1 水质监测分析方法(水自动监测培训)

1 水质监测分析方法
（二）
重点与难点


重点：各种监测指标的定义以及国家标 准分析方法，数据处理方法。 难点：实验过程中容易出现的问题和注 意点。
1.6
总有机碳（TOC）（A）
教学内容与要求



基本知识 熟悉总有机碳的定义和物理化学意义，熟悉燃烧 氧化-非分散红外吸收法的适用范围。 测定方法及原理 熟悉差减法测定总有机碳和直接法测定总有机碳。 分析测试内容及注意事项 掌握试剂配制、仪器及工作条件、操作步骤、校准 曲线的绘制、方法精密度和准确度。
1.8
铬 （A）
铬概述：
铬Cr是生物体所必须的微量元素之一。铬的毒性与其 存在价态有关，六价铬具有强毒性，为致癌物质，并易 被人体吸收而在体内蓄积。通常认为六价铬的毒性比三 价铬大100倍。 铬的工业污染源主要来自铬矿石加工、金属表面处理、 皮革鞣制、印染；照相材料等行业的废水。 铬是水质污染控制的一项重要指标。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。

差减法测定总有机碳
将试样同净化空气分别导入高温燃烧管和低温反应管； 经高温燃烧管的水样受高温催化氧化，使有机化合物和 无机碳酸盐均转化成CO2 ；
经低温反应管的水样受酸化使无机碳酸盐分解成CO2 ；
生成的CO2 依次导入非分散红外检测器。 在一定浓度范围内，CO2 对红外吸收的强度与CO2 浓 度成正比。故可对水样总碳（TC）和无机碳（IC）进行 定量测量。即：
TOC——总有机碳
定义：总有机碳(TOC) 是以碳的含量表示水
体中有机物质总量的综合指标。
TOC比COD或者 BOD5更能直接表示有机物
的总量，常被用来评价水体中有机物污染的 程度。
TOC比COD更直接反映水体有机物总量原因分析

在污水 排放总量 控制指标中，有机 污染物 总量控制指 标为化学 需氧量（COD）。由于不同类型的水中（特别 是一些污水）存在不被COD所反映的有机物，如一些 挥 发性化合物 、环状、吡啶或 多环芳烃 污染物，又因 COD的氧化条件是（1+1）酸性介质下146℃反应2h， 许多有机物不能全部被氧化，致使COD指标不能完全反 映水体的有机污染状况。
1.7 铜（A）
（2）二乙氨基二硫代甲酸钠萃取分光光度法
③试剂及仪器（见课本32页） ④测定步骤 水样预处理（略） 显色萃取：取样→加缓冲液→加显色剂→加萃取→测量 （阅读课本32~33页） 同时做空白试验和校准曲线绘制 结果处理
1.7 铜（A）
（2）二乙氨基二硫代甲酸钠萃取分光光度法
⑤测定注意事项 当水样中含铜较高时，可加入明胶、阿拉伯胶等胶 体保护剂，在水相中直接进行分光光度测定。 为了防止铜离子吸附在采样容器壁上，采样后样品 应尽快进行分析。 如果需要保存，样品应立即酸化至pH<2，通常每 100ml样品加入1+1盐酸0.5ml。 萃取和比色时，避免日光直射，以免铜-DDTC络合 物分解。
1.8
铬 （A）
③六价铬测定的水样预处理方法 对于清洁水样可直接测定； 对于色度不大的水样，可用以丙酮代替显色 剂的空白水样作参比测定； 对于浑浊、色度较深的水样，以氢氧化锌做 共沉淀剂，调节溶液pH至8~9，此时Cr3+、 Fe3+、Cu2+均形成沉淀被过滤除去； 存在亚硫酸盐、二价铁等还原性物质和次氯 酸盐等氧化性物质时，也应采取相应消除干 扰措施。
1.8
铬 （A）
（2）总铬的测定 ①酸性高锰酸钾法 在酸性溶液中，首先，将水样中的Cr3+用高锰酸钾 氧化成Cr6+ ，过量的高锰酸钾用亚硝酸钠分解， 过量的亚硝酸钠用尿素（先加尿素，防止亚硝 酸钠还原Cr6+ ）分解；然后，加入二苯碳酰二 肼显色，于540nm处进行分光光度测定。其最低 检出浓度0.004mg/L。 注： 清洁地面水可直接用高锰酸钾氧化后测定； 水样中含大量有机物时，用硝酸－硫酸消解。
1.8
铬 （A）
铬水样的保存：（详见课本37页）
六价铬水样保存：加NaOH至pH=8～9。因为Cr6+在 酸性条件下不稳定，易被还原剂还原成Cr3+，所以 宜在弱碱性条件下保存于聚乙烯或玻璃瓶中。
总铬水样保存：加HNO3至pH<2。在碱性条件下， 总铬中的Cr3+易生成Cr(OH)3沉淀，吸附在容器壁 上，所以采用pH<2的一般金属水样保存方法，保 存于聚乙烯或硼硅玻璃瓶中。
1.7 铜（A）
（3）2,9-二甲基 1,10-菲啰啉光度法 ① 适用对象：地面水、生活污水、工业废水 ②原理：用盐酸羟胺把二价铜还原为亚铜离子，在 中性或微碱性溶液中，亚铜离子+2,9-二甲基 1,10菲啰啉(新亚铜灵)→黄色络合物，生成摩尔比为1:2， 此络合物可用氯仿-甲醇混合液萃取，在 457nm处 用10mm或50mm比色皿测量吸光度，用标准曲线 法进行定量测定 。 当25mL有机相中含铜不超过0.15mg时，符合比尔定 律。在三氯甲烷-甲醇溶液中，黄色络合物的颜色 可稳定数日。

总有机碳(TOC)指标多采用燃烧氧化—非分散红 外法测定，对有机物的氧化比较完全，大多数情 况下氧化率可达到98%以上。所以，TOC指标更 能反映水体的有机污染程度。
国际TOC测定方法简介
国际标准化组织
（1）1987年发布了《水质 总 有机碳（TOC）的测 定 导则》 ISO8245-1987 ； （2）1999年发布了《水质（TOC）和 可溶性有机 碳（DOC）的测定导则》 ISO8245-1999 ，替代 ISO8245-1987，增加了可溶性有机碳（DOC） 的 测定方法。
1.8

铬 （A）
铬的测定方法有：
分光光度法、原子吸收法、气相色谱法、 中子活化分析法（中子活化分析Neutron
Activation Analysis ,NAA，活化分析中最重要的一 种方法，用反应堆、加速器或同位素中子源产生的 中子作为轰击粒子的活化分析方法，是确定物质元 素成份的定性和定量的分析方法）等。


水样中含有大颗粒悬浮物时，因受水样注射器针孔 的限制，测定结果往往不包括全部颗粒态的有机物。
实验室测定TOC方法

按工作原理的不同，可分为燃烧氧化-非分散红外 吸收法、电导法、气相色谱法、湿法氧化-非分散 红外吸收法等。 其中燃烧氧化-非分散红外吸收法只需一次性转化， 流程简单、重现性好、灵敏度高，因此这种TOC分 析仪被广泛采用，也是国家规定的标准分析方法。

1.7 铜（A）
铜的测定方法：
原子吸收分光光度法
二乙氨基二硫代甲酸钠萃取分光光度法 （铜试剂，简写 DDTC， GB7474-87）
2,9—二甲基 1,10-菲啰啉分光光度法
（新亚铜灵 ）
1.7 铜（A）
（1）原子吸收分光光度法 （略） （2）二乙氨基二硫代甲酸钠萃取分光光度法（GB7474-87） ① 适用对象：地面水、地下水、工业废水 ②原理：在氨性溶液中pH=8~10，铜离子+二乙氨基二硫代 甲酸钠（铜试剂，简写为DDTC）→黄棕色络合物，生成 摩尔比为1:2。该络合物可被四氯化碳或三氯甲烷萃取， 在 440 nm处用10mm或20mm比色皿测定吸光度。在测定 条件下，该有色络合物可以稳定1h。
1.7 铜（A）
教学内容与要求


熟悉铜的性质，以及含铜水样的保存与预处理。 二乙基二硫代氨基甲酸钠萃取光度法 掌握二乙基二硫代氨基甲酸钠萃取光度法的适用范围、 原理、试剂、仪器和测试步骤。 2，9二甲基 1，10-菲啰啉光度法 掌握二甲基 1，10-菲啰啉分光光度法的适用范围、原理、 试剂、仪器和测试步骤。
水样分离与预处理技术（阅读课本37~39页）
1.8
铬 （A）
（1）六价铬的测定——二苯碳酰二肼分光
光度法 （GB7467-87）
①范围：使用10mm比色皿， 0.004-1.0mg/L
②原理：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，而其 本身被还原成三价铬，于540nm波长处进行比 色测定。
TOC = TC -IC
直接法测定总有机碳
将水样酸化曝气，将无机碳酸盐分解生 成CO2 驱除； 再注入高温燃烧管中，可直接测定总有 机碳。 但由于在曝气过程中会造成水中的挥发性 有机物的损失而产生测定误差。
生产中在线自动检测TOC方法
国外许多国家将TOC在线自动检测仪置于工厂总排污 口，随时监测污水的排污情况。有些国家已制定了 TOC的 排放标准 。 我国HJ/T 104-2003—总有机碳(TOC)水质自动分析 仪。 我国在《污水综合排放标准》(GB8978-1996)中规 定了TOC的排放限值。
1.7 铜（A）
（3）2,9—二甲基 1,10-菲啰啉（新亚铜灵）光度法
③试剂及仪器（见课本33~34页） ④测定步骤


水样预处理：（课本34~35页） 校准曲线绘制 水样测定：消解→定容→萃取→测量（阅读35页） 同时做空白试验和校准实验（加标回收率）
1.8

铬（A）


教学内容与要求 熟悉三价铬和六价铬的性质，以及含铬水样 的采集与保存。 二苯碳酰二肼分光光度法测定六价铬：掌握 方法的原理、试剂配臵、反应条件、操作注 意事项。 光度法测定总铬：熟悉酸性高锰酸钾法和碱 性高锰酸钾法的原理和注意事项。
1.7 铜（A）
铜水样的保存与预处理：

1.水样的采集和保存可用塑料瓶或玻璃瓶。同时加入一 定量硝酸，使水样pH值小于2，可保存5个月。
2.水样预处理分三种情况 （1）不含悬浮物的地下水和清洁地表水，直接测定； （2）较浑浊的地表水，需用硝酸预处理后供测定； （3）含悬浮物和有机物较多的水样，需用硝酸—高氯酸与 处理后供测定。