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文档简介
1、水质理化检验教学大纲(供卫生检验专业本科使用) 济宁医学院 预防医学系二oo六年10月水质理化检验课程教学大纲课程主任 :张凯 开课单位: 卫生检验教研室 课程编码:105018 课程中文名称:水质理化检验 课程英文名称:physical and chemical analysis of water水质理化检验课程是检验专业高等教育的专业课程。水质理化检验以检验专业工作为逻辑起点,以检验本科生为讲授对象,是集理论性与应用性为一体的学科。设置本课程的目的是:使学习者在全面了解水质检验历史、现状与发展趋势的基础上,系统掌握水质理化检验工作的理论、方法、技术,具备水质检验实际技能,从而胜任水质检验相
2、关工作。学习本课程的要求是:学习者应学习本课程前,学生应已具备有关化学基础、生物化学、分析化学特别是仪器分析的相关知识。本课程将主要给予学生有关水质理化检验的理论知识,水样的采集、保存与处理,以及水的一般理化检验指标;着重于测定水中有机污染物、无机污染物、生活用水和沉积物等物质检验原理的阐述,包括有关方法的基本原理及其应用;阐述水质理化检验实验的检测项目,检测结果数据与水的卫生状况的关系。先修课程要求:仪器分析本课程计划90学时,4学分。选用教材:水质理化检验 张克荣 主编 人民卫生出版社(第一版)教学手段:多媒体讲授考核方法:考试教学进程安排表:章节教学内容学时理论实践合计一绪论22二水样的
3、采集、保存与处理44三一般理化检验指标4812四无机污染指标88五有机污染指标的测定81018六生活用水和沉积物检验41014七水质快速检验22八检验结果质量控制22342862合计课内实验安排序号实验项目学时类型每组人数基本教学要求12345678910111213141516第一章 绪论一、学习目的通过本章的学习,了解水资源的分布、保护水资源的重要性,水污染概况和水污染预防措施,熟悉水质理化检验的意义和特点,以及对分析方法的要求。掌握水质理化检验的任务和基本指标。计划2学时。二、课程内容一、水资源及其分布1.水的分布主要包括海洋、河流、湖泊、沼泽、土壤水、地下水、冰川、大气水等。2.水的特
4、点及其对人类的作用水是生命之源,是万物生存的基础,是人类生活和发展生产的必备条件。3.水的循环水循环是指地球上的水连续不断变换地理位置和物理形态的运动过程。4.水及水环境组成一般天然淡水含有三类物质:溶解性物质,主要为矿物盐类和某些气体;胶体物质,如硅酸胶体、腐殖质等;悬浮颗粒物,如粘土、砂、细菌、藻类和原生动物。5水资源种类及其卫生学特征我国依据地表水水域使用目的和保护目标将其划分为五类:类:主要适用于源头水和国家自然保护区;类:主要适用于集中式生活饮用水水源地一级保护区,珍贵鱼类保护区和鱼虾产卵场等;类:主要适用于集中式生活饮用水水源地二级保护区,一般鱼类保护区及游泳区;类:主要适用于一般
5、工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区;类:主要适用于农业用水区及一般景观要求水域。二、水污染及其危害1水污染概况2水污染的危害(1)危害人体健康(2)影响工农业和水产业的发展(3)破坏生态平衡3水污染物和水污染源(1)生活污水(2)工业废水(3)农业污水4水体的自净作用 三、水质理化检验的任务和意义1水质和水质指标水质概念,水质指标的分类2水质理化检验的任务(1)水质本底监测 (2)水污染现状和趋势监测(3)污染源和污染程度监测(4)为污染预测和预报提供资料 3检验项目选择 4水质理化检验的意义 (1)防止发生急慢性中毒和疾病蔓延(2)检查执行标准情况(3)为污染治理提供依据四、水质理化检验
6、方法1水质理化检验的特点(1)测定对象多变(2)待测成分含量变化大(3)干扰严重(4)可供选择的方法多2水质理化检验的方法要求(1)适用范围广(2)灵敏度高 (3)操作简便(4)分析周期短(5)经济实用 3选择定量方法4常见测定方法种类五、水质理化检验的结果表示对于一些通用的物理指标,均按统一规定的国际单位名称表示。测定结果应以适当的有效数字表示。三、重点、难点提示和教学手段1. 水质理化检验的任务和基本指标四、复习思考题1. 什么叫水污染?水污染可造成哪些危害?2. 水污染源可分成哪几类?3. 什么叫水质?什么叫水质指标?水质指标可分成哪几类?4. 水质理化检验的任务是什么?5. 水质理化检
7、验有哪些特点?6. 理想的水质检验方法应满足哪些要求?第二章 水样的采集、保存与处理一、学习目的通过本章的学习,了解正确的采样方法与合理保存样品的重要性,熟悉水样采集、保存和预处理的一般原则,掌握水样采集、保存和预处理常用方法的原理、注意事项和应用范围,检验结果评判;二、课程内容 第一节 水样的采集与保存一、水样的采集1制订采样计划2准备设备和试剂(1)准备采样器材和盛样容器(2)保存剂的准备(3)现场测定器材的准备(4)采样交通工具与救生设备的准备3确定采样点(1)地表水监测断面和采样点的设置(2)地下水采样点的确定(3)废(污)水采样点的确定4采样时间和采样频率(1)地表水的采样时间和次数
8、(2)地下水的采样时间和次数(3)废(污)水的采样时间与采样频次5采样量6水样的采集(1)水文参数的测量(2)地表水采样(3)地下水采样(4)废(污)水采样7采样质量控制二、水样的保存与运输管理1水样保存的必要性2水样保存方法水样保存的基本要求是尽量减少其中各种待测组分的变化,即做到:减少水样的生物化学作用;减缓氧化-还原作用;减少被测组分的挥发损失;避免沉淀、吸附或结晶物析出所引起的组分变化。 (1)冷藏与冷冻(2)过滤与离心分离(3)加生物抑制剂(4)加氧化剂或还原剂(5)调节ph值3水样保存条件应根据待测物的浓度、化学组成和物理化学性质确定水样的有效保存期限。4水样保存的注意事项5采样记
9、录和样品登记6水样的运输 第二节 样品处理样品处理的目的主要有:制备成分析仪器所需的样品形式。将被测组分从复杂的样品中分离出来或除去干扰分析测定的基体物质,提高方法选择性。浓缩被测组分,提高方法的灵敏度。一、 方法的选择与评价通常要考虑的因素有:待测成分的回收率、富集效率、操作中的沾污或损失、操作是否简便快速、能否有效去除影响测定的干扰物质、是否利于成批样品分析、成本是否价廉、是否对人体及生态环境有不良的影响等,其中,回收率和富集效率是评价样品处理方法的主要定量指标。1回收率在实际工作中,一般在试样中加入一定量的标准物质,经分离富集后,测得标准物质的量与加入标准物质的量之比即为回收率。2富集效
10、率富集效率是指富集到待测组分的量与待测组分总量之比。富集效率常用富集系数或富集倍数来评价。水质理化检验中常见的分离富集方法二、萃取技术萃取(extraction)技术是水质理化检验中最常用的分离富集方法之一。其原理是根据待测组分在两种互不相容的溶剂中具有不同溶解度的特性,将待测组分从一种溶剂转移到另一种溶剂中,这一过程被称为萃取。萃取过程所选溶剂应取决于待测组分的性质和萃取方法。1 液-液萃取2液膜萃取三、固相富集 固相富集是基于固体吸附剂或离子交换剂对水溶液中痕量组分的物理吸附、离子交换、形成络合物或发生其他化学反应而建立起来的分离富集技术。1离子交换树脂吸附离子交换树脂是一类对溶液中某些组
11、分有选择性吸附能力的网状结构高分子聚合物。2巯基棉纤维吸附巯基棉纤维简称巯基棉,它是将巯基联接在棉纤维上而制成的一种固体吸附剂,它可定量吸附水溶液中多种重金属离子和某些非金属离子。3炭基吸附剂吸附炭基吸附剂种类很多,常见的有活性炭、碳分子筛、石墨化炭黑以及多孔石墨碳,因其制备方法和原料的不同,炭基吸附剂的性质往往有较大的差异。4固相萃取法固相萃取法(solid phase extraction,spe)是近年来发展很快的一种快速有效的样品处理技术。其基本原理与液相色谱分离过程相似,将样品溶液通过预先填充固定相填料的萃取柱,待测成分通过吸附、分配等形式被截留,然后用适当的溶剂洗脱,达到分离、净化
12、和富集之目的。5固相微萃取四、共沉淀法沉淀分离法是根据溶度积原理、利用沉淀反应进行分离的方法。在待分离试液中,加入适当的沉淀剂,在一定条件下,使待测组分或干扰组分沉淀,以达到分离的目的沉淀分离法包括沉淀、共沉淀两种方法。五、泡沫浮选法泡沫浮选又称气浮分离或浮选分离,泡沫浮选法是以泡沫吸附为基础的,因此,在多数情况下,在溶液中加入少量的表面活性剂可以改变溶液的表面性质,当溶液中通入气体时,表面活性剂在水溶液中易被吸附到气泡的气-液界面上。表面活性剂的极性端与水相中的离子或极性分子通过静电引力等物理作用或配位反应等化学作用连接在一起。当通入气泡时,表面活性剂就将这些物质连在一起定向排列在气-液界面
13、,被气泡带到液面,形成泡沫层,从而实现分离。用于痕量分析的浮选技术按其作用机制可分成离子浮选、沉淀浮选和溶剂浮选三类。六、气化分离气化分离是一类利用待测组分或基体在一定条件下可转化成气态或易挥发组分达到分离富集的处理技术,它包括挥发、升华、蒸馏和气体发生等数种。1蒸发 蒸发是最常见的一种气化浓缩分离技术,一种是利用水样中待测组分具有不同的沸点而使其逸出,以适当的方法收集馏分达到与基体分离的目的。2顶空分析 顶空分析的方法原理是:样品置于有一定顶端空间密闭容器中时,在一定温度和压力下,样品中所含有的各种挥发性组分在气液两相中达到动态平衡状态,当样品中挥发性组分很低时,气相中和液相中挥发性组分的浓
14、度比即分配比为定值,待测组分在液相中溶解度越小其分配比越大,气相中待测组分的浓度就越大,通过测定气相中待测组分的浓度即可间接得到该组分在样品中的含量。3吹气捕集吹气捕集的方式是将预先净化后的惰性气体通入水样中,水中所含易挥发性痕量组分在气流的作用下,随同气流一起逸出,再用适当的方式将逸出的组分捕集,就可实现分离富集。4气体发生 在一定条件下,有些待测组分可转化成气态化合物或易挥发性组分,经通气或蒸馏,这些组分可以从水样中逸出而与基体分离,将逸出的组分收集在较小的溶液中或制成体积较小的试液,就能达到富集的目的,利用这种技术进行分离富集的方法可称为气体发生。三、重点、难点提示和教学手段(一)水样采
15、集、保存和预处理常用方法的原理、注意事项。(二)固相萃取的操作步骤及萃取柱的预处理,液-液萃取和液膜萃取和原理(三)检验结果评判四、复习思考题1. 怎样检查盛水容器的洗涤质量?2. 进行河流污染调查时,怎样设置采样断面?3. 怎样计算采样量?4. 怎样采集测定油类的水样?采样时需要注意什么?5. 采样质量控制样品有哪几种?怎样控制采样质量?6. 阐述水样保存的必要性。7. 阐述常用水样保存方法及其作用。8. 样品处理的目的主要有哪些?常见的分离富集方法有哪些?如何评价分离富集方法?9. 简述固相萃取的操作步骤及萃取柱的预处理的作用。10. 简述固相微萃取的优点。第三章 一般理化检验指标一、学习
16、目的通过本章的学习,了解水质一般理化检验指标的分类和影响因素,熟悉色度、混浊度、总硬度、酸度与碱度的概念,掌握各项感官性状指标测定方法的原理、注意事项和适用范围。二、课程内容第一节 水温一、概述水温即水体温度。水温是水质理化检验必须测定的项目。二、测定方法我国在gb13195-91国家标准中规定用水温计或颠倒温度计测定水温,该法适用于井水、江河水、湖泊和水库水以及海水水温的测定。第二节 臭和味一、概述臭和味是一项感官性状指标,是人的嗅觉和味觉对水的感觉和体验。水臭是由水中生物的繁殖、死亡及有机物腐败或生活污水和工业废水污染而产生。二、测定方法中国卫生部2001年颁布的生活饮用水卫生规范规定用嗅
17、气和尝味法测定臭和味。该法适于生活饮用水及其水源水臭和味的测定。1嗅气和尝味法2嗅阈值法(稀释倍数法) 第三节 色度一、概述色度即水的颜色,是指水中的溶解性物质或胶体状物质所呈现的类黄色乃至黄褐色的程度。二、测定方法色度的测定方法有铂钴标准比色法、铬-钴比色法和稀释倍数法。其中铂钴标准比色法是国家生活饮用水规范和环境水质检测标准方法,适用于清洁水、轻度污染并略带黄色色调的水。铬-钴比色法是经济适用的铂钴标准比色法替代方法,无氯铂酸钾时可采用铬-钴比色法。稀释倍数法是环境水质检测标准方法,适用于污染较严重的地面水和工业废水。1铂-钴标准比色法 2铬-钴比色法3稀释倍数法第四节 浑浊度一、概述浑浊
18、度(turbidity)表示水因含悬浮物和胶体物质而呈浑浊状态,造成通过水的光线被散射或对光线透过受到阻碍的程度。二、测定方法测定浑浊度的方法有透射法,散射法和散射-透射法。我国在gb13200-91标准中规定的检验方法为福尔马肼散射仪测定法和福尔马肼目视比浊法。1福尔马肼散射仪测定法2福尔马肼目视比浊法 第五节 电导率和溶解性总固体一、电导率电导率(conductivity)是截面积1cm2,高度1cm的水柱所具有的电导能力,电导率的单位为西门子/厘米(s/cm)。测定方法:电导率的测定采用电导分析法。 二、溶解性总固体水样在一定温度下烘干所得的固体残渣称为总固体,它分为溶解性固体和悬浮固体
19、。测定溶解性总固体的标准规范方法为重量法,本法适用于测定生活饮用水及其水源水的溶解性总固体。第六节 ph值一、概述水体的ph值是水体化学与生物系统的一个重要因素,是评价水质的一个重要参数,它反映了解水中弱酸和弱碱的离解程度,它对水质的变化、生物繁殖消长、腐蚀性、水处理效果等均有影响。二、测定方法1玻璃电极法2标准缓冲溶液比色法第七节 总硬度一、概述总硬度(total hardness),主要是指溶于水中钙、镁盐类的含量。水的硬度可分为暂时硬度和永久硬度。二、测定方法总硬度的测定方法为乙二胺四乙酸二钠配位滴定法,该法为国家标准检验方法,适用于生活饮用水及其水源水总硬度的测定。第八节 酸度与碱度一
20、、酸度酸度(acidity)是指水中能与强碱反应(表现为给出质子)的物质的总量,用caco3mg/l表示。酸度的测定常采用双指示剂容量法,以酚酞和甲基橙作为指示剂,用naoh标准溶液滴定。二、碱度碱度(alkalinity)指水中能与强酸发生中和作用物质的总量,这类物质包括强碱、弱碱、强碱弱酸盐等。与酸度一样,碱度也用中和法测定,因而其干扰消除方法和测定注意事项与酸度也很相近。三、重点、难点提示和教学手段1.色度、混浊度、总硬度、酸度与碱度的概念2. 各项感官性状指标测定方法的原理、注意事项和适用范围。四、复习思考题1. 测定水温的意义是什么?2. 定性描述法测定水样臭和味应注意什么问题?3.
21、 如何理解浑浊度这一概念?影响浑浊度的因素有哪些?4. 何谓电导率?测定的基本原理是什么?5. 在测定水样溶解性总固体时,为何要严格控制烘烤的温度和时间?6. 什么叫酸度?什么叫碱度?如何根据测定结果判断碱度的种类?7. 现有5个水样,各取100ml,分别用0.1000mol/l hcl滴定,结果列于下表,试判断各水样为何种碱度?各为多少(以caco3mg/l表示)?水样滴定消耗hcl标准溶液的体积(ml)v1v2a10.0015.50b14.0038.60c8.208.20d012.70e6.5008. 什么叫硬度?如何测定水样的硬度?9. 说明测定水体臭和味、色度、浑浊度和电导率等指标的意
22、义,怎样测定?10. 何谓真色和表色?怎样根据水质污染情况选择适宜的测定颜色的方法?为什么?11. 解释酸度、ph值、酚酞碱度、总碱度等术语的含义。12. 说明电导率仪测量水样电导率的原理。水样的电导率和其含盐量有何关系?第四章 无机污染指标一、学习目的通过本章的学习,明确氟化物、氰化物、硫化物、磷和磷酸盐、高氯酸盐以及一些金属离子的理化特性,掌握氟、余氯、磷酸盐、铬、氰化物、铁、锰、铜、锌、硫化物、砷、汞、铅、镉测定方法的原理、注意事项和适用范围。二、课程内容第一节 氟一、概述氟是最活泼的非金属元素。水体中氟的来源可分为天然来源和人为污染两类。氟是人体必需微量元素之一,对牙齿和骨骼的形成和结
23、构均有重要作用,氟缺乏或过多均可产生不良影响。二、样品处理1水蒸气蒸馏 2直接蒸馏法三、测定方法水中氟化物的测定方法有离子选择电极法,氟试剂分光光度法,茜素磺酸锆光度法,离子色谱法和硝酸钍滴定法等。1离子选择电极法2氟试剂分光光度法3茜素磺酸锆光度法4.离子色谱法第二节 氰化物一、 概述1.水中氰化物的来源2水中氰化物的存在形式及转化3氰化物在水体中的自净作用4氰化物的毒性 二、水样的采集和预处理1采集和保存2预蒸馏 3干扰去除三、氰化物的测定1硝酸银滴定法2光度法第三节 硫化物一、概述二、水样的采集和预处理三、测定方法1碘量法2亚甲蓝分光光度法 3间接火焰原子吸收法4气相分子吸收光谱法5示波
24、极谱法第四节 余氯一、概述二、测定方法1碘量法测定总余氯2n,n-二乙基对苯二胺-硫酸亚铁胺滴定法3n,n-二乙基对苯二胺光度法4邻联甲苯胺比色法第五节 磷和磷酸盐一、概述二、 样品处理1. 样品的采集和保存2. 样品预处理三、测定方法1钼酸铵光度法(钼蓝法)2.流动注射分光光度法3.离子色谱法第六节 高氯酸盐一、概述二、测定方法1离子色谱法2离子色谱-质谱联用技术第七节 铬一、概述二、测定方法1二苯碳酰二肼(diphenylcarbazide,dpc)分光光度法测定cr() 2高锰酸钾氧化法测定总铬3火焰原子吸收光谱法测定总铬4石墨炉原子吸收光谱法测定总铬第八节 铁锰铜锌银一、金属污染物的特
25、点二、铁铁是人类使用量最大的金属,铁是人体必需元素之一。(1)二氮杂菲分光光度法(2)火焰原子吸收光谱法测定总铁三、锰锰是一种质硬而脆的银白色金属,锰是人体的必需元素之一。(1)过硫酸铵氧化分光光度法(2)原子吸收光谱法四、铜铜是人类大量使用的金属。铜是人体的必需元素之一。(1) 二乙基二硫代氨基甲酸钠(sodium diethyldithiocarbomate,naddc)分光光度法(2)原子吸收光谱法五、锌锌也是人类大量使用的金属。锌也是人体的必需元素之一。(1) 二硫腙光度法(2)原子吸收光谱法六、银银不是人体的必需元素。我国规定饮用水中银的含量不超过0.05mg/l 。(1) 3,5-
26、br2-padap光度法(2)原子吸收光谱法第九节 砷一、概述砷在地壳中的平均含量为2mg/kg,砷是目前水中常见的污染物之一。砷单质毒性较小,但砷的大多数化合物都有毒。砷主要经消化道和呼吸道吸收。二、测定方法1二乙氨基二硫代甲酸银分光光度法(silver dithyldithiocarbomate,agddc)2硼氢化钾-硝酸银分光光度法3氢化物发生-原子光谱法第十节 铅一、概述二、铅的测定1萃取火焰原子吸收光谱法2石墨炉原子吸收光谱法 3示波极谱法第十一节 镉一、概述水体中镉可为水中的颗粒物吸附,或呈悬浮状态,或沉降于河底。镉进入人体的主要途径是消化道和呼吸道。二、测定方法1原子吸收光谱法
27、2示波极谱法第十二节 汞一、概述自然界的汞呈稀疏的分散状态,广泛地分布在岩石、土壤、大气、水及生物中。汞在水体中的迁移转化主要有三个过程。在重金属的环境污染中,汞是对人体健康具有严重影响和危害的元素之一。人体对汞及其化合物的吸收主要经消化道、呼吸道和皮肤等途径。二、样品保存与处理1样品的采集与保存2样品的制备3分离与富集 三、测定方法1冷原子吸收光谱法2冷原子荧光法第十三节 形态分析简介一、概述二、形态分析方法三、重点、难点提示和教学手段1.离子选择性电极法测定氟化物的原理与注意事项。2.分光光度法测定水中氰化物的基本原理3.亚甲蓝分光光度法测定水中硫化物的实验原理和注意事项。4.高氯酸盐的测
28、定方法有哪些,各有什么特点?5.氢化物发生原子吸收光谱法的原理,哪些元素能用此法测定?6.冷原子吸收光谱法测定汞的原理四、复习思考题1. 水中氟化物的测定方法有哪些?其原理分别是什么?2. 离子选择性电极法测定氟化物时加入离子缓冲液的作用是什么?3. 水中氰化物的主要净化途径是什么?4. 如何分别测定水中不同形式的氰化物?在进行氰化物水样的预处理时,如何进行干扰去除?5. 分光光度法测定水中氰化物的基本原理是什么?分为哪几个步骤?6. 硫化物在水环境中的主要存在形式和测定方法是什么?7. 简述亚甲蓝分光光度法和示波极谱法测定水中硫化物的实验原理。8. 采用亚甲蓝分光光度法测定水中硫化物应注意哪
29、些问题?9. 磷在水体中有哪些主要的存在形式?测定水中磷酸盐的方法各有什么特点?如何分别测定不同形态的磷酸盐?10. 高氯酸盐污染的主要来源有哪些?水中高氯酸盐的测定方法有哪些?各有什么特点?11. 水中常见有害金属污染物有哪些?各对环境和人体有何危害?12. 简述氢化物发生原子吸收光谱法的原理,哪些元素能用此法测定?为什么?13. 原子吸收光谱法中,什么是背景吸收和基体干扰? 如何消除?14. 说明用冷原子吸收光谱法测定汞的原理和提高测定灵敏度的方法。15. 何谓形态分析?它有何作用?第五章 有机污染指标的测定一、学习目的通过本章的学习,了解水中有机污染物的来源、有机污染的危害和通过有机污染
30、指标测定对水质的判断;熟悉溶解氧、化学需氧量、生化需氧量、总有机碳、三氮、挥发性酚、表面活性剂的概念,掌握溶解氧、化学耗氧量、生化需氧量、酚、氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐、表面活性剂、农药测定方法的原理、注意事项和适用范围。二、课程内容第一节 溶解氧一、概述溶解于水中的氧气称为溶解氧(dissolved oxygen,do),以氧的mg/l表示。影响水中溶解氧的因素(环境因素、水体理化性质和生物学特性),水样的采集(地面水、自来水或带有抽水装置的井水)二、测定方法测定溶解氧的方法主要有碘量法、溶解氧测定仪法和电导测定法。1 碘量法 硫酸锰与氢氧化钠作用生成氢氧化锰,氢氧化锰与水中溶解氧结合生成含氧
31、氢氧化锰(或称亚锰酸),亚锰酸与过量的氢氧化锰反应生成的偏锰酸锰在酸性条件下与碘化钾反应析出碘,用硫代硫酸钠标准溶液滴定析出的碘而定量。2 溶解氧测定仪法 3电导测定法第二节 化学耗氧量一、概述水中还原性物质,在规定条件下,被氧化时所消耗的氧化剂的量换算成氧气的量叫化学耗氧量(chemical oxygen demand,cod),结果以氧的mg/l表示。二、测定方法1酸性高锰酸钾法原理:水样在酸性条件下,加入高锰酸钾溶液,在沸水浴中加热30min,使水中有机物被氧化,剩余的高锰酸钾以草酸滴定,然后根据实际消耗的高锰酸钾的量计算出化学耗氧量。反应条件的控制1.)酸度的控制2.)高锰酸钾溶液浓度
32、的控制3.)加热方式和时间的控制4.)水样稀释倍数的影响5.)还原性无机物的影响6.)水样中cl-的影响7.)其它因素的影响相关计算2重铬酸钾法 原理与相关计算3.化学耗氧量库仑测定仪法 4其它方法(1)密封管法(2)光度法(3)氧化还原电位滴定法第三节 生化需氧量一、概述生化需氧量(biochemical oxygen demand,bod)是指水中的有机物在好气性微生物的作用下,进行生物氧化分解所消耗氧气的量,结果用氧的mg/l表示。二、测定方法1标准稀释法 原理:测定水样或稀释水样培养前的do值和在20培养5天后的do值,根据培养前后do值之差和稀释倍数计算出水样bod值。水样稀释倍数的
33、选择;水样的稀释;稀释水的制备;结果的计算;注意事项2.bod仪器测定法3其它方法(1)库仑法(2)微生物传感器法第四节 总有机碳一、概述总有机碳(total organic carbon,toc)是指1l水中有机物的总碳量,包括溶解性和悬浮性有机碳的含量,用mg/l表示。二、测定方法1非色散红外测定法利用燃烧氧化法,将样品分别注入高温燃烧管及低温燃烧管中,水中的含碳物质,包括有机含碳物质和无机含碳物质,在催化剂作用下,反应生成二氧化碳,经红外气体检测器,测得总碳含量和无机碳含量,二者之差即为有机碳含量。第五节 氨 氮一、概述氨氮(nh3-n,ammonia nitrogen)以游离氨(nh3
34、,也称非离子氨)或铵盐()的形式普遍存在于地下水及地面水中,其存在形式取决于水体的酸碱度。氨氮的来源;用三氮含量评价水体的卫生状况;水样的采集和保存二、测定方法1. 纳氏试剂光度法原理;测定步骤;注意事项2. 水杨酸盐光度法原理:在亚硝基铁氰化钠(俗称硝普钠)催化下,氨与次氯酸盐反应生成一氯胺,一氯胺与水杨酸盐反应生成蓝色化合物,该化合物在波长为697nm处有最大吸收峰。测定步骤;注意事项3氨气敏电极法4氨氮自动分析仪 原理;类型、特点和适用范围第六节 亚硝酸盐氮一、概述亚硝酸盐氮(-n,nitrite nitrogen)是含氮有机物受细菌作用分解的氮循环中间产物,在水中不稳定,在氧和微生物的
35、作用下易被氧化成硝酸盐,在缺氧条件下也可被还原为氨。亚硝酸盐氮来源二、测定方法1重氮化偶合光度法 原理:在ph1.8的磷酸介质中,亚硝酸盐与对氨基苯磺酰胺反应生成重氮盐,再与n-(1-萘基)-乙二胺偶合生成紫红色偶氮染料,比色定量。测定步骤;注意事项2示波极谱法第七节 硝酸盐氮一、概述硝酸盐氮(-n,nitrate nitrogen)是含氮有机化合物的在水体中的最终氧化产物。污染来源;样品的采集和保存二、测定方法1二磺酸酚光度法原理;测定步骤;注意事项2镉柱还原光度法原理:在一定条件下,水中的硝酸盐氮经镉柱还原为亚硝酸盐氮,亚硝酸盐氮与对氨基苯磺酰胺反应生成重氮盐,再与n-(1-萘基)-乙二胺
36、偶合生成玫瑰红色偶氮染料,于540nm比色定量。扣除未经还原水样中的亚硝酸盐氮,即可得出水样中硝酸盐氮含量。测定步骤;影响因素及干扰的消除3 麝香草酚光度法4 紫外光度法5离子色谱法水样中待测阴离子随碳酸盐-重碳酸盐淋洗液进入离子交换柱系统(由保护柱和分离柱组成),根据分离柱对各阴离子的不同的亲和度进行分离,己分离的阴离子流经阳离子交换柱或抑制器系统转换成具高电导度的强酸,淋洗液则转变为弱电导度的碳酸。由电导检测器测量各阴离子组分的电导率,以相对保留时间和峰高或面积定性和定量。第八节 挥发性酚类一、概述挥发性酚类(volatile phenols)即蒸馏时能随水蒸汽一起挥发的酚类,主要是沸点低
37、于230的绝大多数一元酚。来源;样品的采集和保存二、测定方法1. 4-氨基安替比林光度法原理:在ph10.00.2和有氧化剂铁氰化钾的溶液中,酚与4-氨基安替比林反应生成红色的安替比林染料。直接比色或经三氯甲烷萃取后比色定量。水样的蒸馏;测定方法;注意事项2溴化容量法原理;测定方法;注意事项;主要干扰物质及其消除3.气相色谱法4高效液相色谱法第九节 阴离子表面活性剂一、概述概念:表面活性剂(surfactant)是一种能降低水和其他溶液体系的表面张力或界面张力的物质。分类:表面活性剂常按活性剂部分所处的状态分类。活性部分是阴离子或阳离子的分别叫阴离子或阳离子表面活性剂,既带正电又带负电荷的叫两
38、性表面活性剂,呈分子状态的叫非离子表面活性剂。二、测定方法1亚甲蓝分光光度法原理:阳离子染料亚甲蓝与阴离子表面活性剂作用生成易被有机溶剂萃取的蓝色化合物,再经三氯甲烷、二氯乙烷或苯等有机溶剂提取,未反应的亚甲蓝仍留在水溶液中,在650nm波长下处测定有机相的吸光度值,与标准比较可求出水中阴离子表面活性剂的浓度。测定方法;注意事项2二氮杂菲分光光度法 3碳吸附-红外分光光度法第十节 石 油一、概述石油污染水的途径石油污染水环境的危害水样的采集与保存油在水中的存在状态石油与动植物油的区别 二测定方法1重量法原理;测定步骤;特点;使用范围2紫外分光光度法 原理;测定步骤;特点;使用范围3荧光光度法
39、原理;测定步骤;特点;使用范围4非分散红外光度法和红外分光光度法第 十一 节 农 药一、概述农药(agricultural chemical)按用途可分为杀虫剂、杀菌剂、除草剂、植物生长调节剂、熏蒸剂、增效剂和除草安全剂。农药污染水体的途径水体受到农药污染后的危害样品采集二、有机磷农药的测定1气相色谱法 2色质联用3酶法三、有机氯农药的测定气相色谱法四、拟除虫菊酯类农药测定1. 气相色谱法2高效液相色谱法 三、重点、难点提示和教学手段1.溶解氧、化学需氧量、生化需氧量、总有机碳、三氮、挥发性酚、表面活性剂的概念2. 酸性高锰酸钾法测定cod的原理及测定条件的控制。3. 测bod时,如何制备稀释
40、水。4.水体中“三氮”及其来源,如何用三氮含量评价水体的卫生状况。5.测定挥发性酚类的水样的采集及4-氨基安替比林光度法的原理及其注意事项。6.表面活性剂的概念,分类及亚甲蓝分光光度法测定阴离子表面活性剂的原理和注意事项。7.石油和农药污染水的途径。四、复习思考题1. 影响水中do的因素有哪些?如何采集测do的水样?2. 如何控制codmn的测定条件?为什么?3. 测bod时,如何制备稀释水?水样为什么要用稀释水稀释?4. 取50.0ml某水样加50.0ml蒸馏,测其codmn,已知v15.00ml,v2=9.80ml,v0=0.50ml,求该水样codmn值?5. 测某水样,结果如下表,求其
41、值。水样ml稀释水ml消耗0.025000mol/l na2s2o3(ml)当天五天后0100044043620980424270409604162141009003801006. 简述水体中“三氮”及其来源,如何用三氮含量评价水体的卫生状况?7. 水样中氨氮的测定方法有哪些?简述各种方法的原理及其注意事项。8. 简述重氮化偶合光度法测定水样中亚硝酸盐氮的原理及其注意事项。9. 简述二磺酸酚光度法测定水样中硝酸盐氮的原理及其注意事项。10. 离子色谱法测定水样中阴离子的原理是什么?11. 氨氮自动分析仪有哪几种类型?简述各自的原理、特点和适用范围。12. 什么是挥发性酚类?水体中挥发性酚类的主
42、要来源有哪些?13. 采集测定挥发性酚类的水样时要注意哪些问题?14. 如何测定水样中的挥发性酚类化合物?为何水样需蒸馏,蒸馏时须注意什么问题?15. 简述4-氨基安替比林光度法的原理及其注意事项。16. 简述溴化容量法测定挥发性酚的原理、主要干扰及其消除方法。17. 农药污染水环境的主要途径有哪些?18. 简述农药测定方法的原理。19. 什么叫表面活性剂?它可分成哪几类?简述阴离子表面活性剂测定方法的原理及注意事项。20. 石油与动、植物油污染水的途径有何不同?21. 测定水体石油的方法有那些?为什么说油标准是测定的方法的主要问题?第六章 生活用水和沉积物检验一、学习目的通过本章的学习,明确
43、饮用天然矿泉水概念,掌握生活用水和沉积物的检验。二、课程内容第一节 饮用天然矿泉水检验一、概述饮用天然矿泉水(drinking natural mineral water)是指从地下深处自然涌出的或经人工揭露的、未受污染的地下矿水;含有一定量的矿物盐、微量元素或二氧化碳气体;在通常情况下,其化学成分、流量、水温等在天然波动范围内相对稳定。二、饮用天然矿泉水界限指标及其检验(一)锂1.概述 锂为活泼的碱金属元素,是人体内一种微量元素,适量摄入可调节中枢神经系统活动,安定情绪,改善造血功能,提高人体免疫机能;长期过量摄入锂可产生一定的副作用甚至产生毒性反应。 2测定方法(1)火焰发射光度法锂在火焰
44、中极易被激发,当被激发的原子返回基态时,以光量子的形式辐射出能量,于670.8nm处测量其发射强度,其发射强度与锂含量成正比,与标准比较定量。干扰的消除(2)火焰原子吸收分光光度法(3)离子色谱法(二)锶1.概述 锶是人体必需微量元素,与骨骼的形成密切相关,是人体骨骼及牙齿的正常组成成分。2测定方法火焰原子吸收分光光度法原理;干扰的消除无火焰原子吸收分光光度法(三)溴化物1.概述2测定方法离子色谱法水样注入仪器后,在淋洗液co32-hco3-水溶液的携带下流经阴离子分离柱。由于水样中各种阴离子对分离柱中阴离子交换树脂的亲合力不同,移动速度亦不同,从而使彼此分离。随后流经阴离子抑制柱,co32-
45、、hco3-被转变成h2co3,使背景电导降低。最后通过电导检测器,依次输出f-、cl-、no3-、br-、so42-的电导信号值(峰高或峰面积)。通过与标准比较,可进行定性和定量分析。酚红分光光度法(四)碘1.概述碘在自然界中以碘的化合物的形式存在,而碘的化合物又都溶于水,因而他可随同水流一起迁移。碘是人体必需微量元素,碘的生理作用主要通过合成甲状腺素来实现。2.测定方法用于测定微量和痕量碘的方法很多,饮用天然矿泉水检验方法规定采用催化还原分光光度法、气相色谱法和离子色谱法。(五)偏硅酸(六)硒(1)二氨基萘荧光法(2)氢化物发生原子吸收分光光度法(3)原子荧光法(七)游离二氧化碳三、组分限
46、量指标及检验第二节 饮用纯净水检验一、 概述纯净水是纯水和净水的总称。我国制定了瓶装饮用纯净水卫生标准(gb 17324-1998),并将瓶装饮用纯净水( bottled purified water for drinking)定义为:以符合生活饮用水卫生标准的水为原料,通过电渗析法、离子交换法、反渗透法、蒸馏法及其他适当的加工方法制得的,密封于容器中且不含任何添加物可直接饮用的水。二、相关指标的检验1感官指标 色度、浊度、臭和味、肉眼可见物按gb/t 8538规定的方法测定或参见第三章介绍的方法测定。2理化指标 ph值、电导率、高锰酸钾消耗量、氯化物按gb 17323规定的方法测定;游离氯、
47、砷、铅、铜、氰化物、亚硝酸盐、挥发性酚、三氯甲烷、四氯化碳按gb 5750规定的方法测定。测定方法的基本原理及注意事项等参见本教材有关章节。第三节 游泳池水检验一、概述二、相关指标检验人工游泳池池水的检验项目包括池水温度、ph值、浑浊度、尿素、游离性余氯、细菌总数、大肠菌群和有毒物质。本节只介绍尿素的测定方法。目前,用于测定游泳池水中尿素的方法有邻苯二甲醛法、苯酚-次氯酸盐分光光度法、opa法、脲酶-berthlot法、脲酶终点法、脲酶-水杨酸盐法和二乙酰一肟法,各有优缺点。我国规定用二乙酰一肟-安替比林法(gb/t 18204.29-2000)检测游泳池水中的尿素含量。1.二乙酰一肟-安替比
48、林光度法原理:尿素与二乙酰一肟及安替比林反应生成黄色化合物,测定460nm的吸光度,与标准比较定量。存在的缺点及改进方法2脲酶-berthlot光度法第四节 与涉水产品有关的检验一、小型水质处理器检验1检验要求2检验方法(1)卫生安全检验(2)出水水质功能试验检验二、饮用水化学处理剂检验1样品采集 (1)液体样品的采集(2)固体样品的采集(3)气体样品的采集和储存2检测三、输配水设备及防护材料检验1检验要求 2检验内容 第五节 氯化消毒副产物检验一、氯化消毒副产物来源和分类1氯化消毒副产物来源2氯化消毒副产物和分类二、氯化消毒副产物检验的意义三、三卤甲烷的测定三卤甲烷的检测方法有顶空气相色谱法
49、、顶空毛细管柱气相色谱-质谱法、吹脱捕集-气相色谱法。顶空气相色谱法四、氯乙酸的测定五、氯代酚的测定六、卤代酮的测定七、卤乙腈的测定第六节 环境内分泌干扰物一、概述环境内分泌干扰物(endocrine disrupting chemicals,edcs) 是指一类可干扰生物体内正常行为及生殖、发育相关的正常激素的合成、贮存、分泌、体内运输、结合及清除等过程的外来物质。二、酞酸酯酞酸酯的检测方法有液相色谱法、固相吸附液相色谱法、气相色谱-质谱法等。我国规定检测酞酸酯的标准检测方法为液相色谱法。三、烷基酚烷基酚可用气相色谱-质谱法测定。第七节 沉积物检验一、沉积物的形成碳酸盐、硅酸盐及多数金属化合
50、物主要以悬浮颗粒或胶体形式存在于水中。这些物质进入水环境后,再与水一起参与全球迁移。在迁移过程中,由于条件的改变,有的物质就逐渐从水中沉降出,在水体底部形成一类特有的物质,这类物质称为沉积物(sediment),又称为底质、底泥。沉积物实际上是在沉降过程中产生并存在于水底的一类物质的总称。二、沉积物检验的目的及意义沉积物检验的目的是全面了解水环境的现状,水环境的污染历史、污染物的沉积规律及沉积物污染对水体的潜在危险,沉积物检验是水环境检验的一个重要而特殊的部分,也是水环境分析的一项主要内容。三、沉积物样品的采集和保存四、沉积物样品的制备样品首先要经过干燥处理,干燥的方法有风干、离心脱水干燥、真
51、空冷冻干燥、无水磷酸钠干燥等几种方法。样品经干燥处理后,将干燥的样品放于玻璃板上,用玻璃棒碾碎,并过1mm筛孔,直到筛面上无土质样品。样品的制备过程中要注意如果测定汞、砷等易挥发元素及低价铁、硫化物等不能用碎样机粉碎,且仅过80目筛。测定金属元素的试样,用尼龙材质网筛。测定有机物的试样用铜材质网筛。五、沉积物的分析三、重点、难点提示和教学手段(一)离子色谱法测定矿泉水中溴化物的基本原理(二)二乙酰一肟安替比林法(gb/t 18204.29-2000)测定游泳池水中尿素的原理,缺点及改进方法。四、复习思考题1. 采用火焰发射光度法测定矿泉水中锂时,钙、锶、钡等共存离子对测定锂具有干扰作用,采用什
52、么方法可以消除干扰?2. 简述na2edta在火焰原子吸收分光光度法测定矿泉水中锶时的抗干扰作用。3. 试述离子色谱法测定矿泉水中溴化物的基本原理。4. 采用二乙酰一肟安替比林法(gb/t 18204.29-2000)测定游泳池水中尿素存在哪些缺陷?怎样弥补?5. 为什么以催化还原分光光度法测定矿泉水中的碘时要严格控制反应温度和反应时间?沉积物是如何形成的?沉积物分析有什么意义?6. 沉积物样品如何制备?第七章 水质快速检验一、学习目的通过本章的学习,了解水质一般化学性状指标,熟悉多种毒物联合检验的方法原理和适用范围;掌握快速检验的方法特点和结果判断的注意事项;快速检验的意义,常见毒物分类和检验方法。二、课程内容第一节 水质快速检验的意义和方法特点水质快速检验的意义水质快速检验的特点第二节 一般化学性状检验一、ph值ph值对水质的变化、生物繁殖的消长、腐蚀性、水处理效果均有影响,是最重要的水质检测项目之一。二、氨氮水中的氨氮常用纳氏试剂进行检验。其
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