水分析化学-第1章-绪论

第1章绪论目录1.1水分析化学的性质及任务1.2水分析化学分析方法的分类1.3水质指标与水质标准1.1水分析化学的性质及任务水分析化学是研究水及其杂质、污染物的组成、性质、含量和它们的分析方法的一门学科。水分析化学是给水排水工程专业的重要专业技术基础课、必修课，主要培养学生的水质工程分析技能，为学习专业课打下坚实的基础。1.1水分析化学的性质及任务任务

水分析化学是研究水中杂质及变化规律的重要学科。掌握四大滴定方法(酸碱、配位、沉淀和氧化还滴定法)和主要的仪器分析方法(吸收光谱法、电位分析法、原子吸收法及色谱法等)的基本原理、基本知识、基本概念和基本技能，掌握水质分析的基本操作，培养严谨的科学态度，树立准确“量”的理念，初步具备数据评价能力、具备查阅文献、选择分析方法、拟订实验方案的能力，培养观察、分析和解决实际问题的能力。1.1水分析化学的性质及任务现代分析化学学科发展趋势及特点1）提高灵敏度2）解决复杂体系的分离问题及提高分析方法的选择性3）扩展时空多维信息4）微型化及微环境的表征与测定5）形态、状态分析及表征6）生物大分子及生物活性物质的表征与测定7）非破坏性检测及遥控8）自动化与智能化1.2水分析化学分析方法的分类按分析时所需试样量：

常量分析半微量分析微量分析超微量分析100~1000mg10~1000.1~10<0.110~100mL1~100.01~1<0.01

待测组分含量常量成分分析>1%微量成分分析0.01~1%痕量成分分析<0.01%水分析化学化学分析仪器分析酸碱滴定配位滴定氧化还原滴定电化学分析光化学分析色谱分析波谱分析重量分析滴定分析电导、电位、电解、库仑极谱、伏安光度、发射、吸收，荧光气相、液相、离子、超临界、薄层、毛细管电泳红外、核磁、质谱沉淀滴定1.2水分析化学分析方法的分类重量分析法采用适当的方法，使被测组分与试样其他组分分离后，转化为另一种称量形式，再通过称量其质量，可计算出被测组分的含量。按分离方法的不同：气化法、沉淀法、电解法和萃取法。主要用于水中悬浮物、残渣、Ca2+、Mg2+、Ba2+、SiO2、SO42-1.2水分析化学分析方法的分类重量分析法测SO42-Vs(ml)加过量BaCl2BaSO4↓过滤洗涤灼烧冷却称量BaSO4↓BaSO4↓SO42-m(g)x(g)1.2水分析化学分析方法的分类滴定分析法将一准确浓度的试剂溶液和被分析物质的组分定量反应完全，根据反应完成时所消耗的试剂溶液浓度和用量计算被分析物质含量的方法。按反应不同：酸碱滴定法、络合滴定法、沉淀滴定法、氧化还原滴定法。主要用于水中化学需氧量、生化需氧量、溶解氧、酸碱度、硫化物、Ca2+、Mg2+、Fe3+、Al3+1.3水质指标与水质标准1.3.1水质指标水质是指水及其杂质共同表现出来的综合特性。水质指标表示水中杂质的种类和数量。水质指标是衡量水质优劣的标准和尺度。水质指标分为物理、化学、生物指标三大类。1.物理指标物理指标的测定不涉及化学反应，参数测定后水样不发生变化。包括水温、臭和味、色度、浊度、电导率、氧化还原电位、残渣等。1）水温影响水中溶解性气体（O2、CO2）的溶解度，水中生物和微生物的活动，化学和生物化学反应速度，非离子氨、盐度。pH值以及碳酸钙饱和度等。常用的测量仪器有水温度计、深水温度计、颠倒温度计和热敏电阻温度计。2）色度表色:水体没有除去悬浮物时所呈现的颜色。真色:水体中悬浮物质完全移去后呈现的颜色。

去除悬浮物的方法：用澄清、离心沉降0.45μｍ的滤膜过滤。不能用滤纸过滤。水的颜色的测定方法(定量)有铂钴标准比色法、稀释倍数法、分光光度法。我国生活饮用水水质卫生规范规定生活饮用水色度不得高于15度。

1.物理指标3）臭臭的检验靠人的嗅觉，可用定性描述和臭阈值法两种方法测定。4）浊度浊度是指水中的悬浮及胶体杂质产生不透明的浑浊现象，这是一种光学效应，表现水中悬浮物对光线透过时所发生的阻碍程度。我国饮用水标准规定浊度不超过1度，特殊情况不超过3度。测定浊度的方法有分光光度法、目视比浊法、浊度计法。1.物理指标5）残渣分类：总残渣（总固体）、总可滤残渣（溶解性总固体）和总不可滤残渣（悬浮物）。测定方法：重量法。总残渣（总固体）：水浴蒸干，103-105℃烘干称重。总可滤残渣（可溶性固体）：将水通过0.45μm膜过滤后的水样用水浴蒸干，103-105℃烘干称重。总不可滤残渣（悬浮物，SS）：将水通过0.45μm膜过滤后的过滤器上的固体物质用水浴蒸干，103-105℃烘干称重。1.物理指标总残渣=总可滤残渣+总不可滤残渣6）电导率电导率是表示水溶液传导电流的能力。电导率用电导率仪测定。通常用于检验蒸馏水、去离子水或高纯水的纯度、监测水质受污染情况以及用于锅炉水和纯水制备中的自动控制等。1.物理指标2.化学指标1）pH值pH值是溶液中氢离子活度的负对数。pH=-lgaH+水的pH值的测定方法有玻璃电极法和比色法。天然水的pH值在6-9；饮用水的pH值在6.5-8.5。2.化学指标2）酸度和碱度酸度：指水中的所含能够给出质子的物质的总量，即水中所有能与强碱发生中和作用的物质的总量。构成酸度的物质有盐酸、硫酸和硝酸等无机强酸，碳酸、及各种有机酸和强酸弱碱盐等。碱度：指水中所含能接受质子的物质的总量，即水中所有能与强酸发生中和作用的全部物质．构成碱度的物质包括强碱、弱碱、强碱弱酸盐。3）硬度水的硬度指Ca2+、Mg2+离子的总量。水的硬度分为碳酸盐硬度和非碳酸盐硬度两类。总硬度即为二者的总和。

4）总含盐量（矿化度）：表示水中水中全部阴阳离子总量。一般只用于天然水的测定，常用的测定方法为重量法。2.化学指标5）有机污染物综合指标常用综合指标来间接测定水中的有机物总量。有机污染物综合指标主要有高锰酸盐指数、化学需氧量(COD)、生物化学需氧量（BOD）、总有机碳（TOC）、总需氧量（TOD）和氯仿萃取物等。6）放射性指标(RadiactivityIndex)

2.化学指标3.微生物学指标1）细菌总数:指1mL水样在营养琼脂培养基中，于37℃培养24h后所生长出来的细菌菌落总数。我国规定生活饮用水中细菌总数≤100CFU/mL。2）总大肠菌群:能在37℃、48h内发酵乳糖产酸产气的、兼性厌氧、无芽孢的革兰氏阴性菌。总大肠菌群数作为间接指标判断水体受粪便污染的程度。我国饮用水中规定大肠菌群不得检出。测定方法:多管发酵法和虑膜法。3）游离性余氯：指饮用水氯消毒后剩余的游离性有效氯。1.3.2水质标准水质标准是由国家或地方政府对水中污染物或其他物质的最大容许浓度或最小容许浓度所作的规定。水质标准分为水环境质量标准、污染物排放标准和用水水质标准。1.3.2水质标准1.水环境质量标准我国正在执行的水环境质量标准：地表水环境质量标准（GB3838-2002）；海水水质标准（GB3097-1997）；地下水质量标准（GB/T14848-93）等。1.3.2水质标准地表水环境质量标准按功能高低划分为5类：Ⅰ类：源头水、国家自然保护区；Ⅱ类：集中式生活饮用水地表水源地一级保护区、珍稀水生生物栖息地、鱼虾类产卵场、幼鱼的索饵场；Ⅲ类：集中式生活饮用水地表水源地二级保护区、鱼虾类越冬场、洄游通道、水产养殖区等雨夜水域及游泳区；Ⅳ类：一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区；Ⅴ类：农业用水区及一般景观要求水域。2.污水排放标准污水综合排放标准（GB8978-1996），《造纸工业水污染物排放标准（GWPB2-1999）》，《海洋石油工业含油污水排放标准（GB4914-85）》等。1.3.2水质标准3.用水水质标准《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)