项目三目视比色法测定工业废水中氟化物

1、1项目四 目视比色法测定工业废水中氟化物项目三项目三 目视比色法测定工业废水中氟化物目视比色法测定工业废水中氟化物 用眼睛比较溶液颜色的深浅以测定物质含量的方法，称为目视比色法。用眼睛比较溶液颜色的深浅以测定物质含量的方法，称为目视比色法。工业上工业上, ,含氟矿石开采、金属冶炼、铝加工、焦炭、玻璃、电子、电镀、化肥、农药等含氟矿石开采、金属冶炼、铝加工、焦炭、玻璃、电子、电镀、化肥、农药等行业排放的废水中常含有高浓度的氟化物行业排放的废水中常含有高浓度的氟化物, ,造成环境污造成环境污染源染源。本项目通过目视比色分析法测。本项目通过目视比色分析法测定工业废水中的氟化物，包括三个工作任务。定工

2、业废水中的氟化物，包括三个工作任务。国标国标1. 1. HJHJ 487-2009487-2009 水质质 氟化物的测测定2. 2. GBGB 8978-19968978-1996 污污水综综合排放标标准项目导航项目导航资资源源链链接接2项目四 目视比色法测定工业废水中氟化物任务一任务一 解读工业废水中氟化物检测国家标准解读工业废水中氟化物检测国家标准（一）任务分析（一）任务分析1. 1. 明晰任务流程明晰任务流程 查找相关标准查找相关标准阅读标准阅读标准仪器确认仪器确认试剂确认试剂确认2. 2. 任务难点分析任务难点分析查找相关标准3. 3. 条件需求与准备条件需求与准备任任 务务 引引 入

3、入任任 务务 目目 标标工工 作作 页页会查查找方法检检出限、精密度会确认认所需的仪仪器会确认认所需的试剂试剂随着环境保护意识的增强，对随着环境保护意识的增强，对于工业废水的排放要求越来越于工业废水的排放要求越来越严格，今天我们的检测任务是严格，今天我们的检测任务是测定工业废水中氟化物的含量，测定工业废水中氟化物的含量，请大家仔细阅读请大家仔细阅读HJHJ 487-487-20092009 水质水质 氟化物的测定氟化物的测定 。3项目四 目视比色法测定工业废水中氟化物（1） HJ 487-2009 水质 氟化物的测定（2）仪器：比色管：50 mL（3）试剂亚砷酸钠盐酸硫酸高氯酸氯氧化锆茜素磺酸

4、钠（二）任务实施（二）任务实施活动活动 1 1 查找标准查找标准1. .阅读HJ 487-2009 水质 氟化物的测定仔细阅读HJ 487-2009 水质 氟化物的测定 ，理解方法原理，查找本方法的检出限、精密度等指标，并列出所需的相关标准并填入表 4-1 中。2. .讨论并完善所需的相关标准浏览相关标准，查找对本检测工作有用的信息，然后分组讨论汇总个人查找结果，完善所需的相关标准并填入表 4-1 中。知知 识识 链链 接接1. 1.目视比色法测定原理目视比色法测定原理用眼睛观察和比较试样溶液与标准溶液的颜色深浅，确定被测物质含量的方法称目视比色法。目视比色法最常用的是标准系列法。方法原理是将

5、标准溶液配成由低到高不同含量的系列，与被测溶液在相同条件下显色，将被测溶液与标准系列比较，颜色深度相同表明两者浓度相等，从标准溶液的含量求得被测溶液的含量。 设入射光通量为 0，透过标准溶液和被测溶液后的光通量分别为 s和 x，根据朗伯比尔定律，则 ssscbs100 xxxcbx100当溶液颜色深度相同时，s=x ，则sbscs = xbxcx。因同种有色溶液和相同的入射光，而且所用比色管相同，所以s = x、bs =bx,则cs = cx。2. 2.目视比色法测定方法目视比色法测定方法标准系列的比色管用具塞比色管，具塞比色管是一套由同一种玻璃制成的，大小形状完全相同的平底玻璃管（图 4-1

6、） ，管中有容积标线，通常分 10、20、50、100 mL 数种。比色时，首先配制一系列已知被测物质浓度的标准溶液。配制的方法是：取一系列具塞比色管，放在下面垫有白瓷板的木架上，准确地依次由少到多加入一定浓度的标准溶液，再Comment z1: 4项目四 目视比色法测定工业废水中氟化物在每管中加入一定量的显色剂，然后稀释至同样的体积，即可得到一系列颜色由浅到深的标准色阶，如图 4-1 所示。取同一种比色管加入试液于相同条件下与标准溶液同时显色，稀释到标准溶液相同的体积，待颜色稳定后，比较试液与标准溶液的颜色深浅，可得到被测溶液的浓度。若试液与某标准溶液相同，表示浓度相等。若试液的颜色深浅介于

7、相邻两个标准溶液之间，其浓度为两者的平均值。图 4-1 标准系列比色管 如果需要进行的是“限界分析”，即要求某组分含量应在某浓度以下，那么只需要配制浓度为该限界浓度的标准溶液，并与试样同时显色后进行比较。若试样颜色比标准溶液浓度深，则说明试样中待测组分含量已经超出允许的限界。3. 3.目视比色法特点目视比色法特点优点：仪器简单、操作方便，适宜于大批样品的分析；由于比色管较长，自上而下观察，即使溶液颜色很浅也容易比较出深浅，灵敏度较高。另外，它不需要单色光，可直接在白光下进行，对浑浊溶液也可以进行分析。缺点：主观误差大、准确度差，而且标准色阶不易保存，需要定期重新配制，比较费时。活动活动 2 2

8、 仪器确认仪器确认依据查阅的标准，确认所需的各种仪器是否齐全，是否满足标准的要求（如精度、计量检定等）并填入表 4-1 中。活动活动 3 3 试剂确认试剂确认按标准要求确认所需的试剂种类、纯度、数量上是否满足要求，并确认实验室提供的纯水等级是否满足需要并填入表 4-1 中。（三）任务数据记录（见表（三）任务数据记录（见表 4-14-1）表 4-1 解读检测方法的原始记录5项目四 目视比色法测定工业废水中氟化物记录编号一、查找标准相关标准方法原理检测下限精密度准确度二、仪器确认所需仪器检定有效日期三、试剂确认试剂名称纯度库存量确认结果确认人复核人（四）（四）任务任务评估（见表评估（见表 4-24

9、-2）表表 4-24-2 任务评价表任务评价表 日期日期等级评定评价指标评价要素自评教师评6项目四 目视比色法测定工业废水中氟化物查找标准相关标准的数量检出限精密度仪器确认仪器种类仪器精度仪器计量试剂确认试剂种类试剂纯度试剂数量学习方法预习报告书写规范工作过程遵守管理规程操作过程符合现场管理要求出勤情况思维状态能发现问题、提出问题、分析问题、解决问题自评反馈按时按质完成工作任务掌握了专业知识点经验和建议总成绩等级评定： A：好 B：较好 C：一般 D：有待提高思考题思考题一、填空题一、填空题1. 目视比色法测定水质氟化物标准方法的标准号为（ ） 。2. 取 50 mL 试样，用本方法直接测定废

10、水中氟化物时，最低检出浓度为（ ） ，测定上限为（ ） 。3. HJ 487-2009 水质氟化物的测定目视比色法的精密度是（ ） 。4. 目视比色法要求实验室用水应符合 GB/T 6682 中（ ）级水规格。7项目四 目视比色法测定工业废水中氟化物二、选择题二、选择题 1.本方法测定氟化物时，样品中有硫酸盐存在，能使测定结果（ ） 。 A、偏低 B、偏高 C、无影响 D、不一定2.本方法测定氟化物，采集和贮存样品均应使用（ ） 。 A、聚乙烯瓶 B、玻璃瓶 C、棕色玻璃瓶 D、任何容器3.本方法测定氟化物时，应调节温度，使试样与标准比色系列之间的温差不超过（ ） 。 A、1 B、2 C、3

11、D、4 二、简答题二、简答题1. 简述目视比色法测定工业废水中氟化物的实验原理。2. 试推导HJ 487-2009 水质氟化物的测定中目视比色法的计算公式。8项目四 目视比色法测定工业废水中氟化物任务二任务二 样品检测与数据采集样品检测与数据采集（一）任务分析（一）任务分析1. 1. 明晰任务流程明晰任务流程 样品处理样品处理溶液配制溶液配制标系配制标系配制结束工作结束工作试样比色试样比色数据处理数据处理2. 2. 任务难点分析任务难点分析任任 务务 引引 入入任任 务务 目目 标标工工 作作 页页会原始记录记录表格的填写会配制所需的溶液会样样品处处理会配制标标准色阶阶及正确比色说说出目视视比

12、色技巧前面我们已经具体学习了前面我们已经具体学习了工业废水中氟含量测定的工业废水中氟含量测定的标准，确认了检测工业废标准，确认了检测工业废水中氟化物的条件，但是水中氟化物的条件，但是具体的测定方案是什么呢？具体的测定方案是什么呢？Comment cxl2: 9项目四 目视比色法测定工业废水中氟化物样品处理3. 3. 条件需求与准备条件需求与准备（1）仪器：比色管：50 mL（2）试剂亚砷酸钠（5 g/L）氟化物标准储备溶液（F）=100.0 g/mL ：取氟化钠于 105 烘 2 h，于干燥器中冷却后，精确称取 0.221 0 g，用水溶解，转入 1 000 mL 容量瓶中，以纯水稀释至刻度。

13、氟化物标准使用溶液（F）=10.00 g/mL 盐酸硫酸高氯酸茜素磺酸锆酸性溶液 茜素磺酸锆溶液：称取 0.3 g 氯氧化锆（ZrOCl28H2O）于 100 mL 烧杯中，用 50 mL 水溶解后移入 1 000 mL 容量瓶中。另称取 0.7 g 茜素磺酸钠（C14H7O7SNaH2O）溶于 50 mL 水中，在不断摇动下，缓慢注入氯氧化锆溶液中。充分摇动后，放置澄清。 混合酸溶液：量取 101 mL 盐酸用水稀释到 400 mL，另量取 33.3 mL 硫酸，在不断搅拌下，缓慢加入到 400 mL 水中，冷却后将两酸合并。 茜素磺酸锆酸性溶液：将混合酸倾入盛有茜素磺酸锆溶液的容量瓶中，用

14、水稀释到刻度，摇匀，此溶液在约 2 h 后由红变黄即可使用。此溶液避光保存，可稳定 6 个月。（二）任务实施（二）任务实施活动活动 1 1 溶液配制溶液配制配制以下溶液。表表 4-34-3 溶液配制溶液配制溶液名称浓度体积/mL氟化物标准储备溶液100.0 g/mL1000氟化物标准使用溶液10.00 g/mL1000茜素磺酸锆酸性溶液1000亚砷酸钠溶液5 g/L100Comment 兴兴兴3: Comment z4: Comment 兴兴兴5: 10项目四 目视比色法测定工业废水中氟化物1. 茜素磺酸钠配制后与锆盐最好分别保存，使用时再按比例混合，以保持试剂的灵敏度。2.人身防护（1）佩戴

15、防酸型防毒口罩。（2）带化学防溅眼镜。（3）戴橡胶手套，穿防酸工作服和胶鞋。（4）工作场所应设安全淋浴和眼睛冲洗器具。（5）在通风橱中进行操作。3. 亚砷酸钠剧毒，防止进入口中。活动活动 2 2 样品和质控样处理样品和质控样处理1.样品处理依据样品不同，采用不同的处理方法：（1）如果水样中含有残留的氯，可按每0.1 mg氯加一滴(0.05 mL)亚砷酸钠溶液，搅匀即可除去。（2）水中干扰物质较多，不能直接用比色法测定时，可进行预蒸馏处理。2.质控样处理配制类似样品含量的质控样，与样品处理方法同样处理。1.如果水样中有机物含量高时，为避免与高氯酸发生爆炸，用硫酸代替高氯酸（硫酸与水样的体积比为

16、11）进行蒸馏，控制温度在（1455） 。蒸馏水样时，勿使温度超过180 ，以防硫酸过多的蒸出。2.连续蒸馏几个水样时，可待瓶内硫酸溶液温度降低至 120 以下，再加入另一个水样，蒸馏过一个含氟高的水样后，应在蒸馏另一个水样前加入 250 mL 纯水。用同法蒸馏，以清除可能存留在蒸馏器中的氟化物。3.蒸馏瓶中的硫酸可以多次使用，直至变黑为止。知知 识识 链链 接接水蒸气蒸馏法处理试样水蒸气蒸馏法处理试样取50 mL水样(氟浓度高于2.5 mg/L 时，可分取少量样品，用水稀释到50 mL)于蒸馏瓶（3）中，加10 mL 高氯酸，摇匀，按图4-2连接好，开启冷凝管中的回流水。加热平底烧瓶（4），

17、关闭三通阀当中阀B，开启通往空气的阀A，使其沸腾产生水蒸气。同时加热蒸馏瓶（3），待蒸馏瓶（3）内溶液温度升到约130 时，开启三通阀当中阀B，关闭通往空气的阀A，开始通入蒸汽，并维持蒸馏瓶（3）温度在（130140），蒸馏速度为（56）mL/min。待接收瓶（1）中馏出液体积约200 mL时停止蒸馏，并用水稀释至200 mL，留测定用。Comment z6: Comment cxl7: Comment cxl8: 加入11项目四 目视比色法测定工业废水中氟化物图4-2水蒸气蒸馏法装置图1.接收瓶（200 mL 容量瓶） 2.冷凝管（蛇形或球形）3.蒸馏瓶（250 mL 直口三口烧瓶） 4.2

18、000 mL 平底烧瓶（制水蒸汽用）5.可调电炉 6.温度计 7.安全管 8.三通管（排气用）活动活动 3 3 配制标准系列溶液配制标准系列溶液吸取 0.00、0.50、1.00、2.00、2.50、4.00、5.00 和 7.50 mL 氟化物标准使用溶液，分别放入 50 mL 比色管中，并用纯水定容。此标准系列氟化物含量分别为： 0.00、 5.00、 10.00、 20.00 、25.00、40.00、50.00 和 75.00 g。分别加 1.0 mL 茜素磺酸锆酸性溶液于上述标准溶液中混匀，放置 1 h 或在 50 水中显色 20 min，冷却至室温即可目视比色。(选择的标准溶液中，

19、 至少有两个低于和两个高于试样中氟化物的浓度， 通常以 50 g/L 或 100 g/L 的氟为间隔) ，将标准系列氟化物含量分别填入表 4-5 中。1.比色管的几何尺寸和材料（玻璃颜色）要相同，否则将影响比色结果；2.洗涤比色管时，不能使用重铬酸钾洗液洗涤，若必须使用，应依次使用硫酸-硝酸混合酸、自来水、蒸馏水洗涤为宜。活动活动 4 4 比色比色1.取 50 mL 试样或馏出液置于比色管中，氟含量高于 2.5 mg/L 时，可量取少量试样或馏出液，用水稀释到 50 mL。加 1.0 mL 茜素磺酸锆酸性溶液于比色管中混匀，放置 1h 或在 50 水中显色 20 min，冷却至室温即可与标准系

20、列进行目视比色，将比色测定的结果填入表 4-5 中。2.采用相同的方法测定质控样。3.空白试验：用 50 mL 经预处理后的水样代替样品，采用相同的方法进行空白测定。Comment cxl9: 删除12项目四 目视比色法测定工业废水中氟化物1. .为了提高测定准确度，在与样品颜色相近的标准溶液的浓度变化间隔要小一些。2. .不能在有色灯光下观察溶液颜色，否则会产生误差。3. .观察溶液颜色应自上而下垂直观察。4.共存离子影响：样品中有硫酸盐、磷酸盐、铁、锰的存在，能使测定结果偏高，铝可与氟离子形成稳定的络合物(AlF6)3，使测定结果偏低。 5.茜素磺酸锆与氟离子在作用过程中颜色的形成，受各种

21、因素的影响，因此在分析时，要控制样品、空白和标准系列加入试剂的量，反应温度、放置时间等条件必须一致，试样与标准比色系列之间的温差不超过 2 。活动活动 5 5 结束工作结束工作按照整理、整顿、清扫、清洁、安全、素养、节约要求分工合作开展 7S 活动。（三）任务数据记录（见表（三）任务数据记录（见表 4-44-4、表、表 4-54-5）表表 4-44-4 试剂准备试剂准备一、溶液配制溶液名称浓度配制方法氟化物标准储备溶液100.0g/mL氟化物标准使用溶液10.00 g/mL混合酸：盐酸+硫酸（3+1）茜素磺酸锆酸性溶液亚砷酸钠溶液5g/L表表 4-54-5 工业废水中氟化物的检测原始记录工业废

22、水中氟化物的检测原始记录记录编号样品名称样品编号检验项目检验日期检验依据判定依据温度相对湿度Comment cxl10: Comment cxl11: 13项目四 目视比色法测定工业废水中氟化物检验设备（标准物质）&编号一、标准系列溶液V/mL0.000.501.002.003.004.005.007.50mF/（g）二、样品mF/（g）F/（mg/L）三、质控样mF/（g）F/（mg/L）四、空白mF/（g）F/（mg/L）检验人复核人（四）（四）任务任务评估（见表评估（见表 4-64-6）表表 4-64-6 任务评价表任务评价表 日期日期等级评定评价指标评价要素自评教师评溶液配制配

23、制方法配制操作样品比色比色方法比色结果结果计算公式应用数据代入结束工作比色管清洗整理试验台学习方法预习报告书写规范工作过程遵守管理规程操作过程符合现场管理要求出勤情况思维状态能发现问题、提出问题、分析问题、解决问题14项目四 目视比色法测定工业废水中氟化物自评反馈按时按质完成工作任务掌握了专业知识点经验和建议总成绩等级评定： A：好 B：较好 C：一般 D：有待提高思考题思考题一、填空题一、填空题1. HJ 487-2009 水质氟化物测定中，如果有铝存在，铝可与氟离子形成（ ） ，导致测定结果（ ） 。2. 空白和标准系列（ ） 、 （ ） 、 （ ） 等条件必须一致。3. 如果试样中含有余

24、氯，按每毫克余氯加入（ ） ，混匀，将余氯除去。二、简答题二、简答题什么叫标准色阶？如何将试样显色液与标准色阶进行比色？15项目四 目视比色法测定工业废水中氟化物任务三任务三 撰写检测报告撰写检测报告（一）任务分析（一）任务分析1. 1. 明晰任务流程明晰任务流程 样品计算样品计算撰写报告撰写报告2. 2. 任务难点分析任务难点分析样品计算3. 3. 条件需求与准备条件需求与准备计算机（二）任务实施（二）任务实施任任 务务 引引 入入任任 务务 目目 标标工工 作作 页页会目视视比色法处处理数据会判断检测检测数据有效性会撰写检测报检测报告说说出目视视比色法定量依据说说出目视视比色法定量方法工业

25、废水中氟含量的测定项目工业废水中氟含量的测定项目已经完成，但测定结果如何准已经完成，但测定结果如何准确、规范地表达出来呢？确、规范地表达出来呢？Comment cxl12: 16项目四 目视比色法测定工业废水中氟化物活动活动 1 1 样品计算样品计算1. 根据目视比色结果，计算水样中氟化物的质量浓度水样中氟化物(F- )质量浓度按式（4-1）进行计算，单位 mg/L： （4-1）12200VVm式中： 水样中氟化物(F- )的质量浓度，mg/L；m由标准系列给出的氟化物质量，g；V 2 试份的体积 (比色时取样体积) ，mL；V 1 试样体积( 取原水样蒸馏体积)，mL。 2. 将结果填入任务

26、二的表 4-5。3. 将质控样实际浊度与质控样证书比较，如果超出其不确定度范围，则本次检测无效，需要重新进行检测，若没超出其不确定度范围，则本次检测有效。1.共存离子影响：样品中有硫酸盐、磷酸盐、铁、锰的存在，能使测定结果偏高，铝可与氟离子形成稳定的络合物（AlF6）3-，使测定结果偏低。2.茜素磺酸锆与氟离子在作用过程中颜色的形成，受各种因素的影响，因此在分析时，要控制样品、空白和标准系列加入试剂的量，反应温度、放置时间等条件必须一致, 试样与标准比色系列之间的温差不超过 2。活动活动 2 2 撰写报告（见表撰写报告（见表 4-74-7）表表 4-74-7 检验报告内页检验报告内页抽样地点样

27、品编号检测项目检测结果限值本项结论备注以下空白（三）任务评估（见表（三）任务评估（见表 4-84-8）表表 4-84-8 任务评价表任务评价表 日期日期等级评定评价指标评价要素自评教师评17项目四 目视比色法测定工业废水中氟化物样品计算样品浓度计算计算过程有效数字撰写报告无空项有效数字符合标准规定学习方法预习报告书写规范工作过程遵守管理规程操作过程符合现场管理要求出勤情况思维状态能发现问题、提出问题、分析问题、解决问题自评反馈按时按质完成工作任务掌握了专业知识点经验和建议总成绩等级评定： A：好 B：较好 C：一般 D：有待提高拓展知识拓展知识污水综合排放标准GBGB 8978-1996897

28、8-1996为贯彻国家环境保护法、水污染防治法和海洋环境保护法，控制水污染、保护河流、湖泊、运河、渠道、水库和海洋等地面水以及地下水水质的良好状态，保障人体健康，维护生态平衡，促进国民经济和城乡建设的发展，特制定污水排放标准。1.相关用语（1）污水：指在生产与生活活动中排放的水的总称。（2）排放量：指在生产过程中直接用于工艺生产的水的排放量。（3）标准分级：按照污水排放的区域将其执行标准分为一至三级。（4）排放标准值：按照污染物的性质及控制方式将其分为一、二两类。2.相关排放标准，（见表 4-9）18项目四 目视比色法测定工业废水中氟化物表表 4-94-9 一、第一类污染物最高允许排放浓度一、

29、第一类污染物最高允许排放浓度 单位：单位：mg/Lmg/L序号污染物最高允许排放浓度1总汞0.052烷基汞不得检出3总镉0.14总铬1.55六价铬0.56总砷0.57总铅1.08总镍1.09苯并芘0.0000310总铍0.00511总银0.512总 放射性1Bq/L13总 放射性1Bq/L表表 4-94-9 二、第二类污染物最高允许排放浓度二、第二类污染物最高允许排放浓度(1997(1997 年年 1212 月月 3131 日之前建设的单位日之前建设的单位) ) 单位：单位：mg/Lmg/L序号污染物适用范围一级标准二级标准三级标准1pH一切排污单位6969692色度(稀释倍数)染料工业50180-其他排污单位5080-采矿、选矿、选煤工业100300-脉金选矿100500-3悬浮物(SS)边远地区砂金选矿100800-城镇二级污水处理厂2030-其他排污单位70200400-甘蔗制糖、苎麻脱胶、湿法纤维板工业301006004五日生化需氧量(BOD5)甜菜制糖、酒精、味精、皮革、化纤浆粕工业30150600-城镇二级污水处理厂2030-其他排污单位3060300-甜菜制糖、焦化、合成100200100019项目四 目视比色法测定工业废水中