第一章 水质指标和标准优秀PPT.ppt
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1、第一章 水质指标和标准现在学习的是第1页,共47页第一节 水的物理化学特征一一 水的物理特性水的物理特性(1 1)比热)比热 水的比热在所有液体和固体物质中是最大的,同时具有水的比热在所有液体和固体物质中是最大的,同时具有很大的蒸发热和溶解热,所以使得天然水体可以调节气很大的蒸发热和溶解热,所以使得天然水体可以调节气候温度,冷却、储存及传热的优良载体介质。被大量地候温度,冷却、储存及传热的优良载体介质。被大量地用作工业冷却介质或加热介质。用作工业冷却介质或加热介质。水的高比热是由于水能形成分子间氢键所引起的。水的高比热是由于水能形成分子间氢键所引起的。现在学习的是第2页,共47页(2 2)水是
2、一种强极性分子)水是一种强极性分子 (3 3)水与它的同族氢化物比较,熔点、沸点、熔化)水与它的同族氢化物比较,熔点、沸点、熔化 焓、焓、蒸发焓都异常高蒸发焓都异常高 (4 4)水密度反常)水密度反常 现在学习的是第3页,共47页二二二二 水的化学性质水的化学性质水的化学性质水的化学性质(1 1)水的热稳定性)水的热稳定性 水的离解度可以作为水的热稳定性的反应。水的离解度可以作为水的热稳定性的反应。随随着着温温度度的的升升高高,水水的的离离解解度度增增大大,1000K1000K时时,水水的的离离解解度度仅仅有有310310-5-5,即即使使达达到到2400K2400K,离离解解度度也也仅仅有有
3、2.942.94,只只占占水水的的很很小小一一部部分分。所所以以说说水水具具有有很很高高的的热热稳稳定性。定性。(2 2)水合作用)水合作用 水水分分子子是是个个极极性性分分子子,介介电电常常数数很很大大,当当水水分分子子遇遇到到极极性性化化合合物物或或离离子子化化合合物物的的正正负负离离子子时时,水水的的偶偶极极子子将将和和这这些些化化合合物物的的正正负负端端或或离离子子间间产产生生相相互互吸吸引引,于于是是发发生生水水合合作作用用,增增强强溶溶质质的的离离解解能能力力,形形成成具具有有一一定定数数目目的的配配位位水水分分子子的的水水合离子,如合离子,如H H3 3O O+、Fe(HFe(H
4、2 2O)O)6 6+、Zn(HZn(H2 2O)O)4 4+、Cu(HCu(H2 2O)O)4 4+因此,水作为一种溶剂,是任何其它物质都不能与之相比的。因此,水作为一种溶剂,是任何其它物质都不能与之相比的。现在学习的是第4页,共47页(3 3)水解作用)水解作用(4 4)水分子间的质子传递反应)水分子间的质子传递反应 水是一个弱电解质,它可以产生微弱的电离,电离反水是一个弱电解质,它可以产生微弱的电离,电离反应式可表示为:应式可表示为:H H2 2O+HO+H2 2O=HO=H3 3O O+OH+OH现在学习的是第5页,共47页第二节 水质及其指标一、水质一、水质 水质是指水和其中所含的杂
5、质共同表现出来的物理学、化学和生水质是指水和其中所含的杂质共同表现出来的物理学、化学和生物学的综合特性。物学的综合特性。各项水质指标则表示水中杂质的种类、成分和数量,是各项水质指标则表示水中杂质的种类、成分和数量,是判断水质的具体衡量标准。判断水质的具体衡量标准。杂质按其在水中存在的状态分三类:杂质按其在水中存在的状态分三类:悬浮物质:由大于分子尺寸的颗粒组成,它们靠浮力和粘滞力悬浮物质:由大于分子尺寸的颗粒组成,它们靠浮力和粘滞力悬浮于水中。悬浮于水中。溶解物质:由分子和离子组成,被水的分子结构所支撑。溶解物质:由分子和离子组成,被水的分子结构所支撑。胶体物质:介于悬浮物质与溶解物质之间。胶
6、体物质:介于悬浮物质与溶解物质之间。现在学习的是第6页,共47页物理性水质指标物理性水质指标感官物理性状指标感官物理性状指标温度、色度、嗅和味、浑浊度、透明度等温度、色度、嗅和味、浑浊度、透明度等其它物理性水质指标其它物理性水质指标总固体、悬浮固体、溶解固体、可沉固体、电导率总固体、悬浮固体、溶解固体、可沉固体、电导率等等.化学性水质指标化学性水质指标一般的化学性水质指标一般的化学性水质指标pHpH、碱度、硬度、各种阳离子、阴离子、总含盐量、碱度、硬度、各种阳离子、阴离子、总含盐量、一般有机物质等一般有机物质等有毒的化学性水质指标有毒的化学性水质指标各种重金属、氰化物、多环芳烃、各种农药等各种
7、重金属、氰化物、多环芳烃、各种农药等氧平衡指标氧平衡指标溶解氧溶解氧DODO、化学需氧量、化学需氧量CODCOD、生化需氧量、生化需氧量BODBOD、总需、总需氧量氧量TOCTOC等等生物学水质指标生物学水质指标细菌总数、总大肠菌数、各种病原细菌、病毒细菌总数、总大肠菌数、各种病原细菌、病毒二 水质指标现在学习的是第7页,共47页1.物理性水质指标(1 1)感官物理性状指标:)感官物理性状指标:温度、色度、嗅和味、浑浊度、透明度等温度、色度、嗅和味、浑浊度、透明度等(2 2)其它的物理性指标:)其它的物理性指标:总固体、悬浮固体、溶解固体、可沉固体、电导率等总固体、悬浮固体、溶解固体、可沉固体
8、、电导率等.现在学习的是第8页,共47页温度 水的许多物理特性、物质在水中的溶解度以及水中进行的许多物水的许多物理特性、物质在水中的溶解度以及水中进行的许多物理化学过程都和温度有关。理化学过程都和温度有关。地表水的温度随季节、气候条件而有不同程度的变化,地表水的温度随季节、气候条件而有不同程度的变化,0.1-300.1-30 地下水的温度比较稳定,地下水的温度比较稳定,8-128-12工业废水的温度与生产过程有关。工业废水的温度与生产过程有关。饮用水的温度在饮用水的温度在1010比较适宜。比较适宜。测定:现场测定,与地点和深度有关,用测定:现场测定,与地点和深度有关,用0.1 0.1 的汞温度
9、计。的汞温度计。现在学习的是第9页,共47页颜色和色度(1)纯水是无色的。纯水是无色的。颜色有真色和表色之分。颜色有真色和表色之分。真色是由于水中所含溶解物质或胶体物质所致,即除去真色是由于水中所含溶解物质或胶体物质所致,即除去水中悬浮物质后所呈现的颜色。水中悬浮物质后所呈现的颜色。表色包括由溶解物质、胶体物质和悬浮物质共同引起的颜表色包括由溶解物质、胶体物质和悬浮物质共同引起的颜色。色。现在学习的是第10页,共47页颜色和色度(2)一般只对天然水和用水作真色的测定。一般只对天然水和用水作真色的测定。用铂钴标准比色法:氯铂酸钾用铂钴标准比色法:氯铂酸钾K K2 2 PtClPtCl6 6和氯化
10、钴和氯化钴CoClCoCl2 26H6H2 2O O配配置的混合溶液作为色度的标准溶液,规定置的混合溶液作为色度的标准溶液,规定1 1升水中含有升水中含有2.4912.491毫克毫克K K2 2 PtClPtCl6 6及及2.002.00毫克毫克CoClCoCl2 26H6H2 2O O时,即时,即PtPt的浓度为的浓度为1 1毫克毫克/升时所产生的颜色为升时所产生的颜色为1 1度(度(1 1。)测定水样时,将水样颜色与一系列具有不同色度的标准溶液进测定水样时,将水样颜色与一系列具有不同色度的标准溶液进行比较或绘制标准曲线在仪器上进行测定。行比较或绘制标准曲线在仪器上进行测定。由于氯铂酸钾太贵
11、,一般用重铬酸钾和硫酸钴,称铬钴比色法。由于氯铂酸钾太贵,一般用重铬酸钾和硫酸钴,称铬钴比色法。现在学习的是第11页,共47页颜色和色度(3)对废水和污水的颜色常用文字描述,如定性的或深浅程度的一对废水和污水的颜色常用文字描述,如定性的或深浅程度的一般描述。般描述。必要时辅以稀释倍数法:在比色管中将水样用无色清洁水必要时辅以稀释倍数法:在比色管中将水样用无色清洁水稀释成不同倍数,并与液面高度相同的清洁水作比较,取稀释成不同倍数,并与液面高度相同的清洁水作比较,取其刚好看不见颜色时的稀释倍数者,即为色度。其刚好看不见颜色时的稀释倍数者,即为色度。现在学习的是第12页,共47页浑浊度和透明度(1)
12、水中由于含有悬浮及胶体状态的杂质而产生浑浊现象。水中由于含有悬浮及胶体状态的杂质而产生浑浊现象。水的浑浊程度可以用浑浊度来表示。水的浑浊程度可以用浑浊度来表示。A.A.浑浊度与色度:浑浊度与色度:B.B.浑浊度与悬浮物含量:浑浊度与悬浮物含量:悬浮物含量是水中可以用滤纸截留的物质重量悬浮物含量是水中可以用滤纸截留的物质重量 ,是一种直接数量。是一种直接数量。浑浊度是一种光学效应,表现出光线透过水层时受到浑浊度是一种光学效应,表现出光线透过水层时受到的阻碍的程度,与颗粒的数量、浓度、尺寸、形状和折射指数等的阻碍的程度,与颗粒的数量、浓度、尺寸、形状和折射指数等有关。有关。现在学习的是第13页,共
13、47页浑浊度和透明度(2)-标准单位硅单位:硅单位:以不溶性硅如高龄土、漂白土等在蒸馏水中所产生的光学以不溶性硅如高龄土、漂白土等在蒸馏水中所产生的光学阻碍现象为基础,规定阻碍现象为基础,规定1 1毫克毫克/升的升的SiOSiO2 2所构成的浑浊度为所构成的浑浊度为1 1度。度。标准烛单位:标准烛单位:用蜂蜡和鲸脑蜡按一定规格制成标准烛,在直立的玻璃管下点燃,用蜂蜡和鲸脑蜡按一定规格制成标准烛,在直立的玻璃管下点燃,管中注入待测水样,自上方俯视,逐渐增大水柱高度,直到烛焰管中注入待测水样,自上方俯视,逐渐增大水柱高度,直到烛焰恰不能再见到时为止,此水柱高度即为标准烛光值。恰不能再见到时为止,此
14、水柱高度即为标准烛光值。现在学习的是第14页,共47页浑浊度和透明度(3)散射浊度单位(散射浊度单位(FTUFTU)或甲)或甲NTUNTU:用硫酸肼和六次甲基四胺混合液作为标准浑浊液,可成用硫酸肼和六次甲基四胺混合液作为标准浑浊液,可成为标准肼单位:即以为标准肼单位:即以1.0001.000克硫酸肼加水配成克硫酸肼加水配成100100毫升溶液,毫升溶液,10.0010.00克六次甲基四胺也配成克六次甲基四胺也配成100100毫升溶液,取两溶液各毫升溶液,取两溶液各5.05.0毫毫升混合静置升混合静置2424小时,加水定容为小时,加水定容为100100毫升,其浑浊度为毫升,其浑浊度为400400
15、度。度。透明度与浑浊度相反,测定有铅字法和十字法。透明度与浑浊度相反,测定有铅字法和十字法。现在学习的是第15页,共47页固体含量1.1.总固体(总固体(Total Solids)Total Solids):水样在水样在103-105103-105下蒸发干燥后所残余的固体物质总量,也称蒸下蒸发干燥后所残余的固体物质总量,也称蒸发残余物。发残余物。2.2.悬浮性固体(悬浮性固体(Suspended Solids)Suspended Solids)和溶解固体(和溶解固体(dissolved Solids):dissolved Solids):;水样过滤后,滤样截留物蒸干后的残余固体量称为悬浮性固体
16、,水样过滤后,滤样截留物蒸干后的残余固体量称为悬浮性固体,滤过液蒸干后的残余固体量。滤过液蒸干后的残余固体量。3.3.挥发性固体(挥发性固体(Volatile Solids)Volatile Solids)和固定性固体(和固定性固体(Fixed Solids):Fixed Solids):在一定温度下(在一定温度下(600 600)将水样中经蒸发干燥后的固体灼烧)将水样中经蒸发干燥后的固体灼烧而失去的重量。可略表示有机物含量。灼烧后残余物质的而失去的重量。可略表示有机物含量。灼烧后残余物质的重量称为固定性固体。重量称为固定性固体。现在学习的是第16页,共47页电导率水中溶解的盐类均以离子状态存
17、在,具有一定的导电能水中溶解的盐类均以离子状态存在,具有一定的导电能力,因此电导率可以间接地表示出溶解盐类的含量。力,因此电导率可以间接地表示出溶解盐类的含量。电导率的大小受溶液浓度、离子种类及价态和测量方法的影响。电导率的大小受溶液浓度、离子种类及价态和测量方法的影响。电导率是指一定体积溶液的电导,即在电导率是指一定体积溶液的电导,即在2525时面积为时面积为1 1平方厘平方厘米,间距为米,间距为1 1厘米的两片平板电极间溶液的电导。厘米的两片平板电极间溶液的电导。mS/mmS/m或或S/cmS/cm。对天然水而言:对天然水而言:TDS=TDS=(0.55-0.700.55-0.70)s s
18、现在学习的是第17页,共47页3.化学性水质指标(1 1)一般的化学性水质指标:)一般的化学性水质指标:pHpH、碱度、硬度、各种阳离子、阴离子、总含盐量、一般、碱度、硬度、各种阳离子、阴离子、总含盐量、一般有机物质等有机物质等(2 2)有毒的化学性水质指标:)有毒的化学性水质指标:各种重金属、氰化物、多环芳烃、各种农药等。各种重金属、氰化物、多环芳烃、各种农药等。(3 3)氧平衡指标:)氧平衡指标:溶解氧溶解氧DODO、化学需氧量、化学需氧量CODCOD、生化需氧量、生化需氧量BODBOD、总需氧量、总需氧量TOCTOC等。等。现在学习的是第18页,共47页pH 重要的水质指标之一。重要的水
19、质指标之一。一般天然水体的一般天然水体的pHpH值在值在6.0-8.56.0-8.5之间。之间。最测定可用试纸法、比色法、电位法。最测定可用试纸法、比色法、电位法。试纸法虽简单,但误差大;比色法用不同的显色剂进行,比较试纸法虽简单,但误差大;比色法用不同的显色剂进行,比较不方便;电位法用一般酸度计。不方便;电位法用一般酸度计。现在学习的是第19页,共47页硬度(Hardness)(1)致硬金属离子有:致硬金属离子有:a.a.钙、镁离子钙、镁离子;b.b.铁、锰、锶等二价阳离子铁、锰、锶等二价阳离子;c.c.铝离子、三价铁离子铝离子、三价铁离子按阴离子分:按阴离子分:碳酸盐硬度碳酸盐硬度碳酸盐硬
20、度碳酸盐硬度:由钙镁的碳酸盐、重碳酸盐所形成,可经煮:由钙镁的碳酸盐、重碳酸盐所形成,可经煮沸而除去。沸而除去。暂时硬度暂时硬度暂时硬度暂时硬度。Ca(HCOCa(HCO3 3)2 2=CaCO=CaCO3 3+CO+CO2 2+H+H2 2O O 非碳酸盐硬度非碳酸盐硬度非碳酸盐硬度非碳酸盐硬度:由钙、镁的硫酸盐、氯化物等形成,不受:由钙、镁的硫酸盐、氯化物等形成,不受加热的影响。加热的影响。永久硬度永久硬度永久硬度永久硬度。现在学习的是第20页,共47页硬度(2)总硬度总硬度 =钙硬度钙硬度 +镁硬度镁硬度 =碳酸盐硬度碳酸盐硬度 +非碳酸盐硬度非碳酸盐硬度硬度的单位:硬度的单位:mmol
21、/Lmmol/L、mg/L(mg/L(以以CaCOCaCO3 3 计)计)法国度:法国度:10mg/L10mg/L的的CaCOCaCO3 3 德国度:德国度:10mg/L10mg/L的的CaOCaO现在学习的是第21页,共47页硬度(3)设设S=S=碳酸盐碱度碳酸盐碱度+重碳酸盐碱度重碳酸盐碱度 =2CO=2CO3 3+HCO+HCO3 3-1.1.当当1/2S1/2SH H总总时时:H H碳酸盐碳酸盐=1/2S,H=1/2S,H非碳酸盐非碳酸盐=H=H总总-1/2S-1/2S 2.2.当当1/2S=H1/2S=H总总时时:H H碳酸盐碳酸盐=H=H总总,H,H非碳酸盐非碳酸盐=0=03.3.
22、当当1/2S 1/2S H H总总时时:H H碳酸盐碳酸盐=H=H总总,H,H非碳酸盐非碳酸盐=0,=0,负硬度负硬度=H=H总总-1/2S,-1/2S,主要由钠、钾的碳酸盐和重碳酸盐构主要由钠、钾的碳酸盐和重碳酸盐构成。成。现在学习的是第22页,共47页碱度(1)定义:定义:水中能与强酸发生中和反应的全部物质。即水接受质子的能力。包括各种强碱、弱水中能与强酸发生中和反应的全部物质。即水接受质子的能力。包括各种强碱、弱碱和强碱弱酸盐,有机碱等。碱和强碱弱酸盐,有机碱等。天然水中的碱度主要有:天然水中的碱度主要有:COCO3 32-2-、HCOHCO3 3-、OHOH-、HSiOHSiO3 3-
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