环境监测与评价综合实验.

1、环境监测与评价综合实验学院：环境与资源学院 班级：环境工程 092 姓名：曹晓禹 学号： 2009032201目录一、实验题目1二、监测项目 1三、实验内容与要求 1四、具体内容 1（一）化学需要量1（二）氨 4（三）无机磷7五、结果汇总 10附录 121一、实验题目 :对开发区 (近海 )进行不同功能区划分 ,监测这些功能区的环境水体 ;掌握不同 功能区环境水体；掌握不同功能区的划分方法，掌握环境水体的采集、保存 和预处理方法，根据监测项目建立正确的检测方法，相关仪器的正确使用， 根据检测结果对开发区海域进行环境质量评价二、监测项目：依据海水水质标准和课程课时，设定以下监测项目：化学需氧量、

2、活性 磷酸盐、无机氮三、实验内容及要求：1. 查阅文献资料建立正确可行的实验分析方法2. 对开发区海域进行功能区划分3. 正确设置采样点，采集水样，进行水质分析4. 对检测海域进行环境质量评价四、具体内容(一 ) 化学需氧量1. 测定方法：碱性高锰酸钾法 适用范围和应用领域 本法适用于大洋和近岸海水及河口水化学需氧量的测定。2. 方法原理 在碱性加热条件下， 用已知量并且是过量的高锰酸钾， 氧化海水中的需氧物 质。然后在硫酸酸性条件下， 用碘化钾还原过量的高锰酸钾和二氧化锰， 所 生成的游离碘用硫代硫酸钠标准溶液滴定。3. 试剂及其配制 除非另有说明，所用试剂均为分析纯，所用水均为蒸馏水或等效

3、纯水。(1) . 氢氧化钠溶液：称取250g氢氧化钠(NaOH)，溶于1000mL水中，盛于聚乙烯瓶中。(2) . 硫酸溶液： 1+3。在搅拌下，将1体积浓硫酸(H2SO4, p1.84g/mL)慢慢加入3体积水中， 趁热滴加高锰酸钾溶液，至溶液略呈微红色不褪为止，盛于试剂瓶中(3) . 碘酸钾标准溶液： c(1/6KIO3)=0.0100mol/L称取3.567g碘酸钾(KIO3,优级纯，预先在120C烘2h，置于干燥器中 冷却)溶于水中，全量移入1 000mL棕色量瓶中，稀释至标线，混匀。置于 阴暗处，有效期为 1 个月，此溶液为 0.100mol/L。使用时稀释10倍，即得0.010 0

4、mol/L碘酸钾标准溶液。(4) .硫代硫酸钠标准溶液：c(Na2S2O3 5H2O)=0.01mol/L称取25g硫代硫酸钠(N&S2O3 5H2O),用刚煮沸冷却的水溶解，加入约 2g碳酸钠，移入棕色试剂瓶中，稀释至10L，混匀。置于阴凉处。浓度的标定：移取lO.OOmL碘酸钾标准溶液(33.133)，沿壁流入碘量瓶中，用少量水冲洗瓶壁，加入0.5g碘化钾(33.1.3.7)，沿壁注入1.0mL硫酸溶液(33.1.3.2)，塞好 瓶塞，轻荡混匀，加少许水封口，在暗处放置 2mi n。轻轻旋开瓶塞，沿壁加 入50mL水，在不断振摇下，用硫代硫酸钠溶液(33.134)滴定至溶液呈淡黄

5、色，加入1mL淀粉溶液(33.1.3.6)，继续滴定至溶液蓝色刚褪去为止。重复标定，至两次滴定读数差小于0.05mL为止。按式(64)计算其浓度：c(Na2S2O3)=10.00 0.010 0VNa2®03(64)式中：cNa2S2O3硫代硫酸钠标准溶液浓度，mol/L ； V NazS2O3硫代硫酸钠标准溶液体积，mL。(5) .高锰酸钾溶液:c(1/5KMnO4)=0.01mol/L。称取3.2g高锰酸钾(KMnO4)，溶于200mL水中，加热煮沸10min，冷却, 移入棕色试剂瓶中，稀释至10L，混匀。放置7d左右，用玻璃砂芯漏斗过 滤。(6) .淀粉溶液：5g/L。称取1g

6、可溶性淀粉，用少量水搅成糊状，加入 100mL煮沸的水，混匀, 继续煮至透明。冷却后加入1mL乙酸，稀释至200mL，盛于试剂瓶中。(7) .碘化钾(KI)4. 仪器及设备溶解氧滴定管：25mL ；定量加液器：5mL ；移液管:2,10mL;碘量瓶：250mL；具塞三角烧瓶；250mL；试剂瓶：500mL，棕色瓶2 500，10 000mL，聚乙烯瓶1 000mL； 量筒：100, 500，1 000mL；滴瓶：125mL；玻璃砂芯漏斗：G4；定时钟或秒表； 电磁搅拌器：转速可调至140150r/mi n；玻璃磁转子：直径约 35mm，长25mm；双联打气球；圆型电热板：1 000W；般实验室

7、常备仪器和设备。5. 分析步骤(1) .取100mL水样于250mL锥形瓶中(测平行双样，若有机物含量高，可少 取水样，加蒸馏水稀释至 100mL)。加入1mL氢氧化钠溶液混匀，加 10.00mL高锰钾溶液，混匀。(2) .于电热板上加热至沸，准确煮沸10min(从冒出第一个气泡时开始计时)。 然后迅速冷却到室温。(3) .用定量加液器加入5mL硫酸溶液，加0.5g碘化钾，混匀，在暗处放置5min 在不断振摇或电磁搅拌下，用已标定的硫代硫酸钠标准溶液滴定至溶液呈淡黄色，加入1mL淀粉溶液，继续滴至蓝色刚退去为止，记下滴定数Vi。两平行双样滴定读数相差不超过 O.IOmL。另取100mL重蒸馏水

8、代替水样，测定分析空白滴定值 V2。6. 记录与计算空白体积V2=28.4mLCODc(V2-Vi) 8.0V1 000编号硫代硫酸钠溶液的体积V 1/mLCODmg/L泊石湾1261.920226.41.600326.71.360体育公园115.510.320215.810.0803169.920红星海119.76.960220.26.560320.86.080按下式计算化学需氧量(COD)：4mL;式中：c硫代硫酸钠的浓度，mol/L ；V2分析空白值滴定消耗硫代硫酸钠溶液的体积,Vi滴定样品时硫代硫酸钠的体积，mL;V取水样体积，mL;COD 水样的化学需氧量，mg/L-0。以泊石湾第一

9、组数据为例：COD= c(V2-V” 8WX1000=0.01 8.4-26.4) 8丸0 >1000=1.920 (mg/L)其他组同理结果如表7. 注意事项(1) .水样加热完毕，应冷却至室温，再加入硫酸和碘化钾，否则游离碘挥发而造成误差。(2) .化学需氧量的测定是在一定反应条件试验的结果，是一个相对值，所以测定时应严格控制条件，如试剂的用量、加入试剂的次序、加热时间及 加热温度的高低，加热前溶液的总体积等都必须保持一致。(3) .用于制备碘酸钾标准溶液的纯水和玻璃器皿须经煮沸处理，否则碘酸钾溶液易分解。(二)1. 测定方法：靛酚蓝分光光度法 适用范围和应用领域本法适用于大洋和近岸

10、海水及河口水。水样经0.45即滤膜过滤后盛于聚乙烯瓶中。须从速分析，不能延迟3h以上； 若样品采集后不能立即分析，则应快速冷冻至-20E。样品熔化后立即分析。2. 方法原理在弱碱性介质中， 以亚硝酰铁氰化钠为催化剂， 氨与苯酚和次氯酸盐反应生 成靛酚蓝，在 640nm 处测定吸光值。3. 试剂及其配制 除非另作说明，所用试剂均为分析纯，水为无氨蒸馏水或等效纯水。(1) . 铵标准溶液i) . 铵标准贮备溶液： 100.0mg/L-N。称取0.4716 g硫酸铵(NH4)2SO4，预先在110C烘1 h,置于干燥器中冷 却，溶于少量水中，全量转入 1 000 mL 量瓶中，加水至标线，混匀。加

11、1 mL三氯甲烷(CHCI3)，振摇混合。贮于棕色试剂瓶中，冰箱内保存。此溶液 1.00 mL含氨氮100 4，有效期半年。ii) . 铵标准使用溶液： 10.0 mg/L-N。移取10.0 mL铵标准贮备液(37.131.1)置于100 mL量瓶中，加水至标线， 混匀，此溶液1.00 mL含氨氮10.0旧。临用时配制。(2) . 柠檬酸钠溶液： 480 g/L。称取240 g柠檬酸钠(Na3CeH5O7 2H2O)，溶于500 mL水中，加入20 mL 氢氧化钠溶液 (37.1.3.3)，加入数粒防爆沸石，煮沸除氨直至溶液体积小于 500 mL。冷却后用水稀释至500 mL。盛于聚乙烯瓶中。

12、此溶液长期稳定。(3) . 氢氧化钠溶液： c(NaOH)=0.50 moI/L。称取10.0 g氢氧化钠(NaOH)，溶于1 000 mL水中，加热蒸发至500 mL。 盛于聚乙烯瓶中。(4) . 苯酚溶液：称 取 38 g 苯 酚 (C6H5OH) 和 400 mg 亚 硝 酰 铁 氰 化 钠 Na2Fe(CN)5NO2H2O，溶于少量水中，稀释至1 000 mL，混匀。盛于棕 色试剂瓶中，冰箱内保存。此溶液可稳定数月。(5) .硫代硫酸钠溶液：c(Na2S2O3 5H2O)=0.10 mol/L。称取25.0 g硫代硫酸钠(Na2S2O3 5出0)，溶于少量水中，稀释至1 000 mL。

13、加1 g碳酸钠(Na2CO3)，混匀。转入棕色试剂瓶中保存。(6) . 淀粉溶液： 5 g/L。称取 1 g 可溶性淀粉，加少量水搅成糊状，加入 100 mL 沸水，搅匀， 电炉上煮至透明。取下冷却后加 1 mL冰醋酸(CH3COOH)，用水稀释至200 mL0盛于试剂瓶中。(7) . 次氯酸钠溶液i) . 次氯酸钠溶液：市售品有效氯含量不少于5.2%。此溶液使用时必须标定：加50 mL硫酸溶液(37.1.3.8)至 100 mL锥形瓶中，加入约 0.5 g碘化钾(KI)， 混匀。力卩1.00 mL次氯酸钠溶液(37.1.3.7.1)，以硫代硫酸钠溶液(37.1.3.5)滴 定至淡黄色，加入

14、1 mL 淀粉溶液 (37.1.3.6)，继续滴定至蓝色消失。记下硫 代硫酸钠溶液的体积，1.00 mL相当于3.54 mg有效氯。ii) .次氯酸钠使用溶液：1.50 mg/mL有效氯。用氢氧化钠溶液 (3.7.1.3.3)稀释一定量的次氯酸钠溶液 (37.1.3.7.1)，使其 100 mL中含150 mg有效氯。此溶液盛于聚乙烯瓶中置冰箱内保存，可稳定数周。(8) .硫酸溶液：c(H2SO4)=0.5 mol/L。移取28 mL硫酸(H2SO4,尸1.84 g/mL)缓慢地倾入水中，并稀释至1 L , 混匀。4. 仪器及设备分光光度计(5 cm测定池)； 具塞比色管：50 mL;自动移液

15、管：1 mL 3支； 一般实验室常用仪器和设备。5. 实验步骤：(1) .绘制标准曲线取 6 个 100 mL 量瓶，分别加入 0, 0.30, 0.60，0.90, 1.20, 1.50 mL 铵 标准使用溶液加纯水或无氨海水至标线，混匀。系列各点的浓度分别为0,0.030, 0.060, 0.090, 0.12, 0.15 mg/L-N。移取35.0 mL上述各点溶液，分别置于50 mL具塞比色管中。各加入1.0 mL柠檬酸钠溶液，混匀。各加入1.0 mL苯酚溶液，混匀。各加入1.0 mL次氯酸钠使用溶液，混匀。放置 6 h以上(淡水样品放置3 h 以上)。选640 nm波长，5 cm测定

16、池，以水作参比溶剂，测定吸光值 Ai，其中O浓 度为Ao。以吸光值(Ai-Ao)为纵坐标，氨-氮浓度(mg/L)为横坐标，绘制标准曲线。(2) .水样测定移取35.0 mL已过滤的水样，分别置于50 mL具塞比色管中。 参照上面步骤测定水样的吸光度 Aw。同时取35.0 mL无氨蒸馏水，分别置于50 mL具塞比色管中，按水样步骤测 定分析空白吸光度Ab。查标准曲线或用线性回归方程计算水样中铵氮浓度mg/L。6.记录与计算标准曲线数据浓度mg/ml 1o0.030.060.090.120.15吸光度o0.0130.0310.0490.0560.075各地点水样值:编号吸光度所求浓度mg/L泊石湾

17、10.0520.10520.0570.11530.0560.113体育公园10.1340.27020.1120.22530.120.241红星海10.1540.31020.1980.39830.1230.247将表中的吸光度带入标准曲线的公式中可以得到其对应的浓度以第一组数据为例 X=(Y-0.00048)/0.4971=0.105mg/L同理可以算出其他组数据见表所示7.注意事项测定中要避免空气中的氨对水样或试剂的沾污。采集氨氮低于0.8旧/L的海水，用0.45阿滤膜过滤后贮于聚乙烯桶中，每升海 水加1mL三氯甲烷，混合后即可作为无氨海水使用。若发现苯酚出现粉红色则必须精制。 步骤如下：取适

18、量苯酚置蒸馏瓶中，徐徐加 热，用空气冷凝管冷却，收集 182184C馏分。精制后的苯酚为无色结晶状。 在酚的蒸馏过程中要注意爆沸和火灾。样品和标准溶液的显色时间保持一致，并避免阳光照射。该法重现性好，空白值低，有机氮化物不被测定，但反应慢，灵敏度略低。(三)无机磷1. 测定方法：磷钼蓝萃取分光光度法适用范围和应用领域适用于测定海水中的活性磷酸盐。检出限：0.2冯/L。2. 方法原理在酸性介质中，活性磷酸盐与钼酸铵反应生成磷钼黄，以抗坏血酸还原为磷 钼蓝，用醇类有机溶剂萃取，于 700 nm波长处测定吸光值。3. 试剂及其配制除非另作说明，所用试剂均为分析纯，水为二次蒸馏水或等效纯水。(1) .

19、硫酸溶液：1+2在搅拌下将30 mL硫酸(H2SO4, p=1.84 g/mL)缓缓加到600 mL水中。(2) .钼酸铵溶液溶解28 g钼酸铵(NH4)6M07O24 4H2O于200 mL水中。溶液变混浊时, 应重配。(3) .酒石酸锑钾溶液1溶解6 g酒石酸锑钾(C4H4KO7Sb丄出0)于200 mL水中，贮存于聚乙烯2瓶。溶液变混浊时，应重配。(4) .混合溶液搅拌下将45 mL钼酸铵溶液(40.2.3.2)加至V 200 mL硫酸溶液(40.2.3.1)中， 加入5 mL酒石酸锑钾溶液(40.2.3.3),贮存于棕色玻璃瓶中。溶液变混浊时， 应重配。(5) .抗坏血酸溶液溶解20

20、g抗坏血酸(C6H8O6)于200 mL水中，贮于棕色试剂瓶或聚乙烯瓶。在4C避光保存，可稳定一个月。(6) .磷酸盐标准贮备溶液：p=0.300 mg/mL称取1.318 g磷酸二氢钾(KH2PO4，优级纯，在110115C烘12 h)溶 于10 mL硫酸溶液(40.2.3.1)中，全量转入1 000 mL量瓶，加水至标线，混 匀，力卩1 mL三氯甲烷(CHCI3)。此溶液1.00 mL含0.300 mg磷。(7) .磷酸盐标准使用溶液：p=3.00 Q/mL移取1.00 mL磷酸盐标准贮备溶液(40.2.3.6)于100 mL量瓶中，加水至标 线，混匀，加两滴三氯甲烷(CHCI3)。此溶液

21、1.00 mL含3.00磷。有效期 为一周。(8) .正己醇CH3(CH2)5OH(9) .无水乙醇(C2H5OH)4. 仪器及设备分光光度计，5 cm测定池； 量筒：10，50，100，250 mL;量瓶：100, 1 000 mL;具塞量筒：25 mL;刻度吸管：1, 5，10 mL;自动加液器：5 mL;锥形分液漏斗：500 mL;一般实验室常备仪器和设备。5. 分析步骤(1) .绘制工作曲线i) .取5个500 mL锥形分液漏斗，加入250 mL水，分别移入0，0.25, 0.50，1.00,2.00 mL磷酸盐标准使用溶液(40.2.3.7)。系列的相应浓度为0,3.00, 6.00

22、，12.0, 24.0 旧/L-P。ii) .加5 mL混合溶液(36.2.3.4), 5 mL抗坏血酸溶液(40.2.3.5)混匀，放置10min。加入25.0 mL正己醇(40.2.3.8)，振荡2 min，静置10 min，弃去水 相，把有机相放入25 mL具塞量筒中，加1.0 mL无水乙醇(40.2.3.9)，混 匀，放置5 min。将萃取液注入5 cm测定池中，以正己醇(40.2.3.8)作参 比，于700 nm波长处测定吸光值Ai。其中Ao为零浓度的标准空白吸光 值。iii) .以吸光值(Ai-Ao)为纵坐标，相应的磷酸盐浓度(血/L)为横坐标，绘制工作曲线。(2) .水样测定量取

23、250 mL经0.45即滤膜过滤的水样，于500 mL锥形分液漏斗中, 按步骤测定水样吸光值Aw。同时量取250 mL水于500 mL锥形分液漏斗中，按步骤测定分析空白吸光 值Abo6.记录与计算绘制标准曲线源数据:编号012346磷酸盐标准使用液/mL0.00.51.02.03.04.0混合液/mL1.01.01.01.01.01.0抗坏血酸/mL1.01.01.01.01.01.0吸光值A0.041 ().067 Or000.1770.2300.417取样点编号吸光度值Aw分析空白 吸光值AAw-Ab计算得磷浓度mg/L泊石湾10.2390.1570.0820.0087720.2660.1

24、090.0116930.2530.0960.01028体育公园10.5520.4850.0670.0071420.510.0250.0026030.5380.0530.00563红星海10.4990.4860.0130.0013020.5130.0270.0028130.4940.0080.00076将吸光度带入标准曲线所得公式即可得到对应的磷酸盐浓度以第一组数据为例C=(0.082-0.0019)/9.2403=0.00877ml/L同理可得到其他组数据7.注意事项硫化物含量大于1 mg/L-S时，对本方法有明显的影响。此时，水样酸化后， 通氮气10 min,可明显除去硫化物干扰。砷酸盐含量

25、大于0.5 mg/L-As时，对本方法有明显的影响。通常海水中砷含量约 0.003 mg/L-As，其影响可忽略不计。硅酸盐含量大于1.4 mg/L-Si时，对本方法有影响。河口水和大洋深层水中硅酸 盐含量常大于1.4 mg/L-Si，应进行校正。首先由式(72)，求出硅酸盐增加的吸 光值AsiAsi=FsiXpi (72)式中：Fs用本方法测定硅酸盐工作曲线的斜率；pi水样中硅酸盐浓度，mg/L-Si。据(Aw-Ab-Asi)值在测定活性磷酸盐的 工作曲线上查得其浓度。五、结果汇总海水结果汇总表取样点编号氨浓度mg/L磷浓度mg/LCODmg/L泊石湾10.1050.00881.9220.1

26、150.01171.630.1130.01031.36体育公园10.2700.007110.0820.2250.002610.3230.2410.00569.92红星海10.3100.00136.9620.3980.00286.5630.2470.00086.08阴影为每个评价区域中相对最高含量1单因子评价法就是用水质最差的单项指标所属类别来确定水体综合水质类别，即用水体各监测项目的监测结果对照该项目的分类标准，确定其水质类别；在所有项目的水质类别中选取水质最差类别作为水体的水质类别。水质指数Ii的计算公式为Ii = Ci/Lij式中：Ci为第i类污染物测定值；Lij为第i类污染物评价标准。当

27、Ii < 1时，表示水体未污染；当Ii > 1时,表示水体污染具体数值直接反映污 染物超标程度。无机氮磷化学需氧量泊石湾污染物测定值0.1150.01171.92污染物评价标准0.30.033水质指数0.3830.390.64体育公园污染物测定值0.2700.007110.32污染物评价标准0.30.033水质指数0.90.2363.44红星海污染物测定值0.3980.00286.96污染物评价标准0.30.033水质指数0.3260.09332.32查阅附录海水水质标准 (GB 3097-1997)可知 按照二类水体计算结果如上表泊石湾：达到二类海水水质标准无污染体育公园： COD 的水质指数 >1,说明已污染，污染程度较重，为达到二类水质要 求红星海：COD的水质指数>1,说明已污染，也没达到二类海水水质要求附录： 海水水质标准(GB 3097-1997)序号项目第一类第二类第三类第四类1漂浮物质海面不得出现油膜、浮沫和其他漂浮 物质海