6 金属无机物的测定在工业废水排放标准中规定第一类污染物有:Cr 、Pb 、Hg 、Cd 、As,其中前四种为金属污染物,它们就是积蓄性的难降解的毒物,需严格控制其排放浓度。
它们的测定作为本节重点研究内容。
此外,第二类污染物中Zn 、Cu 的测定,也就是监测的重点。
一、容量法水的硬度测定水的硬度与Ca 、Mg 、Fe 、Al 、Mn 、Sr 、Zn 等金属离子有关,所以总硬度应就是测定这些离子致硬效应的总与。
但就是,一般清洁水中Ca 、Mg 离子含量高于其它几种离子,因此,通常总硬度只就是以Ca 、Mg 含量计算。
EDTA 络合滴定法就是测定硬度的常用方法。
在O H NH Cl NH 234 —缓冲液(pH=10、0)中, Ca2+、Mg2+与指示剂络黑T 反应生成红色络合物,使溶液成酒红色,当加入EDTA 标液时,Ca2+、Mg2+与EDTA 生成1:1络合物,指示剂被置换出来,当达到等当点时,溶液呈现指示剂本身的蓝色。
反应过程如下:红色）、、、()10(22222-++++−−→−=-MgIn Ca Mg pH Ca Mg HIn（红色）、、---−−→−-MgIn CaY MgY Y H 2222（蓝色）、、等当点----++−−−−→−-222222HIn MgY CaY MgY Y H 硬度有三种表示方法: ①V C A A L mmol 1000)'(/⨯⨯-=A ——滴定水样消耗EDTA 的体积,mL;A ’——滴定空白溶液消耗EDTA 的体积,mL;C ——EDTA 的浓度,mol/L;V ——水样体积,mL 。
②04.281000)'(/⨯⨯⨯-=V C A A L CaOmg ,新标准为L mg CaCO /3 ③804.21000)'(⨯⨯⨯-=V C A A 德国度每升水中含有10mgCaO 为一度,8度以下为软水,8度以上为硬水。
过硬的水不适宜工业用与饮用。
所以硬度就是重要的水质指标。
工业废水中锰的测定锰常以MnSO4、胶态有机锰等形式存在于冶金、染料、化工、人造橡胶、制革、电池制造等工业废水中。
当废水中锰含量较高时,可用EDTA 络合滴定法测定。
取适量水样+去离子水至100mL →+20mLNH4Cl —NH3·H2O 缓冲液(pH=10、0),+5mL10%盐酸羟胺(抑制氧化性物质)+5mL30%三乙胺(抑制金属离子的干扰)→铬黑T 为指示剂,EDTA 滴定→终点:红→蓝。
当Ca干扰时,加NaF掩蔽。
7 非金属无机污染物的测定常测的项目有:H+、F-、CN-、As、S2-、N化合物等。
一、酸碱度及pH测定工业排放的含酸、含碱废水,会改变水质状况,改变水生生物的生活环境。
因此在排放前应监测水质的酸碱度,并进行中与后,房客排入天然水体中。
算碱度有几种表示方法:CaCO3的mg/L:表示废水中的酸量理论上中与CaCO3的量,或表示废水中的碱量相当于CaCO3的量。
酸度:用强碱标准溶液将水样滴定至某一pH时所需要的碱量,以毫摩尔/升表示。
由于废水中可能含有:无机酸、有机酸及强酸弱碱盐类,酸性强弱不同,所以,当选用不同的指示剂时,滴定终点的pH有所不同。
目前,我国水质标准中规定了3、7(甲基橙指示剂)与8、3(酚酞指示剂)两种标度。
取一定量的水样,以甲基橙为指示剂,NaOH标液滴定至终点,pH=3、7,此时只能将水样中的强酸中与,所以叫做强酸酸度或甲基橙酸度。
继续用酚酞指示剂,滴定至终点,pH=8、3,此时强酸、弱酸、有机酸及强酸弱碱盐均被中与,此时消耗的碱量称为总酸度或酚酞酸度。
碱度:用强酸标准溶液将水样滴定至某一pH 时所需要的酸量,以毫摩尔/升表示。
水样VmL+酚酞+HCl 标液→pH=8、3(终点),此时强碱被中与,--→323HCO CO ,根据所消耗的酸量,求出的碱度叫做酚酞碱度或强碱碱度;当采用甲基橙为指示剂,终点pH=3、7,强碱、弱碱、有机碱均被中与,称为总碱度或甲基橙碱度。
注意:1、溶液配制时,蒸馏水不用含有CO2;2、废水中的Cl2会使甲基橙褪色,加Na2S2O3消除影响。
3、通常用中与滴定法测定,当溶液颜色较深时,可用电位滴定。
五、硫化物的测定Sulphide ——硫化物 Sulphur ——硫地下水,特别就是温泉水中常含有硫化物,水体中硫化物大部分就是以H2S 形式存在,H2S 从废水中逸散于空气中,会产生异臭污染环境,如果每升水中有十分之及mg 的H2S,即会产生特殊的臭气。
(举例:H2S 中毒事件)水中硫化物的测量方法:思考题:根据方法的检测限,国家检测标准选用哪种方法合适,说明原因。
采样:由于水体中硫化物大量就是以H2S 形式存在,不稳定,还有部分S2-易氧化,因此采样时应及时固定硫化物。
现象采样瓶中加入过量2)(Ac Zn NaOH —溶液,然后将水样注满采样瓶,不得有气泡,防止空气中的氧氧化S2-,使↓→-ZnS S 2。
预处理:当水样成分复杂,干扰物较多时,应进行分离。
将硫化物水样加HCl,转化成H2S,用载气(N2或CO2)吹出后,由吸收液吸收,以达到与干扰物分离的目的。
装置:(略)测定:碘量法硫化物与醋酸锌生成↓ZnS ,溶于酸后,加入过量I2液,I2在酸性条件下与硫化物作用,用硫代硫酸钠滴定剩余的碘,以淀粉为指示剂,至蓝色刚好消失为止。
已知碘标液的量,又知道过量碘就是多少,就可以知道有多少I2与S2-反应,从而计算出S2-的浓度。
(此法在第三章讲述,并安排实验) 讨论:加淀粉指示剂的时间何时为宜？吸收液—水样载气NaAc Ac Zn S H H ZnS Ac Zn NaOH -→−−→−+↓→++222)()(（剩余）过量）232(I I S KI S H H ZnS ++↓→+−→−+↓→-+无色蓝色标液淀粉−−−−→−−−→−322O S Na碘标液的配制与标定:用升华法制得的纯碘,可以直接制成I2标液,但由于碘的挥发性及腐蚀性,不适合在分析天平上称量,所以常采用市售的碘配成近似浓度的溶液,然后进行标定。
在托盘天平上称取一定量的I2与过量的KI,置于研钵中,加少量水研磨,使I2全部溶解→稀释→棕色瓶中保存。
I2液可用标准Na2S2O3溶液标定,也可用As2O3标定。
如取一定量的I2液(VI2mL),加入淀粉指示剂→蓝色,以Na2S2O3标液滴定至蓝色消失,已知322O S Na C 与322O S Na V 、2I V ,可求出I2标液的浓度。
对氨基二甲苯胺比色法比色测定亚甲蓝（蓝绿色）对氨基二甲苯胺−−→−−→−++-nm H S 6652 氮素化合物的测定 Nitrogen Compound(一)水中的氮及其测定意义水中有机物包括C(carbon)、H(hydrogen)、O(oxygen)、N(nitrogen)、S(sulphur)、P(phosphorus)等化合物,其中以氮素化合物最不稳定,它们最初进入水体时,多以有机氮的形式存在,但受微生物作用后,逐渐变成简单化合物,如:3NH →→氨基酸蛋白质有机N 不断↓,而无机N ↑,在缺氧(anaerobic addition)情况下,NH3就是有机氮分解的最终产物;在有氧(aerobic addition)情况下:N NO N NO N NH -→-→---323,此时,有机氮素化合物已完成了无机化的作用。
水质分析中,测定各类氮素化合物,对于了解水源被污染的情况及目前分解的情况有很大帮助。
河流的自净作用包括:N NO N NO N NH N -→-→-→--323有机(organic nitrogen, ammonia nitrogen, nitrite nitrogen, nitrate nitrogen) 随着这个变化的进行,水中致病细菌逐渐减少,所以了解氮素化合物在水中的含量,有助于了解水体自净的情况。
在好氧条件下,水中N 的各种形式的变化规律:第一阶段(初始阶段):新进入水体中的N 就是有机—N,逐渐被微生物分解为NH3—N,因而随时间的上升,有机—N ↓,NH3—N ↑;第二阶段(中间阶段):NH3—N 上升到一定的含量,又开始被好氧菌分解为NO2——N,∴NO2——N ↑,而NH3—N 上升到一个顶峰后开始下降,下降的原因不仅就是NO2——N 上升,更重要的就是此时NO2——N 又开始转化为NO3——N,促进了NH3—N 的转化;第三阶段(末期阶段):NH3—N ↓,NO2——N ↓,NO3——N ↑。
对于氮素化合物进行监测,可以①了解水域的自净情况及水体的自净能力。
取不同河段的水样测定所含氮素的形态,若发现上游排污地段有机氮含量较高,而下游有机氮含量低,NO3——N 含量升高,则说明水域自净能力强。
②了解污染状况及污染趋势:若水中含有有机N 与NH3—N,此水体刚受污染,有严重的危险;若水中含有NO3——N,污染已久,基本得到净化,无太大影响;若水中含有NO2——N,表示有机物的分解尚未完全,若水中NO3——N ↑,NH3—N ↓,此时有少量NO2——N,无关重要,若水中NO3——N 少,NH3—N ↑,此时发现NO2——N 则要警惕,因为此时已提示NO2——N 的污染即将达到峰值。
虽然NO3——N 对人体的危害不如NO2——N 严重,但也不能忽略。
近年来发现NO3—↑,会引起变性血色蛋白症,给水中NO3—含量以N 计应＜20～30mg/L 。
(二)测定方法在环境监测种,常分析以下几种形式的N:有机—N 、NH3—N 、NO2——N 、NO3——N测定结果均以N(mg/L)表示,便于比较。
NH3—N包括+4NH 与3NH 中的N①直接比色法:水样+纳氏试剂→黄棕色化合物→比色纳氏试剂:Nessler ’s Reagent, 42HgI K ,四碘合汞酸钾,碘化汞钾 O H KI OI Hg NH HgI K KOH NH 22242327(23++↓→++黄棕色）黄棕色沉淀无法进行比色,但一般水样中,N NH -3极少,所以只生成黄色溶液,即可比色。
②蒸馏比色法:若水样中含N NH -3较少或水样浑浊、有颜色时,应采用蒸馏比色法测定。
比色测定硼酸吸收缓冲液（水样纳氏试剂蒸馏−−−→−−→−↑−−→−-=++∆3,)4.72.7NH PH 缓冲溶液的作用:碱性介质与利于生成O H NH OH NH 234+↑⇔+-+ 起缓冲作用:+++↑⇔H NH NH 34。
当加热时,↑3NH ,平衡向右移动,反应可以自动进行下去,但↑+][H ,缓冲液就就是为了中与+H ,控制溶液PH,使反应正常进行。
PH 过高,会使有机物释放出一部分3NH ,使结果偏高。
③容量法:当N NH -3含量较高时,＞5mg/L,用此法。
