水质监测基本常识PPT课件

1、水样的分类 水样的采集 水样的保存 水质监测项目和监测方法 （便携式仪表使用） 第1页/共105页 平均污水样 定时污水样 混合污水样 瞬时污水样 第2页/共105页平均污水样性质稳定时， 在同一采样点于不同时 间所采集的瞬时水样的混合水样。性质不稳定时，采样后分别测定，然后 取测定值平均值。第3页/共105页定时污水样 根据排放规律，在一个生产周期内每小时采样一次，找出污水量最大、污染物浓度最高、危害最大的排放高峰，需每个水样分别测定。可将采样周期内的数据平均，作为一个生产周期的平均值。第4页/共105页混合水样 流量不稳定的情况下，可将一个排污口不同时间采集的水样 ，根据流量大小，按比例混

2、合水样，得到平均比例混合水样。第5页/共105页瞬时污水样 在某一时间和地点从水体中随机采集的分散水样。 当水体水质稳定，或其组分在相当长的时间或相当大的空间范围内变化不大时，瞬时水样具有很好的代表性，当水体组分及含量随时间和空间变化时，就应隔时、多点采集瞬时样，分别进行分析，摸清水质的变化规律。第6页/共105页二、水样采集1、取样点（原则上进水口出水口）2、采样布点和采样频次的原则GB8978-1996中规定工业废水按照生产周期确定监测频率。生产周期在8h以内，每2h采样一次；生产周期大于8h时，每4h采样一样，24h不少于2次。最高允许排放浓度按日平均值计算。第7页/共105页3、采样器

3、浅水采样深层水采样自动采样器第8页/共105页深层水采样 可使用如右图示的带重锤的采样器。 沉入水中采集。将采样容器沉降至所需深度(可从绳上的标度看出)，上提细绳打开瓶塞，待水样充满容器后提出。第9页/共105页4、取样量按照需要量的1.1-1.3倍采集水样。单个监测项目的采样体积应在50-500ml之间，供一般物理性质、化学成分分析用的水样有2L即可。如需对水质进行全分析或某些特殊测定时，则要采集510L或更多。第10页/共105页 5 5、取样方法、取样方法 （人工一般（人工一般1 12h2h取一次）取一次）第11页/共105页 采样时的注意事项采样时的注意事项 用样品容器直接采样时，必须

4、用水样冲冼三次后再行采样。用样品容器直接采样时，必须用水样冲冼三次后再行采样。 采样时应注意除去水面的杂物、垃圾等漂浮物。采样时应注意除去水面的杂物、垃圾等漂浮物。用于测定悬浮物、用于测定悬浮物、BODBOD5 5、硫化物、油类、余氯的水样，必须单独采样，全部、硫化物、油类、余氯的水样，必须单独采样，全部用于测定。用于测定。 在选用特殊的专用采样器时，应按照该采样器的使用方法采样。在选用特殊的专用采样器时，应按照该采样器的使用方法采样。第12页/共105页凡需现场监测的项目，应进行现场监测。凡需现场监测的项目，应进行现场监测。 采样时应认真填写污水采样记录，表中应有以下内容：污染源名称、监测目

5、的、采样时应认真填写污水采样记录，表中应有以下内容：污染源名称、监测目的、采样时间、样品编号、污水性质、污水瞬时流量、污水累积流量、采样人姓名采样时间、样品编号、污水性质、污水瞬时流量、污水累积流量、采样人姓名及其它有关事宜。及其它有关事宜。第13页/共105页三、水样的保存三、水样的保存( (一般不超过一般不超过48h,48h,严重污染的应小于严重污染的应小于12h) 12h) 1 1导致水质变化的因素导致水质变化的因素 1.11.1生物因素生物因素：微生物的代谢活动，如细菌、：微生物的代谢活动，如细菌、藻类和其它生物的作用可改变许多被测物的化学藻类和其它生物的作用可改变许多被测物的化学形态

6、，它们可影响许多测定指标的浓度。形态，它们可影响许多测定指标的浓度。 1.21.2化学因素化学因素：测定组分可能被氧化或还原，：测定组分可能被氧化或还原，如六价铬在酸性条件下易被还原为三价铬，低价如六价铬在酸性条件下易被还原为三价铬，低价铁可氧化成高价铁。由于铁、锰等价态的改变，铁可氧化成高价铁。由于铁、锰等价态的改变，可导致某些沉淀与溶解、聚合物产生或解聚作用可导致某些沉淀与溶解、聚合物产生或解聚作用的发生。如多聚无机磷酸盐、聚硅酸等，所有这的发生。如多聚无机磷酸盐、聚硅酸等，所有这些均能导致测定结果与水样实际情况不符。些均能导致测定结果与水样实际情况不符。 1.31.3物理因素物理因素：测

7、定组分被吸附在容器壁上或：测定组分被吸附在容器壁上或悬浮颗粒物的表面上，如溶解的金属或胶状的金悬浮颗粒物的表面上，如溶解的金属或胶状的金属，某些有机化合物以及某些易挥发组分的挥发属，某些有机化合物以及某些易挥发组分的挥发损失。损失。 第14页/共105页聚乙烯硼硅玻璃第15页/共105页3水样保存方法 3.13.1充满容器或单独取样充满容器或单独取样 3.23.2冷藏或冷冻冷藏或冷冻 样品在样品在44冷藏或将水样迅速冷冻，贮存于暗处。可以抑制冷藏或将水样迅速冷冻，贮存于暗处。可以抑制生物活动减缓物理挥发作用和化学反应速度。生物活动减缓物理挥发作用和化学反应速度。第16页/共105页3.33.3

8、加入化学保存剂加入化学保存剂 调节调节pHpH值值 测定金属离子的水样常用硝酸酸化至测定金属离子的水样常用硝酸酸化至pH1pH12 2。既可以防止重金属的水解沉淀，。既可以防止重金属的水解沉淀，又可以防止金属在器壁表面上的吸附，同时在又可以防止金属在器壁表面上的吸附，同时在pH1pH12 2的酸性介质中还能抑制生的酸性介质中还能抑制生物的活动。用此法保存，大多数金属可稳定数周或数月。测定氰化物的水样需物的活动。用此法保存，大多数金属可稳定数周或数月。测定氰化物的水样需加氢氧化钠调至加氢氧化钠调至pH12pH12。测定六价铬的水样应加氢氧化钠调至。测定六价铬的水样应加氢氧化钠调至pH8pH8，因

9、在酸性介质，因在酸性介质中中 六价铬的氧化电位高，易被还原。保存总铬的水样，则应加硝酸或硫酸至六价铬的氧化电位高，易被还原。保存总铬的水样，则应加硝酸或硫酸至pH1pH12 2。第17页/共105页加入抑制剂：加入抑制剂： 为了抑制生物作用，可在样品中加入抑制剂。如在测氨氮、硝酸盐氮和为了抑制生物作用，可在样品中加入抑制剂。如在测氨氮、硝酸盐氮和CODCOD的水的水样中，加氯化汞或加入三氯甲烷、甲苯作防护剂以抑制生物对亚硝酸盐、硝酸样中，加氯化汞或加入三氯甲烷、甲苯作防护剂以抑制生物对亚硝酸盐、硝酸盐、铵盐的氧化还原作用、在测酚水样中用磷酸调溶液的盐、铵盐的氧化还原作用、在测酚水样中用磷酸调溶

10、液的PHPH值，加入硫酸铜以值，加入硫酸铜以控制苯酚分解菌的活动。控制苯酚分解菌的活动。第18页/共105页加入氧化剂：加入氧化剂： 水样中痕量汞易被还原，引起汞的挥发性损失，加入硝酸一重铬酸钾溶便可使汞水样中痕量汞易被还原，引起汞的挥发性损失，加入硝酸一重铬酸钾溶便可使汞维持在高氧化态，汞的稳定性大为改善。维持在高氧化态，汞的稳定性大为改善。第19页/共105页 样品保存剂如酸、碱或其它试剂在采样前应进行空白试验，其纯度和等级必须达到分析的要求。样品保存剂如酸、碱或其它试剂在采样前应进行空白试验，其纯度和等级必须达到分析的要求。 第20页/共105页加入还原剂：加入还原剂： 测定硫化物的水样

11、，加入抗坏血酸对保存有利。含余氯水样，能氧化氢离子，测定硫化物的水样，加入抗坏血酸对保存有利。含余氯水样，能氧化氢离子，可使酚类、烃类、苯系物氧化生成相应的衍生物，为此在采样时加入适量的硫可使酚类、烃类、苯系物氧化生成相应的衍生物，为此在采样时加入适量的硫代硫酸钠予以还原，除去余氯于扰。代硫酸钠予以还原，除去余氯于扰。第21页/共105页水质监测对象和目的监测项目和方法四、水质监测项目和监测方法第22页/共105页pH BODCODDOTOC与TOD油类污染物酚类污染物氮、磷重金属SS温度色度臭味浊度细菌总数大肠菌群化学指标物理指标生物指标监测因子第23页/共105页pH第24页/共105页重

12、铬酸钾法高锰酸盐指数COD第25页/共105页CODCr 是指在强酸并加热条件下，用重铬酸钾作为强氧化剂处理水样时所消耗氧化剂的量，以氧的mg/L来表示. 第26页/共105页影响化学需氧量测定的因素 水样的化学需氧量，可受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，水样中的氯离子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。第27页/共105页方法的适用范围 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。(高锰酸盐指

13、数)第28页/共105页原理 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。根据用量算出水样中还原性物质消耗氧的量。第29页/共105页步骤 取水样：20.00ml 加药：加入玻璃珠、硫酸汞、重铬酸钾、 硫酸硫酸银等第30页/共105页 加热回流：180、2h第31页/共105页 滴定：用硫酸亚铁铵标准溶液滴定过量的重铬酸钾，记录硫酸亚铁铵标准溶液的用量第32页/共105页 空白实验：用20.00ml20.00ml蒸馏水代替水样按同样操作步骤作空白实验 标定硫酸亚铁铵: :第33页/共105页数据处理 CODcr(OCODcr(O

14、2 2，mg/L)= ,mg/L)= ,式中： cc硫酸亚铁铵标准溶液的浓度(mol/L)(mol/L) V V0 0滴定空白时硫酸亚铁铵标准溶液用量(ml)(ml) V V1 1滴定水样时硫酸亚铁铵标准溶液用量(ml)(ml) V V水样的体积(ml)(ml) 8 8氧( 1/2 O)( 1/2 O)摩尔质量(g/mol)(g/mol) CODCOD去除率= =V10008c)V(V10100%CODCODCOD进出进第34页/共105页 快速消解仪：第35页/共105页 生活污水与工业废水中含有大量各类有机物.当其污染水域后,这些有机物在水体中分解时要消耗大量溶解氧,从而破坏水体中氧的平衡

15、，使水质恶化.水体因缺氧造成鱼类及其它水生物的死亡。 水体中所含的有机物成分复杂,难以一一测定其成分.人们常常利用水中有机物在一定条件下所消耗的氧,来间接表示水体中有机物的含量,生化需氧量即属于这类的一个重要指标。生化需氧量生化需氧量(BOD5)第36页/共105页 稀释接种法(生化需氧量的经典测定方法) 差压法第37页/共105页稀 释 接 种 法 原理 生化需氧量是指在规定条件下,微生物分解存在水中的某些可氧化物质、特别是有机物所进行的生物化学过程中消耗溶解氧的量.此生物氧化全过程进行的时间很长，如在20培养时,完成此过程需100多天。目前国内外普遍规定于201培养5d,分别测定样品培养前

16、后的溶解氧,二者之差即为BOD5值，以氧的毫克/升（mg/L）表示。第38页/共105页步骤 1、水样的预处理(1)水样的pH值若超出6.57.5范围时，可用盐酸或氢氧化钠稀溶液调节pH近于7，但用量不要超过水样体积的0.5%。若水样的酸度或碱度很高，可改用高浓度的碱液或酸液进行中和。(2)水样中含有铜、铅、锌、镉、铬、砷、氰等有毒物质时，可使用经驯化的微生物接种液的稀释水进行稀释，或提高稀释倍数以减少毒物的浓度。第39页/共105页 （3）含有少量游离氯的水样，一般放置12h，游离氯即可消失。对于游离氯在短时间不能消散的水样，可加入亚硫酸钠溶液以去除。其加入量由下述方法决定。 取已中和好的水

17、样100ml，加入1+1乙酸10ml，10%（m/V）碘化钾溶液1ml，混匀。以淀粉溶液为指示剂，用亚硫酸钠溶液滴定游离碘。由亚硫酸钠溶液消耗的体积，计算出水样中应加亚硫酸钠溶液的量。第40页/共105页 （4）从水温较低的水域或富营养化的湖泊中采集的水样，可遇到含有过饱和溶解氧，此时应将水样迅速升温至20左右，在不使满瓶的情况下，充分振摇，并时时开塞放气，以赶出过饱和的溶解氧。 从水温较高的水域或废水排放口取得的水样，则应迅速使其冷却至20左右，并充分振摇，使与空气中氧的分压接近平衡。第41页/共105页从开始放入培养箱算起，经过五昼夜后，弃去封口水，测定剩余的溶解氧。培养箱第42页/共10

18、5页 3、需经稀释水样的测定 （1）稀释倍数的确定：根据实践经验，提出下述计算方法，供稀释时参考。第43页/共105页 地面水，由测得的高锰酸盐指数与一定的系数的乘积，即求得稀释倍数 第44页/共105页 工业废水，由重铬酸钾法测得的COD值来确定。通常需作三个稀释比。 使用稀释水时，由COD值分别乘以系数0.075、0.15、0.225，即获得三个稀释倍数。第45页/共105页结果讨论 1、不经稀释直接培养的水样 BOD5（mg/L）=C1C2式中, c1在培养前的溶解氧浓度（mg/L）； c2水样经5d培养后,剩余溶解氧浓度(mg/L)。第46页/共105页 测定方法的选择测定方法的选择第

19、47页/共105页 测定方法的选择测定方法的选择叠氮化钠修正法：水样中N O2- N 含量0.05mg/L, Fe21mg/L；明矾絮凝修正法：水样有色或有悬浮物；硫酸铜一氨基磺酸絮凝修正法：含有活性污泥悬浊物的水样； 第48页/共105页 测定方法的选择测定方法的选择根据分子氧透过薄根据分子氧透过薄膜的扩散速率来测膜的扩散速率来测定水中溶解氧。方定水中溶解氧。方法简便、快速，干法简便、快速，干扰少，可用于现场扰少，可用于现场测定测定。第49页/共105页溶解氧测定仪第50页/共105页碘量法原理碘量法原理 ( 白 色 沉淀)24OHMnNaOHMnSO22222OHMnOOOHMn水样中加入

20、硫酸锰和碱性碘化钾，水中溶解氧将低价锰氧化成高价锰，生产四价锰的氢氧化物沉淀OHSOMnSOHOHMnO224422324224242SOKIMnSOKISOMn加酸后，氢氧化物沉淀溶解并与碘离子反应而释放出游离碘。NaIOSNaIOSNa226422322322222422OSNaIOHMnOO以淀粉作指示剂，用硫代硫酸钠滴定释出碘，可以计算溶解氧的含量第51页/共105页步骤步骤1 1、取样 水样常采集到溶解氧瓶中 ，注意不要在瓶中留有气泡。 第52页/共105页步骤步骤1 1、取样 水样常采集到溶解氧瓶中 ，注意不要在瓶中留有气泡。 第53页/共105页3 3、析出碘 轻轻打开瓶塞,立即

21、用吸管插入液面下加入2.0 ml硫酸.小心盖好瓶塞,颠倒混合摇匀至沉淀物全部溶解为止,放置暗处5min。4、滴定 吸取100.0ml上述溶液于250ml锥形瓶中用硫代硫酸钠溶液滴定至溶液呈淡黄色,加入1ml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。第54页/共105页5 5、计算式中: M硫代硫酸钠溶液浓度（mol/L）； V滴定时消耗硫代硫酸钠溶液体积(ml)。10010008/,2VMlmgODO第55页/共105页N、P （比色分析）（比色分析）水中氨氮的测定硝酸盐氮的测定亚硝酸盐氮的测定总磷的测定第56页/共105页分光光度法原理（附）1、光的吸收定律（朗伯比耳定律

22、）分光光度计的定量依据是朗伯比耳定律式中：K比例常数，与入射光的波长及物质的性质有关； L液层的厚度； C溶液的浓度。KCLATAlg第57页/共105页2、分光光度计构成电源开关波长旋钮比色皿槽微安表拉杆调百旋钮调零旋钮灵敏度调节旋钮第58页/共105页水中氨氮的测定水中氨氮的测定第59页/共105页一、概 述1、与氮有关的水质指标 (1)总氮：紫外分光光度法测定 (2)凯式氮：有机氮+氨氮蒸馏滴定方法测定 (3)氨氮：NH3+NH4+ (组成取决于溶液的pH值) (4)亚硝酸盐氮 (5)硝酸盐氮第60页/共105页2、水处理系统中氮的转化过程：第61页/共105页3、测定含氮物质的原因 测

23、定水中各种形态的氮化合物，评价水体被污染和“自净”状况:当发现水中氨氮或有机氮的浓度很高时,表明水体刚刚受到污染,其潜在的危害较大.当水中硝酸盐氮浓度高时，表明水已经过生化自净。第62页/共105页方法的选择方法的选择 氨氮的测定方法： 纳氏试剂比色法 苯酚次氯酸盐比色法 水杨酸次氯酸盐比色法 电极法第63页/共105页纳氏试剂分光光度法原理纳氏试剂分光光度法原理 HgI和KI的碱性溶液与氨反应生成淡红棕色胶态化合物，此颜色在较宽的波长范围内具强烈吸收。通常测量用波长在410-425nm范围。 第64页/共105页步骤步骤 1 1、水样预处理 絮凝沉淀法： 取100ml水样（进水、出水、无氨水

24、） 1ml 10%硫酸锌溶液 25%的NaOH溶液，调节pH至10.5左右，混匀静置沉淀 第65页/共105页2、校准曲线的绘制： （1 1）配置铵标准使用液： 移取5.00ml铵标准贮备液于500ml容量瓶，定容。此溶液浓度为0.010mg/ml。第66页/共105页（2）标准色列配置： 移取0、0.50、1.00、3.00、5.00、7.00和10.0ml铵标准使用液于50ml比色管中，加水至标线； 1.0ml酒石酸钾钠溶液，混匀； 1.5ml纳氏试剂，混匀； 放置显色10min后，在波长420nm处，用光程10mm比色皿，以蒸馏水为参比，测量吸光度。第67页/共105页（3 3）绘制标准

25、曲线由测得的吸光度，减去零浓度空白管的吸光度后，得到校正吸光度，绘制以氨氮含量（mg）对校正吸光度的校准曲线。0AAAm A. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .第68页/共105页2、水样的测定 取适量经预处理后的水样(使氨氮含量不超过0.1mg),加入50ml比色管中,稀释至标线, 1.0ml酒石酸钾钠溶液,混匀； 1.5ml纳氏试剂,混匀； 放置10min后,在波长420nm处,用光程10mm比色皿,以蒸馏水为参比,测量吸光度。第69页/共105页3 3、计算 水 样 测 得 的 吸 光 度 减 去 空 白 试 验 的 吸 光 度 后 ，

26、从 校 准 曲 线 上 查 得 氨 氮 含 量（mg）。1000Vm/mgx）氨氮（LAx=A - A空白m A. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Axmx第70页/共105页硝酸盐氮的测定酚二磺酸分光光度法第71页/共105页硝酸盐氮 硝酸盐是在有氧环境中最稳定的含氮化合物，也是含氮有机化合物经无机化作用最终阶段的分解产物。 清洁的地面水硝酸盐氮（NO3-N）含量较低，受污染水体和一些深层地下水中（NO3-N）含量较高。制革、酸洗废水，某些生化处理设施的出水及农田排水中常含大量硝酸盐。人体摄入硝酸盐后，经肠道中微生物作用转变成亚硝酸盐而呈现毒

27、性作用。第72页/共105页酚二磺酸分光光度法 硝酸盐在无水存在情况下与酚二磺酸反应，生成硝基二磺酸酚，于碱性溶液中又生成黄色的硝基酚二磺酸三钾盐，于410nm 处测其吸光度，并与标准溶液比色定量。也可以用NaOH 或NH4OH 碱液，但显色灵敏度不同，不能随意互用。第73页/共105页水样中共存氯化物、亚硝酸盐、铵盐、有机物和碳酸盐时，产生干扰，应作适当的前处理。如加入硫酸银溶液，使氯化物生成沉淀，过滤除去之；滴加高锰酸钾溶液，使亚硝酸盐氧化为硝酸盐，最后从硝酸盐氮测定结果中减去亚硝酸盐氮量等。水样浑浊、有色时，可加入少量氢氧化铝悬浮液，吸附、过滤除去。第74页/共105页该方法测定浓度范围

28、大，显色稳定，适用于测定饮用水、地下水和清洁地面水中的硝酸盐氮。最低检出浓度为0.02mg/L；测定上限为2.0mg/L。第75页/共105页亚硝酸盐氮的测定N-(1-萘基)-乙二胺光度法第76页/共105页 亚硝酸盐（NO2N）是氮循环的中间产物，不稳定。根据水环境条件，可被氧化成硝酸盐，也可被还原成氨。亚硝酸盐可使人体正常的血红蛋白（低铁血红蛋白）氧化成为高铁血红蛋白，发生高铁血红蛋白症，失去血红蛋白在体内输送氧的能力，出现组织缺氧的症状。亚硝酸盐可与仲胺类反应生成具致癌性的亚硝胺类物质，在pH值较低的酸性条件下，有利于亚硝胺类的形成。第77页/共105页 水中亚硝酸盐氮的测定方法通常采用

29、重氮偶联反应，使生成红紫色染料。方法灵敏、选择性强。所用重氮和偶联试剂种类较多，最常用的，前者为对氨基苯磺酰胺和对氨基苯磺酸，后者以 N-（1萘基）-乙二胺和a-萘胺 第78页/共105页原理 在磷酸介质中，pH值为1.80.3时，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)-乙二胺偶联生成红色染料。在540nm波长处有最大吸收。第79页/共105页总磷的测定总磷的测定（钼锑抗分光光度法（钼锑抗分光光度法 ）第80页/共105页原理原理水中磷的测定，通常按其存在的形式不同，分别测定总磷、溶解性正磷酸盐和可溶性总磷酸盐，下图为测定水中各种磷的流程图第81页/共105页、消解的目

30、的：将其他形式的磷转化为正磷酸、消解的目的：将其他形式的磷转化为正磷酸盐盐磷有机磷无机磷不溶性（呈胶体、颗粒状）可溶性PO32-PO43-+K2S2O8消解HPO42-H2PO4-PO43-P2O74-P3O105-第82页/共105页钼锑抗分光光度法的原理第83页/共105页步骤步骤,预处理 ()水样: 取适量的进水和出水于50mL具塞比色管蒸馏水于25mL标线4mLK2S2O8加塞后管口包一小块双层纱布并用线扎紧，置于高压蒸汽消毒器中消解 ()标准曲线: 取七支50mL具塞比色管,分别加入磷酸盐标准使用液0、0.50、1.00、3.00、5.00、10.0、15.0mL,加蒸馏水至25ml+4mLK2S2O8 ，加塞捆纱布后,同样放在高压蒸汽消毒器中消解 第84页/共105页 锅内压力达0.11Mpa或蒸汽相对温度为121开始计时，30min后停止加热，待压力指针降至零后，取出放冷。第85页/共105页标准曲线的绘制 将冷却后的校准系列蒸馏水至50mL50mL+1mL1mL抗坏血酸+2mL2mL钼酸盐充分混匀, ,放置15min15min显色后，用10mm10mm比色皿，于700nm700nm处，以零浓度溶液为参比，测量吸光度绘制以磷含量（gg）对吸光度的校准曲线。.Aug第86页/共105页