环境监测实验

海南大学环境与植物保护学院
周安文

仪器
1. 分光光度计 2. 比色皿（1cm、3cm）。 3. 2.50mL 具塞比色管，移液管，容量瓶等。
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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 6. 4％（m/V）高锰酸钾溶液 7. 铬标准贮备液 8. 铬标准使用液 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：
最普遍的是酸性高锰酸钾氧化法与重铬酸钾氧化法。
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目的
1.掌握化学需氧量的测定原理和方法。
2. 熟悉冷凝回流操作过程。
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原理
强酸性溶液中，准确加入过量的重铬酸钾标准溶液，
加热回流，将水样中还原性物质(主要是有机物)氧化，过
量的重铬酸钾以试亚铁灵作指示剂，用硫酸亚铁铵标准溶
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六、计算
CODCr(O2，mg/L)=8×1000(V0-V1)· C/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用量(mL)； V1——滴定水样时硫酸亚铁铵标准溶液用量(mL)； V——水样的体积(mL)； 8——氧（1/2O）摩尔质量（g/mol
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计算
Cr6+（mg/L）= m/V 式中：m——从标准曲线上查得的Cr6+量（μg）； V——水样的体积（mL）。
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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
2. 冷却后，用90.00mL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。
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3．溶液再度冷却后，加3滴试亚铁灵指示液，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。 4．测定水样的同时，取20.00mL重蒸馏水，按同样操作步 骤作空白实验。记录硫酸亚铁铵标准溶液的用量。
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目的：
1. 掌握水中Cr6+的测定 2. 熟悉分光光度计的使用，标准曲线的绘制

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 浓度的关系符合比尔定律。如果测定总铬，需先用高锰 酸钾将水样中的三价铬氧化为六价，再用本法测定。
色列的色度。
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四）浊度：便携式浊度仪
1. 开机，仪器预热30s；
2. 按下cal键，用标准浊度液对仪器进行校准； 3. 标定比色杯，并套上标定环，使标定环上的白色标记与 仪器上的箭头对准； 4.测定水样 取下比色杯，打开遮光帽，将水样缓慢倒入杯中，注 意不要产生气泡，盖上盖帽，将杯外表擦干净，插入比色 槽，将标定环上标记与仪器上箭头对准，按测定键，待读 数稳定后，记录数值。
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4．水样取用体积可在10.00—50.00mL范围内，但试剂用量 及浓度需按下表进行相应调整，也可得到满意的结果。 水样取用量和试剂用量表
水样体积 （mL） 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 0.25000mol/L H2SO4HgSO4(g) K2Cr2O7溶液 Ag2SO4 （mL） 溶液（mL） 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 15 30 45 60 75 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 [(NH4)2Fe(SO4)2] 滴定前总 (mol/L) 体积（mL） 0.050 0.100 0.150 0.200 0.250 70 140 210 280 350
环境监测实验
环境科学实验教学示范中心
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试验一 水体理化指标的测定
水的物理化学性质与水温有密切关系，水中溶解性气
体的溶解度、水生生物和微生物活动、化学和生物化学反
应速度及盐度、pH值等都受水温变化的影响。 颜色、浊度等是反映水体外观的指标，浑浊、有颜色 的水体可减弱水体的透光性，影响水生生物生长。 pH值是水体常用的水质指标之一。
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仪器
1. 水温计，颠倒水温计
2. 便携式浊度仪 3. 便携式pH计 4. 比色管，烧杯
试剂
1. 浊度标准溶液 2. 铂钴标准溶液 3. 标准pH缓冲溶液
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原理
以玻璃电极为指示电极，以Ag/AgCl等为参比电极合在
1.pH：便携式pH计法
行过滤处理。
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（4）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。
（5）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，并以同法作标 准曲线。
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2.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，摇匀。加入2mL 显色剂溶液，摇匀 。5 —10min 后，于540nm 波长处，用1cm 或3cm 比色 皿，以水为参比，测定吸光度并作空白校正。以吸光度为
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注意事项
1. 使用0.4g硫酸汞络合氯离子的最高量可达40mg，如取用 20.00mL水样，即最高可络合2000mg/L氯离子浓度的水 样。若氯离子的浓度较低，也可少加硫酸汞，使保持硫酸 汞:氯离子=10:1(W/W)。若出现少量氯化汞沉淀，并不影 响测定。 2. 对于化学需氧量小于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。 3．水样加热回流后，溶液中重铬酸钾剩余量应为加入量的 1/5—4/5为宜。
值
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步骤
1、水温计法测定浅层水温
一）水温的测定
将水温计插入一定深度的水中，放置5min后，迅速提出
水面并读数。 2、颠倒温度计法测定深层水温 将颠倒水温计装在采水器上，沉入预定深度水层，感温 5～7min后，提出水面后立即读数。
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二）pH值的测定 1. 按照仪器说明进行准备。 2. 选用与水样pH值相差不超过2个pH单位的标准溶液校准 仪器。 3. 水样的测定 先用蒸馏水仔细冲洗电极，再用水样冲洗，然后将电 极浸入水样中，待读数稳定后记录pH值。
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思考题：
本试验方法存在哪些优缺点？目前在测定工业废水 COD 中多采用哪些方法，与本试验方法相比，有何特点。
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试验三 水中六价铬的测定
铬（Cr）的化合物常见的价态有三价和六价。在水体 中，六价铬一般以CrO42-、H CrO4-两种阴离子形式存在， 受水中pH值、有机物、氧化还原物质、温度及硬度等条 教案的影响，三价格和六价铬的化合物可以互相转化。
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步骤
置于250mL磨口的回流锥形瓶中，准确加入10mL 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， 从冷凝管上口慢慢地加入30mL硫酸-硫酸银溶液，轻轻摇动 锥形瓶使溶液混匀，加热回流2h(自开始沸腾计时)。
1. 取20.00mL混合均匀的水样（或适量水样稀释至20.00mL）
改称高锰酸盐指数，而仅将酸性重铬酸钾法测得的值称为 化学需氧量。国际标准化组织(ISO)建议高锰酸钾法仅限 于测定地表水、饮用水和生活污水，不适用于工业废水。

目的
掌握高锰酸盐指数的测定原理和方法
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原理 样品中加入已知量的高锰酸钾和硫酸，在沸水浴中加 热30min，高锰酸钾将佯品中的某些有机物和无机还原性 物质氧化，反应后加入过量的草酸钠还原剩余的高锰酸钾 ，再用高锰酸钾标准溶液回滴过量的草酸钠。通过计算得 到样品中高锰酸盐指数。其化学反应式如下：
一起组成的pH复合电极。利用pH复合电极电动势随氢离
子活动变化而发生偏移来测定水样的pH值。 2.色度：铂钴比色法 用氯铂酸钾与氯化钴配成的标准系列，与水样进行目视 比色。
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3、浊度：便携式浊度仪 根据ISO7027国际标准设计进行测量，利用一束红外线 穿过含有待测样品的样品池，光源为具有890nm波长的高 发射强度的红外二极管，以确保使样品颜色引起的干扰达 到最小。传感器处在发射光线垂直的位置上，它测量样品 中悬浮颗粒散射的光量，微电脑处理器将该值转化为浊度
纵坐标，相应六价铬含量为横坐标绘出标准曲线。
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3.水样的测定：取适量（含Cr6+少于50μg）无色透明或经预
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。 4.空白试验： 以蒸馏水代替水样，做全程空白试验。
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注意事项
1. 测定水温时，读数要快。
2. 测定色度时，若水样浑浊处理，可采用澄清法、离心法
、0.45um滤膜过滤法处理后再测定；若以上方法均不能 去除浑浊物，则测定所得色度为表色。
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试验二 化学需氧量的测定
化学需氧量（COD），是在一定的条件下，采用一定
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步骤
1.水样预处理 （1）对不含悬浮物、低色度的清洁地面水，可直接进行测定。 （2）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。
（3）对浑浊、色度较深的水样，应加入氢氧化锌共沉淀剂并进
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目的
1. 了解水体理化指标的内容；
2. 掌握水温、色度、浊度、pH的测定方法；
3. 熟练仪器的操作使用。
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实验内容
1. 水温的测定； 2. 铂钴比色法测定水体色度； 3. 便携式浊度法测定浊度； 4. 便携式pH计测定水体pH值。
的强氧化剂处理水样时，所消耗的氧化剂的量。水中的还
原性物质有各种有机物、亚硝酸盐、硫化物、亚铁盐等。 但主要的是有机物。因此，化学需氧量（COD）又往往作 为衡量水中有机物质含量多少的指标。化学需氧量越大， 说明水体受有机物的污染越严重。
化学需氧量（COD）的测定，随着测定水样中还原性
物质以及测定方法的不同，其测定值也有不同。目前应用
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三）色度 1. 配置标准色列； 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）将水样于标准色列进行目视比较。观测时，可将比色 管置于白瓷板或白纸上，使光线从管底向上透过液柱，目 光自管口垂直向下观察。记下与水样色度相同的铂钴标准
液回滴，根据所消耗的重铬酸钾标准溶液量来计算水样化 学需氧量。
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二、仪器
1．500mL全玻璃回流装置。 2．加热装置（电炉）。 3．25mL或50mL酸式滴定管、锥形瓶、移液管、容量瓶等。

三、试剂
1．重铬酸钾标准溶液(C1/6K2Cr2O7=0.2500mol/L) 2．试亚铁灵指示液 3．硫酸亚铁铵标准溶液[C(NH4)2Fe(SO4)2· 6H2O≈0.1mol/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。
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实验四 高锰酸盐指数的测定
以高锰酸钾溶液为氧化剂测得的化学耗氧量，以前称
为锰法化学耗氧量。我国新的环境水质标准中，已把该值