环境监测实验教案

环境监测实验指导书给排水专业编写教师：汪万芬实验一：溶解氧的测定一．实验目的：1、正确地采集水样，并能顺利地固定溶解氧；2、掌握碘量法测定溶解氧的原理和步骤。3.了解测定溶解氧（dissolvedoxygen，DO）的意义和方法。二．实验原理：水样中加入硫酸锰和碱性碘化钾，水中溶解氧将低价锰氧化成高价锰，一成四价锰的氢氧化物棕色沉淀。加酸后，氢氧化物沉淀溶解并与碘离子反应而释出游离碘。以淀粉作指示剂，用硫代硫酸钠定释出碘，可计算溶解氧的含量。三．实验方法：测定水中溶解氧常用碘量法及其修正法和膜电极法。清洁水可直接采用测定碘量法，大部分受污染的地面水和工业废水，必须采用修正碘量法或膜电极法测定。本次实验所取水样较清洁，因此选用碘量法。四．实验所需仪器和试剂：仪器250—300ml溶解氧瓶。试剂硫酸锰溶液：（2）碱性碘化钾溶液：（3）1+5硫酸溶液。（4）1%（m/v）淀粉溶液：（5）0.02500mol（1/6K2Cr2O7）重铬酸钾标准溶液：硫代硫酸钠溶液：（7）硫酸，p=1.84。五．实验步骤：1、溶解氧的固定用吸管插入溶解氧瓶的液面下，加入1ml硫酸锰溶液、2ml碱性碘化钾溶液，盖好瓶塞，颠倒混合数次，静置。待棕色沉淀物降至瓶内一半时，再颠倒混合一次，待沉淀物下降到瓶底。一般在取样现场固定。2、析出碘轻轻打开瓶塞，立即用吸管插入液面下加入2.0ml浓硫酸。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。3、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。4.计算：溶解氧（O2，mg/l）＝MV×8×1000/100六．实验注意事项：（1）如果水样中含有氧化性物质（如游离氯大于0.1mg/L时），应预先于水平中加入硫代硫酸钠去除。即用两个溶解氧瓶各取一瓶水样，在其中一瓶加入5ml1+5硫酸和1g碘化钾，摇匀，此时游离出碘。以淀粉作指示剂，用硫代硫酸钠溶液滴定至蓝色刚褪，记下用量（相当于去除游离氯的量）。于另一瓶水样中，加入同样量的硫代硫酸钠溶液，摇匀后，按操作步骤测定。（2）如果水样呈强酸性或强碱性，可用氢氧化钠或硫酸溶液调至中性后测定。七．思考题：

1.水样采集后为什么要在现场固定？如不现场固定会对测定结果有何影响？

2.水样中藻类、悬浮物、氧化还原性物质怎样进行预处理？各种温度下饱和溶解氧值2008-12-20温度（℃)溶解氧（mg/L）温度（℃)溶解氧（mg/L）014.64189.46114.22199.27213.82209.08313.44218.90413.09228.73512.74238.57612.42248.41712.11258.25811.81268.11911.53277.961011.26287.821111.01297.691210.77307.561310.53317.431410.30327.301510.08337.18169.86347.07179.66356.95

实验二高锰酸盐指数的测定一、实验目的（1）了解高锰酸盐指数的含义。

（2）掌握酸性高锰酸钾法的原理及方法。二、实验原理

测定时，首先在样品中加入硫酸使呈酸性后，加入一定量且过量的高锰酸钾，在沸水浴中加热30min，高锰酸钾将样品中的某些有机物和无机还原性物质氧化，反应后加入过量的草酸钠还原剩余的高锰酸钾，再用高锰酸钾标准溶液回滴过量的草酸钠。通过计算得到样品中高锰酸盐指数。当水样的高锰酸盐指数值超过5mg/l需要进行稀释。

三、实验所需仪器与试剂

仪器1、锥形瓶，250mL。

2、移液管，5、10mL。

3、水浴锅。

4、酸式滴定管，25或50mL。

5、量筒100ml。

注：新的玻璃器皿必须用高锰酸钾溶液清洗干净。

试剂1、（1+3）硫酸：2、草酸钠标准贮备液，浓度C（1/2Na2C2O4）为0.1000mol/L:3、草酸钠标准溶液，浓度C1（1/2Na2C2O4）为0.0100mol/L:4、高锰酸钾标准贮备液，浓度C2（1/5KMnO4）约为0.1mol/L5、高锰酸钾标准溶液，浓度C3（1/5KMnO4）约为0.01mol/L：四、实验步骤

1、取100.0ml经充分摇动、混合均匀的水样（或分取适量，用水稀释至100Ml，当水样的高锰酸盐指数值超过5mg/l需要进行稀释。）置于250ml锥形瓶中，加入5.0mL1＋3硫酸，用滴定管加入10.00mL0.01mol/l的高锰酸钾溶液，摇匀。将锥形瓶置于沸水浴内30±2min（水浴沸腾，开始计时）。

2、取出后用滴定管加入10.00mＬ0.01mol/l草酸钠溶液摇匀至溶液变为无色。趁热用0.01mol/l高锰酸钾溶液滴定至刚出现粉红色，并保持３０s不退。记录消耗的高锰酸钾溶液体积V1。

3、向上述滴定完毕的溶液中加入10.00mＬ0.01mol/l草酸钠溶液，（如果需要，将溶液加热至80℃）立即用0.01mol/l高锰酸钾溶液继续滴定至刚出现粉红色，并保持30s不退。记录下消耗的高锰酸钾溶液体积V2。

4、空白值测定：若水样用蒸馏水稀释时，则另取100mＬ蒸馏水，按水样操作步骤进行空白试验，记录下耗用的高锰酸钾溶液体积V0。

五、计算

高锰酸钾溶液校正系数

K=10.00/V2

水样不经稀释

高锰酸盐指数（O2，mg/L）=﹝(10+V1)K-10﹞×0.0100×8×1000/V水样

V1——回滴时高锰酸钾的耗用量（mL）

K——高锰酸钾溶液的校正系数。

水样经稀释

高锰酸盐指数（O2，mg/L）

=﹛﹝（10+V1）K-10﹞-﹝（10+V0）K-10﹞R﹜×0.100×8×1000/V水样

V1——测定水样回滴时高锰酸钾溶液的耗用量（ML）

V0——空白试验回滴时高锰酸钾溶液的耗用量（ML）

R——稀释的水样中所含蒸馏水的比值。(例如10.0ml水样用90ml水稀释至100ml，则R＝0.90)8——氧（1/2O）的摩尔质量。六.实验注意事项（１）沸水浴的水面要高于锥形瓶内的液面。

（２）在水浴中加热完毕后,溶液应仍保持淡红色，如变浅或全部褪去,说明高锰酸钾量不够，须重新取样，经稀释后测定。（实验时有的组红色完全褪去，说明应稀释2倍。）（３）滴定时温度如低于６０℃，反应速度缓慢，因此应趁热滴定60-80度之间为宜)。

实验三水中氨氮的测定－钠氏试剂光度法一．实验目的：1、正确进行水样的预处理；2、学会校准曲线的绘制和数据处理；3、正确使用分光光度计，并理解氨氮测定的基本原理。二．实验方法与原理：氨氮的测定方法有纳氏试剂比色法、滴定法和电极法。纳氏试剂比色法具有操作简便、灵敏等特点但水中的金属离子、硫化物、醛和酮类、颜色以及混浊等干扰测定，需作相应的预处理。电极法通常不需进行预处理和测量范围宽等优点。氨氮含量较高时可采用滴定法。本次实验测定地表水的氨氮，因此可选用纳氏试剂比色法。碘化汞和碘化钾的碱性溶液与氨反应生成淡红棕色胶态化合物，其色度与氨氮含量成正比，通常可在410-425nm范围内测其吸光度，计算其含量。本法最低检出浓度为0.025mg/L（光度法），测定上限为2mg/L。水样作适当的预处理后，本法可适用于地面水、地下水、工业废水和生活污水。三．实验所需仪器和试剂：仪器：A．分光光度计；B．50mL容量瓶，250ml锥形瓶，漏斗，50ml比色管，1ml5ml移液管，50ml量筒。

2.试剂：1）钠氏试剂：2）酒石酸钾钠溶液：3）铵标准贮备液(1mg/ml)：4）铵标准使用液(10mg/l)：5）10％硫酸锌溶液6）25％氢氧化钠溶液：7）硫酸，1瓶四．实验步骤：水样预处理（本次实验使用絮凝沉淀法）：絮凝沉淀法：（较清洁水体）取100ml水样于具塞比色管中，加入1ml10％硫酸锌溶液和0.1－0.2ml25％氢氧化钠溶液，调节ph至10.5左右，混匀。放置使沉淀，用经无氨水充分洗涤过的中速滤纸过滤，弃去最初的20ml（或者静置后，轻轻倒取上清液）。2)蒸馏法（污染严重的水或工业废水）取250mL水样（含氨氮含量较高，可取适量并加水至250mL，使氨氮含量不超过2.5mg），移入凯氏烧

瓶中，加数滴溴百里酚蓝指示液，用氢氧化钠溶液和盐酸溶液调节至pH=7左右。加入0.25g轻质氧化镁和数粒玻璃珠，立即连接氮球和冷凝管，导管下端插入吸收液液面下。加热蒸馏，至馏出液达200mL时，停止蒸馏。定容至250mL。本次实验选用絮凝沉淀法进行预处理。

2.校准曲线的绘制：吸取0、0.50、1.00、3.00、5.00、7.00和10.00mL铵标准使用液于50mL比色管中，加水至标线，加1.0mL酒石酸钾钠溶液，混匀。加1.5mL纳氏试剂，混匀。放置10min后，在波长420nm处，用光程20mm比色皿，以水为参比，测定吸光度。

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。

3.水样的测定

（1）分取适量经絮凝沉淀预处理后的水样（使氨氮含量不超过0.1mg）适量，正常为50ml，（如取样不是50ml，需稀释至刻线50ml）加入50mL比色管中，加1.0mL酒石酸钾钠溶液。加1.5mL纳氏试剂，混匀。放置10min后，同校准曲线步骤测量吸光度。

或（2）适量经蒸馏预处理后的馏出液，加入50mL比色管中，加一定量1mol/L氢氧化钠溶液以中和硼酸，稀释至标线。加1.5mL纳氏试剂，混匀。放置10min后，同校准曲线步骤测量吸光度。

4.空白试验：以无氨水代替水样，作全程序空白测定（其余操作步骤同水样完全相同）。

5、计算:氨氮（N，mg/L）=1000m/V；式中，m-由校准曲线上查得的氨氮含量（mg）；V-水样体积（ml）【指步骤3中（1）分取水样的体积，一般为50ml】

由水样测得的吸光度减去空白试验的吸光度后，从校准曲线上查得氨氮含量（mg）。五.实验数据处理1实验数据列表吸取铵标准使用液（ml）00.501.003.005.007.0010.00空白样待测水样氨氮含量（mg）00.0050.010.030.050.070.10吸光度A1A2A3A4A5A6A7A1A8校正吸光度A1－A1A2－A1A3－A1A4－A1A5－A1A6－A1A7－A1A8－A12绘制标准曲线以氨氮含量（mg）为横坐标，以校正吸光度为纵坐标，将标准曲线点绘在坐标中，并绘制校准曲线。标准曲线的制作方法有两种：绘图法：a、根据操作数据列表b、绘图（7个点）回归法：a、根据操作数据列表b、计算回归直线方程Y=bx+a计算a、b值，列出回归直线方程n∑xy－∑x·∑yb=n∑x2－(∑x)2∑x2·∑y－∑x·∑xya=n∑x2－(∑x)2c、回归直线的相关性检验r＝∑【（xi－x均）（yi－y均）】/{∑（xi－x均）2∑（yi－y均）2}0.5r≤1r值越接近1，说明所有点越靠近该直线，线性越好，否则越差。3.由待测水样的校正吸光度和校准曲线查的水样中氨氮含量。4.由计算公式计算水样氨氮含量。六．实验注意事项：静置后生成的沉淀应除去；滤纸中含痕量铵盐，使用时注意用无氨水洗涤。采集的水样应尽快分析并储于聚乙烯瓶或玻璃瓶内，必要时加硫酸酸化至ph小于2,于2－5度下存放，应防止受到空气中氨影响。七．思考题：测定水样氨氮时，什么时候必须对水样进行蒸馏预处理？

实验四BOD测定---微生物膜电极法速测BOD一．实验目的：1、了解BOD含义、测定方法与意义；2、正确使用B-1型BOD速测仪，并理解微生物膜电极法测定BOD的基本原理。二．实验方法：生化需氧量测定方法有五天培养法，库仑法、测压法、微生物膜电极法。本次选用微生物膜电极法速测法，本法可测定2－4000mg/L范围.本法可适用于地面水、地下水、工业废水和生活污水BOD测定。三．实验所需仪器和试剂：1.仪器：B-1型BOD速测仪2.试剂：1）磷酸盐缓冲溶液母液：2）磷酸盐缓冲溶液：磷酸盐缓冲溶液使用液为取磷酸盐缓冲溶液母液100ml稀释至5L，浓度为0.01mol/L。3）葡萄糖－谷氨酸标准溶液：BOD为20mg/L。四.实验原理BOD指在一定条件下，微生物分解存在于水中的某些可被氧化物质，特别是有机物所进行的生物化学过程中消耗溶解氧的量。测定水中BOD的微生物传感器是由氧电极和微生物菌膜（将丝孢酵母菌在保持其生理机能的状态下封入膜中，称之为微生物菌膜或固定化微生物膜。）构成，其原理是当含有饱和溶解氧而不含BOD物质的水样进入流通池中与微生物传感器接触，由于微生物呼吸活性一定，溶解氧分子通过微生物膜扩散进入氧电极的速率一定，微生物电极输出一个稳定电流。当含有BOD的样品进入流通池中，溶解性可生化降解的有机物受到微生物菌膜中菌种的作用，而消耗一定量的氧，使扩散到氧电极表面上氧的质量减少，使电极输出电流减少，并在几分钟内降至新的稳定值。电极输出电流的降低值与BOD值存在定量关系，据此可换算出样品中生化需氧量。五.测量流程：测量的主要流程说明：MODE=SDCAL=ALWAYSINTERVAL=1hr00minWSTWSTDWSPLW(WT)WSTWSTDWINV=1hr00minINV=1hr00minWST：排废液，样品转换阶段（时间5min）W：清洗阶段（时间15min）STD：进标液阶段（时间5min）SPL：进样品阶段（时间5min）INV：转换周期（时间1hr00min）（WT）：空闲等待时间因此测定一个样品周期1hr

六．实验步骤开机并进入菜单设置好各参数并连接好管路；开始测量：在开机状态下按任意键进入待机界面，⑴.按【START】键进入开始界面⑵.将会询问是不是加热，如需加热将光标移至YES然后按【ENT】键确定。如不需加热则光标移至NO然后按【ENT】键直接开始测量。本实验无需加热。 （3）进入测量过程.3.显示或者打印测量结果当测量完成一个过程后显示测量结果，结果存储在仪器中。（注意：当执行所有参数复位命令时所有存储内容也被清除）首先连接好打印机。在开机状态下按任意键进入待机界面，再按【ESC】键进入参数设置界面，将光标移至4号按【ENT】键则进入打印界面；如果在测量的开始已经连接好打印机的情况下，仪器将随着测量的进程自动打印数据。实验结果：标液BOD浓度：20mg/L;待测样BOD浓度（）mg/L。思考题：1.BOD在水环境质量评价中有何作用？有何局限性？实验五化学需氧量的测定一.实验目的：1.了解测定COD的意义和方法；正确组装加热冷凝回流装置；2、正确使用烘箱；3、掌握该法测定的原理和步骤。二．实验原理：在强酸性溶液中，准确加入过量的重铬酸钾标准溶液，趁热回流，将水样中还原物质（主要是有机物）氧化，过量的重铬酸钾以试亚铁灵作指示剂，用硫酸亚铁铵标准溶液回滴，根据所消耗的重铬酸钾标准溶液计算水样化学需氧量。三．实验方法：化学需氧量的测定方法有重铬酸钾法和库仑法。库仑法具有简便快速试剂用量少，简化了测定步骤，缩短了回流时间，特别适合工业废水控制分析。本次实验测定地表水化学需氧量，选用重铬酸钾法。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。四．实验所需仪器和试剂：1．仪器：（1）250或500mL全玻璃回流装置。

（2）加热装置（电炉）。

（3）25mL或50mL酸式滴定管、锥形瓶、移液管、容量瓶等。2.试剂：重铬酸钾标准溶液（0.2500mol/l）；试亚铁灵指示液；\硫酸-硫酸银溶液；硫酸亚铁铵标准溶液（0.1mol/l）；硫酸汞。重铬酸钾标准溶液（0.02500mol/l），硫酸亚铁铵标准溶液（0.01mol/l）五．实验步骤：1.加入0.4g硫酸汞，于锥形瓶中，取20.00mL混合均匀的水样（或适量水样稀释至20.00mL）置于250mL磨口的回流锥形瓶中，准确加入10.00mL重铬酸钾标准溶液及数粒小玻璃珠或沸石，连接磨口回流冷凝管，从冷凝管上口慢慢加入30mL硫酸-硫酸银溶液，轻轻摇动锥形瓶使溶液混匀，加热回流2h（自开始沸腾时计时）。（始终保持沸腾）【如果化学需氧量高的废水，可先取上述操作所需体积的1/10的废水样和试剂，于15×150mm硬质玻璃试管中，摇匀，加热后观察是否变绿。如溶液显绿色，在适当减少废水取样量，直至溶液不变绿色为止，从而确定废水样应取的体积。稀释时所取废水样量不得少于5ml，如果化学需氧量过高，废水应多次稀释。】

2.冷却后，用90mL水冲洗冷凝管壁，取下锥形瓶。溶液总体积不得少于140mL，否则因酸度太大，滴定终点不明显。

3.溶液再度冷却后，加3滴试亚铁灵指示液，用硫酸亚铁铵标准溶液滴定，溶液的颜色由黄色经蓝绿色至红褐色即为终点，记录硫酸亚铁铵标准溶液的用量。

4.测定水样的同时，取20mL重蒸馏水，按同样操作步骤作空白试验。记录滴定空白时硫酸亚铁铵标准溶液的用量。

5.计算：CODcr（O2，mg/l）=8×1000×c×（V0-V1）/VC－硫酸亚铁铵标准溶液浓度，V0-滴定空白时硫酸亚铁铵标准溶液用量（ml），V1－滴定水样时硫酸亚铁铵标准溶液用量（ml），V－水样体积。注意：如果取样时稀释了，则原样浓度应乘稀释倍数，地表水可考虑不稀释水样。六．实验注意事项：水样加热回流后，溶液中重铬酸钾剩余量应为加入量的1/5-4/5；据化学需氧量的大小，配制一定浓度的重铬酸钾标准溶液；水样的体积和试剂用量与浓度应作合适的调整；若出现少量的氯化汞沉淀，并不影响测定。每次实验时,应对硫酸亚铁铵标液进行标定.七．思考题：1.为什么要做空白实验？2.测定化学需氧量时，有哪些影响因素？3.加入硫酸汞和硫酸银有何作用?实验六--余氯测定（碘量法）一实验目的了解余氯测定意义与饮用水对余氯要求。掌握余氯测定原理与方法。二实验方法与原理余氯包括游离性余氯与化合性余氯。总余氯的测定可用碘量法，该法适用总余氯含量大于1mg/l的水样，也可采用N-N二乙基对苯二胺-硫酸亚铁铵滴定法可测得余氯与游离性余氯含量。本次实验采用碘量法。本法测定为总余氯。方法原理：在酸性条件下，余氯与碘化钾作用释放出游离单质碘，使水样呈棕黄色，用硫代硫酸钠标液滴定至淡黄色，加入淀粉指示剂，遇碘变为蓝色，继续滴定至蓝色消失，根据硫代硫酸钠消耗量计算总余氯含量。反应式如