水质监测5：非金属无机物的测定

1、LOGO水质监测与分析非金属无机物的测定Company Logo水的酸度水的酸度( (AcidityAcidity)v酸度的概念 是指水中所有是指水中所有能与强碱发生中和反应能与强碱发生中和反应的的物质的总量。包括无机酸、有机酸、强酸物质的总量。包括无机酸、有机酸、强酸弱碱盐等。弱碱盐等。v水中酸度的主要来源v酸度测定的环境意义 Company Logo酸度的测定1 1、酸碱指示剂滴定法、酸碱指示剂滴定法 用标准用标准溶液滴定水样至一定溶液滴定水样至一定pH pH 值，根据所消耗值，根据所消耗的的量计算酸度。量计算酸度。所用指示剂不同分为：所用指示剂不同分为：(1)(1)用用作指示剂测得的酸度

2、为作指示剂测得的酸度为（酚酞酸度）；（酚酞酸度）；(2)(2)用用作指示剂测得的酸度称作指示剂测得的酸度称或或。单位单位: : 用用CaCOCaCO3 3mg/L mg/L 表示。表示。Company Logo 2 2、电位滴定法、电位滴定法 用玻璃电极为指示电极，甘汞电极为参比电极，用用玻璃电极为指示电极，甘汞电极为参比电极，用NaOHNaOH或或NaNa2 2COCO3 3标准溶液作滴定剂，在标准溶液作滴定剂，在pHpH计上指示反应的终计上指示反应的终点，据所消耗碱标准溶液的量计算水样的酸度。点，据所消耗碱标准溶液的量计算水样的酸度。 酸度的测定Company Logo水的碱度水的碱度(

3、(Alkalinity)Alkalinity)v碱度的概念 水中所有能与水中所有能与强酸发生中和强酸发生中和作用的物质的总作用的物质的总量。包括强碱、弱碱、强碱弱酸盐等。量。包括强碱、弱碱、强碱弱酸盐等。v水中碱度的来源v碱度测定的环境意义 Company Logo碱度的测定1 1、酸碱指示剂滴定法、酸碱指示剂滴定法 水样用标准水样用标准溶液滴定至溶液滴定至指示剂由红色变为无指示剂由红色变为无色时，所测得的碱度称为色时，所测得的碱度称为；用；用为指示剂，为指示剂，由桔黄色变为桔红色时，所测得的碱度称为由桔黄色变为桔红色时，所测得的碱度称为，又称又称。2 2、电位滴定法、电位滴定法Company

4、 LogopHpH值值 1 1、比色法、比色法2 2、玻璃电极法、玻璃电极法 我国颁布工业我国颁布工业“废水废水”最高排放最高排放pH7.0-8.5，生活饮用水和地面水环境质量标准规定生活饮用水和地面水环境质量标准规定pH6.5-8.5之间，天然水之间，天然水pH6-9 。 vpHpH值测定的环境意义值测定的环境意义 pHpH值表示水的酸碱性的强弱，是最值表示水的酸碱性的强弱，是最常用和最重要的水质指标之一。常用和最重要的水质指标之一。Company Logo2、玻璃电极法（1）饱和甘汞电极：参比；）饱和甘汞电极：参比；（2）玻璃电极：指示电极；）玻璃电极：指示电极； 组成原电池，在组成原电池

5、，在25下，每变化下，每变化1个个pH单位，电位差变化单位，电位差变化59.1mv，将，将电压表的刻度变为电压表的刻度变为pH刻度，便可直接刻度，便可直接读出溶液读出溶液pH值，温度差异可通过仪器值，温度差异可通过仪器上补偿装置进行校正。上补偿装置进行校正。Company Logo4、电位分析方法、电位分析方法直接电位法直接电位法-pH测量测量玻璃薄膜饱和甘汞电极Ag-AgCl电极asa玻璃薄膜饱和甘汞电极Ag-AgCl电极axa059. 0059. 0 059. 0 ExEspHpHEEExEEEspHkEpHkECompany Logo硬度硬度( (Hardness)Hardness) 1

6、 1、分类、分类 按阳离子可分按阳离子可分: :钙硬度和镁硬度钙硬度和镁硬度; ; 按阴离子分按阴离子分: :碳酸盐硬度碳酸盐硬度( (暂硬度）和暂硬度）和非碳酸盐硬度（永久硬度）。非碳酸盐硬度（永久硬度）。 2 2、表示方法、表示方法 一般以一般以CaCOCaCO3 3计，以计，以mg/Lmg/L为单位。为单位。 Company Logo硬度的测定方法硬度的测定方法 用原子吸收光谱法分别测水中的用原子吸收光谱法分别测水中的Ca和和Mg的含量，用公式计算总硬度。的含量，用公式计算总硬度。计算公式：计算公式：总硬度（以总硬度（以CaCO3计计， mg/L）2.497Ca，mg/L 4.118Mg

7、，mg/LCompany LogoEDTAEDTA滴定法滴定法( (GB7477-87)GB7477-87)pH 10NH3-NH4Cl三乙醇胺三乙醇胺蓝色蓝色EDTA水样水样适量适量终终 点点总硬度总硬度Company Logo溶解氧溶解氧定义：定义： 溶解在水中的分子态氧（溶解在水中的分子态氧（DODO）。）。注意事项：注意事项： 水中的水中的DO很不稳定，要在现场及时加入溶解很不稳定，要在现场及时加入溶解氧固定试剂（硫酸锰和碱性碘化钾），避免水样中氧固定试剂（硫酸锰和碱性碘化钾），避免水样中溶解氧在运输及保存过程中的损失。溶解氧在运输及保存过程中的损失。 水中溶解氧低于水中溶解氧低于3

8、34mg4mgL L时，许多鱼类呼吸困时，许多鱼类呼吸困难，继续减少，则会窒息死亡。一般规定水体中的难，继续减少，则会窒息死亡。一般规定水体中的溶解氧至少在溶解氧至少在4mg4mgL L以上。以上。 Company Logo 深水溶解氧采样器深水溶解氧采样器 1 1、带重锤的铁框；、带重锤的铁框；2 2、小瓶；、小瓶；3 3、大瓶；、大瓶；4 4、橡胶管；、橡胶管；5 5、夹子；、夹子；6 6、塑料管；、塑料管；7 7、绳子、绳子 溶解氧瓶溶解氧瓶 采样仪器采样仪器Company Logo碘量法碘量法原理：原理： (1)水样中加入水样中加入MnSO4和碱性和碱性KI，水中，水中DO将将 Mn2

9、+氧化成四价锰的棕色沉淀氧化成四价锰的棕色沉淀; (2)加酸后，棕色沉淀溶解并与加酸后，棕色沉淀溶解并与I-反应释放出游反应释放出游 离碘，以淀粉为指示剂，用离碘，以淀粉为指示剂，用Na2S2O3标准溶标准溶 液滴定，计算得出液滴定，计算得出DO的含量。的含量。 Company Logo碘量法化学反应式碘量法化学反应式MnSO4 2NaOH Na2SO4 Mn(OH)2 白色沉淀白色沉淀2 Mn(OH)2 O2 2MnO(OH)2 棕色沉淀棕色沉淀MnO(OH)2 2H2SO4 Mn(SO4)2 3H2OMn(SO4)2 2KI MnSO4 K2SO4 I22Na2S2O3 I2 Na2S4O

10、6 2NaI滴定碘滴定碘氧的氧的固定固定碘的碘的析出析出Company Logo返回叠氮化钠修正法叠氮化钠修正法消除亚硝酸干扰消除亚硝酸干扰2NaN3+H2SO4 = 2NH+Na2SO4 NH3+HNO2 = N2O+N2+H2O注意注意 !NaN3剧毒，易爆，不可将碱性剧毒，易爆，不可将碱性KI-NaN3直接酸化直接酸化高锰酸钾修正法：排除高锰酸钾修正法：排除Fe2Fe2干扰；干扰；明矾絮凝修正法：消除颜色、藻类及悬浮物等的干扰；明矾絮凝修正法：消除颜色、藻类及悬浮物等的干扰；硫酸铜氨基磺酸絮凝修正法：排除活性污泥等悬浮物干扰。硫酸铜氨基磺酸絮凝修正法：排除活性污泥等悬浮物干扰。 2 2、

11、修正碘量法、修正碘量法(DO)(DO)Company Logo 氰化物氰化物Company Logo（一）水样预处理（一）水样预处理-蒸馏蒸馏酒石酸酒石酸硝酸锌硝酸锌pH4pH4HCNHCNNaOHNaOH全部简单氰化物和部分络合氰化物全部简单氰化物和部分络合氰化物Company Logo测定总氰化物时：测定总氰化物时：磷酸磷酸EDTAEDTApH2pH2HCNHCNNaOHNaOH全部简单氰化物和绝大部分络合全部简单氰化物和绝大部分络合氰化物。氰化物。（一）水样预处理（一）水样预处理-样品预蒸馏样品预蒸馏Company Logo（二）氰化物测定 1 1、硝酸银滴定法：、硝酸银滴定法： pH

12、11NaOH黄色黄色橙红色橙红色CN-Ag+ 水样蒸水样蒸馏液馏液终终 点点Company Logo2 2、异烟酸吡唑啉酮光度法、异烟酸吡唑啉酮光度法氯胺氯胺T TpH中性中性测其吸光度测其吸光度标标准准曲曲线线定定量量CN-638nm异烟酸异烟酸 水解水解水样蒸水样蒸馏液馏液Company Logo3 3、 吡啶巴比妥酸光度法吡啶巴比妥酸光度法氯胺氯胺T TpH中性中性测其吸光度测其吸光度标标准准曲曲线线定定量量CN-600nm 吡啶吡啶 水解水解水样蒸水样蒸馏液馏液Company Logo 氟是人体必需的微量元素之一，缺氟易患氟是人体必需的微量元素之一，缺氟易患龋齿病。饮用水中含氟的适宜浓

13、度为龋齿病。饮用水中含氟的适宜浓度为0.5-1.0mg/L（F-）。当长期饮用含氟量高于）。当长期饮用含氟量高于1.5mg/L 的水时，的水时，易患斑齿病；水中含氟高于易患斑齿病；水中含氟高于4mg/L 时，可导致氟时，可导致氟骨病。骨病。污染源：有色冶金、钢铁和铝加工、玻璃、磷肥、污染源：有色冶金、钢铁和铝加工、玻璃、磷肥、 电镀、陶瓷、农药等行业排放的废水和电镀、陶瓷、农药等行业排放的废水和 含氟矿物废水。含氟矿物废水。 氟化物氟化物Company Logo（一）氟离子选择电极法（一）氟离子选择电极法 氟离子选择电极是一种以氟化镧氟离子选择电极是一种以氟化镧LaF3单晶片为敏感单晶片为敏感

14、膜的传感器。单晶结构对能进入晶格交换的离子膜的传感器。单晶结构对能进入晶格交换的离子F有严有严格地限制，有良好的选择性。测量时，它与参比电极，格地限制，有良好的选择性。测量时，它与参比电极，被测溶液组成原电池。被测溶液组成原电池。原理：原理： 指示电极：指示电极： LaF3 膜电极膜电极 参比电极：饱和甘汞参比电极：饱和甘汞 优点：测定简便、快速、灵敏、选择性好、可测优点：测定简便、快速、灵敏、选择性好、可测 定浑浊、有色水样等优点定浑浊、有色水样等优点Company Logo（二）氟试剂分光光度法（二）氟试剂分光光度法氟试剂即茜素络合剂（氟试剂即茜素络合剂（ALCALC），化学名称为），化学

15、名称为1 1，2-2-二羟基蒽醌二羟基蒽醌- -3-3-甲胺甲胺-N-N，N-N-二乙酸。二乙酸。 硝酸镧硝酸镧 ALCALCpH4.1HAc-NaAc测其吸光度测其吸光度标准曲线定量标准曲线定量F -620 Company Logo水中含氮化合物测定的环境意义水中含氮化合物测定的环境意义1 1、可以反映水体受污染的程度与进程、可以反映水体受污染的程度与进程2 2、水体的富营养化、水体的富营养化3 3、水处理的成本、水处理的成本4 4、生物毒性、生物毒性Company Logo纳氏试剂光度法氨氮纳氏试剂光度法氨氮纳氏试剂纳氏试剂2K2HgI4NH33KOH NH2Hg2IO7KI2H2OHgI

16、2及及KIKOH测其吸光度测其吸光度标准曲标准曲线定量线定量NH3410 -425nm黄棕色胶态黄棕色胶态化合物化合物水样水样适量适量Company Logo水杨酸水杨酸- -次氯酸盐分光光度法氨氮次氯酸盐分光光度法氨氮返回构造构造外壳（塑料）外壳（塑料）指示电极（内电极指示电极（内电极导线）（平头导线）（平头pH玻玻璃电极）璃电极）参比电极参比电极AgAgCl内充液内充液 0.01mol/LNH4Cl透气薄膜（聚四氟乙烯，透气薄膜（聚四氟乙烯，微孔疏水，选择型透微孔疏水，选择型透气），气），只能透过只能透过NH3；H2O,O2不透过不透过范围范围 ：地面水，生活污水，：地面水，生活污水，工业

17、废水工业废水原理原理：NH4+OH-=NH3+H2ONH3 内充液中内充液中使使NH3+H2O=NH4+OH-平头平头pH玻璃电极响应玻璃电极响应NH3OH-pH电极响应电极响应透气膜透气膜OH=KNH3NH4+三、电极法（ NH3 ）(一一)氨氮氨氮Company Logo蒸馏蒸馏- -滴定法滴定法 适合于氨氮浓度较高的水样pH6.0-7.4硼酸吸收硼酸吸收NextNH3蒸馏蒸馏水样水样适量适量MgCl2微碱微碱甲基红甲基红-亚甲蓝亚甲蓝 HCCompany LogoN N(1-(1-萘基萘基) )乙二胺比色法亚硝酸盐氮乙二胺比色法亚硝酸盐氮OHNClNHCSONHHNOHClNHHCSON

18、H246222246222 重氮化HClHClHCNHCHNNHCHNHCSONHHClNHCHNHCHHCNClNHCSONH227102246222227104622偶联酸性酸性测其吸光度测其吸光度红色染料红色染料NO2-重氮盐重氮盐水样水样适量适量对氨基苯对氨基苯磺酰胺磺酰胺N-（1-萘萘基）基）-乙二乙二胺偶联胺偶联Company Logo-萘胺比色法萘胺比色法 在酸性溶液中，亚硝在酸性溶液中，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应，然后再与重氮化反应，然后再与萘胺发生偶联反应生成萘胺发生偶联反应生成红色偶氮染料，在波长红色偶氮染料，在波长520 nm520 nm处

19、比色定量。处比色定量。Company Logo硝酸盐氮硝酸盐氮测定方法：测定方法： 有酚二磺酸光度法（有酚二磺酸光度法（GB 74GB 740-870-87）、镉）、镉柱还原法、紫外分光光度法、离子色谱法和电柱还原法、紫外分光光度法、离子色谱法和电极流动法等。极流动法等。Company Logo酚二磺酸光度法酚二磺酸光度法无无H2O酚二磺酸酚二磺酸测其吸光度测其吸光度标准曲标准曲线定量线定量硝基二磺硝基二磺酸酚酸酚410黄色的硝基酚二黄色的硝基酚二磺酸三钾盐磺酸三钾盐NO3-碱性碱性（GB 740-87）Company Logo紫外分光光度法紫外分光光度法1、水样经处理后，先在波长、水样经处理

20、后，先在波长220 nm处测一次吸光度，处测一次吸光度， 此时，硝酸盐和溶解有机物均有吸收；此时，硝酸盐和溶解有机物均有吸收；2、再在波长、再在波长275 nm处测一次吸光度，此时有机物有吸处测一次吸光度，此时有机物有吸 收而硝酸盐无吸收；收而硝酸盐无吸收；3、经验校正值为：、经验校正值为： A校校A2202A275式中，式中，A220 220 nm波长处测得的吸光度；波长处测得的吸光度；A275 275 nm波长处测得的吸光度。波长处测得的吸光度。Company Logo凯氏氮凯氏氮凯氏氮：凯氏氮： 以凯氏法测得的含氮量，包括氨氮和在此条以凯氏法测得的含氮量，包括氨氮和在此条 件下能被转化为

21、铵盐而测定的有机氮化合物。件下能被转化为铵盐而测定的有机氮化合物。有机氮有机氮 = = 凯氏氮凯氏氮 - - 氨氮氨氮 生活污水和食品、生物制品和制革等工业废水生活污水和食品、生物制品和制革等工业废水中常含较多的有机氮化合物，并以蛋白质及其分解中常含较多的有机氮化合物，并以蛋白质及其分解产物（多肽和氨基酸）为主。产物（多肽和氨基酸）为主。Company Logo凯氏氮的测定凯氏氮的测定( () )水样消解水样消解 水样中加入硫酸，以硫酸钾和硫酸铜为催化剂，水样中加入硫酸，以硫酸钾和硫酸铜为催化剂，加热消解，使水样中的有机氮、氨氮都转变为硫酸氢加热消解，使水样中的有机氮、氨氮都转变为硫酸氢铵。若

22、以铵。若以NHNH2 2CHCH2 2COOHCOOH为代表，反应式如下：为代表，反应式如下：O4H3SO2COHSONHSO4HCOOHCHNHCompany Logo凯氏氮的测定凯氏氮的测定(2)(2)蒸馏蒸馏 消解后的溶液在碱性条件下可蒸馏出氨，用硼消解后的溶液在碱性条件下可蒸馏出氨，用硼酸溶液吸收。反应式为：酸溶液吸收。反应式为：O2HNHSONa2NaOHHSONHCompany Logo凯氏氮的测定凯氏氮的测定(3)(3)测定测定 可根据水样的具体情况，选用纳氏试剂光度可根据水样的具体情况，选用纳氏试剂光度法或滴定法测定其含量。该法所测得的有机氮化法或滴定法测定其含量。该法所测得的

23、有机氮化合物为蛋白质、氨基酸、核酸、尿素等，不包括合物为蛋白质、氨基酸、核酸、尿素等，不包括叠氮、联氮、偶氮、硝基氮等物质。叠氮、联氮、偶氮、硝基氮等物质。 若将水样先行蒸馏除去氨氮，再按凯氏法进若将水样先行蒸馏除去氨氮，再按凯氏法进行测定，可直接测得有机氮化合物行测定，可直接测得有机氮化合物Company Logo过硫酸钾氧化紫外分光光度法测总氮过硫酸钾氧化紫外分光光度法测总氮原理：在原理：在120120124124的碱性介质条件下，用过硫的碱性介质条件下，用过硫 酸钾做氧化剂，不仅将水中的氨氮和亚硝酸钾做氧化剂，不仅将水中的氨氮和亚硝 酸盐氮氧化为硝酸盐，同时将大部分有机酸盐氮氧化为硝酸盐，同时将大部分有机 氮化合物氧化为硝酸盐。然后用紫外分光氮化合物氧化为硝酸盐。然后用紫外分光 光度法测定。光度法测定。 该法主要适用于湖泊、水库、江河水中总氮的该法主要适用于湖泊、水库、江河水中总氮的测定。其中总氮及各种形式氮的含量均以氮的测定。其中总氮及各种形式氮的含量均以氮的m