水质监测测定方法Word文档格式.docx
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使水中汞全部转化为二价汞，过剩氧化剂用盐酸羟胺溶液还原。
2）绘制标准曲线：
配制系列汞标准溶液，吸取适量汞标准液于还原瓶内，加入氯化亚锡溶液，迅速通入载气，测定吸光度，绘制标准曲线。
3）水样的测定：
取适量处理好的水样于还原瓶内，按照标准溶液测定方法测其吸光度，经空白校正后，从标准曲线上查得汞浓度，再乘以样品的稀释倍数，即得水样中汞浓度。
（2）双硫腙分光光度法
适用于工业废水和受汞污染的地表水，最低检测浓度为：
0.001mg/L，测定上限为0.004mg/L。
a.方法原理
水样于95度，在酸性介质中用高锰酸钾和过硫酸钾消解，将无机汞和有机汞转变为二价汞。
用盐酸羟胺还原过剩的氧化剂，加入双硫腙溶
液，与汞离子生成橙色螯合物，用三氯甲烷或四氯化碳萃取，再用碱溶液洗去过量的双硫腙，于485nm波长处测定吸光度，以标准曲线法定量。
b.测定条件控制及消除干扰
该方法对测定条件控制要求较严格，例如，要求加盐酸羟胺不能过量；
对试剂纯度要求高；
有色络合物对光敏感，要求避光或在半暗室里操作等。
对干扰物铜离子，可在双硫腙洗脱液中加1%EDTA（乙二胺二乙酸）二钠盐进行掩蔽。
对双硫腙的三氯甲烷萃取液，应采取相应措施进行回收处理。
2.4.1.2镉的测定
镉的毒性很强，可在人体的肝、肾、骨骼等组织中积蓄，造成各内脏器官组织的损害，尤以对肾脏的损害最大。
还可以导致骨质疏松和软化。
如日本富山事件（骨痛病事件）。
绝大多数淡水的含镉量低于1ug/L，海水中镉的平均浓度为0.15μg/L。
镉的主要污染源是电镀、采矿、染料、电池和化学工业等排放的废水。
测定镉的方法有：
1.原子吸收分光光度法（AAs）
可测定Cu、Pb、Zn、Cd等元素，测定快速，干扰少，应用范围广，可在同一试样中分别测定多种元素。
测定时可采用直接吸入、萃取或离子交换富集后再吸入或石墨炉原子化等方法。
（1）原理
将含待测元素的溶液通过原子化系统喷成细雾，随载气进入火焰，并在火焰中解离成基态原子，当空心阴极灯辐射出待测元素特征波长光通过火焰时，被其吸收，在一定条件下，特征波长光强的变化与火焰中待测元素基态原子的浓度有定量关系，从而与试样中待测元素的浓度C有定量关系。
即：
A=K×
C
（2）方法应用
1）标准曲线法：
配制相同基体的含有不同浓度待测元素的系列标准溶液，分别测其吸光度，绘制标准曲线，在同样操作条件下，测定试样溶液的吸光度，从标准曲线上查得浓度。
2）标准加入法：
取若干（不少于4份）体积相同的试样溶液，从第二份开始依次加入不同等份量的待测元素的标准溶液（如10、20、40μg），然后用蒸馏水稀释至相同体积后摇匀。
在相同的实验条件下依次测得各溶液的吸光度为Ax、A1、A2、A3。
以吸光度A为纵坐标，以加入标准溶液的量（浓度、体积、绝对含量）为横坐标，作出A-C曲线（不过原点），外延曲线与横坐标相交于一点Cx，此点与原点的距离，即为所测试样溶液中待测元素的含量。
AAS具体方式的选择：
①清洁的水样及废水样中含量较高时，可用直接吸入火焰原子吸收法测定；
②微量Cd（Cu、Pb），可经萃取或离子交换处理后用火焰原子吸收法测定；
③痕量Cd（Cu、Pb），可用石墨炉原子吸收法测定。
2.4.1.3铅的测定
铅是可在人体和动植物组织中蓄积的有毒金属，其主要毒性效应是导致贫血、神经机能失调和肾损伤等。
铅对水生生物的安全浓度为0.16mg/L。
水体中，铅的浓度大于0.1ppm时，即可抑制水体的自净作用。
铅的主要污染源是蓄电池、冶炼、五金、机械、涂料和电镀工业部门的排放废水。
测定水体中铅的方法与测定镉的方法相同。
广泛采用原子吸收分光光度法和双硫腙分光光度法，也可以用阳极溶出伏安法和示波极谱法。
双硫腙分光光度法
基于在pH8.5-9.5的氨性柠檬酸盐-氰化物的还原介质中，铅与双硫腙反应生成红色螯合物，用三氯甲烷（或四氯化碳）萃取后于510nm波长处比色测定。
测时要特别注意器皿、试剂及去离子水是否含痕量铅，对某些金属离子如Bi3+、Sn2+、Fe3+的干扰，应事先予以处理。
该法适用于地面水和废水中痕量铅的测定。
检测限为0.01mg/L-0.3mg/L。
2.4.1.4铜的测定
铜是人体所必须的微量元素，缺铜会发生贫血、腹泻等病症，但过量摄入铜亦会产生危害。
金属铜毒性较小，易溶性铜化合物对水生生物的危害较大。
铜对排水管网和净化工程也有影响，主要是腐蚀和使沉淀池运转效率降低。
世界范围内，淡水平均含铜3ug/L，海水平均含铜0.25ug/L。
铜的主要污染源是电镀、冶炼、五金加工、矿山开采、石油化工和化学工业等部门排放的废水。
1、二乙氨基二硫代甲酸钠（DDTC）萃取分光光度法
原理：
pH9-10氨性溶液中，铜离子与DDTC作用，生成黄棕色胶体络合物，用四氯化碳萃取，于440nm处测吸光度。
此法最低检测浓度为0.01mg/L，测定上限可达2.0mg/L。
已用于地面水和工业废水中铜的测定。
2、新亚铜灵萃取分光光度法
用新亚铜灵测定铜，具有灵敏度高，选择性好等优点。
适用于地面水、生活污水和工业废水的测定。
将水样中的二价铜离子用盐酸羟胺还原为亚铜离子，在中性或微酸性介质中，亚铜离子与新亚铜灵反应，生成黄色络合物，用三氯甲烷-甲醛混合溶剂萃取，于457nm处测吸光度。
如用10mm比色皿，该方法最低检出浓度为0.06mg/L，测定上限为3mg/L。
测定时注意对干扰物（Be2+、Cr6＋、Sn4＋、氰化物、硫化物、有机物）进行掩蔽。
2.4.1.5锌的测定
锌在生物体中是一种必不可少的有益元素，成人每天约需摄入80mg/kg（体重）的锌，儿童每日必须摄入0.3mg/kg（体重）锌，摄入不足会造成发育不良。
但锌对鱼类和其他水生生物影响较大，锌对鱼类的安全浓度约为0.1mg/L。
此外，锌对水体的自净过程有一定抑制作用。
锌的主要污染源是电镀、冶金、颜料及化工等部门的排放废水。
锌的测定方法常用的有原子吸收分光光度法、双硫腙分光光度法、阳极溶出伏安法和示波极谱法。
1、火焰原子吸收分光光度法
该法测定锌，简便快速，灵敏度较高，干扰少，适用于各种水体。
2、双硫腙分光光度法
pH4.0-5.5的乙酸缓冲介质中，锌离子与双硫腙反应生成红色螯合物，用四氯化碳或三氯甲烷萃取后于535nm处，测吸光度，用标准曲线法定量。
测定中，应确保样品不被污染，可采用无锌水及无锌玻璃器皿。
适用于天然水和轻度污染的地面水中锌的测定。
2.4.1.6铬的测定
铬是生物体所必须的微量元素之一。
三价铬能参与正常的糖代谢过程，而六价铬有强毒性，为致癌物质，并易被人体吸收而在体内蓄积。
通常认为六价比三价毒性大，但是对于鱼类三价比六价毒性高。
水中不同价态的铬的在一定条件下可以互相转换，所以在排放标准中，既要求测定六价铬，也要求测定总铬。
铬的工业污染源主要来自铬矿石的加工、金属表面处理、皮革加工、印染、照相材料、皮革鞣制等行业。
铬是水质污染控制的一项重要指标。
饮用水标准限值为≤0.05mg/L。
1二苯碳酰二肼分光光度法（适用于铬含量较少时）
（1）六价铬的测定
在酸性介质中，六价铬与二苯碳酰二肼（DPC）反应，生成紫红色络合物，于540nm处进行比色测定。
本方法最低检出浓度为0.004mg/L，使用10mm比色皿，测定上限为1mg/L。
（2）总铬的测定
在酸性溶液中，首先将水样中的三价铬氧化成六价铬，过量的高锰酸钾用亚硝酸钠分解，过量的亚硝酸钠用尿素分解，然后，加入二苯碳酰二肼显色，于540nm处比色测定。
2硫酸亚铁铵滴定法
适用于总铬浓度大于1mg/L的废水，在酸性介质中，以银盐作催化剂，用过硫酸铵将三价铬氧化成六价铬，加少量氯化钠并煮沸，除去过量的过硫酸铵和反应中产生的氯气，以苯基代邻氨基苯甲酸作指示剂，用硫酸亚铁铵标准溶液滴定至溶液呈亮绿色。
根据硫酸亚铁铵溶液的浓度和进行试剂空白校正后的用量，可以计算出水样中总铬的含量。
2.4.1.7砷的测定
砷不是生物所必需的元素。
元素砷毒性极低，而砷的化合物均有剧毒，三价砷化合物比其他砷化物毒性更强，如As2O3（砒霜）毒性最大。
工业生产中大部分是三价砷的化合物。
砷化物容易在人体内积累，造成急性或慢性中毒。
砷污染主要来源于采矿、冶金、化工、化学制药、农药生产、玻璃制革等工业废水。
砷化物能随粉尘、烟尘和污水等形式进入水体中。
测定水体中砷的方法有新银盐分光光度法、二乙基二硫代氨基甲酸银分光光度法和原子吸收分光光度法等。
（1）新银盐分光光度法（硼氰化钾－硝酸银分光光度法）
硼氰化钾在酸性溶液中产生新生态氢，将水样中无机砷还原为砷化氢气体，以HNO3-AgNO3-聚乙烯醇-乙醇溶液吸收，则砷化氢将吸收液中的银离子还原为单质胶态银，使溶液显黄色，其颜色强度与生成氢化物的量成正比，于400nm处测其吸光度，比色测定。
特点：
灵敏度高，操作严格，应用范围广。
适用于地面水和地下水中痕量砷的测定，最低检测浓度可达0.16PPb，并可进行不同形态砷分析。
检测限为：
0.4-12μg/L。
（2）二乙氨基二硫代甲酸银分光光度法——总砷的测定
在碘化钾、酸性氯化亚锡作用下，五价砷被还原为三价砷，并与新生态氢（由锌与酸作用产生）反应，生成气态砷化氢（胂），被吸收于二乙氨基二硫代甲酸银（AgDDC）-三乙醇胺的三氯甲烷溶液中，生成红色的胶体银，在510nm波长处，以三氯甲烷为参比测其经空白校正后的吸光度，用标准曲线法定量。
该法最低检测浓度为0.007mg/L砷，测定上限为0.50mg/L。
2.4.1.8其他金属化合物的测定
根据水和废水污染类型和对用水水质的要求不同，有时还需监测其他金属元素。
2.4.2非金属无机物的测定
2.4.2.1pH值的测定
pH值是最常用的水质指标之一。
天然水的pH值多在6-9范围内；
饮用水在6.5-8.5间；
某些工业用水的pH值必须保持在7.0-8.5间,以防止金属设备和管道被腐蚀。
测定pH值的方法有玻璃电极法和比色法。
1比色法
将系列已知PH值的缓冲溶液加入适当的指示剂制成标准色液，并封装在小安瓿瓶内，测量时取与缓冲溶液同量的水样，加入与标准系列同样的指示剂，然后进行比较，以确定水样PH。
此法简便易行，但不适用于有色、浑浊、含较高游离氨、氧化剂和还原剂的水样。
2玻璃电极法
以饱和甘汞电极为参比，以PH玻璃电极为指示电极组成原电池，在25℃下，每变化1个PH单位，电位差变化59.1mv，将电压表的刻度变为PH刻度，便可直接读出溶液PH值，温度差异可通过仪器上补偿装置进行校正。
实际中，常使用复合电极，制成便携式PH计到现场测定。
此法准确快速，不受溶液浊度、胶体物质及各种氧化剂与还原剂干扰，但PH＞10时，产生较大误差，称“钠差”，使读数偏低。
克服“钠差”的办法除使用“低钠误差”电极外，还可以选用与被测溶液PH相近的标准缓冲溶液来加以校正。
2.4.2.2溶解氧的测定
溶解于水中的分子态氧称为溶解氧。
水中溶解氧的含量与大气压力、水温及含盐量等因素有关。
清洁地表水溶解氧接近饱和。
当有大量藻类繁殖时，溶解氧可能过饱和。
当水体受到有机物质、无机还原物质污染时，会使溶解氧含量降低，甚至趋于0，此时厌氧细菌繁殖活跃，水质恶化。
1.碘量法
2.氧电极法
2.4.2.3氟化物的测定
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度为0.5-1.0mg/L，当长期饮用含氟量高于1.5mg/L的水时，则易患斑齿病，如果水中含氟量高于4mg/L时，则可导致氟骨病。
氟化物广泛存在于天然水体中。
测定氟化物的方法有：
氟离子选择电极法、氟试剂分光光度法、茜素磺酸锆目视比色法、离子色谱法和硝酸钍滴定法。
以前两种应用广泛。
对于污染严重的生活污水和工业废水，以及含氟硼酸盐的水均要进行预蒸馏。
清洁的地面水、地下水可直接取样测定。
1氟试剂分光光度法
氟试剂即茜素络合剂（ALC）在pH4.1的醋酸缓冲介质中，与氟离子和硝酸镧反应生成兰色络合物，颜色的深度与氟离子浓度成正比，在620nm波长处比色定量。
此法适用于地面水、地下水和工业废水中氟化物的测定；
最低检测浓度0.05mg/L；
测定上限1.80mg/L。
2氟离子选择电极法
测定简便、快速、灵敏，灵敏度好，可测定浑浊、有色水样。
最低检测浓度为0.05mg/L；
测定上限可达1900mg/L。
2.4.2.4氰化物的测定
氰化物包括简单氰化物、络合氰化物和有机氰化物。
简单氰化物易溶于水、毒性大；
络合氰化物在水体中受pH值、水温和光照影响离解为毒性强的简单氰化物。
氰化物进入人体后，主要与高铁细胞色素氧化酶结合，生成氰化高铁细胞色素氧化酶而失去传递氧的作用，引起组织缺氧窒息。
主要污染源是电镀、焦化、造气、选矿、洗印、石油化工、有机玻璃制造农药等工业废水。
测定水体中氰化物的方法有容量滴定法、分光光度法和离子选择电极法。
测定之前，通常先将水样在酸性介质中进行蒸馏，把能形成氰化氢的氰化物（全部简单氰化物和部分络合氰化物）蒸出，使之与干扰组分分离。
常用的蒸馏方法有以下两种：
（1）酒石酸-硝酸锌预蒸馏法：
pH=4，蒸出的HCN用氢氧化钠溶液吸收。
取此蒸馏液测得的氰化物为易释放的氰化物。
（2）磷酸-EDTA预蒸馏法：
pH＜2，可将全部简单氰化物和除钴氰络合物外的绝大部分络合氰化物以氰化氢的形式蒸馏出来，用氢氧化钠溶液吸收。
取该蒸馏液测得的结果为总氰化物。
1容量滴定法
取一定量预蒸馏溶液，pH调为11以上，以试银灵作指示剂，用硝酸银（AgNO3）标准溶液滴定，则氰离子与银离子生产银氰络合物，稍过量的银离子与试银灵反应，使溶液由黄色变橙红色，即为终点。
根据消耗硝酸银的量可计算出水中氰化物的浓度。
计算公式：
氰化物=（Va-Vb）×
C×
52.04×
V2×
1000/V1×
V3
2分光光度法
（1）异烟酸-吡唑啉酮分光光度法
取一定量预蒸馏溶液，调节pH至中性，加入氯胺T溶液，则氰离子被氯胺T氧化生成氯化氰（CNCl）；
再加入异烟酸-吡唑啉酮溶液，氯化氰与异烟酸作用，经水解生成戊烯二醛，与吡唑啉酮进行缩合反应，生成兰色染料，在638nm波长下，进行吸光度测定，用标准曲线法定量。
此法适用于饮用水、地面水、生活污水和工业废水，其最低检测浓度为0.004mg/L，测定上限为0.25mg/L。
（2）吡啶－巴比妥酸分光光度法
取一定量预蒸馏溶液，调节pH为中性，氰离子被氯胺T氧化生成氯化氰，氯化氰与吡反应生成戊烯二醛，戊烯二醛再与巴比妥酸发生缩合反应，生成红色染料，于580nm波长处比色定量。
本方法最低检测浓度伪0.002mg/L；
检测上限为0.45mg/L。
2.4.2.5含氮化合物的测定
含氮化合物包括氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、有机氮和总氮。
（一）氨氮
水中的氨氮是指以游离氨（也称非离子氨）和离子氨形式存在的氮。
对地面水，常要求测定非离子氨。
水中氨氮主要来源于生活污水中含氮有机物受微生物作用的分解产物，焦化、合成氨等工业废水，以及农田排水等。
氨氮含量较高时，对鱼类呈现毒害作用，对人体也有不同程度的危害。
测定水中氨氮的方法有：
纳氏试剂分光光度法、水杨酸－次氯酸盐分光光度法，电极法和容量法。
水样有色或浑浊及含其他干扰物质影响测定，需进行预处理。
对较清洁的水，可采用絮凝沉淀法消除干扰；
对污染严重的水或废水应采用蒸馏法。
1纳氏试剂分光光度法
在水样中加入碘化汞和碘化钾的强碱溶液（纳氏试剂），则与氨反应生成黄棕色胶态化合物，此颜色在较宽的波长范围内具有强烈吸收，通常使用410-425nm范围波长光比色定量。
本法最低检出浓度0.025mg/L；
测定上限为2mg/L。
2电极法
采用氨气敏复合电极用pH计测水的电动势，从而推出水样中氨氮的浓度。
（二）亚硝酸盐氮
可采用N-（1-萘基）-乙二胺分光光度法和离子色谱法测定。
N-（1-萘基）-乙二胺分光光度法又叫重氮偶合比色法，其原理为：
在pH为.8±
0.3的酸性介质中，亚硝酸盐与对氨基苯磺酰胺生成重氮盐，再与N-（1-萘基）-乙二胺偶联生成红色染料，于540nm处进行比色测定。
方法最低检出浓度：
0.003mg/L；
测定上限：
0.20mg/L。
（三）硝酸盐氮
硝酸盐是在有氧环境中最稳定的含氮化合物，也是含氮有机化合物经无机化作用最终阶段的分解产物。
清洁的地面水中硝酸盐氮含量较低，受污染水体和一些深层地下水中硝酸盐氮含量较高。
水中硝酸盐的测定方法有：
酚二磺酸分光光度法、镉柱还原法、戴氏合金还原法、离子色谱法、紫外分光光度法和离子选择电极法等。
1、酚二磺酸分光光度法
硝酸盐在无水存在情况下与酚二磺酸反应，生成硝基二磺酸酚，于碱性溶液中又生成黄色的化合物，在410nm处测其吸光度。
此法测量范围广，显色稳定，适用于测定饮用水、地下水、清洁地面水中的硝酸盐氮。
最低检出浓度为0.02mg/L，测定上限为2.0mg/L。
2、镉柱还原法
在一定条件下，将水样通过镉还原柱，使硝酸盐还原为亚硝酸盐，然后用N-（1-萘基）-乙二胺分光光度法测定。
由测得的总亚硝酸盐氮减去不经还原水样所含亚硝酸盐氮即为硝酸盐氮含量。
此法适用于测定硝酸盐氮含量较低的饮用水、清洁地面水和地下水。
测定范围为0.01-0.4mg/L。
3、戴氏合金法
水样在热碱性介质中，硝酸盐被戴氏合金还原为氨，经蒸馏，馏出液以硼酸溶液吸收后，用纳氏试剂分光光度法测定，含量较高时，用酸碱滴定法测定。
本法操作较繁琐，适用于测定硝酸盐氮大于2mg/L的水样。
其最大优点是可以测定带深色的严重污染的水及含大量有机物或无机盐的废水中的硝酸盐氮。
4、紫外分光光度法
硝酸根离子对220nm波长光有特征吸收，与其标准溶液对该波长光的吸收程度比较定量。
本法适用于清洁地表水和未受明显污染的地下水中硝酸盐氮的测定，其最低检出浓度为0.08mg/L，测定上限为4mg/L。
方法简便快速，但对含有机物、表面活性剂、亚硝酸盐、六价铬、溴化物、碳酸氢盐和碳酸盐的水样，需进行预处理。
（四）凯氏氮
是指以基耶达（Kjeldahl）法测得的含氮量。
它包括氨氮和在此条件下能转化为铵盐而被测定的有机氮化合物。
如蛋白质、氨基酸、肽、核酸、尿素等。
凯氏氮的测定要点是取适量水样于凯氏烧瓶中，加入浓硫酸和催化剂（硫酸钾）加热消解，将有机氮转变为氨氮，然后在碱性介质中蒸馏出氨，用硼酸溶液吸收，以分光光度法或滴定法测定氨氮含量。
（五）总氮
总氮包括有机氮和无机氮化合物（氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮）。
水体总氮含量是衡量水质的重要指标之一。
测定方法有：
1、加和法：
分别测定有机氮、氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮的量，然后加和之。
2、过硫酸钾氧化-紫外分光光度法：
在水样中加入碱性过硫酸钾溶液，于过热水蒸气中将大部分有机氮化合物及氨氮、亚硝酸盐氮氧化成硝酸盐，再用紫外分光光度法测定硝酸盐氮含量，即为总氮含量。
3、仪器测定法（燃烧法）：
在专门的总氮测定仪中进行，快速方便。
2.4.2.6磷的测定
磷在自然界中以正磷酸盐、缩合磷酸盐和有机结合的磷酸盐等形式存在于天然水和废水中。
化肥、冶炼、合成洗涤剂等行业的工业废水及生活污水中常含有较大量的磷。
（1）方法的选择
（2）水样的消解
水样的消解方法主要有过硫酸钾消解法、硝酸－硫酸消解法、硝酸－高氯酸消解法等。
（3）钼锑抗分光光度法
在酸性条件下，正磷酸盐与钼酸铵、酒石酸锑氧钾反应，生成磷钼杂多酸，被抗坏血酸还原，生成磷钼蓝，于700nm波长处进行比色分析。
可适用于测定地表水、生活污水及某些工业废水的正磷酸盐分析。
检出限为0.01mg/L-0.6mg/L。
（4）氯化亚锡分光光度法
在酸性条件下，正磷酸盐与钼酸铵反应，生成磷钼杂多酸，加入还原剂氯化亚锡后，转变成磷钼蓝，于700nm波长处进行比色分析。
适用于测定地表水中正磷酸盐的测定。
检出限为0.025mg/L-0.6mg/L。
2.4.2.7硫化物的测定
地下水及生活污水含有硫化物，一些工业废水中也含有硫化物。
水中硫化物包括溶解性的硫化氢（H2S）、硫氢根离子（HS-）和硫离子（S2-），酸溶性的金属硫化物以及不溶性的硫化物。
通常所测定的硫化物是指溶解性的及酸溶性的硫化物。
硫化氢毒性很大，可危害细胞色素、氧化酶、造成细胞组织缺氧甚至危及生命，还腐蚀管道和设备，并可被微生物氧化成硫酸加剧腐蚀性。
因此是水体污染的主要指标。
测定水中硫化物的方法有对氨基二甲基苯胺分光光度法、碘量法、电位滴定法、离子色谱法、极谱法、库仑滴定法、
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