准系列管号0123456标准使用溶液0.000.501.002.005.008.0010.00吸收液/mL10.009.509.008.005.002.000.00二氧化硫量/g0.000.501.002.005.008.0010.00B组各管加入0.05%盐酸副玫瑰苯胺使用溶液1.00mL。A组各管分别加0.60%氨磺酸钠溶液0.50mL和1.5mol/L氢氧化钠溶液0.50mL，混匀，再逐管倒入对应的盛有PRA使用溶液的B管中，立即混匀放入恒温水浴中显色。显色温度与室温之差应不超过3。可根据不同季节的室温选择显色温度和时间，如表2-21-2所示。表2-21-2 显色温度与时间显色温度/1015202530显色时间/min402520155稳定时间/min3525201510在=577nm处，用1cm比色皿，以水为参比。测定吸光度，以吸光度对二氧化硫含量（g）绘制标准曲线，或者用最小二乘法计算回归方程式：Y = bX + a式中：Y标准溶液吸光度（A）与试剂空白液吸光度（A0）之差，即Y = AA0X二氧化硫含量；b回归方程式的斜率（吸光度/SO2）；a回归方程式的截距，相关系数应大于0.999。 3、样品测定（1）样品溶液中若有浑浊物，应离心分离除去。（2）采样后样品放置20min，以使臭氧分解。（3）短时间采集样品，将吸收管中样品溶液全部移入10mL比色管中，用吸收液稀释至10mL标线，加0.60%氨磺酸钠溶液0.50mL，混匀，放置10min以除去氢氧化物的干扰，以下同步骤2“标准曲线的绘制”。五、实验报告要求 按照规范的模版写报告，并按以下计算公式进行数据处理。并对实验的结果进行分析，找出误差的原因并分析。二氧化硫的含量（mg/m3）= =式中：A样品溶液的吸光度；A0试剂空白溶液的吸光度；Bs校正因子（1/b，SO2/吸光度）；b回归式的斜率（吸光度/ SO2）；a回归方程的截距；Vt样品溶液总体积；Va测定时所取样品溶液体积；Vn标准状态下的采样体积。六、实验注意事项1、采样时吸收液应保持在2329。用二氧化硫标准气体进行吸收试验，2329时吸收率为100%。1015时吸收效率比2329时低5%；高于33及低于9时，比2329时吸收效率低10%。2、进行24h连续采样时，进气口为倒置的玻璃或聚乙烯漏斗，以防止雨、雪进入。漏斗不要紧靠近监测亭采气管管口，以免吸入部分从监测亭排出的气体。若监测亭内温度高于气温，采气管形成“烟囱”排出的气体中包括从采样泵排出的气体，会时测定结果偏低。3、采样时应注意检查采样系统的气密性、流量、温度，及时更换干燥剂及限流孔前的过滤膜，用皂膜流量计校准流量，做好采样记录。一般用50mL吸收液采样，空气相对湿度大时，可少加25mL吸收液，采样后定容至50mL。若空气中二氧化硫浓度较低，可用25mL吸收液采样，定容后吸取10.00mL样品溶液测定，或者加大采样流量到0.30.4L/min。4、短时间采样，应采取加热保温或冷水降温等办法维护吸收液温度为2329。若空气中二氧化硫浓度较低，可用5mL吸收液采样、测定。各种试剂用量皆减半。5、显色温度、显色时间的选择及操作时间的掌握是本实验成败的关键。应根据实验室条件、不同季节的室温选择适宜的显色温度及时间。操作中严格控制各反应条件。比色管放在恒温水浴中显色时，注意使水浴水面高度超过比色管中溶液的液面高度，否则会影响测定的准确度。当在温度为2530，应事先做好各项准备工作，测定吸光度时，操作应准确、敏捷，不要超过颜色的稳定时间，以免测定结果偏低。显色反应需在酸性溶液中进行，故应将含样品（或标准）溶液、氨磺酸钠的溶液（A管）倒入强酸性的PRA使用溶液（B）管中，如果按一般的操作顺序，将PRA溶液加到碱性的A管溶液中测定的精密度很差，无法进行。应使A溶液以较快的速度倒入PRA溶液中，使混合液中瞬间呈酸性，以利显色反应的进行，倒完后空干片刻，否则测定的精密度会下降。6、为消除氮氧化物的干扰，需加入氨磺酸钠，不能用氨基磺酸胺代替，因胺离子会与氢氧化钠结合为氢氧化铵（弱碱），不利于分解羟基甲磺酸加成化合物、释放出二氧化硫。用稀CDTA-2Na溶液配置亚硫酸钠溶液，浓度较为稳定。因亚硫酸根离子被水中溶解氧氧化为硫酸根离子，受水及试剂中痕量+3价铁离子的催化，CDTA-2Na掩蔽+3价铁离子后亚硫酸根的氧化速度减慢。氢氧化钠固体试剂及溶液易吸收空气中的二氧化硫，使试剂空白值升高。应密封保存。显色用各试剂溶液配置后最好分装成小瓶用，操作中注意保持各溶液的纯净，防止“交叉污染”。因+6价铬能使紫红色化合物退色，使测定结果偏低，故应避免用硫酸铬酸洗液洗涤玻璃仪器。若已洗，可用（1：1）盐酸溶液泡1h后，用水充分洗涤，烘干备用。7、用过的比色皿及比色管应及时用酸洗涤，否则红色难于洗涤。具塞比色管用（1：1）盐酸溶液洗涤，比色皿用（1：4）盐酸溶液加1/3体积乙醇的混合液洗涤。在甲醛缓冲溶液中二氧化硫溶液浓度很稳定。标准溶液在室温下放置3个月，浓度无明显变化；1.0g/mL的二氧化硫标准溶液50mL，用清洁空气以0.2L/min流量吹气24h，再测定吸光度无明显变化；吸收液50mL用高纯氮气以0.2L/min流量吹气24h，其吸光度也无明显变化。说明本法在样品溶液保存及24h连续采样方面都是稳妥可行的。七、思考题 1、实验过程中存在哪些干扰？应该如何消除？ 2、多孔玻板吸收管的作用是什么？实验六 废水浊度的测定一、实验目的和任务 1、了解浊度的含义 2、掌握目视比浊法和光电比浊法测定浊度的原理方法。二、实验仪器、设备及材料WGZ-1数字式浊度计三、实验原理 浊度是表现水中悬浮物对光线透过时所发生的阻碍、成都。水中含有泥沙、粉沙、微细有机物、无机物、浮游生物和其他微生物等悬物和胶体都可使水中呈现浊度。谁的浊度大小不仅和水中存在的颗粒含量有关，而且和其粒径大小、形状、颗粒表面光散射特征等有密切关系，规定采用1000ml蒸馏水中的含有1mg二氧化硅为一个浊度单位。测定水样浊度有目视比浊法和浊度计法。样品收集于具塞玻璃瓶内，取样后应尽快测定。如需保存，则可在4冷暗处保存24h,测试前要剧烈震荡摇匀水样并恢复到室温。目视比浊法是根据水样的混浊程度，配制不同浊度的标准系列，将其与同体积的水样在黑色底版上进行目视比较，即得水样浊度。浊度计法测定水样浊度是用一定的入射光强透过同一厚度不同浊度的水样时，将得到不同的透射光强，其消光值和浊度成正比，仪器通过计量透射光强，并经过电路吃力，即得到水样的浊度值。四、实验步骤 吸取50.0ml摇匀水样，用WGZ-1数字式浊度计测得水样浊度。五、实验报告要求按照规范的模版写报告，并对实验的结果进行分析，找出误差的原因并分析。六、实验注意事项 1、最好应用无浊度水调节浊度计零点。 2、测定前应摇匀水样。七、思考题： 1、浊度