常用水质检测方法

（3）化学指标
1) pH值：pH = -lg[H+]
2)酸度和碱度：给出质子物质的总量（酸度）
接受质子物质的总量（碱度） 3)硬度：水中Ca2+、Mg2+离子的总量 永久硬度：硫酸盐、氯化物等形成 暂时硬度：碳酸盐和重碳酸盐形成，煮沸后分解形 成沉淀 4)总盐量（或矿化度）：水中全部阴阳离子总量
5) 有机污染物综合指标（宏观地描述水中有机污染物，是总量 指标，不针对哪类有机物） 高锰酸盐指数（CODMn ） ：用KMnO4 作氧化剂氧化水中有机物
所消耗的量，单位mgO2/L，适用于轻污染的给水
化学需氧量（CODCr ） ：K2Cr2O7 作氧化剂，适用于重污染的排
水
生物化学需氧量（BOD）：在一定时间温度下，微生物分解水中
有机物发生生物化学反应中所消耗的溶解氧量，单位mgO2/L
总有机碳（TOC） ：总有机碳分析仪高温燃烧水样测定，单位
1
第三章 常用水质检测方法
3.1滴定法 水质分析检测共有四大分析滴定法： 酸碱滴定法、络合滴定法、沉淀滴定法和氧化还 原滴定法，本教材重点介绍氧化还原滴定法和络 合滴定法。
3.1.1氧化还原滴定法 氧化还原滴定法是以氧化还原反应为基础的滴定 分析法。 高锰酸钾法——以高锰酸钾为标准溶液； 重铬酸钾法——以重铬酸钾为标准溶液： 碘量法——以碘和硫代硫酸钠为标准溶液； 溴酸钾法——以溴酸钾—溴化钾为标准溶液；
1.6 标准溶液
1、基准物质： 能用于直接配制或标定标准溶液的物质称为基准物质。
作为基准物质应具备的基本要求：性质稳定、组成恒定、相 对分子质量较大、纯度高、易溶解。 常用的基准物质有纯金属和纯化合物：如Ag、Cu、Zn、 Cd、Si、Ge、Co、Ni、Fe和NaCl、K2Cr2O7、Na2CO3、 邻苯二甲酸氨钾，硼砂、CaCO3等。它们的质量分数一般
c、采样器：玻璃或塑料瓶或水桶，清洁（化学指标）或 无菌（微生物指标）。 玻璃采样瓶：测定含油类或其它有机物(生物)水样。 塑料采样瓶：测定水中的微量金属离子、硼、硅、氟等 无机项目。 d、取样方法：一般水样冲洗采样瓶2~3次后再采样。 ①自来水：先放水数分钟再采样。 ②井水：直接采样；或先水桶采样，再移至采样瓶 ③江河湖泊或海水（表面水样）：距岸边1~2m且水下 20~50cm直接采样。 ④污水、废水：重点各排放口
Fe / KMnO4
= 0.005682 g / ml
表示 1mlKMnO4 溶液相当于0.005682g铁
1mlKMnO4 也就是说， 标准溶液能把0.005682gFe2+氧化成Fe3+。
如果在滴定中消耗该标准溶液10ml，则被滴定溶 液中铁的质量为：
mFe = 0.005000 g.mL 10mL = 0.05g
2.精密度：精密度表示各次分析结果相互接近的程度。
精密度的高低用偏差来衡量。 ①偏差：表示测定值与平均值之间的差值。
di = xi x
②标准偏差：
Sr =

i =1
n
(Xi - X )
2
n 1
③相对标准偏差RSD （又称变异系数）:以CV(%) 表示：
Sr CV(%) = c ×100%
3.准确度与精密度的关系：
c、蒸馏：如测定酚类、氟化物、氰化物
d、消解：测金属、无机物
① 酸性消解：
水样中同时存在无机态和有机态金属，可加H2SO4-HNO3或 HNO3-HClO4等，破坏有机物，释放金属离子，再进行测定。
② 干式消解：
高温灼烧去除有机物后，灼烧后残渣（灰分）用2％HNO3溶 解，再进行测定。高温易挥发损失的As、Hg、Cd、Se、Sn 等元素，不宜用此法。 ③ 改变价态消解： 测定汞，加入HNO3和强氧化剂，使汞全部以Hg2+存在。
Ce +Fe =Ce +Fe
4+
2+
Fra Baidu bibliotek3+
3+
在滴定过程中，每加入一定量滴定剂， 反应达到一个新的平衡：
Fe
3+
/Fe
2+
= Ce4+ /Ce3+
0.059lg cFe(III) cFe(II)
sp前，Ce4＋未知，按Fe3＋/Fe2＋电对计算
Fe3+ /Fe2+ =
θ Fe3+ /Fe 2+
按不同用水目的制定的污染物的量阈值。 余氯为下界，其他指标均为上界限值，不可超越。
2 水质指标
物理指标：不涉及化学反应，参数测定后水样不发生变化
化学指标
微生物学指标
（1） 物理指标
1) 水温
2) 臭味（文字描述）和臭阈值
3) 色度 4) 浊度，混凝工艺重要的控制指标 5) 残渣（总残渣 = 可滤残渣 + 不可滤残渣），重量法测定 6) 电导率，电导率仪测定
仪 器 分 析 法 A、光学分析法 :紫外可见、红外、分子荧光及磷光、原子吸收、原 子发射光谱法等 B、电化学分析法：电重量分析、电位分析、电导法、库仑法、伏安 法、极谱分析法等 C、色谱法：气相、液相、离子色谱法 D、其它方法：质谱、核磁共振、X射线、电子显微镜分析等
1.3
水质指标和水质标准
1 水质标准
真值=37.40%
甲、乙、丙、丁 四人测定同一试 样中Ag含量时所 得的结果。
由图看出： 甲所得的结果准确 度和精密度均好， 结果可靠。 乙所得的结果精密 度虽然很高，但准 确度较低。 丙的精密度和准确 度都很差。 丁的精密度很差。
甲 乙 丙 丁
精密度与准确度的关系: 精密度是保证准确度的先决条件； 精密度差，所得结果不可靠； 但高的精密度也不一定能保证高的准确度。
1.2
水分析化学的分类
根据分析任务、分析对象、测定原理、操作方法和具体 要求的不同，分析方法可分为许多种类。 按测定方法的原理划分为化学分析和仪器分析法 化学分析法：以物质的化学反应为基础的分析方法（也称 为经典化学分析法），主要有重量分析法和滴定分析法。 仪器分析法：以物质的物理和物理化学性质为基础的分析 方法（也称为物理和物理化学分析法）。
3、物质的量浓度：
单位体积溶液所含溶质的物质的量（n）。
n C= V
m n= M
由于物质的量n的数值取决于基本单元的选择，因 此，表示物质的量浓度时，必须指明基本单元。
例如：nH2SO4，n1
2
H 2 SO4
M H2SO4 = 98g/mol，M 1
2
= 49g/mol
H 2 SO4
4、滴定度
滴定度是指每毫升标准溶液相当于待测组分的质量。 用T待测物/滴定剂表示。 例如： (1)T
一、条件电极电位
θ'
氧化还原半反应为 ：
Ox ne Red
Ox / R ed =

θ Ox/Red

RT aOx ln nF aRed
θ Ox/Red
25 C时: Ox / R ed =
0.059 aOx lg n aRed
二、氧化还原反应进行的程度
在滴定分析中，要求氧化还原反应进行得越完全 越好。氧化还原反应进行的程度可以用它的平衡 常数的大小来横量。氧化还原反应的平衡常数， 可根据能斯特方程式从有关电对的条件电位或标
准电位求得。一般来说，两电对的条件电位差值
越大，K值也越大，反应进行得越完全
( )n1n2 lg K = 0.059
'
θ 1
θ 2
三、
氧化还原滴定曲线
氧化还原滴定中，随着滴定剂的加入，被滴定物质 的氧化态和还原态的浓度逐渐改变，电对的电极电 位也随之不断改变，在sp附近，溶液必有一个电位 的突变，这种电位改变的情况可用滴定曲线表示。 例：在1 mol.L-1H2SO4溶液中，用0.1000mol.L-1Ce(SO4)2 溶液滴定20.00 mL0.1000 mol.L-1 Fe2+溶液为例说明可逆、 对称氧化还原电对的滴定曲线。 滴定反应：
7) 紫外吸光度值（ UVA254）：反映水中有机物含量
8) 氧化还原电位（ORP）：废水生物处理过程重要控制参数
（2） 微生物指标
保障供水安全的重要指标
1) 细菌总数
2) 大肠菌群 3) 大肠埃希氏菌 4) 耐热大肠菌群 5) 贾第鞭毛虫 6) 隐孢子虫 7) 游离性余氯： Cl2/HOCl/OCl-
mgC/L
总需氧量（TOD） ：水中有机物和还原性无机物在高温下燃烧生
成稳定的氧化物时的需氧量，mgO2/L
1.4 水样的采集、保存和预处理
水质分析的基本程序： 水样采集、保存、预处理、分析、结果计算和报告
1、水样的采集 根据试验目的选取取样点、取样量、采样器和取样 方法。
a、采样点：断面布设和点布设。
1.5分析方法的评价体系
1.准确度 测定值与真实值的接近程度。准确度的高低用误差来衡量。
E = X - XT
常用测量加标回收率评价分析方法的准确度。 回收实验是在测定试样某组分含量（加标前测定值x1）的 基础上，加入已知量的该组分（加标量x2），再次测定其 组分含量（加标后测定值x3）。
x3 x1 回收率= 100% x2
水质分析检测
第1章
绪 论
1.1 水质检测的性质和任务
水质分析检测是研究水及其杂质、污染物的组成、性质、含 量及其分析方法的一门学科。它在日趋严重的水环境污染治 理与检测中起着眼睛和哨兵的作用，给排水设计、水处理工 艺、水环境评价、废水综合利用效果等都必须以分析结果为 依据，并做出正确判断和评价。
通过学习，掌握水分析化学的四大滴定方法（酸碱滴定法、 配位滴定法、沉淀滴定法和氧化还原滴定法）和主要仪器分 析法（分光光度法、原子吸收光谱法和气相色谱分析法等） 的基本原理、基本理论和基本技能，掌握水质分析的基本操 作。
=0.2100×250×10-3×126.07 =6.6187g
（2）间接法（标定法）
粗略地称取一定量物质或量取一定量体积溶液，配 制成接近于所需要浓度的溶液。这样配制的溶液， 其准确浓度还是未知的，必须用基准物质或用另一 种物质的标准溶液来测定它们的准确浓度。这种确 定浓度的操作叫标定。 例如，欲配制0.1mol.L-1 HCI标准溶液，先用浓HCl 稀释配制成浓度大约是0.1mol.L-1的溶液，然后称取 一定量的基准物质如硼砂进行标定。
（1）采样断面布设：
河流水系沿上中下游布设3个采样断面 对照断面（上游）：反映本地区河流水质的初始情况。 检测断面（中游）：反映本地区排放的废水对河段水质 的影响。 结果断面（下游）：反映河流对污染物的稀释净化情况。
对湖泊、水库，应在进出水口布设2个检测断面。
（2）采样点布设：据河流的宽度和深度而定
①在断面上选择采样垂线:
水面宽＜50m，设一条;
水面宽50-100m，设左、右两条;
水面宽大于100m，设左、中、右三条。
②每条垂线上设点：
表层水样：水面下约0.5～1m处; 深层水样：距底质以上0.5～1m处; 中层水样：表层和深层之间的中心位置。
b、取样量：保证分析用量3倍以上，至少做2次平行样。
在99.9%以上。
2、标准溶液的配制方法 （1）直接法 准确称取一定量基准物质，溶解后配成一定体积的 溶液，根据物质质量和溶液体积，即可计算出该溶 液的准确浓度。
例如：欲配制C(H2C2O4.2H2O)为 0.2100mol.L-1标准 溶液250ml，应称取H2C2O4.2H2O多少克？
解： mH 2C2O4 2H 2O = C V M
e、取样形式： 瞬时废水样：浓度、和流量都比较恒定，可随机采样。 平均混合废水样：浓度变化但流量恒定，可在24h内每隔相
同时间，采集等量废水样，最后混合成平均水样。
平均按比例混合废水样：当排放量变化时，24h内每隔相同 时间，流量大时多取，流量少时少取，然后混合而成。
2、 水样的保存
最好现场立即测定，以免发生物理、化学、生物变化。 如不能立即测定，应采用一些措施终止或减缓各种反应。 a、冷藏：<5℃，抑制微生物活动，减慢物理挥发和化学反应 速度 个别指标加NaOH（如氰化物）。 c、加保存试剂： 氧化剂或还原剂：测定汞，加入HNO3和K2Cr2O7(0.05%); 测定硫化物，加入抗坏血酸，防止氧化。
b、控pH值：加酸调pH＜2（防止水解沉淀以及被器壁吸附），
生物抑制剂：测定酚的水样，加CuSO4抑制苯酚菌的分解活动。
3、水样的预处理——水样的分离技术 a、过滤（或澄清、离心）：除去残渣及细菌或藻类。 阻留残渣的能力大小顺序为： 滤膜(0.45m)＞离心＞滤纸＞砂芯漏斗。 b、浓缩（富集）： 蒸发、L-L萃取（分离水中的有机物）、离子交换。