环境监测实验指导书.docx
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环境监测实验指导书
实验一废水悬浮固体的测定
一、目的和要求
1、了解悬浮固体的基本概念
2、掌握悬浮固体测定的基本方法
二、原理
悬浮固体指剩留在滤料上并于103－105℃烘至恒重的固体。
测定的方法是将水样通过滤料后，烘干固体残留物及滤料，将所称重量减去滤料重量，即为悬浮固体（总不可滤残渣）。
三、仪器和试剂
1、 烘箱
2、分析天平
3、干燥器
4、孔径为0.45um滤膜及相应的滤器或中速定量滤纸。
5、玻璃漏斗
6、内径为30－50-mm称量瓶
四、实验步骤
1、将滤膜放在称量瓶中，打开瓶盖，在103－105℃烘干2小时，取出冷却后盖好瓶盖称重，直至恒重（两次称重相差不超过0.0005g）。
2、 去除漂浮物后，振荡水样，量取均匀适量水样（使悬浮物大于2.5mg），通过面称至恒重的滤膜过滤；用蒸馏水洗残渣3－5次。
如样品中含油脂，用10mL石油醚分两次洗残渣。
3、小心取下滤膜，放入原称量瓶内，在103－105℃烘箱中，打开瓶盖烘2h，冷却后盖好盖称重，直至恒重为止。
五、数据处理
悬浮固体（mg/L）=
式中：
A——悬浮固体＋滤膜及称重瓶重（g）
B——滤膜及称重瓶重（g）
V——水样体积（mL）
六、注意事项
1、 树叶、木棒、水草等杂质应先从水中去除。
2、 废水粘度高时，可加2－4倍蒸馏水稀释，振荡均匀，待沉淀物下降后再过滤。
3、也可采用石棉坩锅进行过滤。
七、思考题
1、 进行称重之前对水样如何进行预处理？
2、为什么控制温度在103－105℃？
实验二颜色的测定
一、目的和要求
1、了解色度的基本概念。
2、掌握色度测定的基本方法——铂钴比色法。
二、原理
水是无色透明得，当水中存在某种物质时，会表现出一定的颜色。
溶解性的有机物，部分无机物离子和有色悬浮微粒均可使水着色。
PH值对色度有较大的影响，在测定色度的同时，应测量容易的PH值。
色度通常采用铂钴比色法色度，即把氯铂酸钾与氯化钴配成标准溶液，与水样进行目视比色。
每升水中含有1mg铂和0.5mg钴时所具有的颜色，称为1度，作为标准色度单位。
如水样混浊，则放置澄清，也可用离心法或用孔径为0.45um滤膜过滤除去悬浮物，但不可用滤纸过滤，因滤纸可吸附部分溶解于水的颜色。
三、仪器和试剂
1、 50mL具塞比色管，其刻度线高度一致。
2、钴铂标准溶液：
称取1.246g氯铂酸钾（K2PtC16）（相当于5000mg铂）及1.000g氯化钴（COCl6·H2O）（相当于250mg钴），溶于100mL水中，加100mL盐酸，用水定容到1000mL。
此溶液色度为500度，保存在密塞玻璃瓶中，存放在暗处。
四、实验步骤
1）、标准色列的配制：
向50mL比色管加入0、0.50、1.00、2.00、2.50、3.00、3.50、4.00、4.50、5.00、6.00、7.00钴铂标准溶液，用水稀释至标线，混匀。
各管的色度依次为0、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、60、70度。
密塞保存。
2）、水样的测定：
1、分取50.0mL澄清透明水样于比色管中，如水样色度较大，可酌情少取水样，用水稀释至50.0mL。
2、将水样与标准色列进行目视比较。
观察时，可将比色管置于白瓷板或白纸上，使光线从管底部向上投过液柱，目光自管口垂直向下观察，记下于水样色度相同的钴铂标准色列的色度。
五、数据处理
色度（度）＝
式中：
A——稀释后水样相当于钴铂标准色列的色度
B——水样的体积（mL）
六、注意事项
1、如果样品中有泥土或其他分散很细的悬浮物，虽经预处理而得不到透明水样时，则只测其表色。
2、可用重铬酸钾代替氯铂酸钾配置标准色列。
方法是：
称取0.0437g重铬酸钾和1.000g硫酸钴（COSO4·7H2O），溶于少量水中，加入0.50mL硫酸，用水稀释到500mL。
此溶液的色度为500度。
不宜久存。
七、思考题
1、溶液比较混浊时应该如何进行预处理？
2、为什么不能用滤纸过滤？
实验三水中铬的测定
一、目的和要求
1、 学习和掌握六价铬和总铬的测定方法
2、 掌握
二、原理
在酸性溶液中，六价铬离子与二苯碳酰二肼反应，生成紫红色化合物，其最大吸收波长为540nm，吸光度与浓度符合比尔定律。
如果测定总铬，需现用高锰酸钾将水样中的三价铬氧化为六价，再用本法测定。
三、六价铬的测定
1.1仪器
1、 分光光度计，比色皿（1cm、3cm）。
2、 50mL具塞比色管，移液管，容量瓶等。
1.2试剂
1、 丙酮。
2、（1＋1）硫酸。
3、（1＋1）磷酸。
4、0.2％（m/V）氢氧化钠溶液。
5、 氢氧化锌共沉淀剂：
称取硫酸锌（ZnSO4·7H2O）8g，溶于100mL水中；称取氢氧化钠2.4g,溶于120mL水中。
将以上两液混合。
6、 4％（m/V）高锰酸钾溶液。
7、铬标准贮备液：
称取于120干燥2h的重铬酸钾（优级纯）0.2829克，用水溶解，移入1000mL容量瓶中，用水稀释至标线，摇均。
每毫升贮备液含0.100ug六价铬。
8、铬标准使用液：
吸取5.00mL铬标准贮备液于500mL容量瓶中，用水稀释至标线，摇均。
每毫升标准使用液含1.00ug六价铬。
使用当天配制。
9、20％（m/V）尿素溶液。
10、2％（m/V）亚硝酸钠溶液。
11、 二苯碳酰二肼溶液：
称取二苯碳酰二肼（简称DPC,C13H14N4O）0.2g,溶于50mL丙酮中，加水稀释至100mL，摇均，贮于棕色瓶内，，置于冰箱中保存。
颜色变深后不能再用。
1.3测定步骤
1、水样预处理
2、对不含悬浮物、低色度的清洁地面水，可直接进行测定。
3、如果水样有色但不深，可进行色度校正。
即另取一份试样，加入除显色剂以外的各种试剂，以2mL丙酮代替显色剂，用此溶液为测定试样溶液吸光度的参比溶液。
4、对浑浊、色度较深的水样，应加入氢氧化锌共沉淀剂并进行过滤处
5、水样中存在次氯酸盐等氧化性物质时，干扰测定，可加入尿素和亚硝酸钠消除。
6、 水样中存在低价铁、亚硫酸盐、硫化物等还原性物质时，可将Cr6+还原为Cr3+，此时，调节水样pH值至8，加入显色剂溶液，放置5min后再酸化显色，并以同法做标准曲线。
7、标准曲线的绘制：
取9支50mL比色管，依次加入0、0.20、0.50、1.00、2.00、4.00、6.00、8.00和10.00mL铬标准使用液，用水稀释至标线，加入1＋1硫酸0.5mL和1＋1磷酸0.5mL，摇均。
加入2mL显色剂溶液，摇均。
5－10min后，于540nm波长处，用1cm或3cm比色皿，以水为参比，测定习吸光度并作空白校正。
以吸光度为纵坐标，相应六价铬含量为横坐标绘出标准曲线。
8、水样的测定：
取适量（含Cr6+少于50ug）无色透明或或经预处理的水样于50mL比色管中，用水稀释至标线，测定方法同标准溶液。
进行空白校正后根据所测吸光度从标准曲线上查得Cr6+含量。
1.4数据处理
Cr6+（mg/L）＝
式中：
m——从标准曲线上查得的Cr6+量（ug）；
V——水样体积（mL）。
四、总铬的测定
4.1仪器
同Cr6+测定。
4.2试剂
1、硝酸；硫酸；三氯甲烷。
2、1＋1氢氧化铵溶液。
3、5％（m/V）铜铁试剂[C6H5N（NO）ONH4]5g，溶于冰冷水中并稀释至100mL。
临用时现配。
4、其他试剂同六价铬得测定试剂
（1）、
（2）、（5）－（10）
4.3测定步骤
1、水样预处理
（1）一般清洁地面水可直接用高们酸钾氧化后测定。
（2）对含大量有机物得水样，需进行消解处理。
即取50mL或适量（含铬少于50ug）水样，置于150mL烧杯中，加入5mL硝酸和3mL硫酸，加热蒸发至冒白烟。
如溶液仍有色，再加入5mL硝酸，重复上述操作，至溶液清澈，冷却。
用水稀释至10mL，用氢氧化铵溶液中和至pH1－2，移入50mL容量瓶中，用水稀释至标线，摇均，供测定。
（3）如果水样中钼、钒、铁、铜等含量较大，先用铜铁试剂－三氯甲烷萃取除去，然后再进行消解处理。
2、高锰酸钾氧化三价铬：
取50.0mL或适量（铬含量少于50ug）清洁水样或经预处理得水样（如不到50.0mL，用水补充至50.0mL）于150mL锥形瓶中，用氢氧化铵和硫酸溶液调至中性，加入几粒玻璃珠，加入1+1硫酸和1＋1磷酸各0.5mL，摇均。
加入4％高锰酸钾溶液2滴，如紫色消退，则继续滴加高锰酸钾溶液至保持紫红色。
加热煮沸至溶液剩约20mL。
冷却后，加入1mL20％得尿素溶液，摇均。
用滴管加2%亚硝酸钠溶液，每加一滴充分摇均，至紫色刚好消失。
烧停片刻，待溶液内气泡逸尽，转移至50mL比色管中，稀释至标线，供测定。
标准曲线得绘制、水样得测定和计算同六价铬的测定。
五、注意事项
1、用于测定铬的玻璃器皿不应用重铬酸钾洗液洗涤。
2、Cr6＋与显色剂的显色反应一般控制酸度在0.05－0.3mol/L（1/2H2SO4）范围，以0.2mol/L时显色最好。
显色前，水样应调至中性。
显色温度和放置时间对显色有影响，在15℃时，5－15min颜色即可稳定。
3、如测定清洁地面水样，显色剂可按一下方法配制：
溶解0.2g二本碳酰二肼与100mL95％的乙醇中，边搅拌边加入1＋9硫酸400mL。
给溶液在冰箱中可存放一个月。
用此显色剂，在显色时直接加入2.5mL即可，不必加酸。
但加入显色剂后，要立即摇均，以免Cr6+可能被乙醇还原。
六、思考题
1、清洁水和受污水在测定过程中有什么不同？
2、六价铬的测定时，水样中含有低价铁、亚硫酸盐、硫化物等还原性物质时怎么处理？
实验四化学需氧量的测定--------重铬酸钾法
一、目的和要求
1、 了解测定COD的意义和方法。
2、 掌握重铬酸钾法测定COD的原理和方法。
二、原理
在强酸性溶液中，一定量的重铬酸钾氧化水中还原性物质，过量的重铬酸钾以试亚铁灵作为指示剂。
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。
酸性重铬酸钾氧化性很强，可氧化大部分有机物，加入硫酸银做催化剂时，直链脂肪族化合物可完全被氧化，而芳香族有机物却不易被氧化，吡啶不被氧化，挥发性直链脂肪族化合物、苯等有机物存在于蒸气相，不能与氧化剂液体接触，氧化不明显。
氯离子含量高于2000mg/L的样品应先做定量稀释，使含量降低至2000mg/L以下，在进行测定。
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度5~50mg/L的COD值，但准确较差。
三、仪器与试剂
1、回流装置。
带250mL锥行瓶的全玻璃回流装置（如取样量在30mL以上，采用500mL锥行瓶的全玻璃回流装置）。
2、加热装置。
电热板或变阻电炉。
3、 50mL酸式滴定管。
4、 铬酸钾标准溶液（K2Cr2O7=0.2500mol/L）。
称取预先在120℃烘干2h的基准或优级纯重铬酸钾12.258g溶于水中，移入1000mL容量瓶，稀释至标线，摇匀。
5、 试亚铁灵指示液。
称取1.485g邻菲罗啉（C12H8N2·H2O1，10-phenanthnoline）,0.695g硫酸亚铁（FeSO4·7H2O）溶于水中，稀释至100mL，储于棕色瓶内。
6、 硫酸亚铁铵标准溶液[（NH4）2Fe（SO4）2·6H2O~0.1mol/L]。
称取39.5g硫酸亚铁铵溶于水中，边搅拌边缓慢加入20mL浓硫酸，冷却后移入1000mL容量瓶中，加水稀释至标线，摇匀。
临用前，用重铬酸钾标准溶液标定。
标定的方法：
标准吸取10.00mL重铬酸钾标准溶液于500mL锥型瓶中，加水稀释至110mL左右，缓慢加入30mL浓硫酸，混匀。
冷却后，加入3滴亚铁灵指示液（约0.15mL），用硫酸亚铁铵溶液滴定，溶液的颜色有黄色经蓝绿色至红褐色即为终点。
C[（NH4）2Fe（SO4）2]=
式中：
C[（NH4）2Fe（SO4）2]-------硫酸亚铁铵标准溶液的浓度，mol/L；
V--------硫酸亚铁铵标准滴定溶液的用量，mL。
7、 硫酸-硫酸银溶液。
于2500mL浓硫酸溶液中加入25g硫酸银。
放置1~2d，不时摇动使其溶解（如无2500mL容器，可在500mL浓硫酸中加入5g硫酸银）。
8、硫酸汞。
结晶或粉末。
四、实验步骤
1、20.00mL混合均匀的水样（或适量水样稀释至20.00mL）置250mL磨口的回流锥型瓶中，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，从冷凝管上慢慢加入30mL硫酸银溶液。
轻轻摇动锥型瓶使溶液混匀，加热回流2h（自开始沸腾时计时）。
2、 对于化学需氧量的废水样，可先取上述操作所需体积1/10的废水样和试剂：
于15mmx150mm硬质玻璃试管中，摇匀，加热后观察是否变成绿色。
如溶液显绿色，在适当减少废水取样量，直至溶液不变路色为止。
从而确定废水样分析时应取用的体积。
稀释时，所取废水样量不得少于5mL，如果化学需氧量很高，则废水应多次稀释。
3、 废水中氯离子含量超过30mg/L时，应先把0.4g硫酸汞加入回流锥形瓶中，在加20.00mL废水（或适量废水稀释至20.00mL），摇匀。
以下操作同实验步骤。
4、 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。
5、 溶液再度冷却后，加3滴亚铁灵指示液，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。
6、 测定水样的同时，以20.00mL重蒸馏水，按同样操作步骤做空白实验。
7、记录滴定空白时硫酸亚铁铵标准溶液的用量。
五、数据处理
CODcr浓度（以O2计）（mg/L）=
（V0-V1）×c×8×1000/V
式中
c-------硫酸亚铁铵标准溶液的浓度，mol/L；
V0------滴定空白时硫酸亚铁铵标准溶液的用量，Ml；
V1------滴定水样时硫酸亚铁标准溶液的用量，mL；
V------水样的体积，mL；
8------氧（1/2O）摩尔质量，g/mol。
六、注意事项
1、使用0.4g硫酸汞铬合氯离子的最高量可达40mg，如取用20.00mL水样，即最高可铬合2000g/l氯离子浓度的水样。
若氯离子浓度较低，也可少加硫酸汞，使保持硫酸汞：
氯离子=10：
1（质量分数）。
若出现少量氯化汞沉淀，并不影响测定。
2、水样取用体积可在10.00~50.00mL范围之间，但试剂用量及浓度需按表1-5-1进行相应调整，也可得到满意的结果。
3、于化学需氧量小于50mg/L的水样，应改用0.0250mol/L重铬酸钾标准溶液，回滴时用0.01mol/l硫酸亚铁铵标准溶液。
4、水样加热回流后，溶液中重铬钾剩余量应为加入量的1/5~4/5为宜。
5、 用邻苯二钾酸氢钾标准溶液检查试剂的质量和操作技术时，由于每克邻苯二钾酸氢钾的理论CDOcr为1.176g，所以溶解0.4251g邻苯二钾酸氢钾（HOOCC6H4COOK）于重蒸馏水中，转入1000mL容量瓶，用重蒸馏水稀释至标线，使之成为500mg/l的CODcr标准溶液，用时新配。
6、CODcr的测定结果应保留三位有效数字。
7、每次实验时应对硫酸亚铁标准溶液进行标定，室温较高时尤其注意其浓度变化。
表1-5-1水样取用量和试剂用量表
水样体积
/mL
0.2500mol/L
K2Cr2O7溶液/mL
H2SO4-Ag2SO4
/mL
HgSO4
/g
FeSO4（NH3）2SO4
/（mol/L）
滴定前总体积
10.0
5.0
15
0.2
0.050
70
20.0
10.0
30
0.4
0.100
14.
30.0
15.0
45
0.6
0.150
210
40.0
20.0
60
0.8
0.200
280
50.0
25.0
75
1.0
0.250
350
七、思考题
1、 为什么需要做空白实验？
2、化学需氧量的测定时，有哪些影响因素？
实验五生物化学需氧量的测定-------BOD5
一、目的和要求
1、了解BOD测定的意义及稀释法测BOD的基本原理。
2、掌握本方法操作技能，如稀释水的制备、稀释倍数选择、稀释水的校核和溶解氧的测定等。
二、原理
生物化学需氧量是指在好氧条件下，微生物分解有机物质的生物化学过程中所需的溶解氧量。
根据参加反应的物质和最终生成的物质，可用下列的反应式来概括生物化学反应过程：
酶
6C6H12O6+16O2+4NH34C5H7O2N+16CO2+28H2O
O2微生物
有机污染物CO2+H2O+NH3
微生物分解有机物是一个缓慢的过程，要把可分解的有机物全部分解掉常需要20d以上的时间，微生物的活动与温度有关，所以测定生化需氧量时，常以20℃作为测定的标准温度。
一般来说，在第5天消耗的氧量大约是总需氧量的70%，为便于测定，目前国内外普遍采用20℃培养5d所需氧作为指标，以氧的mg/L表示，简称BOD5。
水体发生生物化学过程必须具备：
1、水体中存在能降解有机物的好气微生物。
对易降解的有机物，如碳水化合物、脂肪酸、油脂等，一般微生物均能将其降解，如硝基或硫酸取代芳烃等，则必须进行生物菌种驯化。
2、 有足够的溶解氧。
为此，实验用的稀释水要充分曝气以达到氧的饱和或接近饱和。
稀释还可以降低水中有机污染物的浓度，使整个分解过程在有足够的溶解氧的条件下进行。
3、有微生物生长所需的营养物质。
本实验加入了一定量的无机营养物物质，如磷盐酸、钙盐、镁盐和铁盐等。
4、稀释法测定BOD是将水样经过适当稀释后，使其中含有足够的溶解氧供微生物5d生化需氧的要求，将此水样分成两份。
一份测定培养前的溶解氧；另一份放入20℃恒温箱内培养5d后测定溶解氧，两者的差值即为BOD5。
5、水中有机污染物的含量越高，水中溶解氧消耗愈多，BOD值也愈高，水质愈差。
BOD是一种量度水中可被生物降解部分有机物（包括某些无机物）的综合指标，常用来评价水体有机物的污染程度，并已成为污水处理过程中的一项基本指标。
三、仪器与试剂
1、恒温培养箱[（20+1）℃]。
2、20L细玻璃瓶。
3、 抽气泵（或无油压缩泵）。
4、 特制搅拌棒。
在玻璃下端安装一个2mm厚，大小和量筒相匹配的有孔橡皮片。
5、 250~300mL碘量瓶。
6、氯化钙溶液。
称取27.5g无水氯化钙，溶于水中，稀释至1L。
7、 三氯化铁溶液。
称取0.25g三氯化铁（FeCl3·6H2O），溶于水中，稀释至1L。
8、 硫酸镁溶液。
称取22.5g硫酸镁（MgSO4·7H2O）,溶于水中，稀释至1L。
9、磷酸盐溶液。
称取8.5g磷酸二氢钾（KH2PO4）、21.75g磷酸氢二钾（K2HPO4）、33.4g磷酸氢二钠（NaHPO4·7H2O）和1.7g氯化氨（NH4CL），溶于水中，稀释至1L，此溶液的pH应为7.2。
10、葡萄糖-谷氨酸溶液。
分别称取150mg葡萄糖和谷氨酸（均于130℃烘过1h），溶于水中，稀释至1L。
11、1mol盐酸溶液。
12、 1mol氢氧化钠溶液。
13、 稀释水。
在20L玻璃瓶内加入18L水，用抽气或无油压缩机通入清洁空气2~8h，使水中溶解氧饱和或接近饱和（20℃时溶解氧大于8mg/L）。
使用前，每升水中加入氯化钙溶液、三氯化铁溶液、硫酸溶液和磷酸盐溶液各1mL，混合。
稀释水pH应为7.2，BOD5值应小于0.2mg/L。
14、 接种稀释水。
取适量生活污水于20C放置24~36h，上层清液即为接种液，每升稀释水中加入1~3mL接种液即为接种1稀释水。
对某些特殊工业废水最好加入专门培养驯化过的菌种。
15、其他溶液。
与碘量法测定溶解氧实验相同的硫酸锰溶液、碘性碘化钾溶液、浓硫酸、0.025mol硫化硫酸钠标准溶液和1%的淀粉溶液（详见实验3“水中溶解氧的测定”）。
四、实验步骤
1、水样的采集、存储和预处理
2、采集水样于适当大小的玻璃瓶中（根据水质情况而定），用玻璃塞塞紧，且不留气泡。
采样后，需在2h内测定；否则，应在4℃或4℃以下保存，且应在采集后10h内测定。
3、 用1mol氢氧化钠或1mol盐酸溶液调节pH为7.2。
4、游离氯大于0.10mg/L的水样，加亚硫酸钠或硫代硫酸钠除区[见注意事项1]。
5、 确定稀释倍数[见注意事项2]。
6、 水样的稀释
根据
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