水样及浮萍实验测定方法Word格式.docx

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●过滤法

2、水样的消解

◆HNO3消解法：

较清洁的水样，可用硝酸消解。

◆HNO3-H2SO4：

两种酸都有较强的氧化能力，其中硝酸沸点低，而硫酸沸点高，二者结合使用，可提高消解温度和消解效果。

◆HNO3-HClO4：

两种酸都是强氧化性酸，联合使用可消解含难氧化有机物的水样。

◆干灰化法：

取适量水样于瓷蒸发皿中，水浴蒸干后移入马福炉内，于450～550℃灼烧，使有机物完全分解除去。

取出冷却，用稀HNO3溶解，过滤，滤液定容后供测定。

3、富集与分离

v富集：

富集是分离的一种，即从大量试样中搜集欲测定的少量物质至一较小体积中，从而提高其浓度至其测定下限之上。

v分离：

分离是将欲测组分从试样中单独析出，或将几个组分一个一个地分开，或者根据各组分的共同性质分成若干组。

蒸馏法：

利用水样中各污染组分具有不同的沸点而使其彼此分离的方法。

挥发酚和氰化物蒸馏装置示意图氟化物水蒸气蒸馏装置示意图

溶剂萃取法：

基于物质在互不相溶的两种溶剂中分配系数不同，进行组分的分离和富集。

吸附法：

利用多孔性的固体吸附剂将水样中一种或数种组分吸附于表面，再用适宜溶剂、加热或吹气等方法将欲测组分解吸，达到分离和富集的目的。

离子交换法：

利用离子交换剂与溶液中的离子发生交换反应进行分离的方法。

离子交换剂分为无机离子交换剂和有机离子交换剂两大类，广泛应用的是有机离子交换剂，即离子交换树脂。

共沉淀法：

溶液中一种难溶化合物在形成沉淀（载体）过程中，将共存的某些痕量组分一起载带沉淀出来的现象。

共沉淀现象在常量分离和分析中是力图避免的，但却是一种分离富集痕量组分的手段。

pH值的测定

1、分析意义

pH是天然水及污水的重要牲指标。

天然水的pH值与水中二氧化碳的含量有密切关系，没有受到污染的河水的pH值在6.5-8.5。

降雨的pH值如小于5.6属酸雨，酸雨对地表水体的水质和环境生态如植物的生长和鱼类的生存都有直接的危害。

2、测定方法

比色法

电位测定法

3、方法原理

以玻璃电极为指示电极，饱和甘汞电极为参比电极，插入溶液中组成原电池。

在25℃时，每单位pH相当于59.1mV电位差变化值，可在仪器上直接读出pH值，温度差异在仪器上补偿。

pH测定示意图

4、仪器及设备

✓pH计；

✓玻璃电极；

✓饱和甘汞电极；

✓或pH复合电极。

5、试剂

✓pH4.01标准缓冲溶液：

10.21g105℃烘干的苯二甲酸氢钾（KHC8H4O4，分析纯）溶于水中，定容至1L。

✓pH6.87标准缓冲溶液：

3.53g105℃烘干的磷酸氢二钠（Na2HPO4，分析纯）和3.39磷酸二氢钾（KH2PO4，分析纯）溶于水中，定容至1L。

✓pH9.18标准缓冲溶液：

380g硼砂（Na2B4O7.10H2O，分析纯）溶于无CO2的水中，定容至1L。

此溶液的pH值易变化，应注意保存。

6、操作步骤

标定仪器：

用标准缓冲溶液标定pH计；

测量pH值：

经标定的仪器，即可用来测定被测定溶液。

一般pH计可直接读出pH值，不需要换算。

氮、磷分析方法

总磷（totalphosphorus,TP）

总溶解态磷（totaldissolvedphosphorus,TDP）

溶解态无机磷（dissolvedinorganicphosphorus）

颗粒态磷（particulatephosphorus,PP）

溶解态有机磷（dissolvedorganicphosphorus,DOP）

DON=TDN-DIN;

DOP=TDP-DIP;

PN=TN-TDN;

PP=TP-TDP

一、总氮（TN）、总溶解态氮（TDN）

分析意义:

水中总氮包括铵态氮、硝态氮、亚硝态氮和能被转化为铵盐的有机氮。

测定水中总氮可了解水体受污染状况，是评价湖泊或水库富营养化的重要指标。

测定方法：

测定水中总氮的方法有开氏法（GB11891-89）和紫外分光光度法（GB11894-89）。

开氏法为经典方法，也是常规方法，紫外分光光度法需高压消煮设备及紫外分光光度计。

水中总氮的测定（过硫酸钾氧化，紫外分光光度法）

1、方法原理：

水样在过硫酸钾存在条件下，经高压消煮，将亚硝酸根、铵以及有机态氮均转化成硝酸根，在紫外分光光度计上于220nm和275nm处分别测出吸光度A220和A275。

用其校正吸光度A（A=A220-A275）在工作曲线上查出硝酸根浓度，从而计算水中总氮。

2、仪器及设备：

✓高压蒸汽灭菌器；

✓50mL具塞比色管；

✓紫外分光光度计。

3、试剂

✓氧化剂溶液：

20g过硫酸钾（K2S2O8，分析纯）和3g氢氧化钠（NaOH，分析纯）溶于水中，稀释至1L；

✓氮标准贮存溶液[ρ（N）=100mg·

L-1]：

称取0.7218gKNO3（分析纯）溶于水中，转入1L容量瓶，定容。

✓氮标准溶液[ρ（N）=10mg·

L-1]。

✓标准曲线：

吸取氮标准溶液[ρ（N）=10mg·

L-1]0，1,2,3,4,5,6ml分别于50ml比色管中，各加入25ml氧化剂溶液，用水定容至刻度，得到氮的标准系列溶液0,0.2,0.4,0.6,0.8,1.0,1.2mg/L,与样品同样消煮测定A220和A275。

以A（A220-A275）为纵坐标，氮的浓度为横坐标绘制曲线，根据吸光度A算出浓度c。

4、操作步骤

吸取水样25mL于具塞比色定中，加氧化剂25mL；

→塞紧瓶塞，并用纱布将瓶塞包好扎紧；

→放入高压蒸汽灭菌器中；

→开启放气阀，至有水蒸汽喷出时，关闭放气阀；

→加热至120℃保持30min;

→冷却（此消煮液可测定水样中总氮和总磷）；

→消煮液直接在紫外分光光度计上用波长220nm和275nm测定A220和A275。

5、结果计算

ρ1×

V1

ρ（N）=—————

V2

ρ（N）——水样中总氮含量,mg·

L-1;

ρ1——从工作曲线上查得氮浓度，mg·

L-1;

V1——消化液体积，mL;

V2——水样体积，mL;

二、溶解态无机氮（DIN）的测定

水中的铵离子（NH4+-N）来源于农业施用的肥料，工业及生活废水，因此，它是水源被污染的一个重要指标。

亚硝酸盐（NO2--N）极不稳定，易被氧化为硝酸盐，也易被还原为氨。

从水样中亚硝酸盐氮含量和硝酸盐氮及氨氮的含量综合考虑，可以推测水体被污染程度及其氧化还原进程。

水中硝酸根（NO3--N）含量高至某种程度即意味着水有污染或造成水体富营养化，饮用水中硝酸盐含量过高时，将对人的健康产生不良影响。

水中氨氮的测定（靛酚蓝比色法）

水样的保存:

水样采集后立即加入盐酸至pH<

2，注入聚乙烯瓶中密闭室温保存，连续测定

30天，氨氮含量恒定。

1、原理

水中的NH4+-N在强碱性介质中与次氯酸盐和苯酚作用，生成水溶性染料靛酚蓝，蓝色深浅与氮的含量成正比，可用比色法测定。

本法灵敏度[ρ（N）=0.01mg·

L-1]，高于纳氏比色法.

2、仪器

可见分光光度计。

3、试剂

酚溶液：

10g苯酚和100mg硝普钠（2H2O）溶于少量水稀释至1L，贮于棕色瓶，4℃冰箱备用；

次氯酸钠溶液：

10gNaOH，7.06gNa2HPO4•7H2O（或者9.43gNa2HPO4•12H2O），31.8gNa3PO4•12H2O和10mlNaOCl溶于1L水中，贮于棕色瓶，4℃冰箱备用；

掩蔽剂：

酒石酸钾纳（4H2O）ρ=400g·

L-1与EDTA二钠（2H2O）ρ=100g·

L-1等体积混合，每100ml混合液中加0.5mlNaOH（c=10mol·

L-1）；

即得清亮掩蔽剂溶液

铵态氮标准贮存溶液[ρ（N）=100mg·

称取干燥的硫酸铵[（NH4）2SO4，分析纯]0.4717g溶于水中，洗入容量瓶后定容至1L。

铵态氮标准溶液[ρ（N）=5mg·

L-1。

标准曲线：

分别吸取铵态氮标准溶液0，1，2，3，4，5ml于50ml容量瓶中，浓度依次为0，0.1，0.2，0.3，0.4，0.5mg/L。

4、操作步骤

吸取水样20～30mL于50mL容量瓶中，加水至总体积30mL左右；

→依次加入5mL酚溶液和5mL次氯酸钠碱性溶液，摇匀；

→在20℃左右室温下放置1h；

→加1mL掩蔽剂以溶解可能生成的沉淀物；

→用水定容，于波长625nm处比色测定。

5、计算

ρ×

ρ（N）——水样中铵态氮（NH4+-N）含量,mg·

ρ——从工作曲线上查得氮浓度，mg·

V1——显色液体积，mL;

V2——吸取水样体积，mL;

水中亚硝酸根的测定（重氮化偶合分光光度法）

待测水样中的亚硝酸根与氨基苯磺酸及α-萘胺乙酸作用，生成红色偶氮染料。

红色深浅与氮的含量成正比，可用比色法测定。

本法可以测定NO2-含量0.05mg·

L-1～0.5mg·

L-1，若超过此范围可稀释后测定。

对氨基苯磺酸显色剂：

称取0.4g对氨基苯磺酸（NH2C6H4SO3H，分析纯）溶于120mL乙酸溶液（12%）中（14.4ml乙酸，105.6ml水）。

α-萘胺显色剂：

称取0.25gα-萘胺（C10H7NH2，分析纯）于20mL水中，煮沸5min，然后用热蒸馏水洗过的滤纸过滤，滤液盛于事先加有150mL乙酸溶液（20%）的棕色试剂瓶内，摇匀后备用。

亚硝酸根标准贮液[ρ（NO2-）=1000mg·

称取1.500g亚硝酸钠溶于水中，定容至1L。

亚硝酸根标准溶液[ρ（NO2-）=10mg·

吸取标准贮液10ml于另外的1000ml容量瓶中，加水定容摇匀。

（现配现用）

工作曲线：

0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5mg·

吸取50mL水样于100mL容量瓶中；

→加4mL对氨基苯磺酸显色剂及4mLα-萘胺显色剂，定容摇匀；

→放置20min后于波长530nm处比色测定。

5、计算

ρ（N）——水样中亚硝酸根含量，mg·

L-1；

ρ——显色液中亚硝酸根浓度，mg·

V1——显色液体积，mL;

V2——吸取水样体积，mL;

水中硝酸根的测定（紫外分光光度法）

硝酸根在紫外线（220nm）有吸收峰，水样可不经任何处理在紫外分光光度计上于波长220nm和275nm处直接测定A220和A275。

用校正吸光度A=A220-A275在工作曲线上查出硝酸根浓度。

紫外分光光度计。

硝酸根标准贮液[ρ（NO3-）=100mg·

L-1]：

称取KNO30.1631g溶于水中，定容至1L。

水样（如混浊需过滤）直接在紫外分光光度计上用220nm和275nm用1cm石英比色皿测定吸收值A=A220-A275。

从工作曲线上查得硝酸根浓度即水样中的硝酸根含量。

0、1、2、3、4、5mg·

三、总磷（TP）、总溶解态磷（TDP）的测定

分析意义：

雨水天然水中磷含量通常很低，一般每升中仅数十微克。

但近年来随着含磷化肥施用量不断增加，以及含磷洗涤剂的使用，使磷随雨水或污水排入江河湖泊，使水体中磷不断富集。

水中磷主要以各种磷酸盐的形态存在，通过测定水中总磷和无机磷含量可估计水体是否污染以及污染的程度，是判断水质富营养化的重要指标。

磷的测定多用磷钼蓝比色法，但水样中有机磷需经氧化分解转化成正磷酸盐才能显色而用钼蓝法比色。

有机磷的氧化，多用硝酸-高氯酸加热，将有机磷转化成正磷酸盐然后用钼蓝比色法测定。

近年来，也有将水样中加入过硫酸钾在高压条件下氧化将有机磷转成正磷酸盐然后用钼蓝法测定。

水中总磷的测定（过硫酸钾氧化，钼蓝比色法）

水样中加入过硫酸钾，在密闭容器中高温高压，将水中有机磷转化成正磷酸盐。

正磷酸盐在一定酸度及还原剂条件下，与钼酸铵形成磷钼杂多酸显蓝色，在一定浓度范围内，其吸光度与浓度成正比，可用比色法测定磷含量。

高压蒸汽灭菌锅；

过硫酸钾氧化剂：

20g过硫酸钾（K2S2O8，分析纯）和3g氢氧化钠（NaOH，分析纯）溶于水中，稀释至1L；

钼锑抗显色剂：

A.5g/L酒石酸氧锑钾溶液：

取酒石酸氧锑钾[K（SbO）C4H4O6]0.5g，溶于100ml水中。

B.钼酸铵-硫酸溶液：

称取钼酸铵[（NH4）6Mo7O24•4H2O]10g，溶于450ml水中，缓慢地加入153ml浓硫酸，边加边搅。

再将上述A溶液加入到B溶液中，最后加水至1L。

充分摇匀，贮于棕色瓶中，此为钼锑混合液。

临用前（当天），称取左旋抗坏血酸（C6H8O5，化学纯）1.5g，溶于100ml钼锑混合液中，混匀，此即钼锑抗试剂。

有效期24h，如藏于冰箱中则有效期较长。

此试剂中H2SO4为5.5mol/L（H+），钼酸铵为10g/L，酒石酸氧锑钾为0.5g/L，抗坏血酸为15g/L。

磷标准贮存溶液[ρ（N）=50mg·

准确称取在105℃烘箱中烘干的KH2PO4（分析纯）0.2195g，溶解在400ml水中，加浓硫酸5ml（防长霉，可使溶液长期保存），转入1L容量瓶中，定容。

磷标准溶液[ρ（N）=5mg·

L-1：

吸取磷标准贮存溶液25ml，稀释至250ml。

（此溶液不宜久存）

准确吸取磷标准溶液0，1，2，4，6，8，10ml分别于50ml容量瓶中，加水至约30ml，再加空白试验定容后的消煮液5ml，调节溶液pH为3，然后加钼锑抗5ml，最后用水定容。

30min后比色。

各比色液磷浓度分别为0，0.1，0.2，0.4，0.6，0.8，1.0mg/L。

水样消煮同总氮（略）

→吸取消煮液20mL于50mL容量瓶中，

→用钼蓝法显色；

→以空白调节仪器零点，于波长700nm处比色测定。

6、计算

ρ（P）=—————

ρ（P）——水样中总磷含量,mg·

ρ1——从工作曲线上查得磷浓度，mg·

V1——显色液定容体积，mL;

V2——水样体积，mL;

四、钙、镁的测定

钙是构成各种动植物生命体不可缺少的基本元素。

钙是多数天然水中的主要溶质成分，但其绝对含量并不高，这是因为钙的主要盐类的溶解度不高。

镁是天然水中常见的元素之一，在低矿化水中，镁的含量一般低于钙的含量，但在某些硫酸盐水中，其含量可比钙高几十倍至几百倍，这是由于钙和镁的硫酸盐溶解度不同所致。

镁也是动植物体内所需的元素之一。

水中钙离子的测定（原子吸收分光光度法）

将试样喷入火焰，使钙原子化，在火焰中形成的基态原子对钙镁特征谱线产生选择性吸收。

由测得的吸光度与标准溶液吸光度比较而确定样品中钙浓度。

原子吸收分光光度计及相应的辅助设备。

钙标准贮存溶液[ρ（Ca）=1000mg·

L-1]

不同型号仪器按使用说明书操作。

原子吸收法测定钙镁的主要干扰有铝、硫酸盐、磷酸盐、硅酸盐等，它们能抑制钙镁的原子化，可加入锶、镧等释放剂来消除。

但一般天然水中以上干扰因素很少，故可不加释放剂。

水中COD的测定（重铬酸钾法）GB11914-89

COD（化学需氧量）：

在一定条件下，用一定的强氧化剂处理水样所消耗的氧化剂的量，以氧的mg/L表示，它是指示水体被还原性物质污染的主要指标，还原性物质包括各种有机物、亚硝酸盐、亚铁盐和硫化物等，但水样受有机物污染是极为普遍的，隐藏COD可做有机物相对含量的指标之一。

COD的测定，根据所用氧化剂的不同，分为高锰酸钾法和重铬酸钾法。

高锰酸钾法操作简便，所需时间短，在一定程度上可以说明水体受有机物污染的状况，常用于污染程度较轻的水样，重铬酸钾法对有机物氧化比较完全，适用于各种水样。

本法适用于各种类型的COD值大于30mg/L的水样，对未经稀释的水样的测定上限为700mg/L。

本法不适用于含氯浓度大于1000mg/L（稀释后）的含盐水。

定义：

在一定条件下，经重铬酸钾氧化处理时，水样中的溶解性物质和悬浮物所消耗的重铬酸钾相对应的氧的质量浓度。

采样：

水样要采集于玻璃瓶中，应尽快分析。

如不能立即分析，应加入硫酸至pH<

2，置4℃下保存，且保存时间不多于5天，采集水样的体积不得少于100ml。

测定前将水样充分摇匀，取出20.0ml作为试料。

1、原理

在水样中加入已知量的重铬酸钾溶液，并在强酸介质下以银盐做催化剂，经沸腾回流后，以试亚铁灵为指示剂，用硫酸亚铁铵滴定水样中未被还原的重铬酸钾，由消耗的硫酸亚铁铵的量换算成消耗氧的质量浓度。

在酸性重铬酸钾条件下，芳烃及吡啶难以被氧化，其氧化率较低。

在硫酸银催化作用下，直链脂肪族化合物可以有效地被氧化。

回流装置：

带有24号标准磨口的250ml锥形瓶的全玻璃回流装置。

回流冷凝管长度为300-500mm。

防爆沸玻璃珠；

加热装置；

50ml酸式滴定管

3、试剂

除非另有说明，实验时所用试剂均为符合国家标准的分析纯试剂，实验用水均为蒸馏水或同等纯度的水。

硫酸银（Ag2SO4），化学纯。

硫酸汞（HgSO4），化学纯。

硫酸（H2SO4），ρ=1.84g/ml。

硫酸银-硫酸试剂：

向1L硫酸中加入10g硫酸银放置1-2天使之溶解，并混匀，使用前小心摇匀。

重铬酸钾标准贮液[c（1/6K2Cr2O7）=0.250mol·

L-1]:

将12.258g在105℃干燥2h后的重铬酸钾溶于水中，稀释至1000ml。

重铬酸钾标准溶液[c（1/6K2Cr2O7）=0.0250mol·

将标准贮液稀释十倍。

硫酸亚铁铵标准滴定溶液[c（NH4）2Fe（SO4）2•6H2O=0.10mol·

称取39g硫酸亚铁铵[（NH4）2Fe（SO4）2•6H2O]，溶解于水中，加入20ml硫酸，待其冷却后，稀释至1000ml。

每日临用前，必须用重铬酸钾标准溶液准确标定此溶液的浓度。

取10.00ml重铬酸钾标准溶液置于锥形瓶中，用水稀释至约100ml，加入30ml硫酸，混匀，冷却后，加3滴（约0.15ml）试亚铁灵指示剂，用硫酸亚铁铵滴定，溶液的颜色由黄色经蓝绿色变为红褐色，即为终点，记录下硫酸亚铁铵的消耗量V（ml）。

硫酸亚铁铵标准滴定溶液浓度的计算：

c[（NH4）2Fe（SO4）2•6H2O]=10.000×

250/V=2.50V

式中，V---滴定时消耗硫酸亚铁铵溶液的毫升数

硫酸亚铁铵标准滴定溶液[c（NH4）2Fe（SO4）2•6H2O≈0.010mol·

将上述滴定溶液稀释10倍，用重铬酸钾标准溶液滴定。

邻苯二甲酸氢钾溶液[c（KC6H5O4）=2.0824mmol·

称取105℃干燥2h的邻苯二甲酸氢钾（HOOCC6H4COOK）0.4251g溶于水，并稀释至1000ml，混匀。

以重铬酸钾为氧化剂，将邻苯二甲酸氢钾完全氧化的COD值为1.1768氧/g（指1g邻苯二甲酸氢钾耗氧1.176g）故该标准溶液的理论COD值为500mg/L。

1，10-菲咯啉指示剂溶液：

溶解0.7g七水合硫酸亚铁于50ml水中，加入1.5g1，10-菲咯啉指示剂，搅动至溶解，加水稀释至100ml。

对于COD值小于50mg/L的水样，应采用低浓度的重铬酸钾标准溶液氧化，加热回流后，采用低浓度的硫酸亚铁铵标准溶液回滴。

此用于出水COD的测定。

该法对未经稀释的水样其测定上限为700mg/L，超过此限时必须经稀释后测定。

对于污染严重的水样，可选取所需体积1/10的试料和1/10的试剂，放入10×

150mm硬质玻璃管中，摇匀后，用酒精灯加热至沸数分钟，观察溶液是否变成蓝绿色，如呈蓝绿色，应再适当少取试料，重复以上实验，直至溶液不变蓝绿色为止，从而确定待测水样适当的稀释倍数。

取试料于锥形瓶中，或取适量试料加水至20.0ml。

空白试验：

按相同步骤以20.0ml水代替试料进行空白试验，其余试剂和试料测定相同，记录下空白滴定时消耗硫酸亚铁铵标准溶液的ml数V1。

校核试验：

按测定试料提供的方法分析20.0ml邻苯二甲酸氢钾标准溶液的COD值，用以检验操作技术及试剂纯度。

该溶液的理论COD值为500mg/L,如果校核试验的结果大于该值的96%，即可认为实验步骤基本上是适宜的，否则，必须寻找失败的原因，重复实验，使之达到要求。

去干扰实验：

无机还原性物质如亚硝酸盐、硫化物及二价铁盐将使结果增加，将其需氧量作为水样COD值的一部分是可以接受的。

该实验主要干扰物为氯化物，可加入硫酸汞部分去除，经回流后，氯离子可与硫酸汞结合成可溶性的氯汞络合物。

当氯离子含量超过1000mg/L时，COD的最低允许值为250mg/L,低于此值，结果的准确度就不可靠。

水样的测定：

于试料中加入10.0ml重铬酸钾标准溶液和几颗防爆沸玻璃珠，摇匀。

将锥形瓶接到回流装置冷凝管下端，接通冷凝水。

从冷凝管上端缓慢加入30ml硫酸银-硫酸试剂，以防止低沸点有机物的逸出，不断旋动锥形瓶使之混合均匀。

自溶液开始沸腾起回流2h。

冷却后，用20-30ml水自冷凝管上端冲洗冷凝管后，取下锥形瓶，再用水稀释至140ml左右。

溶液冷却至室温后，加入3滴1，10-菲咯啉指示剂溶液，用硫酸亚铁铵标准滴定溶液滴定，溶液的颜色由黄色经蓝绿色变为红褐色即为终点。

记下硫酸亚铁铵标准滴定溶液的消耗ml数V2。

5、结果

COD（mg/L）=c×

（V1-V2）×

8000/V0

式中，c---硫酸亚铁铵标准滴定溶液的浓度，mol/L;

V1