水分析第一章2ppt课件.ppt

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1、 水水 分分 析析 化化 学学 Water Analytical Chemistry 主讲主讲:李新宝李新宝Tel:13803710663 QQ:310378562E-mail:1教材教材1.黄君礼编著黄君礼编著.水分析化学水分析化学.中国建筑工中国建筑工业出版社业出版社.2008年年2月月,第三版第三版2.工科大学化学实验工科大学化学实验.哈尔滨工业大学哈尔滨工业大学出版社出版社,2006.2讲授内容讲授内容第第1章章 概论概论第第2章章 水分析测量的质量保证水分析测量的质量保证第第3章章 酸碱滴定法酸碱滴定法第第4章章 络合（配位）滴定法络合（配位）滴定法第第5章章 沉淀滴定法沉淀滴定法第

2、第6章章 氧化还原滴定法氧化还原滴定法第第7章章 电化学分析法（电位法，电导法、极谱法）电化学分析法（电位法，电导法、极谱法）第第8章章 吸收光谱法吸收光谱法第第9章章 色谱法（气相、液相、色谱色谱法（气相、液相、色谱-质谱法）质谱法）第第10章章 原子光谱法（原子吸收、原子发射）原子光谱法（原子吸收、原子发射）3教学要求与安排教学要求与安排1.学时学时:理论理论36h，实验，实验20h，期末考，期末考2h2.成绩评定成绩评定:期末期末70%,实验技能实验技能20%,作业作业10%3.答疑时间答疑时间:周二上午：周二上午：10.10-11.50 地点：地点：龙龙52014.考试时间：（大约在）

3、考试时间：（大约在）16周周4主要参考书主要参考书1.水和废水监测分析方法水和废水监测分析方法.国家环保局编国家环保局编.环境科学出版社环境科学出版社.2.水质分析大全水质分析大全.水质分析大全编写组编水质分析大全编写组编.重庆科技出版社重庆科技出版社.5第一章 绪 论1.1 课程概述-课程性质与任务 性质：研究水及其杂质的性质杂质的性质和测量方法测量方法以及水中污染物的组成、性质、含量组成、性质、含量和和分析方分析方法法的一门学科。主要培养水质工程分析水质工程分析的技能。作用：用于获取水环境污染治理水环境污染治理与水资源规水资源规划划、水资源评价水资源评价的基础数据。要求：取样方法规范性；测

4、量方法正确性；结果判断准确性（国家标准，法律法（国家标准，法律法规）规）6基本要求：基本要求：掌握四大滴定方法掌握四大滴定方法(酸碱、配位、沉淀酸碱、配位、沉淀和氧化还滴定法和氧化还滴定法)和主要的仪器分析方法和主要的仪器分析方法(吸收光谱法、电位分析法、原子吸收法吸收光谱法、电位分析法、原子吸收法及色谱法等及色谱法等)的基本原理、基本知识、基的基本原理、基本知识、基本概念和基本技能。掌握水质分析的基本概念和基本技能。掌握水质分析的基本操作。本操作。4个基本点：个基本点：基本概念，基本原理基本概念，基本原理;基本操作，基本操作，基本技能。基本技能。7课程学习目标 试样试样(水样水样)分析是一个

5、获取信息、分析是一个获取信息、提供提供可靠数据可靠数据的过程。的过程。强化并树立准确的强化并树立准确的“量量”的观念。的观念。培养严谨的科学态度。培养严谨的科学态度。0.1,0.10,0.100初步具备查阅文献、选择分析方法、初步具备查阅文献、选择分析方法、拟订实验方案、拟订实验方案、数据评价能力数据评价能力；独立；独立分析和解决水质工程中实际问题的能分析和解决水质工程中实际问题的能力。力。8课程特点：水分析化学是一门从水分析化学是一门从实践中来实践中来到实践中去的学科。到实践中去的学科。以解决水中的实际问题为目的。以解决水中的实际问题为目的。突出量的概念突出量的概念是各种分析方法的集合：是各

6、种分析方法的集合：每一种分析方法都存在一条相同或相似的内容主每一种分析方法都存在一条相同或相似的内容主线：线：原理原理仪器仪器分析条件分析条件应用（计算）。应用（计算）。与实验密切相关。与实验密切相关。在实验过程中用学过的理论知识解释实验现象。在实验过程中用学过的理论知识解释实验现象。体现知识的综合性应用体现知识的综合性应用 水分析化学是多学科知识综合运用的体现，涉水分析化学是多学科知识综合运用的体现，涉及到无机化学、有机化学、高等数学、物理、电子及到无机化学、有机化学、高等数学、物理、电子学等各学科的知识。学等各学科的知识。9一、水质分析方法概述一、水质分析方法概述 水分析方法多种多样水分析

7、方法多种多样,应根据水分析应根据水分析工作的目的、任务、工作的目的、任务、对象对象等来选择方法。等来选择方法。水中污染物包括：水中污染物包括：无机：金属离子无机：金属离子Ca2+、Mg2+等；等；重金属离子：重金属离子：Pb2+、Fe3+、Mn2+、Cd2+、Hg2+等；等；有机：有机：酚酚、农药、洗涤剂等。、农药、洗涤剂等。1.2 水分析化学水分析化学 分析方法分类分析方法分类10 根据根据分析对象分析对象分分 无机物分析，有机物分析，无机物分析，有机物分析，生物活性物生物活性物质质分析分析根据分析对象含量的根据分析对象含量的数量级数量级分分 常量（常量（1%），微量（），微量（0.011）

8、，痕量，痕量（0.01%），），分子水平分子水平根据分析自动化程度根据分析自动化程度 手工操作，仪器，自动，全自动，智能手工操作，仪器，自动，全自动，智能化仪器化仪器二、水分析方法二、水分析方法111化学分析-借助化学反应 重量分析称重的办法（最古老的分析方法,要有称量形）气化法,沉淀法,电解法,萃取法 用途：残渣分析(常量分析)滴定分析借助化学反应 a.酸碱滴定质子传递(最基础的滴定分析)用途：检验碱度、酸度根据采用的分析原理分类：12b.络合滴定络合反应 M+Y MY 用途：测定 Ca2+、Mg2+、Fe3+、Al3+另外，络合反应可用于掩蔽技术，消除非测定离子的干扰c.沉淀分析沉淀反应A

9、g+Cl-AgCl 用途：如测定水中Cl-等d.氧化还原滴定氧化还原反应(特点：电子转移)用途：测COD等有机污染指标 氧化还原反应也用于废水的化学处理:如脱CN:CN-+ClO2 N213 a.吸收光谱法 用途：分析很多有机分子、无机离子 b.色谱法：气相色谱-用途：如氯仿测定 液相色谱-用途：如多环芳烃测定 离子色谱-用途：如阴离子测定 c.原子吸收法-用途：金属元素测定 d.电化学分析法-用途：pH值的测定2.仪器分析141.3、天然水及其水质纯净的水纯净的水是无色、无味、清澈、透明、无细菌、是无色、无味、清澈、透明、无细菌、无病毒的水。但这类水必须经过处理才能达到。无病毒的水。但这类水

10、必须经过处理才能达到。这类水质在自然界是很少的。自然界提供给人这类水质在自然界是很少的。自然界提供给人类的只是天然水。类的只是天然水。天然水包括天然水包括河流、湖泊河流、湖泊、海洋、地下水（深层、海洋、地下水（深层、浅层浅层）、冰川、）、冰川、土壤土壤、雨水雨水等等。等等。天然水是一个复杂的体系，一般会含有程度不天然水是一个复杂的体系，一般会含有程度不同的杂质。同的杂质。水质水质是是水及其杂质水及其杂质共同表现出的特性。共同表现出的特性。（综合特性）。（综合特性）。15天然水中的杂质类型溶解物质溶解物质盐类阳离子：盐类阳离子：Ca2+、Mg2+、Na+、K+、Fe2+、Cu2+、Mn2+、Zn

11、2+、阴离子：阴离子：HCO3-、SO42-、Cl-、CO32-气体：气体：O2、CO2、N2、H2S 有机物：有机物：COD、BOD、TOC、TOD细菌细菌(微生物）微生物）污水？污水？16按粒径分按粒径分 悬浮物质悬浮物质(粒径：粒径：10-4mm)胶体物质胶体物质(粒径：粒径：10-410-6mm)溶解物质溶解物质(粒径：粒径：10-6mm)按物质性质分：按物质性质分：无机物无机物 有机物有机物 微生物微生物17水体自净水体自净：水体中的微生物氧化分解有机物，使其浓度降低，水体得以净化。18几种常见的饮用水几种常见的饮用水纯净水：无细菌、无病毒、干净卫生，但是长纯净水：无细菌、无病毒、干

12、净卫生，但是长期饮用会带走人体有用的微量元素，增加钙的期饮用会带走人体有用的微量元素，增加钙的流失，易产生疾病。流失，易产生疾病。矿泉水：含多种矿物质和微量元素矿泉水：含多种矿物质和微量元素(Li、Sr、CO2等等)，pH:78与人体液相吻合，与人体液相吻合，有利于维有利于维持酸碱平衡，促进新陈代谢。持酸碱平衡，促进新陈代谢。自来水：营养成分不如矿泉水，基本能满足人自来水：营养成分不如矿泉水，基本能满足人体所需，存放会使细菌增加。体所需，存放会使细菌增加。自来水自来水(当天烧开当天喝当天烧开当天喝)纯净水纯净水(长期饮用降低免疫力长期饮用降低免疫力)矿泉水矿泉水(有条件不妨常喝有条件不妨常喝)

13、191.4 水质指标与水质标准水质指标与水质标准水质指标：物理指标(特点：参数测定后水样不发生变化，不涉及化学反应)：水温，臭味(臭阈值)色度 浊度 残渣 电导率 UVA254 氧化还原电位(ORP)化学指标：pH值酸度和碱度硬度总盐量 有机污染物综合指标 a.高锰酸盐指数(Pi)，b.化学需氧量(COD)c.生物化学需氧量（BOD）d.总有机碳（TOC）e.总需氧量（TOD）微生物学指标 细菌总数 大肠菌群游离性余氯：Cl2/HOCl/OCl-二氧化氯 贾第鞭毛虫和隐孢子虫指标 20一、物理指标1.水温：水的物理、化学性质与水温有密切关系。a.影响水中溶解性气体的溶解度；b.影响水生物和微生

14、物活动、化学和生物化学反 应速度；c.影响盐度、pH值等。水的温度因水源地不同而有很大差异。地下水（温度稳定）812；地面 030。水温测定：在现场进行。常用的测量仪器有水温计、颠倒温度计和热敏电阻温度计。212、臭味与测定臭的方法 定性描述法 这种检验方法的要点是：取100mL水样于250mL锥形瓶中，检验人员依靠自己的嗅觉，分别在20和煮沸稍冷后闻其臭，用适当的词语描述其臭特征，并按下表划分的等级报告臭强度。22定量描述-臭阈值法 把水样用一系列无臭水稀释，闻出最低可辨别出臭气的水样。其浓度称为“臭阈浓度”，其稀释倍数称为“臭阈值”，即 检验操作要点：用水样检验操作要点：用水样(A)和无臭

15、水和无臭水(B)在锥形在锥形瓶中配制水样稀释系列（瓶中配制水样稀释系列（稀释倍数不要让检验稀释倍数不要让检验人员知道人员知道），在水浴上加热至），在水浴上加热至601；检验人；检验人员取出锥形瓶，振荡员取出锥形瓶，振荡23次，去塞，闻其臭气，次，去塞，闻其臭气，与无臭水比较，与无臭水比较，确定确定刚好闻出臭气的那个稀释刚好闻出臭气的那个稀释样，根据其水样体积样，根据其水样体积(A)和无臭水体积和无臭水体积(B)计算计算臭阈值。臭阈值。23注意 为了尽量排除主观因素（嗅觉敏感差异），往往选N个检验人员（一般5名以上）嗅觉迟钝者不能入选。在检验前，必须避免外来气味的刺激。一般用自来水通过颗粒活性炭

16、制取无臭水。243、颜色、颜色颜色是反映水体外观的指标之一。表色-没有去除悬浮物的水所具有的颜色。真色-是指去除悬浮物后水的颜色。颜色的测定：颜色的测定：铂钴标准比色法、稀释倍数法、分光光度法25铂-钴标准比色法用氯铂酸钾与氯化钴配制标准色列。规定：每升水中含1mg铂（相当于2.492mg氯铂酸钾）和0.5mg钴(相当于2mg六水合氯化钴()所具有的颜色为1度，作为标准色度单位。标准色列的配制 向50ml比色管中加入0、0.50、1.00、1.50、2.00、2.50、3.00、3.50、4.00、4.50、5.00、6.00及7.00ml铂钴标准溶液，用水稀释至标线，混匀。各管的色度依次为0

17、、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、60和70度。密塞保存。再与水样进行目视比色（或分光光度法）确定水样的色度。264、残渣(residue)残渣是反映水体外观的指标。总残渣：把适量水样或废水样放在称至恒重的蒸发皿中，先在蒸汽浴或水浴上蒸干，再移入103-105烘箱内烘至恒重，蒸发皿所增加的重量即为总残渣。计算式如下：式中：A总残渣和蒸发皿共重（g）B蒸发皿重（g）；V水样体积（mL）。27 可滤残渣和不可滤残渣可滤残渣：是指将过滤后的水样（滤液）放在称至恒重的蒸发皿内蒸干，再在一定温度下烘至恒重（蒸发皿）所增加的重量。是表征水中溶解性物质含量的指标。溶解性物质含量的指

18、标。不可滤残渣：水样经过滤后留在过滤器上的固体物质，于103-105烘至恒重得到的物质量。它包括不溶于水的泥砂、各种污染物、微生物及难溶无机物等。是表征水中不溶性物质含量不溶性物质含量的指标。的指标。不可滤残渣=总残渣-可滤残渣 （不可滤残渣实际上是悬浮物，SS）28 挥发性残渣和固定性残渣挥发性残渣：水样测定总残渣后，把总残渣在600灼烧30分钟，冷却后用2mL蒸馏水润湿残渣，于103-105烘至恒重，所减少的重量即为挥发性残渣。又称总灼烧残渣 留下来的物质的量为固定性残渣。挥发性残渣=总残渣-固定性残渣29可沉降物又称可沉降固体（放置一定时间可自然沉降）。体积法：用特制的英霍夫锥 形管量取

19、一定体积的水样，静置1小时后，量取下部沉淀 层体积，二者之比即为可沉降 物的量。单位mL/L30 不可滤残渣C1=不可沉降物C2+可沉降物 可沉降物(mg/L)=C1-C2不可沉降物浓度C2测定:将水样在玻璃容器中静置1小时后，在沉降面在沉降面与液面中点与液面中点以上，虹吸取样，按不 可滤残渣的求取方法求得C2（通过不可沉降物浓度不可沉降物浓度求可沉降物浓度)重量法测可沉降物315、浊度、浊度(Turbidity)浊度与透明度相反，是表现水中悬浮物及悬浮物及胶体状态的杂质，引起水的浑浊程度胶体状态的杂质，引起水的浑浊程度。浊度是判断天然水和饮用水是否受到污染的一项重要指标之一，是水中杂质对光光

20、线透过时所发生的阻碍程度，线透过时所发生的阻碍程度，是水样光学性质的反映（从光的角度）。我国规定饮用水浊度不超过1NTU(散射散射浊度单位浊度单位)32浊度单位浊度单位，是以硫酸肼NH2NH2.H2SO4与六次甲基四胺（CH2）6N4生成的白色高分子聚合物（Formazin，福尔马肼）悬浊液为标准，并规定1.25mg硫酸肼/L与12.5mg六次甲基四胺/L所形成的福尔马肼悬浊液的浊度为1NTU（Nephelometric Turbidity Units，散射浊散射浊度单位度单位,由浊度计测定）由浊度计测定）或称之为1FTU（Formazin Turbidity Units，福福尔马肼浊度单位，

21、分光光度法测定）尔马肼浊度单位，分光光度法测定）我国规定饮用水浊度不超过1NTU.33浊度的测定方法 测定浊度的方法有分光光度法、目视比浊法、浊度计法等。分光光度法、目视比浊法需要用硫酸肼、六次甲基四胺及无浊度水无浊度水配制浊度贮备液、和系列浊度标准溶液。目视比浊法为直接比较；分光光度法需要绘制吸光度浊度标准曲线。由水样的吸光度在标准曲线上查出相应浊度。浊度计是依据浑浊液对光进行散射或透射的原浑浊液对光进行散射或透射的原理制理制成的测定水体浊度的专用仪器，一般用于水体浊度的连续自动测定。346、电导率、电导率(conductivity)水的电导率与其所含无机酸、碱、盐的量有一定关系。因此，该指

22、标常用于推测水中离子的总浓度或含盐量。不同类型的水有不同的电导率。不同水质的电导率 超纯水0.10S/cm；新鲜蒸馏水 0.5-2S/cm，新鲜蒸馏水（放置一段时间）2-4S/cm 天然水 50-500S/cm 矿化水可达500-1000S/cm；工业废水（含酸、碱、盐）10000S/cm；海水的电导率30000S/cm 357、UV254水中有许多可以强烈吸收紫外线的有机物，如腐殖质、木质素、鞣酸、不饱和烃和各种芳香族化合物，由于含有双键，在200400nm区都有强烈吸收光谱，尤其在220260nm处有强烈的吸收峰，尤为灵敏。有人提出用紫外光测定水中溶解性有机物，使用波长为波长为253.7n

23、m，作为评价水中有机污染物的指标。吸光度的大小吸光度的大小能够间接反映水中有机污染的程度。普通无机盐类（除了过渡金属离子）在250nm以上都无明显吸收。368、氧化还原电位、氧化还原电位对一个水体来说，由于组成复杂，往往存在多种氧化还原电对电对，构成复杂的氧化还原体系，而其氧化还原电位是多种氧化物质与还原物质发生氧化还原反应的综合结果。这一指标能够帮助了解水体的电化学特征，分析水体的性质，是一项综合性指标综合性指标。尤其是在脱氮除磷中作为指导参数。水体的氧化还原电位必须在现场测定。常用毫伏计或pH计。(oxidation-reduction potential)37二、微生物学指标（Micro

24、organism Index1.细菌总数细菌总数(Total bacterial count)水质参数之一，单位体积水中的细菌总量。其检验方法是:在玻璃平皿内,在加热液化的营养琼脂培养基上接种一毫升水样或稀释水样，冷却凝固后在37C培养24小时，培养基上的细菌菌落数或乘以水样的稀释倍数即为细菌总数。2006年中国颁布的生活饮用水水质标准规定每毫升水的细菌总数不得超过100个CFU（Colony Forming Units,菌落形成单位)382.大肠菌群（Coliform Group）大肠菌群是作为粪便污染指标菌提出来的,用于判断水中有否粪便污染。用大肠菌群作为水质的指示菌的原因有：在人粪中大量

25、存在,因此在被人粪所污染的水体中容易测到;检验方法比较简便；对氯的抵抗力相似于致病的肠道细菌。可以认为：消灭了大肠菌群，致病肠道细菌也已消灭，水可供饮用。2006年中国颁布的生活饮用水水质标准规定，每升水中大肠菌群不得检出。如果检出，要继续检测大肠埃希氏菌和耐热大肠菌群393游离性余氯（free residual chlorine）又称有效余氯。将氯或氯化合物投入水或废水中以直接产生或通过破坏氨或某些有机含氮化合物来产生游离性氯（Cl2/HOCl/OCl-）。Cl2+H2O=HOCl+H+Cl-HOCl=H+OCl-我国生活饮用水卫生标准规定，加氯接触不得低于30min，水中游离余氯不低于0.

26、3mg/L；对于集中式给水系统，除出厂水应符合上述要求外，管网末梢水不应低于0.05mg/L。404、二氧化氯(ClO2)二氧化氯(ClO2)是目前国际上公认的性能优良、效果最好的杀菌剂、食品保鲜剂，能有效减少食源性疾病，被联合国卫生组织(WHO)列为A1级安全消毒剂。除对一般细菌有杀死作用外，对芽孢、病毒、藻类、真菌等均有较好的杀灭作用。同时杀菌过程不产生有害物质，具有高度的安全性。2006年中国颁布的生活饮用水水质标准规定，加二氧化氯不得低于30min，水中二氧化氯不低于0.8mg/L；集中式给水除出厂供水管网末梢水不应低于0.02mg/L。415、贾第鞭毛虫和隐孢子虫指标贾第鞭毛虫和隐孢

27、子虫是水源中普遍存在的寄生原生动物,其高致病性。严重威胁着水质安全，我国2006版标准增加了两项指标。贾第鞭毛虫（简称贾第虫）是导致腹泻的病原体，寄生在人和某些哺乳动物的小肠内，是一种很普遍的肠道寄生虫,全世界有2亿人感染,药物治疗对人体有副作用,且易产生耐药性。隐孢子原虫是一种人兽共患的寄生虫病寄生虫病。在人小肠粘膜上皮表面发育，临床以急慢性腹泻为主要症状，具有感染性。2006年中国颁布的生活饮用水水质标准规定贾第鞭毛虫和隐孢子虫指标小于1个/10L42三、水质标准中的化学指标水质标准中的化学指标pH值酸度和碱度硬度总盐量有机污染物综合指标高锰酸盐指数(permanganate index，

28、Pi)：溶解氧（Dissolved oxygen,DO）化学需氧量(Chemical Oxygen Demand,COD)：生物化学需氧量（BioChemnical Oxygen Demand.BOD）总需氧量（Total Oxygen Demand,TOD)总有机碳（Total Organic Carbon,TOC)431pH值 pH=-lgH+pH值是水溶液最重要的理化参数之一。是水中氢离子活度倒数的对数值（氢离子活度的负对数值）。表示为：pH-lgH+凡涉及化学变化以及生产过程都与pH值有关，因此，在工业、农业、医学、环保和科研领域都需要测量pH值。一般天然的水的PH值多在中性或略碱性范

29、围，但受工业废水、矿物废水污染，其PH值范围可能相差很大。PH值会影响生物的生长、物质的沉淀与溶解、废水的处理等。442.酸度和碱度 酸度和碱度是衡量水体变化的重要指标，它们也是水的综合性特征指标。酸度-给出质子物质的总量 酸度是水中所有所有能与强碱发生中和作用的物质的总量，主要来自水样中存在的强酸、弱酸和强酸弱碱盐等物质。表示方法：在水中，由于溶质的离解或水解而产生氢离子，它们与碱标准溶液作用至一定值所消耗的碱量，称为酸度。45碱度碱度能接受质子的物质的总量。是指水中含有能与强酸发生中和作用的物质的总量。碱度主要来自水样中存在的碳酸盐、重碳酸盐及氢氧化物。碱度可用盐酸标准溶液进行滴定，其反应

30、为：OH-+H+=H2O CO32-+H+=HCO3-HCO3-+H+=H2O+CO2表示方法：碱度用滴定消耗的盐酸来计量。463.硬度（Hardness）硬度：水中Ca2+、Mg2+离子的总量。暂时硬度：一些可溶性的碳酸盐和重碳酸盐形成，煮沸后分解形成沉淀。永久硬度：硫酸盐、氯化物等形成。硬水:暂时硬水：是指含碳酸氢钙，碳酸氢镁较多的水叫暂时硬水，这种水被煮沸后，可溶性钙、镁盐就变成碳酸盐。永久硬水：含硫酸钙、硫酸镁较多的水叫永久硬水，这种水煮沸时，所含盐不能析出，海水就是永久硬水。47硬度表示法硬度表示法 硬度单位通用硬度单位通用mmol/L 表示表示 也可以把也可以把Ca2+、Mg2+离

31、子的总量折算成离子的总量折算成CaCO3或或CaO的克数来表示的克数来表示换算方法：换算方法：1mmol/L硬度硬度=56.1mg CaO/L（德国度）（德国度）=100.1mg CaCO3/L（法国度）（法国度）1德国度德国度=10 mgCaO/L 1法国度法国度=10 mg CaCO3/L 所以所以 1mmol/L硬度硬度=5.61德国度德国度=10法国度法国度 由此把水的软、硬程度分为许多由此把水的软、硬程度分为许多“度度”，统称，统称为硬度为硬度 德国分类法把水分类为德国分类法把水分类为030度度 484、总盐量（Total Salinty）总盐量-水中各种盐类的总和。即水中全部阴、阳

32、离子总量。总盐量有时称为矿化度（有时称为矿化度（Mineralization Rate）矿化度是水化学成分测定水化学成分测定的重要指标，用于评价水中总含盐量，是农田灌溉用水农田灌溉用水评价的主要指标之一。矿化度指标一般只用于天然水矿化度指标一般只用于天然水（高矿化度水所含主要离子:Ca2+,Mg2+,Na+,HCO3-,Cl-,SO42-）。对无污染的水样，测得的矿化度值与该水样在103-105时烘干的总可滤残渣量值相近。总盐量与总可滤残渣的关系 总盐量=总可滤残渣+（1/2）HCO3-（煮沸时损失大约一半）495、有机污染物综合指标(1)高锰酸盐指数(permanganate index，P

33、i)高锰酸盐指数是反映水体中有机及无机有机及无机可氧化物质污染的常用指标。定义为：在一定条件下，用高锰酸钾氧化水样中的某些有机物及无机还原性物质，由消耗的高锰酸钾量计算相当的氧量。（mgO2/L）50(2)溶解氧DO（Dissolved oxygen）溶解氧-空气中的氧溶解在水中成为溶解氧。水中的溶解氧的含量与空气中氧的分压、水的温度都有密切关系：随温度升高而降低，随压力升高而升高；与水层深度成反比。在20、100kPa下，纯水里大约溶解氧9mgL。有些有机化合物在好氧菌作用下发生生物降解，要消耗水里的溶解氧。如果有机物以碳来计算，根据C+O2=CO2可知，每12g碳要消耗32g氧气。当水中的

34、溶解氧值降到5mgL时，一些鱼类的呼吸就发生困难。51(3)化学需氧量（Chemical Oxygen Demand，CODCr）用强氧化剂（我国规定用重铬酸钾），在酸性条件下，将有机物氧化成CO2与水所消耗的氧量来表示水中有机物的多少，称为化学耗氧量。化学需氧量COD单位以O2mg/L计52(4)生化需氧量（BioChemnical Oxygen Demand，BOD）水中有机污染物被好氧微生物分解时所需的氧量称为生化需氧量。它反映了在有氧条件下水中可生物降解的有机物的量。如果在20下，生化培养5天，测得的 BOD量称为BOD5。生化需氧量单位以O2mg/L计53(5)总需氧量TOD（Tot

35、al Oxygen Demand）TOD是总需氧量，指水中能被氧化的物质，主要是有机物质在燃烧中变成稳定的氧化物时所需要的氧量。TOD值能反映几乎全部有机物质经燃烧后变成CO2、H2O、NO、SO2所需要的氧量。它比BOD、COD和高锰酸盐指数更接近于理论需氧量值。但各值之间没有固定的相关关系。总需氧量的结果以mgO2/L表示。54(6)总有机碳TOC（Total Organic Carbon）水中的有机物质的含量，以有机物中的主要元素碳的量来表示，称为总有机碳。TOC的测定类似于TOD的测定。在950的高温下，使水样中的有机物气化燃烧，生成CO2，通过红外线分析仪，测定其生成的CO2之量，即

36、可知总有机碳量。TOC可较全面反映饮用水中有机物微污染程度。TOC的单位为的单位为mgC/L55水质标准：国家或部颁标准 GB57492006生活生活饮用水饮用水饮用水饮用水卫生标准卫生标准GB89781996 污水综合排放标准污水综合排放标准GB38382002地表水地表水环境质量标准环境质量标准GB1484893地下水地下水质量标准质量标准GB 30971997 海水海水水质标准水质标准GB189182002城镇污水处理厂污染物排放标准城镇污水处理厂污染物排放标准GB/T189202002 城市污水再生利用城市污水再生利用城市杂用水水城市杂用水水质标准质标准渔业渔业水质标准水质标准、农业灌

37、溉农业灌溉水质标准、水质标准、污水排入污水排入城市下水道水质标准城市下水道水质标准生活杂用水生活杂用水水质标准水质标准城市污水再生利用城市污水再生利用 景观环境用水景观环境用水水质水质5657585960第第2章章 水分析测量的质量保证水分析测量的质量保证2.1 水样的采集、保存和预处理水样的采集、保存和预处理 2.2 水分析误差及其表达方法水分析误差及其表达方法2.3 纯水和特殊要求的水纯水和特殊要求的水2.4分析测量的质量评价方法分析测量的质量评价方法2.5数据处理数据处理2.6 标准溶液和物质的量浓度标准溶液和物质的量浓度612.1 水样的采集、保存、预处理一、水样的采集（一）采样前的准

38、备-取样点选取、采样器、盛水容器、交通工具（船只）等。取样点：河流水系沿上下游和深度布设，处理设施在进出、水口。取样量：保证分析用量3倍以上，至少做2次平行样 容器：玻璃或塑料瓶，容器清洁（化学指标）或无菌（微生物指标）62（二）采样方法和采样器自来水或抽水设备中的水自来水或抽水设备中的水 采集这些水样时，应先放水几分钟，使采集这些水样时，应先放水几分钟，使积留在管中的杂质及陈旧水排出积留在管中的杂质及陈旧水排出，然后，然后再取样。再取样。表层水表层水-常用采样器常用采样器,溶解氧采水器溶解氧采水器一定深度的水一定深度的水-急流采水器急流采水器泉水、井水泉水、井水 抽汲后抽汲后进行，要保证水样

39、能代表地下水进行，要保证水样能代表地下水源。源。63（三）水样采集的类型瞬时水样瞬时水样是指在某一时间和地点从水体中是指在某一时间和地点从水体中随机采集随机采集的分散的分散水样。水样。混合水样混合水样 多数情况下，所谓混合水样是指在多数情况下，所谓混合水样是指在同一采样点同一采样点于不同时间于不同时间所采集的瞬时水样所采集的瞬时水样混合后混合后得到的样得到的样品，有时用品，有时用“时间混合样时间混合样”的名称与其它混合的名称与其它混合样区别。样区别。综合水样综合水样 是指把从是指把从不同采样点、同时采集不同采样点、同时采集的各个瞬时水的各个瞬时水样混合起来所得到的样品。样混合起来所得到的样品。

40、64（四）水样的运输 水样采集后应尽快进行分析检验，以免水中所含物质由于发生物理、化学和生物学的变化而影响分析结果的正确性。运输时需注意四点：1）塞紧采样器塞子，必要时用封口胶、石蜡封口；2）避免因震动、碰撞而损失或玷污。因此最好将样瓶装箱，用泡沫、塑料或纸条挤紧；3）需冷藏的样品，应配备专门的隔热容器，放入制冷剂，将样瓶置于其中；4）冬季应注意保温，以防样瓶冻裂。65二、水样的保存意义：采用一些措施终止或减缓各种反应速度。地表水现场测定项目有：pH值、色度、水温、浊度、透明度、电导率和溶解氧。对不能现场测定项目需要保存。保存容器 选性能稳定，不易吸附预测组分，杂质含量低的材料制成的容器。保存

41、时间 即最长贮放时间，一般污水的存放时间越短越好。清洁水样：72h；轻污染水样：48h；严重污染水样：12h。保存措施1、选择适当材料的容器。2、控制溶液的PH值。（加酸调pH u ,否定假设否定假设,即即 与与0 有显著差异有显著差异,测定存在系统误差测定存在系统误差.1200接受域接受域拒绝域拒绝域拒绝域拒绝域 -u u 拒绝域和接受域拒绝域和接受域121例例4 已知铁水已知铁水中中w(C)=4.55%(0),=0.08%.现又测现又测5 炉铁水炉铁水,w(C)分别为分别为(%):4.28,4.40,4.42,4.35,4.37.试问均值有无变化试问均值有无变化?(=0.05)解解 假设假

42、设 =0=4.55%,=4.36%查表知查表知 u0.05=1.96,u计计 =3.91.96拒绝假设拒绝假设,即平均含碳量比原来的降低了即平均含碳量比原来的降低了.122b b.t 检验法检验法(未知未知)(1)提出假设提出假设:=0 (2)给定显著水平给定显著水平 (3)计算计算 (4)查查t 表表,若若 拒绝假设拒绝假设.123 例例5 已知已知w(CaO)=30.43%,测得结果为测得结果为:n=6,=30.51%,s=0.05%.问此测定有无系统误差问此测定有无系统误差?(=0.05)解解 假设假设=0=30.43%查查t 表表,t0.05(5)=2.57,t计计 t表表 拒绝假设拒

43、绝假设,此测定存在系统误差此测定存在系统误差.1242.两组测量结果比较两组测量结果比较第一步第一步:F 检验检验比较两组的精密度比较两组的精密度(1)假设假设:1=2 0.050.05F1F2拒绝域拒绝域接受域接受域拒绝域拒绝域F125自由度自由度分分 子子 f1 ()234567f2 219.0019.1619.2519.3019.3319.3619.5039.559.289.129.018.948.888.5346.946.596.396.266.166.095.6355.795.415.195.054.954.884.3665.144.764.534.394.284.213.6774.

44、744.354.123.973.873.793.2384.464.073.843.693.583.502.9394.263.863.633.483.373.292.713.002.602.372.212.102.011.00显著水平为显著水平为0.05的的F 分布值表分布值表较大较大 s分分母母126第二步第二步:t t 检验检验比较比较 与与 检验表明检验表明1=2后后,(1)假设假设 1=2127例例6 6 用两种方法测定用两种方法测定w(Na2CO3)128F计计F0.05(3,4)=6.59，1 和和2 无显著差异；无显著差异；2.t 检验检验(给定给定 =0.05)两种方法不存在系统

45、误差。两种方法不存在系统误差。1.F 检验检验(给定给定 =0.10)解：解：129四、四、有效数字及其运算规则有效数字及其运算规则 一、有效数字的含义及位数 为了得到准确的分析结果，不仅要准确地测量，而且还要正确地记录和运算，即记录的数字不仅表示数量的大小，而且要正确的反映测量的精确程度。如某物重 0.5180g、其中 0.518 是准确的“0”位可疑，即其有上下一个单位的误差，也就是说此物重的绝对误差为 0.0001g,那么它的相对误差为:130131 有效数字的位数有效数字的位数 包括全部可靠数字及包括全部可靠数字及一位一位不确定数字在内不确定数字在内 m 台秤台秤(称至称至0.1g):

46、12.8g(3),0.5g(1),1.0g(2)分析天平分析天平(称至称至0.1mg):12.8218g(6),0.5024g(4),0.0500g(3)V 滴定管滴定管(量至量至0.01mL):26.32mL(4),3.97mL(3)容量瓶容量瓶:100.0mL(4),250.0mL(4)移液管移液管:25.00mL(4);量筒量筒(量至量至1mL或或0.1mL):26mL(2),4.0mL(2)1321.数字前的数字前的0不计不计,数字后的计入数字后的计入:0.02450(4位位)2.数字后的数字后的0含义不清楚时含义不清楚时,最好用指数形式表示最好用指数形式表示:1000(1.0103，

47、1.00103,1.000 103)3.自然数可看成具有无限多位数自然数可看成具有无限多位数(如倍数关系、分数关系如倍数关系、分数关系)；常数亦可看成具有无限多位数，如；常数亦可看成具有无限多位数，如4.数据的第一位数大于等于数据的第一位数大于等于8 的的,可按多一位有效数字对可按多一位有效数字对待，如待，如 9.45104,95.2%,8.6几项规定几项规定1335.对数与指数的有效数字位数按尾数计，对数与指数的有效数字位数按尾数计，如如 10-2.34(2位位);pH=11.02,则则H+=9.510-126.误差只需保留误差只需保留12位；位；7.化学平衡计算中化学平衡计算中,结果一般为

48、两位有效数字结果一般为两位有效数字(由于由于K值一般值一般为两位有效数字为两位有效数字)；8.常量分析法一般为常量分析法一般为4 位有效数字位有效数字(Er0.1%），），微量分析为微量分析为23位位.9.改变单位不能改变有效数字的位数如改变单位不能改变有效数字的位数如1.0L不能写成不能写成:1.0L=1000mL 应写成应写成 1.0 L=1.0103mL 134有效数字运算中的有效数字运算中的修约规则修约规则 四舍六入五成双四舍六入五成双 例如例如,要修约为四位有效数字时要修约为四位有效数字时:尾数尾数4时舍时舍,0.52664-0.5266 尾数尾数6时入时入,0.36266-0.36

49、27 尾数尾数5时时,若后面数为若后面数为0,舍舍5成双成双:10.2350-10.24,250.650-250.6 若若5后面还有不是后面还有不是0的任何数皆入的任何数皆入:18.0850001-18.09 (通常四舍五入通常四舍五入)135运算规则运算规则 加减法加减法:结果的绝对误差应不小于各项中绝对结果的绝对误差应不小于各项中绝对误差最大的数误差最大的数.(与小数点后位数最少的数一致与小数点后位数最少的数一致)50.1 50.1 1.46 1.5 +0.5812 +0.6 52.1412 52.2 52.1一般计算方法一般计算方法:先计算，后修约先计算，后修约.136结果的相对误差应与

50、各因数中相对误差最结果的相对误差应与各因数中相对误差最大的数相适应大的数相适应.(即与有效数字位数最少的一致即与有效数字位数最少的一致)例例 0.012125.661.05780.328432 0.328 乘除法乘除法:137例例0.0192138分析结果表示方法在表示分析结果时,组分含量10%,用4位有效数字;含量在1-10%,用三位有效数字;表示误差大小的有效数字常取1位,最多取2位.139第第5节节 回归分析法回归分析法变量之间的关系，有的是确定的函数关系，有的没有确定的函数关系，变量y随着变量x而变化，但不能由x的取值精确求出y的值，变量y与x间的这种关系称为相关关系。回归分析就是研究