环境工程基础实验指导

环境工程基础实验指导

主编：张庆乐

泰山医学院

实验一废水悬浮固体和浊度的测定

一、 实验目的和要求

1. 掌握悬浮固体和浊度的测定方法。

2. 实验前复习第二章残渣和浊度的有关内容。 二、悬浮固体的测定

（一）原理

悬浮固体指剩留在滤料上并于103－105℃烘至恒重的固体。测定的方法是将水样通过滤料后，烘干固体残留物及滤料，将所称重量减去滤料重量，即为悬浮固体（总不可滤残渣）。 （二）仪器和试剂 1. 烘箱 2. 分析天平 3. 干燥器

4. 孔径为0.45um滤膜及相应的滤器或中速定量滤纸。 5. 玻璃漏斗

6. 内径为30－50mm称量瓶 （三） 实验步骤

1. 将滤膜放在称量瓶中，打开瓶盖，在103－105℃烘干2小时，取出冷却后盖好瓶盖称重，直至恒重（两次称重相差不超过0.0005g）。 2. 去除漂浮物后，振荡水样，量取均匀适量水样（使悬浮物大于2.5mg），通过面称至恒重的滤膜过滤；用蒸馏水洗残渣3－5次。如样品中含油脂，用10mL石油醚分两次洗残渣。

3. 小心取下滤膜，放入原称量瓶内，在103－105℃烘箱中，打开瓶盖烘2h，冷却后盖好盖称重，直至恒重为止。

（四） 数据处理

B)*1000*1000

V式中：A——悬浮固体＋滤膜及称重瓶重（g）

(A 悬浮固体（mg/L）=

B——滤膜及称重瓶重（g） V——水样体积（mL） （五）注意事项

（1）树叶、木棒、水草等杂质应先从水中去除。

（2）废水粘度高时，可加2－4倍蒸馏水稀释，振荡均匀，待沉淀物下降后再过滤。

（3） 也可采用石棉坩锅进行过滤。 （六） 思考题

1. 进行称重之前对水样如何进行预处理？ 2. 为什么控制温度在103－105℃？

3. 悬浮物的质量浓度和浊度有无关系？ 4. 分析产生测定误差的原因？ 三、浊度

（一）原理

浊度是由水中含有的泥沙、粘土、有机物、无机物、浮游生物等悬浮物质造成的。水体浑浊会影响阳光的透射，影响水生动植物的生长。

浊度以度为单位。1mg一定粒度的白陶土（或硅藻土）在1000mL水中产生的浊度，称为1度。

测定水样浊度可用分光光度法、浊度仪法和目视比浊法。

样品收集于具塞玻璃瓶内，应在取样后尽快测定。如需保存，可在4℃冷暗处保存24h，测试前要激烈振摇水样并恢复到室温；

（二）仪器

100ml具塞比色管、1L容量瓶、移液管，白陶土，标准筛（75μm），烘箱，干燥器，托盘天平。5％氯化汞溶液。

（三）实验步骤

1．把粉碎的白陶土放在105摄氏度烘箱中烘3h，放入干燥器内冷却后取出，用75μm的标准筛进行筛选。称取筛出的粉末（约200～300目）1.00g，放入1L容量瓶中，加水至标线。此标准溶液的浊度为1000度。

2．用移液管取上述标准溶液100mL，放入另一个1mL容量瓶中，加5％的氯化汞溶液0.2mL，然后用蒸馏水稀释到标线。该溶液的浊度为100度。

3．把浊度为100度的白陶土标准液，一边充分振荡，一边迅速用移液管吸取1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0、7.0、8.0、9.0、10.0mL，移入10个100mL比色管中，加水稀释至标线，加盖振荡。它们的浊度分别为1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0、7.0、8.O、9.O、10.0度。

4．取待测水样100mL于比色管中，与上述配制的标准溶液比色管并列放在黑纸上，从上往下垂直观察，将水样和标准溶液相比较，确定水样的浊度。

备注：浊度仪法：

原理与方法：

光电浊度仪运用了光散射的理论。当光束碰在水中微粒表面时，由于光的反射与衍射效应，在微粒的任何一方都产生了一定的光强，这种光称为散射光。散射光也包括沿光束直线方向前进散射和后向散射。每个颗粒的散射光之间也是相互影响的。

散射光的强度受到颗粒物的数量、形状、大小、表面构造以及颜色和水的折射指数等的影响。

光电浊度仪原理，光源入射强度P0的光束通过水样槽中的水样后，在水中颗粒浓度为C的微粒作用下，沿光束方向上的强度减弱为Pt，并在垂直光束方向产生强度为Ps的散射光。它们之间存在如下关系：

lg(P0/Pt) = KbC(透射式浊度仪原理) Ps/P0 = kbC (散射式浊度仪原理)

式中 b—光程 K、k—常数

依据上述原理可设计成两种浊度仪，其中散射式浊度仪更适用于低浊度的测量。 仪器

测量步骤：

1 浊度仪的校正：同分光光度计法步骤1可采用福尔马肼聚合物标准溶液进行标定与校正。另外，采用标准浊度玻璃去校正浊度仪，将标准玻璃放入浊度仪光程中，调节浊度仪读数至标准玻璃上所示值。

2 浊度的测定：将呈有待测浊度水样的皿放入浊度仪光程中，记录浊度仪所示值，即为水样的浊度(NTU或FTU)。 注意

若水样浊度超出测量量程，则要变换量程，重复步骤1、2即可。

实验二 废水中色度和氟化物的测定

一、 目的和要求

1. 了解色度的基本概念，掌握铂钴比色法和稀释倍数法测定废水中色度方法，以及不同方法的适用范围。

2. 掌握用离子活度计或pH计、晶体管毫伏计及氟离子选择电极测定废水氟化物的原理和测定方法，分析干扰测定的因素和消除方法。

二、 废水中色度的测定

水是无色透明的，当水中存在某种物质时，会表现出一定的颜色。溶解性的有机物，部分无机物离子和有色悬浮微粒均可使水着色。

PH值对色度有较大的影响，在测定色度的同时，应测量溶液的PH值。 1. 铂钴比色法 （一）原理

色度通常采用铂钴比色法色度，即把氯铂酸钾与氯化钴配成标准溶液，与水样进行目视比色。每升水中含有1mg铂和0.5mg钴时所具有的颜色，称为1度，作为标准色度单位。

如水样混浊，则放置澄清，也可用离心法或用孔径为0.45um滤膜过滤除去悬浮

物，但不可用滤纸过滤，因滤纸可吸附部分溶解于水的颜色。

（二）

仪器和试剂

① 50mL具塞比色管，其刻度线高度一致。

② 钴铂标准溶液：称取1.246g氯铂酸钾（K2PtC16）(相当于5000mg铂) 及1.000g氯化钴（COCl6·H2O）（相当于250mg钴），溶于100mL水中，加100mL盐酸，用水定容到1000mL。此溶液色度为500度，保存在密塞玻璃瓶中，存放在暗处。 （三） 实验步骤

① 标准色列的配制：向50mL比色管加入0、0.50、1.00、2.00、2.50、3.00、 3.50、4.00、4.50、5.00、6.00、7.00钴铂标准溶液，用水稀释至标线，混匀。各管的色度依次为0、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、60、70度。密塞保存。

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） 将水样与标准色列进行目视比较。观察时，可将比色管置于白瓷板或白纸上，使光线从管底部向上投过液柱，目光自管口垂直向下观察，记下于水样色度相同的钴铂标准色列的色度。 （四） 数据处理

A×50 B 式中：A——稀释后水样相当于钴铂标准色列的色度

色度（度）＝

B——水样的体积（mL） （五）注意事项

①如果样品中有泥土或其他分散很细的悬浮物，虽经预处理而得不到透明水样时，则只测其表色。

②可用重铬酸钾代替氯铂酸钾配置标准色列。方法是：称取0.0437g重铬酸钾和1.000g硫酸钴（COSO4·7H2O），溶于少量水中，加入0.50 mL硫酸，用水稀释到500 mL。此溶液的色度为500度。不宜久存。

（六） 思考题

① 溶液比较混浊时应该如何进行预处理？ ② 为什么不能用滤纸过滤？ 2. 稀释倍数法 （一）原理

将有色工业废水用无色水稀释到接近无色时，记录稀释倍数。以此表示该水样的色度，并辅以用文字描述颜色性质、如深兰色、棕黄色等。

（二）仪器

50ml具塞比色管，其标线高度要一致。 （三）测定步骤

① 取100-150ml澄清水样置于烧杯中，以白色瓷板为背景，观察并描述其颜色

种类。

② 分取澄清的水样，用水稀释成不同倍数，分取50ml，分别置于50ml比色管中，管底部衬一白瓷板，由上向下观察稀释后水样的颜色，并与蒸馏水相比较，直至刚好看不出颜色，记录此时的稀释倍数。

（四）注意事项

如测定水样的真色，应放置澄清取上清夜，或用离心法去除悬浮物后测定；如测定水样的表色，待水样中的大颗粒物悬浮物沉降后，取上清夜测定。

（五）思考题

1.色度的测定在操作上应注意什么问题？ 2.

三、废水中氟化物的测定 （一）原理

将氟离子选择电极和外参比电极（如甘汞电极）浸入欲测含氟溶液，构成原电池。该原电池的电动势与氟离子活度的对数呈线性关系，故通过测量电极与已知F—浓度溶液组成的原电池电动势和电极与待测F-浓度溶液组成原电池的电动势，即可计算出待测水样中F—浓度。常用定量方法是标准曲线法和标准加入法。

对于污染严重的生活污水和工业废水，以及含氟硼酸盐的水样均要进行蒸馏。 （二）仪器

1．氟离子选择性电极。

2．饱和甘汞电极或银-氯化银电极。 3．离子活度计或pH计，精确到0.1mV。

4．磁力搅拌器、聚乙烯或聚四氟乙烯包裹的搅拌子。 5．聚乙烯杯：100mL，150mL。 6．其他通常用的实验室设备。 （三）试剂

所用水为去离子水或无氟蒸馏水。

1．氟化物标准贮备液：称取0.2210g基准氟化钠（NaF）（预先于105—110℃烘干2h，或者于500-650℃烘干约40min，冷却），用水溶解后转入1000mL容量瓶中，稀释至标线，摇匀。贮存在聚乙烯瓶中。此溶液每毫升含氟离子100ug。

2．氟化物标准溶液：用无分度吸管吸取氟化钠标准贮备液10.00mL，注入100mL容量瓶中，稀释至标线，摇匀。此溶液每毫升含氟离子10ug。

3．乙酸钠溶液：称取15g乙酸钠（CH3COONa）溶于水，并稀释至100mL。

4．总离子强度调节缓冲溶液（TISAB）：称取58.8g二水合柠檬酸钠和85g钠，加水溶解，用盐酸调节pH至5-6，转入1000mL容量瓶中，稀释至标线，摇匀。

5．2mol/L盐酸溶液。 （四）测定步骤 1．仪器准备和操作

按照所用测量仪器和电极使用说明，首先接好线路，将各开关置于“关”的位置，开启电源开关，预热15min，以后操作按说明书要求进行。测定前，试液应达到室温，并与标准溶液温度一致（温差不得超过±1℃）。

2．标准曲线绘制：用无分度吸管吸取1.00、3.00、5.00、10.00、20.00mL氟化物标准溶液，分别置于5支50mL容量瓶中，加入10mL总离子强度调节缓冲溶液，用水稀释至标线，摇匀。分别移入100mL聚乙烯杯中，各放入一只塑料搅拌子，按浓度由低到高的顺序，依次插入电极，连续搅拌溶液，读取搅拌状态下的稳态电位值（E）。在每次测量之前，都要用水将电极冲洗净，并用滤纸吸去水分。在半对数坐标纸上绘制E-lgcF-标准曲线，浓度标于对数分格上，最低浓度标于横坐标的起点线上。

3．水样测定：用无分度吸管吸取适量水样，置于50mL容量瓶中，用乙酸钠或盐酸溶液调节至近中性，加入10mL总离子强度调节缓冲溶液，用水稀释至标线，摇匀。将其移入100mL聚乙烯杯中，放入一只塑料搅拌子，插入电极，连续搅拌溶液，待电位稳定后，在继续搅拌下读取电位值（EX）。在每次测量之前，都要用水充分洗涤电极，并用滤纸吸去水分。根据测得的毫伏数，由标准曲线上查得氟化物的含量。

4．空白实验：用蒸馏水代替水样，按测定样品的条件和步骤进行测定。 当水样组成复杂或成分不明时，宜采用一次标准加入法，以便减小基体的影响。其操作是：先按步骤2测定试液的电位值（E1），然后向试液中加入一定量（与试液中氟的含量相近）的氟化物标准液，在不断搅拌下读取稳态电位值（E2）。

（五）计算

1．标准曲线法：根据从标准曲线上查知稀释水样的浓度和稀释倍数即可计算水样中氟化物含量（mg/L）。

2．、标准加入法

cs·VS ΔE Vx

cx = ————（10—— － ——— ）－1

Vx+VsS Vx+Vs

式中： cx———水样中氟化物（F-）浓度（mg/L）；

Vx———水样体积（mL）；

cs———F—标准溶液的浓度（mg/L）； VS———加入F—标准溶液的体积（mL）；

ΔE——等于E1–E2（对阴离子选择性电极），其中，E1为测得水样试液的电位值（mV），E2为试液中加入标准溶液后测得的电位值（mV）；

S——氟离子选择性电极的实测斜率。 如果VS〈〈VX,则上式可简化为：

cx=cx·VS (10△E/S-1) -1/Vx （六）注意事项

1．电极用后应用水充分冲洗干净，并用滤纸吸去水分，放在空气中，或者放在稀的氟化物标准溶液中。如果短时间不再使用，应洗净，吸去水分，套上保护电极敏感部位的保护帽。电极使用前仍应洗净，并吸去水分。

2．如果试液中氟化物含量低，则应从测定值中扣除空白试验值。

3．不得用手触摸电极的敏感膜；如果电极膜表面被有机物等沾污，必须先清洗干净后才能使用。

4．一次标准加入法所加入标准溶液的浓度（cS），应比试液浓度（cX）高10-100倍，加入的体积为试液的1/10-1/100，以使体系的TISAB浓度变化不大。

实验三 水体自净程度的指标

各种形态的氮相互转化和氮循环的平衡变化是环境化学和生态系统研究的重要内容之一。水体中氮产物的主要来源是生活污水和某些工业废水及农业面源。当水体受到含氮有机物污染时，其中的含氮化合物由于水中微生物和氧的作用，可以逐步分解氧化为无机的氨 (NH3)或铵 (NH4+)、亚盐 (NO2-)、盐 (NO3-)等简单的无机氮化物。氨和铵中的氮称为氨氮；亚盐中的氮称为亚盐氮；盐中的氮

称为盐氮。通常把氨氮、亚盐氮和盐氮称为三氮。这几种形态氮的含量都可以作为水质指标，分别代表有机氮转化为无机氮的各个不同阶段。在有氧条件下，氮产物的生物氧化分解一般按氨或铵、亚盐、盐的顺序进行，盐是氧化分解的最终产物。随着含氮化合物的逐步氧化分解，水体中的细菌和其它有机污染物也逐步分解破坏，因而达到水体的净化作用。

有机氮、氨氮、亚盐氮和盐氮的相对含量，在一定程度上可以反映含氮有机物污染的时间长短，对了解水体污染历史以及分解趋势和水体自净状况等有很高的参考价值，见表6-1。目前应用较广的测定三氮方法是比色法，其中最常用的是：纳氏试剂比色法测定氨氮，盐酸萘乙二胺比色法测定亚盐氮，二磺酸酚比色法测定盐氮。 一、 实验目的

1. 掌握测定三氮的基本原理和方法。

2. 解测定三氮对环境化学研究的作用和意义。

二、 仪器

(1) 玻璃蒸馏装置。 (2) pH计。 (3) 恒温水浴。 (4) 分光光度计。 (5) 电炉：220V/1KW。 (6) 比色管：50mL。

(7) 陶瓷蒸发皿：100或200mL。

(8) 移液管：1mL、2mL、5mL。容量瓶：250mL。

三、实验步骤

（一）氨氮的测定——纳氏试剂比色法 1. 原理

氨与纳氏试剂反应可生成黄色的络合物，其色度与氨的含量成正比，可在425nm波长下比色测定，检出限为0.02μg/mL。如水样污染严重，需在pH为7.4的磷酸盐缓冲溶液中预蒸馏分离。 2. 试剂

(1) 不含氨的蒸馏水：水样稀释及试剂配制均用无氨蒸馏水。配制方法包括蒸馏法（每升蒸馏水中加入0.1mL浓硫酸，进行重蒸馏，流出物接受于玻璃容器中）和离子交换法（让蒸馏水通过强酸型阳离子交换树脂来制备较大量的无氨水）。

(2) 磷酸盐缓冲溶液（pH为7.4）：称14.3g 磷酸二氢钾和68.8g磷酸氢二钾，溶于水中并稀释至1L。配制后用pH计测定其pH值，并用磷酸二氢钾或磷酸氢二钾调至pH为7.4。

(3) 吸收液：2%硼酸或0.01mol/L硫酸。

① 2%硼酸溶液：溶解20g硼酸于水中，稀释至1L。

② 0.01mol/L硫酸：量取20mL0.5mol/L的硫酸，用水稀释至1L。

(4) 纳氏试剂：称取5g碘化钾，溶于5mL水中，分别加入少量氯化汞（HgCl2）溶液（2.5 gHgCl2溶于40mL水中，必要时可微热溶解），不断搅拌至微有朱红色沉淀为止。冷却后加入氢氧化钾溶液（15g氢氧化钾溶于30mL水中），充分冷却，加水稀释至100mL。静置一天，取上层清液贮于塑料瓶中，盖紧瓶盖，可保存数月。

(5) 酒石酸钾钠溶液：称取50g酒石酸钾钠（KNaC4H4O6·4H2O）溶于水中，加

热煮沸以驱除氨，冷却后稀释至100mL。

(6) 氨标准溶液：称取3.819 g无水氯化铵（NH4Cl）（预先在100℃干燥至衡重），溶于水中，转入1000mL容量瓶中，稀释至刻度，即配得1.00mgNH3-N/mL 的标准储备液。取此溶液10.00mL稀释至1000mL，即为10μg NH3-N/mL的标准溶液。 3. 步骤

较清洁水样可直接测定，如水样受污染一般按下列步骤进行。

(1) 水样蒸馏：为保证蒸馏装置不含氨，须先在蒸馏瓶中加200mL无氨水，加10mL磷酸盐缓冲溶液、几粒玻璃珠，加热蒸馏至流出液中不含氨为止（用纳氏试剂检验），冷却。然后将此蒸馏瓶中的蒸馏液倾出（但仍留下玻璃珠），量取水样200mL，放入此蒸馏瓶中（如预先试验水样含氨量较大，则取适量的水样，用无氨水稀释至200mL，然后加入10mL磷酸盐缓冲液）。另准备一只250mL的容量瓶，移入50 mL吸收液（吸收液为0.01 mol/L硫酸或2%硼酸溶液），然后将导管末端浸入吸收液中，加热蒸馏，蒸馏速度为每分钟6～8mL，至少收集150mL馏出液，蒸馏至最后1～2min时，把容量瓶放低，使吸收液的液面脱离冷凝管出口，再蒸馏几分钟以洗净冷凝管和导管，用无氨水稀释至250mL，混匀，以备比色测定。

(2) 测定：如为较清洁的水样，直接取50mL澄清水样置于50mL比色管中。一般水样则取用上述方法蒸馏出的水样50mL，置于50mL比色管中。若氨氮含量太高可酌情取适量水样用无氨水稀释至50mL。

另取8支50mL比色管，分别加入铵标准溶液（含氨氮10μg/mL）0.00、0.50、1.00、2.00、3.00、5.00、7.00、10.00mL，加无氨水稀释至刻度。

在上述各比色管中，分别加入1.0mL酒石酸钾钠，摇匀，再加1.5mL纳氏试剂，摇匀放置10min，用1cm比色管，在波长425nm处，以试剂空白为参比测定吸光度，绘制标准曲线，并从标准曲线上查得水样中氨氮的含量（μg/mL）。 （二）亚盐氮的测定—盐酸萘乙二胺比色法 1. 原理

在pH2.0～2.5时，水中亚盐与对氨基苯磺酸生成重氮盐，再与盐酸萘乙二胺偶联生成红色染料，最大吸收波长为3nm，其色度深浅与亚盐含量成正比，可用比色法测定，检出限为0.005μg/mL，测定上限为0.1μg/mL。 2. 试剂

(1) 不含亚盐的蒸馏水：蒸馏水中加入少量高锰酸钾晶体，使呈红色，再加氢氧化钡（或氢氧化钙），使呈碱性，重蒸馏。弃去50mL初馏液，收集中间70%的无锰部分。也可于每升蒸馏水中加入1mL浓硫酸和0.2mL硫酸锰溶液（每100mL蒸馏水中含有36.4g MnSO4·H2O），及1～3mL0.04%高锰酸钾溶液使呈红色，然后重蒸馏。

(2) 亚盐标准储备液：称取1.232g 亚钠溶于水中，加入1mL氯仿，稀释至1000mL 。此溶液每毫升含亚盐氮约为0.25mg。由于亚盐氮在湿空气中易被氧化，所以储备液需标定。

标定方法：吸取50.00mL0.050mol/L高锰酸钾溶液，加5mL浓硫酸及50.00mL亚钠储备液于300mL具塞锥型瓶中（加亚钠贮备液时需将吸管插入高锰酸钾溶液液面以下）混合均匀，置于水浴中加热至70～80℃，按每次10.00mL的量加入足够的0.050mol/L草酸钠标准溶液，使高锰酸钾溶液褪色并过量，记录草酸钠标准溶液用量（V2）；再高锰酸钾溶液滴定过量的草酸钠到溶液呈微红色，记录高锰酸钾溶液用量（V1）。用50mL不含亚盐的水代替亚钠贮备液，如上操作,用草酸钠标准溶液标定高锰酸钾溶的浓度，按下式计算高锰酸钾溶液浓度（mol/L）：ρ1/5KMnO4=0.0500*V4/V3

按下式计算亚盐氮标准储备液的浓度：

ρ亚盐氮=(V1*ρ1/5KMnO4-0.0500*V2)*7.00*1000/50.00

式中，ρ1/5KMnO4是经标定的高锰酸钾标准溶液的浓度，mol/L；V1是滴定标准储备液时，加入高锰酸钾标准溶液总量，mL；V2是滴定亚盐氮标准储备液时，加入草酸钠标准溶液总量，mL；V3是滴定水时，加入高锰酸钾标准溶液总量，mL；

V4是滴定水时，加入草酸钠标准溶液总量，mL；7.00是亚盐氮（1/2N）的摩尔质量，g/mol；50.00是亚盐标准储备液取用量，mL；0.0500是草酸钠标准溶液浓度（1/2 Na2C2O4，0.0500mol/L）。

(3) 亚盐使用液：临用时将标准贮备液配制成每毫升含1.0μg的亚盐氮的标准使用液。

(4) 草酸钠标准溶液（1/2 Na2C2O4，0.0500mol/L）：称取3.350g 经105℃干燥2h的优级纯无水草酸钠溶于水中，转入1000mL容量瓶中加水稀释至刻度。

(5) 高锰酸钾溶液（1/5KMnO4，0.050mol/L）：溶解1.6 g 高锰酸钾于约1.2L水中，煮沸0.5h至1h，使体积减小至1000mL左右，放置过夜，用G3号熔结玻璃漏斗过滤后，滤液贮于棕色试剂瓶中，用上述草酸钠标准溶液标定其准确浓度。

(6) 氢氧化铝悬浮液：溶解125g硫酸铝钾[KAl(SO4)2·12H2O]或硫酸铝铵[NH4Al (SO4)2·12H2O]于1 L水中，加热到60℃，在不断搅拌下慢慢加入55mL浓氨水，放置约1h，转入试剂瓶内，用水反复洗涤沉淀，至洗液中不含氨、氯化物、盐和亚盐为止。澄清后，把上层清液尽量全部倾出，只留浓的悬浮物，最后加100mL水。使用前应振荡均匀。

(7) 盐酸萘乙二胺显色剂：50mL冰醋酸与900mL水混合，加入5.0g对氨基苯磺酸，加热使其全部溶解，再加入0.05g盐酸萘乙二胺，搅拌溶解后用水稀释至1L。溶液无色，贮存于棕色瓶中，在冰箱中保存可稳定一个月（当有颜色时应重新配制）。 3. 步骤

(1) 水样如有颜色和悬浮物，可在每100mL水样中加入2mL 氢氧化铝悬浮液，搅拌后，静置过滤，弃去25mL初滤液。

(2) 取50.00mL澄清水样于50mL比色管中（如亚盐氮含量高，可酌情少取水样，用无亚盐蒸馏水稀释至刻度）。

(3) 取7支50mL比色管，分别加入含亚盐氮1μg/mL的标准溶液0.00、0.50、

1.00、2.00、3.00、4.00、5.00mL，用水稀释至刻度。

(4) 在上述各比色管中分别加入2mL显色剂，20 min后在0nm处，用2cm比色皿，以试剂空白作参比测定其吸光度，绘制标准曲线。从标准曲线上查得水样中亚盐氮的含量（μg/mL）。

（三）盐氮的测定—二磺酸酚比色法 1．原理

浓硫酸与酚作用生成二磺酸酚，在无水条件下二磺酸酚与盐作用生成二磺酸硝基酚，二磺酸硝基酚在碱性溶液中发生分子重排生成黄色化合物，最大吸收波长在410nm处，利用其色度和盐含量成正比，可进行比色测定。少量的氯化物即能引起盐的损失，使结果偏低。可加硫酸银，使其形成氯化银沉淀，过滤去除，以消除氯化物的干扰，（允许氯离子存在的最高浓度为10μg/mL，超过此浓度就要干扰测定）。亚盐氮含量超过0.2μg/mL时，将使结果偏高，可用高锰酸钾将亚盐氧化成盐，再从测定结果中减去亚盐的含量。本法的检出限为0.02μg/mL盐氮，检测上限为2.0μg/mL。 2．试剂

(1) 二磺酸酚试剂：称取15g精制苯酚，置于250mL三角烧瓶中，加入100mL浓硫酸，瓶上放一个漏斗，置沸水浴内加热6h，试剂应为浅棕色稠液，保存于棕色瓶内。

(2) 盐标准储备液：称取0.7218g分析纯钾（经105℃烘4 h），溶于水中，转入1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度。此溶液含盐氮100μg/mL。如加入2mL氯仿保存，溶液可稳定半年以上。

(3) 盐标准溶液：准确移取100mL盐标准储备液，置于蒸发皿中，在水浴上蒸干，然后加入4.0mL二磺酸酚，用玻棒磨擦蒸发皿内壁，静置10min，加入少量蒸馏水，移入500mL容量瓶中，用蒸馏水稀释至标线，即为20μgNO3-N/mL 的标准溶液(相当于88.μg NO3-)。

(4) 硫酸银溶液：称取4.4g硫酸银，溶于水中，稀释至1L，于棕色瓶中避光保存。此溶液1.0mL相当于1.0mg 氯（Cl-）。

(5) 高锰酸钾溶液（1/5KMnO4，0.100 mol/L）：称取0.3g高锰酸钾，溶于蒸馏水中，并稀释至1L。

(6) 乙二胺四乙酸二钠溶液：称取50g乙二胺四乙酸二钠，用20mL蒸馏水调成糊状，然后加入60mL浓氨水，充分混合，使之溶解。

(7) 碳酸钠溶液（1/2Na2CO3，0.100mol/L）：称取5.3g无水碳酸钠，溶于1L水中。实验用水预先要加高锰酸钾重蒸馏，或用去离子水。 3. 步骤

(1) 标准曲线的绘制：分别吸取盐氮标准溶液0.00、1.00、1.50、2.00、2.50、3.00、4.00mL50mL比色管中，加入1.0mL二磺酸酚，加入3.0mL浓氨水，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀。用1mL比色皿，以试剂空白作参比，于波长410nm处测定吸光度，绘制标准曲线。

(2) 样品的测定

脱色：污染严重或色泽较深的水样（即色度超过10度），可在100mL水样中加入2mL Al(OH)3悬浮液。摇匀后，静置数分钟，澄清后过滤，弃去最初滤出的部分溶液（5～10mL）。

除去氯离子：先用银滴定水样中的氯离子含量，据此加入相当量的硫酸银溶液。当氯离子含量小于50mg/L时，加入固体硫酸银。1mg氯离子可与4.4 mg硫酸银作用。取50mL水样，加入一定量的硫酸银溶液或硫酸银固体，充分搅拌后。再通过离心或过滤除去氯化银沉淀，滤液转移至100mL的容量瓶中定容至刻度；也可在80℃水浴中加热水样，摇动三角烧瓶，使氯化银沉淀凝聚，冷却后用多层慢速滤纸过滤至100mL容量瓶，定容至刻度。

扣除亚盐氮影响：如水样中亚盐氮含量超过0.2mg/L，可事先将其氧化

为盐氮。具体方法如下：在已除氯离子的100mL容量瓶中加入1mL 0.5mol/L硫酸溶液，混合均匀后滴加0.100mol/L高锰酸钾溶液，至淡红色出现并保持15min不褪为止，以使亚盐完全转变为盐，最后从测定结果中减去亚盐含量。

测定：吸取上述经处理的水样50.00mL（如盐氮含量较高可酌量减少）至蒸发皿内，如有必要可用0.100mol/L碳酸钠溶液调节水样pH至中性（pH7～8），置于水浴中蒸干。取下蒸发皿，加入1.0mL二磺酸酚，用玻棒研磨，使试剂与蒸发皿内残渣充分接触，静止10min，加入少量蒸馏水，搅匀，滤入50mL比色管中，加入3毫升浓氨水（使溶液明显呈碱性）。如有沉淀可滴加EDTA溶液，使水样变清，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀，测定吸光度。根据标准曲线，计算出水样中盐氮的含量(μg/mL)。

四、数据处理

绘制NH3-N、NO2--N、NO3--N的浓度与吸光度的工作曲线，根据工作曲线和样品吸光度，计算水样中“三氮”的含量；并比较水样中“三氮”的含量，评价水体的自净程度。

五、思考题

1. 如何通过测定三氮的含量来评价水体的“自净”程度？如水体中仅含有NO3--N，而NH4+和NO2-未检出，说明水体“自净”作用进行到什么阶段？如水体中既有大量NH3-N，又有大量NO3--N，水体污染和“自净”状况又如何？ 2. 用纳氏比色法测定氨氮时主要有哪些干扰，如何消除？

3. 在三氮测定时，要求蒸馏水不含NH3、NO2-、NO3-，如何检验？

4. 在蒸馏比色测定氨氮时，为什么要调节水样的pH在7.4作用？pH偏高或偏低对测定结果有何影响？

5. 在亚盐氮分析过程中，水中的强氧化性物质会干扰测定，如何确定并消 除？

实验四 生物化学需氧量的测定----BOD5

一、 目的和要求

1. 了解BOD测定的意义及稀释法测BOD的基本原理。

2. 掌握本方法操作技能，如稀释水的制备、稀释倍数选择、稀释水的校核和溶

解氧的测定等。

二、 原理

生物化学需氧量是指在好氧条件下，微生物分解有机物质的生物化学过程中所需的溶解氧量。

根据参加反应的物质和最终生成的物质，可用下列的反应式来概括生物化学反应过程：

酶

6C6H12O6+16O2+4NH34C5H7O2N+16CO2+28H2O

O2

有机污染物 CO2+H2O+NH3

微生物

微生物分解有机物是一个缓慢的过程，要把可分解的有机物全部分解掉常需要20d以上的时间，微生物的活动与温度有关，所以测定生化需氧量时，常以20℃作为测定的标准温度。一般来说，在第5天消耗的氧量大约是总需氧量的70%，为便于测定，目前国内外普遍采用20℃培养5d所需氧作为指标，以氧的mg/L表示，简称BOD5。

水体发生生物化学过程必须具备：

1. 水体中存在能降解有机物的好气微生物。对易降解的有机物，如碳水化合物、脂肪酸、油脂等，一般微生物均能将其降解，如硝基或硫酸取代芳烃等，则必须进行生物菌种驯化。

2. 有足够的溶解氧。为此，实验用的稀释水要充分曝气以达到氧的饱和或接近饱和。稀释还可以降低水中有机污染物的浓度，使整个分解过程在有足够的溶解氧的条件下进行。

3. 有微生物生长所需的营养物质。本实验加入了一定量的无机营养物物质，如磷盐酸、钙盐、镁盐和铁盐等。

稀释法测定BOD是将水样经过适当稀释后，使其中含有足够的溶解氧供微生物5d生化需氧的要求，将此水样分成两份。一份测定培养前的溶解氧；另一份放入20℃恒温箱内培养5d后测定溶解氧，两者的差值即为BOD5。

水中有机污染物的含量越高，水中溶解氧消耗愈多，BOD值也愈高，水质愈差。

BOD是一种量度水中可被生物降解部分有机物（包括某些无机物）的综合指标，常用来评价水体有机物的污染程度，并已成为污水处理过程中的一项基本指标。

三、 仪器与试剂

1. 恒温培养箱[（20+1）℃]。 2. 20L细玻璃瓶。

3. 抽气泵（或无油压缩泵）。

4. 特制搅拌棒。在玻璃下端安装一个2mm厚，大小和量筒相匹配的有孔橡皮片。 5. 250~300mL碘量瓶。

6. 氯化钙溶液。称取27.5g无水氯化钙，溶于水中，稀释至1L。

7. 三氯化铁溶液。称取0.25g三氯化铁（FeCl3·6H2O），溶于水中，稀释至1L。 8. 硫酸镁溶液。称取22.5g硫酸镁（MgSO4·7H2O）,溶于水中，稀释至1L。 9. 磷酸盐溶液。称取8.5g磷酸二氢钾（KH2PO4）、21.75g磷酸氢二钾（K2HPO4）、33.4g磷酸氢二钠（NaHPO4·7H2O）和1.7g氯化氨（NH4CL），溶于水中，稀释至1L，此溶液的pH应为7.2。

10.葡萄糖-谷氨酸溶液。分别称取150mg葡萄糖和谷氨酸（均于130℃烘过1h），溶于水中，稀释至1L。

11.1mol盐酸溶液。 12.1mol氢氧化钠溶液。

13.稀释水。在20L玻璃瓶内加入18L水，用抽气或无油压缩机通入清洁空气2~8h，使水中溶解氧饱和或接近饱和（20℃时溶解氧大于8mg/L）。使用前，每升水中加入氯化钙溶液、三氯化铁溶液、硫酸溶液和磷酸盐溶液各1mL，混合。稀释水pH应为7.2，BOD5值应小于0.2mg/L。

14.接种稀释水。取适量生活污水于20C放置24~36h，上层清液即为接种液，每升稀释水中加入1~3mL 接种液即为接种1稀释水。对某些特殊工业废水最好加入专门培养驯化过的菌种。

15.其他溶液。与碘量法测定溶解氧实验相同的硫酸锰溶液、碘性碘化钾溶液、浓硫酸、0.025mol硫化硫酸钠标准溶液和1%的淀粉溶液（详见实验3“水中溶解氧

的测定”）。

四、 实验步骤

1、 水样的采集、存储和预处理

（1） 采集水样于适当大小的玻璃瓶中（根据水质情况而定），用玻璃塞塞紧，且不留气泡。采样后，需在2h内测定；否则，应在4℃或4℃以下保存，且应在采集后10h内测定。

（2） 用1mol氢氧化钠或1mol盐酸溶液调节pH为7.2。

（3） 游离氯大于0.10mg/L的水样，加亚硫酸钠或硫代硫酸钠除区[见注意事项1]。

（4） 确定稀释倍数[见注意事项2]。 2、 水样的稀释

根据确定的稀释倍数，用虹吸法把一定量的污水引入1L量筒中，再沿壁慢慢加入所需稀释水（接种稀释水），用特制搅拌棒在水面以下慢慢搅匀（不应产生气泡），然后沿瓶壁慢慢倾入两个预先编号、体积相同的(250mL)的碘量瓶中，直到充满后溢出少许为止。盖严并水封，注意瓶内不能有气泡。

用同样方法配置另两份稀释比水样。 3、 对照样的配置

另取两个有编号的碘量瓶加入稀释水或接种作为空白。 4、 培养

将各稀释比的水样，稀释水（接种稀释水）空白各取一瓶放入（20+1）C的培养箱内培养5d，培养过程中需每天添加封口水。

5、 溶解氧的测定

参见附录“水中溶解氧的测定”。

（1）用碘量法测定未经培养的各份稀释比的水样和空白水样中的剩余溶解氧。 （2）用同样方法测定经培养5d后，各份稀释水样和溶解水样中的剩余溶解氧。 五、 数据处理

根据公式计算BOD5，并以表格形式表示测定数据和结果。

BOD5浓度（以O2计）（mg/L）= [(D1-D2)-(B1-B2)]×式中：D1—稀释水样培养前的溶解氧量，mg/L；

f1 f2D2—稀释水样培养5d后残留溶解氧量，mg/L

B1—稀释水（或接种稀释水）培养前的溶解氧量，mg/L； B2—稀释水（或接种稀释水）经培养5d后残留溶解氧量，mg/L； f 1—稀释水（或接种稀释水）在培养溶液中所占的比例； f 2—水样在培养液中所占的比例。 六、注意事项

1. 为除去水样中游离氯而加入亚硫酸钠的量可用实验方法得到。取100.0mL待测水样于碘量瓶中，加入1mL 1%硫酸溶液，1mL 10%碘化钾溶液，摇匀，以淀粉为指示剂，用标准硫代硫酸钠或亚硫酸钠溶液滴定，计算100mL水样所需硫代硫酸钠的量，推算所用水样应加入的量。

2. 稀释比应根据水中有机物的含量来确定。 （1） 较为清洁的水样，不需稀释。 （2） 污染严重的水样，稀释100~1000倍。 （3） 常规沉淀过污水，稀释20~100倍。 （4） 受污染的河水，稀释0~4倍。

（5） 性质不了解的水样，稀释倍数从COD值估算，取大于酸性高锰盐指数值的1/4，小于CODcr值的1/5。原则上，是以培养后减少的溶解氧占培养前溶解氧的40%~70%为宜。

3. 本实验操作最好在20℃左右室温下进行，实验用稀释水和水样应保持在20℃左右。

4. 所用试剂和稀释水如发现浑浊有细菌生长时，应弃去重新配制，或用葡萄糖—谷氨酸标准溶液校核。当测定2%稀释度的葡萄糖—谷氨酸标准溶液时，若BOD5超过（200±37）mg/L范围，则说明试剂或稀释水有问题或操作技术有问题。

七、思考题

1. 本实验误差的主要来源是什么？如何使实验结果较准确？ 2. BOD5在环境评价中有何作用？有何局限性？

附录： 水中溶解氧的测定

一、目的和要求

1. 了解测定溶解氧（dissovlved oxygen，DO）的意义和方法。 2. 掌握碘量法测定溶解氧的操作技术。 二、原理

溶于水中的氧称为溶解氧，当水体受到还原性物质污染时，溶解氧即下降，而有藻类繁殖时，溶解氧呈过饱和，因此，水体中溶解氧的变化情况，在一定程度上反映了水体受污染的程度。

碘量法测定溶解氧的原理为：氢氧化亚锰性溶液中，被水中溶解氧氧化成四价锰的水合物H4MnO4，但在酸性溶液中四价锰又能氧化KI而析出I2。析出碘的摩尔数与水中溶解氧的当量数相等，因此可用硫代硫酸钠的标准溶液滴定。 根据硫化酸钠的用量，一计算出水中溶解氧的含量。

MnSO4+2NaOH Mn(OH2) (白色) + NA2SO4

2Mn(OH)2 +O2 4H2MnO3 (棕色) 2H4MnO4 （棕色） 1

2Mn(OH)2+ O2 2H3MNO3 (棕色)

2 2H3MNO3+3H2SO4+2KI MnSO4+I2+K2SO4+H2O I2+2Na2S2O3 2 NaI+Na2S4O6

三、仪器与试剂

1. 具塞碘量瓶（250mL或300mL）。

2. 硫酸锰溶液。称取480克MnSO4.4H2O溶于300~400mL水中，若有不溶物，应过滤。

3. 碱性碘化钾溶液。称取500g氢氧，化钠溶液冷却后，将两种溶液混合，稀释至1000mL，储于塑料瓶内，用黑纸包裹避光。

4. 浓硫酸。

5. 3mol/L硫酸溶液。

6. 1%淀粉溶液。称取1g可溶性淀粉，用少量水调成糊状，然后加入刚煮沸的100mL水（也可加热1~2min）。冷却后加入0。1g水杨酸或0。4氯化锌防腐。

7. 0.025mol/L重铬酸标准溶液。称取7.38g在105~110。C烘干2h的重酸钾，溶解后转入1000mL容量瓶内，用水稀释至刻度、摇匀。

8. 0.025mol/L硫代硫酸钠溶液。称取6.2gNa2S2O3·5H2O,溶于经煮沸冷却的水中，加入0.2g无水硫酸钠，稀释至1000mL，储于棕色试剂瓶内，使用前用0.0250mol/L重铬酸钾标准溶液标定。标定方法如下：

在250mL碘量瓶中加入水、1.0g碘化钾、5.00mL0.0250mol/L 重铬酸钾溶液和5mL3mol硫酸，摇匀，加塞后置于暗处5min，用待标定的硫代硫酸钠溶液滴定至浅黄色，然后加入1％淀粉溶液1.0mL，继续滴定至蓝色刚好消去，记录用量。平行做3份。

硫代硫酸钠的物质的量浓度c1为

c1＝6×c2×V2 V1 式中： c2——重铬酸钾标准溶液的物质的量浓度；

V1——消耗的硫化硫酸纳溶液的体积； V2——重铬酸钾标准溶液的体积。 四、实验步骤

1. 将洗净的250mL碘量瓶用待测水样荡洗3次。用虹吸水样注满碘量瓶，迅速盖紧瓶盖，瓶中不能留有气泡。平行做3份水样。

2. 取下瓶塞，分别加入1.0mL硫酸锰溶液和2.0mL碱性碘化钾溶液（加溶液时，移液管顶端应插入液面以下）。盖上瓶塞，注意瓶内不能留有气泡，然后将碘量瓶反复摇动数次，静置，当沉淀物下降至瓶高一半时，再颠倒摇动一次。继续静置，待沉淀物下降至瓶底后，轻启瓶塞，加入2.0mL硫酸（移液管插入液面以下）。小心盖好瓶塞颠倒摇匀。此时沉淀应溶解。若溶解不完全，可再加入少量浓硫酸至溶液澄清且呈黄色或棕色（因析出游离碘）。置于暗处5min。

3. 从每个碘量瓶内取出2份100.0mL水样，分别置于2个250mL碘量瓶中，用硫代硫酸钾溶液滴定。当溶液呈微黄色时，加入1%淀粉溶液1mL，继续滴定至蓝色刚好消失为止，记入用量。

五、数据处理

溶解氧浓度（mg/L）＝

c1/2×V1×16×1000

100.0式中：c1——硫代硫酸纳溶液的物质的量浓度；

V1——消耗的硫代硫酸钠溶液的体积。 六、注意事项

1. 水样呈强酸或强碱时，可用氢氧化钾或盐酸调至中性后测定。 2. 水样中游离氯大于0.1mg/L时，应加入硫化硫酸钠除去，方法如下： 250mL的碘量瓶装满水样，加入5mL 3mol/L硫酸和1g碘化钾，摇匀，此时应有碘析出，吸取100.0mL该溶液与另一个250mL碘量瓶中，用硫代硫酸钠标准溶液滴定至浅黄色，加入1% 淀粉溶液1.0mL，再滴定至蓝色刚好消失。根据计算得到氯离子浓度，向待测水样中加入一定量的硫代硫酸钠溶液，以消除游离氯的影响。

3. 水样采集后，应加入流酸锰和碱性碘化钾溶液以固定溶解氧，当水样含有藻类、悬浮物、氧化还原性物质，必须进行预处理。

实验五 化学需氧量的测定

一、 目的和要求

1. 了解测定COD的意义和方法。

2. 掌握重铬酸钾法测定COD的原理和方法。 二、 原理

在强酸性溶液中，一定量的重铬酸钾氧化水中还原性物质，过量的重铬酸钾以试亚铁灵作为指示剂。用硫酸亚铁铵溶液回滴，根据用量算出水样中还原性物质消耗氧的量。

酸性重铬酸钾氧化性很强，可氧化大部分有机物，加入硫酸银做催化剂时，直链脂肪族化合物可完全被氧化，而芳香族有机物却不易被氧化，吡啶不被氧化，挥发性直链脂肪族化合物、苯等有机物存在于蒸气相，不能与氧化剂液体接触，氧化不明显。氯离子含量高于2000mg/L的样品应先做定量稀释，使含量降低至2000mg/L以下，在进行测定。

用0.25mol/L浓度的重铬酸钾溶液可测定大于50mg/L的COD值，用0.025mol/L浓度的重铬酸钾溶液可测度5~50mg/L的COD值，但准确较差。

三、 仪器与试剂

1. 回流装置。带250mL锥行瓶的全玻璃回流装置（如取样量在30mL以上，采用500mL锥行瓶的全玻璃回流装置）。

2. 加热装置。电热板或变阻电炉。 3. 50mL酸式滴定管。

1

4. 铬酸钾标准溶液（ K2Cr2O7=0.2500mol/L）。称取预先在120℃烘干2h的基准

6或优级纯重铬酸钾12.258g溶于水中，移入1000mL容量瓶，稀释至标线，摇匀。

5. 试亚铁灵指示液。称取1.485g邻菲罗啉（C12H8N2·H2O 1，10-phenanthnoline）,0.695g硫酸亚铁（FeSO4·7H2O）溶于水中，稀释至100mL，储于棕色瓶内。

6. 硫酸亚铁铵标准溶液[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O~0.1mol/L] 。称取39.5g硫酸亚铁铵溶于水中，边搅拌边缓慢加入20mL浓硫酸，冷却后移入1000mL容量瓶中，加水稀释至标线，摇匀。临用前，用重铬酸钾标准溶液标定。

标定的方法：标准吸取10.00mL重铬酸钾标准溶液于500mL锥型瓶中，加水稀释至110mL左右，缓慢加入30mL浓硫酸，混匀。冷却后，加入3滴亚铁灵指示液（约0.15mL），用硫酸亚铁铵溶液滴定，溶液的颜色有黄色经蓝绿色至红褐色即为终点。

0.2500×10.00 C[(NH4)2Fe(SO4)2]=

V式中：C[(NH4)2Fe(SO4)2]-------硫酸亚铁铵标准溶液的浓度，mol/L；

V --------硫酸亚铁铵标准滴定溶液的用量，mL。

7. 硫酸-硫酸银溶液。于2500mL浓硫酸溶液中加入25g硫酸银。放置1~2d，不时摇动使其溶解（如无2500mL容器，可在500mL浓硫酸中加入5g硫酸银）。

8. 硫酸汞。结晶或粉末。 四、实验步骤

1. 20.00mL混合均匀的水样（或适量水样稀释至20.00mL）置250mL磨口的回流锥型瓶中，准确加入10.00mL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，从冷凝管上慢慢加入30mL硫酸银溶液。轻轻摇动锥型瓶使溶液混匀，加热回流2h（自开始沸腾时计时）。

（1） 对于化学需氧量的废水样，可先取上述操作所需体积1/10的废水样和试剂：于15mm x 150mm硬质玻璃试管中，摇匀，加热后观察是否变成绿色。如溶液显绿色，在适当减少废水取样量，直至溶液不变路色为止。从而确定废水样分析时应取用的体积。稀释时，所取废水样量不得少于5mL，如果化学需氧量很高，则废水应多次稀释。

（2） 废水中氯离子含量超过30mg/L时，应先把0.4g硫酸汞加入回流锥形瓶中，在加20.00mL废水（或适量废水稀释至20.00mL），摇匀。以下操作同实验步骤。

2. 冷却后，用90mL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。

3. 溶液再度冷却后，加3滴亚铁灵指示液，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，以20.00mL重蒸馏水，按同样操作步骤做空白实验。 5. 记录滴定空白时硫酸亚铁铵标准溶液的用量。 五、数据处理

CODcr浓度（以O2计）（mg/L）=（V0-V1）× c×8×1000/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的用量，Ml； V1------滴定水样时硫酸亚铁标准溶液的用量，mL； V------水样的体积，mL；

8------氧（1/2 O）摩尔质量，g/mol。 六、注意事项

1. 使用0.4g硫酸汞铬合氯离子的最高量可达40mg，如取用20.00mL水样，即最高可铬合2000g/l氯离子浓度的水样。若氯离子浓度较低，也可少加硫酸汞，使保持硫酸汞：氯离子=10：1（质量分数）。若出现少量氯化汞沉淀，并不影响测定。

2. 水样取用体积可在10.00~50.00mL范围之间，但试剂用量及浓度需按表1-5-1进行相应调整，也可得到满意的结果。

3. 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。

4. 水样加热回流后，溶液中重铬钾剩余量应为加入量的1/5~4/5为宜。 5. 用邻苯二钾酸氢钾标准溶液检查试剂的质量和操作技术时，由于每克邻苯二钾酸氢钾的理论CDOcr为1.176g，所以溶解0.4251g 邻苯二钾酸氢钾（HOOCC6H4COOK）于重蒸馏水中，转入1000mL容量瓶，用重蒸馏水稀释至标线，使之成为500mg/l的CODcr标准溶液，用时新配。

6. CODcr的测定结果应保留三位有效数字。

7. 每次实验时应对硫酸亚铁标准溶液进行标定，室温较高时尤其注意其浓度变化。

表 1-5-1 水样取用量和试剂用量表

水样体积 /mL 10.0 20.0 30.0 0.2500mol/L K2Cr2O7溶液/mL 5.0 10.0 15.0 H2SO4-Ag2SO4 /mL 15 30 45 HgSO4 /g 0.2 0.4 0.6 FeSO4(NH3)2SO4 /(mol/L) 0.050 0.100 0.150 滴定前总体积 70 14. 210 40.0 50.0 七、思考题

20.0 25.0 60 75 0.8 1.0 0.200 0.250 280 350 （1） 为什么需要做空白实验？

（2） 化学需氧量的测定时，有哪些影响因素？

实验六 水中铬的测定

一、 目的和要求

1. 掌握用分光光度法测定六价铬和总铬的原理和方法；熟练应用分光光度计。 2. 预习第二章第六节测定铬的各种方法，比较其优缺点。 二、 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0nm，吸光度与浓度符合比尔定律。如果测定总铬，需现用高锰酸钾将水样中的三价铬氧化为六价，再用本法测定。

三、 六价铬的测定 1.仪器

（1） 分光光度计，比色皿（1cm、3cm）。 （2） 50mL具塞比色管，移液管，容量瓶等。 2. 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：称取硫酸锌（ZnSO4·7H2O）8g，溶于100mL水中；称取氢氧化钠2.4g,溶于120mL水中。将以上两液混合。 （6） 4％（m/V）高锰酸钾溶液。

（7） 铬标准贮备液：称取于120干燥2h的重铬酸钾（优级纯）0.2829克，用水溶解，移入1000mL容量瓶中，用水稀释至标线，摇均。每毫升贮备液含0.100ug六价铬。

（8） 铬标准使用液：吸取5.00mL铬标准贮备液于500mL容量瓶中，用水稀释至标线，摇均。每毫升标准使用液含1.00ug六价铬。使用当天配制。 （9） 20％（m/V）尿素溶液。 （10） 2％（m/V）亚钠溶液。

（11） 二苯碳酰二肼溶液：称取二苯碳酰二肼（简称DPC,C13H14N4O）0.2g,溶于50mL丙酮中，加水稀释至100mL，摇均，贮于棕色瓶内，，置于冰箱中保存。颜色变深后不能再用。

3. 测定步骤 3.1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行过滤处 （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

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，并以同法做标准曲线。 3.2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，摇均。加入2mL显色剂溶液，摇均。5－10min后，于0nm波长处，用1cm或3cm比色皿，以水为参比，测定习吸光度并作空白校正。以吸光度为纵坐标，相应六价铬含量为横坐标绘出标准曲线。

3.3水样的测定：取适量（含Cr6+少于50ug）无色透明或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 数据处理

m Cr（mg/L）＝

V式中：m——从标准曲线上查得的Cr6+量（ug）；

6+

V——水样体积（mL）。 四、 总铬的测定 1仪器

同Cr6+测定。 2试剂

2.1；硫酸；三氯甲烷。 2.2 1＋1氢氧化铵溶液。

2.3 5％（m/V）铜铁试剂[C6H5N(NO)ONH4]5g，溶于冰冷水中并稀释至100mL。临用时现配。

2.4 其他试剂同六价铬得测定试剂（1）、（2）、（5）－（10） 3测定步骤 3.1水样预处理

（1）一般清洁地面水可直接用高们酸钾氧化后测定。

（2）对含大量有机物得水样，需进行消解处理。即取50mL或适量（含铬少于50ug）水样，置于150mL烧杯中，加入5mL和3mL硫酸，加热蒸发至冒白烟。如溶液仍有色，再加入5mL，重复上述操作，至溶液清澈，冷却。用水稀释至10mL，用氢氧化铵溶液中和至pH1－2，移入50mL容量瓶中，用水稀释至标线，摇均，供测定。

（3）如果水样中钼、钒、铁 、铜等含量较大，先用铜铁试剂－三氯甲烷萃取除去，然后再进行消解处理。

3.2高锰酸钾氧化三价铬：取50.0mL或适量（铬含量少于50ug）清洁水样或经预处理得水样（如不到50.0mL，用水补充至50.0mL）于150mL锥形瓶中，用氢氧化铵和硫酸溶液调至中性，加入几粒玻璃珠，加入1+1硫酸和1＋1磷酸各0.5mL，摇均。加入4％高锰酸钾溶液2滴，如紫色消退，则继续滴加高锰酸钾溶液至保持紫红色。加热煮沸至溶液剩约20mL。冷却后，加入1mL 20％得尿素溶液，摇均。用滴管加2%亚钠溶液，每加一滴充分摇均，至紫色刚好消失。烧停片刻，待溶液内气泡逸尽，转移至50mL比色管中，稀释至标线，供测定。 标准曲线得绘制、水样得测定和计算同六价铬的测定。

五、 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（1/2 H2SO4）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。

3、如测定清洁地面水样，显色剂可按一下方法配制：溶解0.2g二本碳酰二肼与

100mL95％的乙醇中，边搅拌边加入1＋9硫酸400mL。给溶液在冰箱中可存放一个月。用此显色剂，在显色时直接加入2.5mL即可，不必加酸。但加入显色剂后，要立即摇均，以免Cr6+可能被乙醇还原。

六、 思考题

1. 清洁水和受污水在测定过程中有什么不同？

2. 六价铬的测定时，水样中含有低价铁、亚硫酸盐、硫化物等还原性物质时怎么处理？

实验七 废水中酚的测定

一、实验目的和原理

（1）掌握用蒸馏法预处理水样的方法和用分光光度法测定挥发酚的实验技术。 （2）复习第二章中的相关内容，分析影响实验测定准确度的因素。

二、原理

酚类化合物于pH10.0±0.2介质中，在铁存在下，与4-氨基安替比林反应，生成橙红色的吲哚酚氨基安替比林染料，其水溶液在510nm波长处有最大吸收。

用光程长为20mm比色皿测量时，酚的最低检出浓度为0.1mg/L。 三、仪器

1．500mL全玻璃蒸馏器。 2．分光光度计。 四、试剂

实验用水应为无酚水。 1．无酚水：于1L水中加入0.2g经200℃活化0.5h的活性炭粉末，充分振摇后，放置过夜。用双层中速滤纸过滤，或加入氢氧化钠使水呈强碱性，并滴加高锰酸钾溶液至紫红色，移入蒸馏瓶中加热蒸馏，收集馏出液备用。

注：无酚水应贮于玻璃瓶中，取用时应避免与橡胶制品（橡皮塞或乳胶管）接触。 2．硫酸铜溶液：称取50g硫酸铜（CuSO4·5H2O）溶于水，稀释至500mL。 3．磷酸溶液：量取50mL磷酸（密度20℃=1.69g/mL），用水稀释至500mL。 4．甲基橙指示液：称取0.05g甲基橙溶于100mL水中。 苯酚标准贮备液： 称取1.00g无色苯酚溶于水，移入1000mL容量瓶中，稀释至标线。至冰箱内保存，至少稳定一个月。

标定方法：

(1)吸10.00mL酚贮备液于250mL碘量瓶中，加水稀释至100mL，加10.0mL0.1mol/L溴酸钾-溴化钾溶液，立即加入5mL盐酸，盖好瓶盖，轻轻摇匀，于暗处放置10min。加入1g碘化钾，密塞，再轻轻摇匀，放置暗处5min。用0.0125mol/L硫代硫酸钠标准滴定溶液滴定至淡黄色，加入1mL淀粉溶液，继续滴定至蓝色刚好褪去，记录用量。

(2)同时以水代替苯酚贮备液作空白试验，记录硫代硫酸钠标准溶液滴定溶液用量。

(3)苯酚贮备液浓度由下式计算：

苯酚（mg/mL）=15.68×c×(V1-V2)/V 式中：V1——空白实验中硫代硫酸钠标准滴定溶液用量(mL)；

V2——滴定苯酚贮备液时，硫代硫酸钠标准溶液滴定溶液用量（mL）; V——取用苯酚贮备液体积(mL)；

c——硫代硫酸钠标准滴定溶液浓度(mol/L)； 15.68——1/6C6H5OH摩尔质量(g/mol)。

6．苯酚标准中间液：取适量苯酚贮备液，用水稀释至每毫升含0.010mg苯酚。使用时当天配制。

7．溴酸钾-溴化钾标准参考溶液(c1/6KBrO3=0.1mol/L)：称取2.784g溴酸钾(KBrO3)溶于水，加入10g溴化钾(KBr),使其溶解，移入1000mL容量瓶中，稀释至标线。

8．碘酸钾标准参考溶液(c1/6KIO3=0.0125mol/L)：称取预先经180℃烘干的碘酸钾0.4458g溶于水，移入1000mL容量瓶中，稀释至标线。

9．硫代硫酸钠标准溶液(cNa2S2O3·5H2O≈0.0125mol/L)：称取3.1g硫代硫酸钠溶于煮沸放冷的水中，加入0.2g碳酸钠，稀释至1000mL，临用前，用碘酸钾溶液标定。

标定方法：

取10.00mL碘酸钾溶液置250mL容量瓶中，加水稀释至100mL，加1g碘化钾，再加5mL(1+5)硫酸，加塞，轻轻摇匀。置暗处放置5min，用硫代硫酸钠溶液滴定至淡黄色，加1mL淀粉溶液， 继续滴定至蓝色刚褪去为止，记录硫代硫酸钠溶液用量。按下式计算硫代硫酸钠溶液浓度(mol/L)：

c(Na2S2O3·5H2O)=0.0125×V4÷V3

式中：V3——硫代硫酸钠标准溶液消耗量(mL)；

V4——移取碘酸钾标准参考溶液量(mL)；

0.0125——碘酸钾标准参考溶液浓度(mol/L)。

10．淀粉溶液：称取1g可溶性淀粉，用少量水调成糊状，加沸水至100mL，冷后，置冰箱内保存。

11．缓冲溶液(pH约为10)：称取20g氯化铵(NH4Cl)溶于100mL氨水中，加塞，置冰箱中保存。

注：应避免氨挥发所引起pH值的改变，注意在低温下保存和取用后立即加塞盖严，并根据使用情况适量配置。

12．2%(m/V)4-氨基安替比林溶液：称取4-氨基安替比林(C11H13N3O)2g溶于水，稀释至100mL，置于冰箱中保存。可使用一周。

注：固体试剂易潮解、氧化，宜保存在干燥器中。 13．8%(m/V)铁溶液：称取8g铁{K3[Fe(CN)6]}溶于水，稀释至100mL，置于冰箱内保存。可使用一周。

五、测定步骤 1．水样预处理

(1)量取250mL水样置蒸馏瓶中，加数粒小玻璃珠以防暴沸，再加二滴甲基橙指示液，用磷酸溶液调节至pH4（溶液呈橙红色），加5.0mL硫酸铜溶液(如采样时已加过硫酸铜，则补加适量)。

如加入硫酸铜溶液后产生较多量的黑色硫化铜沉淀，则应摇匀后放置片刻，待沉淀后，再滴加硫酸铜溶液，至不产生沉淀为止。

(2)连接冷凝器，加热蒸馏，至蒸馏出约225mL时，停止加热，放冷。向蒸馏瓶中加入25mL水，继续蒸馏至馏出液为250mL为止。

蒸馏过程中，如发现甲基橙的红色褪去，应在蒸馏结束后，再加1滴甲基橙指示液。如发现蒸馏后残液不呈酸性，则应重新取样，增加磷酸加入量，进行蒸馏。

2．标准曲线的绘制：于一组8支50mL比色管中，分别加入0、0.50、1.00、3.00、5.00、7.00、10.00、12.50mL酚标准中间液，加水至50mL标线。加0.5mL缓冲溶液，混匀，此时pH值为10.0±0.2，加4-氨基安替比林1mL，混匀。再加1mL铁，

充分混匀后，放置10min立即于510nm波长，用光程为20mm比色皿，以水为参比，测量吸光度。经空白校正后，绘制吸光度对苯酚含量(mg)的标准曲线。

3．水样的测定：分取适量的馏出液放入50mL比色管中，稀释至50mL标线。用与绘制标准曲线相同的步骤测定吸光度，最后减去空白实验所得吸光度。

4．空白试验：以水代替水样，经蒸馏后，按水样测定步骤进行测定，以其结果作为水样测定的空白校正值。

六、计算

挥发酚(以苯酚计，mg/L)=1000×m/V

式中：m——由水样的校正吸光度，从标准曲线上查得的苯酚含量（mg）；

V——移取馏出液体积(mL)。 七、注意事项

如水样含挥发酚较高，移取适量水样并加至250mL进行蒸馏，则在计算时应乘以稀释倍数。

实验八 水体富营养化程度的评价

富营养化(eutrophication)是指在人类活动的影响下，生物所需的氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河口、海湾等缓流水体，引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖，水体溶解氧量下降，水质恶化，鱼类及其他生物大量死亡的现象。在自然条件下，湖泊也会从贫营养状态过渡到富营养状态，沉积物不断增多，先变为沼泽，后变为陆地。这种自然过程非常缓慢，常需几千年甚至上万年。而人为排放含营养物质的工业废水和生活污水所引起的水体富营养化现象，可以在短期内出现。水体富营养化后，即使切断外界营养物质的来源，也很难自净和恢复到正常水平。水体富养化严重时，湖泊可被某些繁生植物及其残骸淤塞，成为沼泽甚至干地。局部海区可变成“死海”，或出现“赤潮”现象。

植物营养物质的来源广、数量大，有生活污水、农业面源、工业废水、垃圾等。每人每天带进污水中的氮约50g。生活污水中的磷主要来源于洗涤废水，而施入农田的化肥有50%～80%流入江河、湖海和地下水体中。

许多参数可用作水体富营养化的指标，常用的是总磷、叶绿素-a含量和初级生产率的大小（见表7-1）。

一、实验目的

1. 掌握总磷、叶绿素-a及初级生产率的测定原理及方法。 2. 评价水体的富营养化状况。

二、仪器设备及试剂

1. 仪器

(1) 可见分光光度计。

(2) 移液管：1mL、2mL、10mL。 (3) 容量瓶：100mL、250mL。 (4) 锥型瓶：250mL。 (5) 比色管：25mL。 (6) BOD瓶：250mL。 (7) 具塞小试管：10mL。

(8) 玻璃纤维滤膜、剪刀、玻棒、夹子 (9) 多功能水质检测仪 2. 试剂

(1) 过硫酸铵（固体）。 (2) 浓硫酸。 (3)1 mol/L硫酸溶液。 (4) 2 mol/L盐酸溶液。 (5) 6 mol/L氢氧化钠溶液。

(6) 1%酚酞：1g酚酞溶于90mL乙醇中，加水至100mL。 (7) 丙酮:水（9:1）溶液。

(8) 酒石酸锑钾溶液：将4.4gK(SbO)C4H4O6 ·1/2H2O溶于200mL蒸馏水中，用棕色瓶在4℃时保存。

(9) 钼酸铵溶液：将20g(NH4 )6MO7O24 ·4H2O溶于500mL蒸馏水中，用塑料瓶在4℃时保存。

(10) 抗坏血酸溶液：0.1 mol/L（溶解1.76g抗坏血酸于100mL蒸馏水中，转入棕色瓶，若在4℃时保存，可维持一个星期不变）。

(11) 混合试剂：50mL 2 mol/L硫酸、5mL酒石酸锑钾溶液、15mL钼酸铵溶液和30mL抗坏血酸溶液。混合前，先让上述溶液达到室温，并按上述次序混合。在加入酒石酸锑钾或钼酸铵后，如混合试剂有浑浊，须摇动混合试剂，并放置几分钟，至澄清为止。若在4℃下保存，可维持1个星期不变。

(12) 磷酸盐储备液（1.00mg/mL磷）：称取1.098 gKH2PO4，溶解后转入250mL容量瓶中，稀释至刻度，即得1.00mg/mL磷溶液。

(13) 磷酸盐标准溶液：量取1.00mL储备液于100mL容量瓶中，稀释至刻度，即得磷含量为10μg /mL的工作液。

三、实验过程

（一）磷的测定 1. 原理

在酸性溶液中，将各种形态的磷转化成磷酸根离子(PO43-)。随之用钼酸铵和酒石酸锑钾与之反应，生成磷钼锑杂多酸，再用抗坏血酸把它还原为深色钼蓝。

砷酸盐与磷酸盐一样也能生成钼蓝，0.1g/mL的砷就会干扰测定。六价铬、二价铜和亚盐能氧化钼蓝，使测定结果偏低。 2. 步骤

(1) 水样处理：水样中如有大的微粒，可用搅拌器搅拌2～3min，以至混合均匀。量取100mL水样（或经稀释的水样）2份，分别放入250mL锥型瓶中，另取100mL蒸馏水于250mL锥型瓶中作为对照，分别加入1mL2mol/LH2SO4，3g(NH4)2S2O8，微沸约1h，补加蒸馏水使体积为25～50mL（如锥型瓶壁上有白色凝聚物，应用蒸馏水

将其冲入溶液中），再加热数分钟。冷却后，加一滴酚酞，并用6mol/LNaOH将溶液中和至微红色。再滴加2mol/LHCl使粉红色恰好褪去，转入100mL容量瓶中，加水稀释至刻度，移取25mL至50mL比色管中，加1mL混合试剂，摇匀后，放置10min，加水稀释至刻度再摇匀，放置10min，以试剂空白作参比，用1cm比色皿，于波长880nm处测定吸光度（若分光光度计不能测定880nm处的吸光度，可选择710nm波长）。

(2) 标准曲线的绘制：分别吸取10μg /mL磷的标准溶液0.00、0.50、1.00、1.50、2.00、2.50、3.00mL于50mL比色管中，加水稀释至约25mL，加入1mL混合试剂，摇匀后放置10min，加水稀释至刻度，再摇匀，10min后，以试剂空白作参比，用1cm比色皿，于波长880nm处测定吸光度。 3. 结果处理

由标准曲线查得磷的含量，按下式计算水中磷的含量：

ρP=Wp/V

式中，ρP为水中磷的含量，g/L；Wp为由标准曲线上查得磷含量，μg；V为测定时吸取水样的体积（本实验V=25.00mL）。 （二）生产率的测定 1. 原理

绿色植物的生产率是光合作用的结果，与氧的产生量成比例。因此测定水体中的氧可看作对生产率的测量。然而在任何水体中都有呼吸作用产生，要消耗一部分氧。因此在计算生产率时，还必须测量因呼吸作用所损失的氧。本实验用测定2只无色瓶和2只深色瓶中相同样品内溶解氧变化量的方法测定生产率。此外，测定无色瓶中氧的减少量，提供校正呼吸作用的数据。 2. 实验过程

(1) 取四只BOD瓶，其中两只用铝箔包裹使之不透光，这些分别记作“亮”和

“暗”瓶。从一水体上半部的中间取出水样，测量水温和溶解氧。如果此水体的溶解氧未过饱和，则记录此值为ρOi，然后将水样分别注入一对“亮”和“暗”瓶中。若水样中溶解氧过饱和，则缓缓地给水样通气，以除去过剩的氧。重新测定溶解氧并记作ρOi。按上法将水样分别注入一对“亮”和“暗”瓶中。

(2) 从水体下半部的中间取出水样，按上述方法同样处理。

(3) 将两对“亮”和“暗”瓶分别悬挂在与取水样相同的水深位置，调整这些瓶子，使阳光能充分照射。一般将瓶子暴露几个小时，暴露期为清晨至中午，或中午至黄昏，也可清晨到黄昏。为方便起见，可选择较短的时间。

(4) 暴露期结束即取出瓶子，逐一测定溶解氧，分别将“亮”和“暗”瓶的数值记为ρOl和ρOd。 3. 结果处理

①呼吸作用：氧在暗瓶中的减少量R =ρOi - ρOd 净光合作用：氧在亮瓶中的增加量Pn=ρOl -ρOi

总光合作用：Pg=呼吸作用+净光合作用=（ρOi - ρOd）+（ρOl -ρOi）=ρOl-ρOd ②计算水体上下两部分值的平均值。

③通过以下公式计算来判断每单位水域总光合作用和净光合作用的日速率： a.把暴露时间修改为日周期

Pg′(mg O2 ·L-1·日-1) = Pg × 每日光周期时间/暴露时间

b.将生产率单位从mg O2/L 改为mg O2 /m2，这表示1 m2水面下水柱的总产生率。为此必须知道产生区的水深：

Pg\"(mg O2 · m-2·日-1) = Pg× 每日光周期时间/暴露时间× 103× 水深( m )

103是体积浓度mg/L换算为mg/m3的系数。 c.假设全日24 h呼吸作用保持不变，计算日呼吸作用

R（mg O2 · m-2·日-1） = R × 24/暴露时间（ h ）× 103× 水深（m） d.计算日净光合作用：

Pn（mg O2 ·L-1·日-1）= 日Pg – 日R

④假设符合光合作用的理想方程（CO2 + H2O→CH2O +O2），将生产率的单位转换成固定碳的单位：

日Pm（mg C· m-2·日-1）= 日Pn（mg O2 m-2·日-1）× 12/32 （三）叶绿素-a的测定 1. 原理

测定水体中的叶绿素-a的含量，可估计该水体的绿色植物存在量。将色素用丙酮萃取，测量其吸光度值，便可以测得叶绿素-a的含量。 2. 实验过程

①将100～500mL水样经玻璃纤维滤膜过滤，记录过滤水样的体积。将滤纸卷成香烟状，放入小瓶或离心管。加10mL或足以使滤纸淹没的90%丙酮液，记录体积，塞住瓶塞，并在4℃下暗处放置4 h。如有浑浊，可离心萃取。将一些萃取液倒入1cm玻璃比色皿，加比色皿盖，以试剂空白为参比，分别在波长665nm和750nm处测其吸光度。

②加1滴2mol/L盐酸于上述两只比色皿中，混匀并放置1min，再在波长665nm和750nm处测定吸光度。 3. 结果处理

酸化前：A=A665-A750，酸化后：Aa=A665a-A750a

在665nm处测得吸光度减去750nm处测得值是为了校正浑浊液。

用下式计算叶绿素-a的浓度（μg/L）：叶绿素-a=29(A-Aa)V萃取液/V样品，式中，V

萃取液

，萃取液体积，ml；V样品，萃取液体积，ml。

根据测定结果，并查阅有关资料，评价水体富营养化状况。

四、思考题

1.水体中氮、磷的主要来源有哪些？ 2.在计算日生产率时，有几个主要假设？ 3.被测水体的富营养化状况如何？

实验九 总悬浮颗粒物的测定

一、目的和要求

1. 学习和掌握质量法测定大气中总悬浮颗粒物（TSP）的方法。 2. 掌握中流量TSP采样器基本技术及采样方法。 二、原理

大气中悬浮颗粒物不仅是严重危害人体健康的主要污染物，而且也是气态、液态污染物的载体，其成分复杂，并具有特殊的理化特性及生物活性，是大气污染监测的重要项目之一。

测定总悬浮颗粒物的方法是基于重力原理制定的，国内外广泛采用称量法，即抽取一定体积的空气，通过已衡重的滤膜，空气中粒径在100um以下的悬浮颗粒物被阻留在滤膜上，根据采样前后滤膜质量之差及采样体积，可计算总悬浮颗粒物的质量浓度。滤膜经过处理后，可进行组分分析。

三、仪器和试剂

（1）KC-120E型智能中流量采样器 （2）温度计 （3）气压计

（4）8cm超细玻璃纤维滤膜 （5）滤膜储存袋

（6）分析天平（感量0.1mg）

四、实验步骤

1. 采样器的流量校准：采样器每月用孔口校准器进行流量校准。 2、采样

（1）每张滤膜使用前均需用光照检查，不得使用有针孔或有任何缺陷的滤膜采样。 （2）采样滤膜在称量前需在平衡室内平衡24h，然后在规定条件下迅速称量，读书准确至0.1mg，记下滤膜的编号和质量，将滤膜平展地放在光滑洁净的纸袋内，然后储存于盒内备用。采样前，滤膜不能弯曲或折叠。

平衡室放置在天平室内，平衡温度在20～25℃之间，温度变化小于±3℃，相对湿度小于50%，天平室温度应维持在15～30℃之间。

（3）采样时，将已衡重的滤膜用小镊子取出，“毛”面向上，将其放在采样夹的网托上（网托事先用纸擦净），放上滤膜夹，拧紧采样器顶盖，然后开机采样，调节采样流量为100L/min。

（4）采样开始后5min和采样结束前5min记录一次流量。一张滤膜连续采样24h。 （5）采样后，用镊子小心取下滤膜，使采样毛面朝内，以采样有效面积长边为中线对叠，将折叠好的滤膜放回表面光滑得纸袋并储于盒内。将有关参数及现场温度、大气压力等记录填写在表1中。

表1 总悬浮物颗粒物采样记录

——————市（县）——————监测点

月、日 时采样温采样气压采样器滤膜 编压差值(cm流量备注 间 度(K) (kPa) 编号 号 水柱) （m3/min） 开结平Q2 Qn 始 束 均 3、样品测定 采样后的滤膜在平衡室内平衡24h，迅速称量。读书准确至0.1mg。结果及有关参数记录于表2中。

表2 总悬浮颗粒物浓度测定记录

——————市（县）——————监测点 月、日 时间 滤膜 编号 流 量 采 样 滤膜重量(g) 总悬浮采样前 采样后 样品重 颗粒物3Qn 体积(m) 浓度(mg/m3) (m3/min) 分析者_____________审核者____________ 五、数据处理

总悬浮颗粒物的含量（mg/m3）＝

W QnT式中：W――采集在滤膜上的总悬浮颗粒物质量，mg

T——采样时间，min

Qn——标准状态下的采样流量，m3/min

Qn＝Q2

273p3T3p2＝2.69×Q2101.3T3T2p3p2×p3

T2×T3式中：Q2——现场采样表观流量，m3/min；

p2——采样器现场校准时大气压力，kPa；

p3——采样时大气压力，kPa；

T2——采样器现场校准时空气温度，K T3——采样时的空气温度，K

若T3、p3与采样器现场校准时的T2、p2相近，可用T2、p2代之。

六、注意事项

1. 由于采样器流量计上表观流量与实际流量随温度、压力的不同而变化，所以采样器流量计必须校正后使用。

2. 要经常检查采样头是否漏气。当滤膜上颗粒物与四周白边之间的界限模糊，表明板面密封垫没有垫好或密封性能不好，应更换面板密封垫，否则测定结果将会偏低。

3. 取采样后滤膜时应注意滤膜是否出项物理性损伤及采样过程中是否有穿孔漏气现象，若发现有损伤、穿孔漏气现象，应作废，重新取样。

4. 滤膜称重时的质量控制：取清洁滤膜若干张，在平衡室内平衡24h，称重。每张滤膜称10次以上，则每张滤膜的平均值为该张滤膜的原始质量，此为“标准滤膜”。每次称清洁或样品滤膜的同时，称量两张“标准滤膜”，若称出的重量在原始重量±5mg范围内，则认为该批样品滤膜称量合格，否则应检查称量环境是否符合要求，并重新称量该批样品滤膜。

5. 称量不带衬纸的聚氯乙烯滤膜时，在取放滤膜时，用金属镊子触一下天平盘，以消除静电的影响。

七、思考题

1. 采样点如何选择？

2. 滤膜在衡重称量时应注意哪些问题？

实验十 空气中SO2的测定

SO2是主要大气污染物之一，为大气环境污染例行监测的必测项目。它来源于煤和石油等燃料的燃烧，含硫矿石的冶炼硫酸等化工产口生产排放的废气。SO2是一种无色、易溶于水、有刺激性气味的气体，能通过呼吸进入气管，对局部组织产生刺激和腐蚀作用，是诱发支气管炎等疾病的原因之一，特别是当其它烟尘等气溶胶共存时，可加重对呼吸道粘膜的损害。 一、实验目的和要求

掌握甲醛缓冲溶液吸收，盐酸副玫瑰苯胺分光光度法测定大气中二氧化硫浓度的分析原理和操作技术。 二、原理：

SO2被甲醛缓冲溶液吸收后，生成稳定的羟甲基磺酸加成化合物，在样品溶液中加入氢氧化钠，使加成化合物分解，释放出SO2与副玫瑰苯胺、甲醛作用，生成紫红色化合物，用分光光度计在577nm处进行测定。 三、仪器与试剂

多孔玻板吸收管：10ml（用于短时间采样）。多孔玻板吸收瓶：50ml（用于24h时间采样）。

空气采样器：短时间采样的采样器，流量范围0—1L/min，或24h连续采样的采样器应具有恒温、恒流、计时、自动控制仪器开关的功能，流量范围0.2～0.3L/min。 分光光度计（可见光波长380—780nm） 具塞比色管：10ml。

恒温水浴器：广口冷藏瓶内放置圆形比色管架，插一支长约150mm，0～40℃温度计，其误差范围不大于0.5℃。 试剂：

蒸馏水25℃电导率小于1.0μΩ.cm，PH值6.0～7.2 1、氢氧化钠溶液，Ｃ（ＮaＯＨ）＝1.5mol/L

称取氢氧化钠6g溶于水中，稀释至100ml。 2、0.05mol/L环己二胺四乙酸二钠CDTA-2Na：

称取1.82g反式1，2-环己二胺四乙酸CDTA溶解于6.5ml，氢氧化钠溶液

（1.5mol/l），用水稀释至100ml。 3、甲醛缓冲吸收液贮备液：

吸取36%—38%的甲醛溶液5.5ml，CDTA-2Na溶液20.00ml，称取2.04g邻苯二甲酸氢钾，溶于少量水中，将上述三种溶液合并，用水稀释至100ml，贮于冰箱，可保存一年。

4、甲醛缓冲吸收液：

用水将甲醛缓冲吸收液贮备液稀释100倍。此溶液每毫升含0.2mg甲醛。 5、0.06％氨磺酸钠溶液：

称取0.60g氨磺酸（H2NSO3H）置于100ml容量瓶中，加入氢氧化钠溶液4.0ml，用水稀释至标线，摇匀。此溶液密封保存可用10天。 6、碘贮备液，Ｃ＝（1/2I２）＝0.1mol/l

称取12.7g碘（I2）于烧杯中，加入40g碘化钾和25ml水，搅拌至完全溶解，用水稀释至1000ml，贮存于棕色细口瓶中。 7、碘溶液，C（1/2I2）=0.05mol/l

量取碘贮备液250ml，用水稀释500ml，贮于棕色细口瓶中。 8、0.5％淀粉溶液：

称取0.5g可溶性淀粉，用少量水调成糊状（可加0.2g二氯化锌防腐），慢慢倒入100ml沸水中，继续煮沸至溶液澄清，冷却后贮于试剂瓶中。临用现配。 9、碘酸钾标准溶液，C（1/6KIO3）=0.1000mol/l：

称取3.5667g碘酸钾（KIO3优级纯，经110 ℃干燥2h）溶于水，移入1000ml容量瓶中，用水稀释至标线，摇匀。 10、（1+9）盐酸溶液：

量取10ml浓盐酸溶于90ml水中。

11、硫代硫酸钠贮备液C（Na2S2O3）=0.10mol/l。

称取25.0g硫代硫酸钠，溶于1000ml新煮沸但已冷却的水中，加入0.20g无水碳酸钠，贮于棕色细口瓶中，放置一周后备用。如Na2S2O3.5H2溶液呈现浑浊，必须过滤。 12、硫代硫酸钠标准溶液，C（Na2S2O3）=0.05mol/l。 取250.0ml硫代硫酸钠贮备液置于500ml容量瓶中，用新煮沸但已冷却的水稀释至标线，摇匀，贮于棕色细口瓶中。 标定方法：

吸取三份10.00ml碘酸钾标准溶液，分别置于250ml碘量瓶中，加70ml新煮沸但已冷却的水，加1.0g碘化钾，振摇至完全溶解后，加10ml（1+9）盐酸溶液，立即盖好瓶塞，摇匀，于暗处放置5min后，用硫代硫酸钠标准溶液滴定溶液至浅黄色，加2ml淀粉溶液，继续滴定溶液至蓝色刚好褪去为终点。硫代硫酸钠标准溶液的浓度按下式计算：

0.100010.00

CNa2S2O3 V式中CNa2S2O—硫代硫酸钠标准溶液的浓度，mol/L； V—滴定所耗硫代硫酸钠标准溶液的体积，mL。 13、0.05％乙二胺四乙酸二钠盐（EDTA）溶液：

称取0.25gEDTA-2Na溶于500ml新煮沸但已冷却的水中，临用现配。 14、二氧化硫标准溶液

称取0.200g亚硫酸钠（Na2SO4），溶于200ml浓度为0.05％EDTA—2Na溶液（用新煮沸并冷却的水配制），放置2—3h后标定。此溶液每毫升相当于320—400ug二氧化硫。

标定方法：吸取三份20.00ml二氧化硫标准溶液，分别置于250ml碘量瓶中，加入50ml新煮沸但已冷却的水，0.05mol/L碘溶液20.00ml及1.0ml冰乙酸，盖塞，摇匀。于暗处放置5min后，用0.05mol/L硫代硫酸钠标准溶液滴定溶液至浅黄色，加入2ml淀粉溶液，继续滴定至溶液兰色刚好褪去为终点。记录体积消耗量V。

另吸取配制亚硫酸钠溶液所用的0.05％EDTA—2Na溶液20ml三份，用同法进行空白实验。记录滴定硫代硫酸钠标准溶液的体积V，ml。

平行样滴定所耗硫代硫酸钠标准溶液体积之差应不大于0.04ml。取其平均值。 二氧化硫标准溶液浓度按下式计算：

V0VCNa2S2O332.02 CSO2100020.00式中：

C—二氧化硫标准溶液的浓度，μg/ml；

V0 —空白滴定所耗硫代硫酸钠标准溶液的体积，ml；

V—二氧化硫标准溶液滴定所耗硫代硫酸钠标准溶液的体积，ml； C（Na2S2O3）—硫代硫酸钠标准溶液（3.12）的浓度，mol/l；

32.02—与1mol/L硫代硫酸钠标准溶液（Na2S2O3）相当的二氧化硫的质量，g。 15、二氧化硫标准储备液：

待标定出亚硫酸钠溶液中二氧化硫准确浓度后，立即用吸收液将亚硫酸钠溶液稀释成每毫升含10.00ug二氧化硫的标准溶液贮备液（贮存于冰箱，可保存三个月）。 16、二氧化硫标准使用溶液：

临用时，再用吸收液稀释为每毫升含1.00ug二氧化硫的标准溶液。在冰箱中5℃保存。

17、0.20g/100ml盐酸副玫瑰苯胺（prarosaniline,简称PRA，）贮备液。

取正丁醇和1.0mol/L盐酸溶液各500ml，放入1000ml分液漏斗中，盖塞，振荡3 min，使其互溶达到平衡，静置15min待完全分层后，将下层水相和上层有机相分别移入细口瓶中备用。称取0.100g盐酸副玫瑰苯胺（C19H18N3Cl·3HCl）放入小烧杯中，加平衡过的1.0mol/L盐酸40ml，用玻棒搅拌至完全溶解后，移入250ml分液漏斗中，再用80ml平衡过的正丁醇洗涤小烧杯数次，洗涤液并入同一分液漏斗中，盖塞，振荡3min，静置15min，待完全分层后，将下层水相移入另一250ml分液漏斗中，再加80ml平衡过的正丁醇，依上法反复提取8～10次后，将水相滤入50ml容量瓶中，用1.0mol/L盐酸溶液稀释至标线，摇匀此贮备液为橙黄色。 18 、0.05g/100ml 盐酸副玫瑰苯胺使用液：

吸取经提纯的PRA贮备液25.00ml移入100ml容量瓶中，加30ml 85%的浓磷酸，12ml浓盐酸，用水稀释至标线，摇匀，放置过夜后使用。避光密封保存，可使用9个月。 四、实验步骤

1、标准曲线的绘制：取14支10ml具塞比色管，分A、B两组，每组7支，分别对应编号。A组按表1配制标准溶液系列：

表1 管号 二氧化硫标准溶液（ml） 甲醛吸收液（ml） 二氧化硫含量（μg） 0 0 1 2 3 4 5 6 0.50 1.00 2.00 5.00 8.00 10.00 0 10.00 9.50 9.00 8.00 5.00 2.00 0 0.50 1.00 2.00 5.00 8.00 10.00 B组各管加入1.00mL0.05％PRA溶液，A组各管分别加入0.5mL0.60％氨磺酸钠溶液和0.5ml1.5mol/L氢氧化钠溶液，混匀，再逐管迅速将溶液全部倒入对应编号并盛有PRA溶液的B管中，立即具塞混匀后放入恒温水浴中显色，显色温度与室温之差应不超过3℃，根据不同季节和环境条件按表2选择显色温度与显色时间。

表2显色温度与显色时间 显色温度10 15 20 25 30 /℃ 显色时间40 25 20 15 5 /min 稳定时间35 25 20 15 10 /min 用1cm比色皿，在波长577nm处，以水为参比，测定吸光度。 用最小二乘法计算标准曲线的回归方程式：

ybxa

式中：Y—（A-A0）校准溶液吸光度A与试剂空白吸光度A0之差，

X—二氧化硫含量，（μg）

b—回归方程的斜率（由斜率倒数求得校正因子：Bs=1/b）； a—回归方程的截距（一般要求小于0.005）

要求校准曲线斜率为0.044±0.002，试剂空白吸光度A。在显色规定条件下波动范围不超过±15%。 2、采样

短时间采样：根据空气中二氧化硫浓度的高低，采用内装10.00ml吸收液的多孔玻板吸收管，以0.5L/min流量避光采样60分钟。采样时吸收液温度的最佳范围在23—29℃范围。

24h采样：用内装50ml吸收液的多孔玻板吸收瓶以0.2～0.3L/min的流量采样。吸收液温度须保持在23℃～29℃。

3、样品测定：样品溶液中如有浑浊物，则应离心分离除去。采样后样品放置20min，以使臭氧分解。

短时间样品：将吸收管中样品溶液全部移入10ml比色管中，用甲醛吸收液稀释至标线，加0.5ml氨磺酸钠溶液，混匀，放置10min以除去氮氧化物的干扰，以下步骤同标准曲线的绘制。

24h样品：将吸收瓶中样品全部移入50ml容量瓶（或具塞比色管）中，用甲醛吸收液稀释至标线。吸取适量样品溶液（2～10ml于10ml比色管中，用吸收液稀释至标线，加0.5ml氨基磺酸钠溶液，混匀，放置10min以除去氮氧化物的干扰，以下步骤同标准曲线的绘制。如样品吸光度超过校准曲线上限，则可用试剂空白溶液稀释，在数分钟内再测量其吸光度，但稀释倍数不要大于6。 五、数据处理

AA0BSVt计算： SO2,mg/m3VVa式中：A—样品溶液的吸光度 nA0—试剂空白溶液的吸光度

Bs—校正因子1/b，μgSO2/ A. 12ml Vt—样品溶液总体积，ml

Va—测定时所取样品溶液体积，ml

Vs—标准状况下的采样体积L（0℃，101.325Kpa）。

六、注意事项：

（1） 因为温度对显色影响较大，温度越高时，空白值越大，温度高时显色快，退色

亦快，因此在实验中要注意温度控制，一般需用恒温水浴法进行控制. 另外，注意使水浴水面高度超过比色管中溶液的液面高度，否则会影响测定准确度。 (2)对品红的提纯很重要，因提纯后可降低试剂空白值和提高方法的灵敏度。提高酸度虽可降低空白值，但灵敏度也有下降。

(3)六价铬能使紫红色络合物退色，产生负干扰，所以应尽量避免用硫酸或铬酸洗液洗涤玻璃器皿，若已洗，则要用（1+1）盐酸浸泡1h，用水充分洗涤，除去六价铬。 (4)此操作关键的一步是将含有标准溶液或样品溶液、吸收液、氨基磺酸钠及氢氧化钠溶液倒入对品红溶液时，一定要倒干净，为此在绘制标准曲线及进行测定时，应尽量选择台肩小的比色管，同时每倒3个溶液后，等3min，再倒3个，依次进行，以确保每支比色管的显色时间皆为15min。

（5）用过的比色管及比色皿及时用酸洗涤，否则红色难于洗净，比色管用（1+4）的盐酸及1/3体积的95%乙醇混合液洗涤。 七、问答题

1．实验过程中存在哪些干扰？应如何消除？ 2．多孔玻板吸收管的作用是什么？

实验十一 空气中氮氧化物的日变化曲线

大气中氮氧化物（NOx）主要包括一氧化氮和二氧化氮，主要来自天然过程，如生物源、闪电均可产生NOx。NOx的人为源绝大部分来自化石燃料的燃烧过程，包括汽车及一切内燃机所排放的尾气，也有一部分来自生产和使用的化工厂、钢铁厂、金属冶炼厂等排放的废气，其中以工业窑炉、氮肥生产和汽车排放的NOx量最多。城市大气中2/3的NOx来自汽车尾气等的排放，交通干线空气中NOx的浓度与汽车流量密切相关，而汽车流量往往随时间而变化，因此，交通干线空气中NOx的浓度也随时间而变化。

NOx对呼吸道和呼吸器官有刺激作用，是导致支气管哮喘等呼吸道疾病不 断增加的原因之一。二氧化氮、二氧化硫、悬浮颗粒物共存时，对人体健康的危 害不仅比单独NOx严重得多，而且大于各污染物的影响之和，即产生协同作用。 大气中的NOx能与有机物发生光化学反应，产生光化学烟雾。NOx能转化成和盐，通过降水对水和土壤环境等造成危害。

一、 实验目的

1．掌握氮氧化物测定的基本原理和方法；

2．绘制城市交通干线空气中氮氧化物的日变化曲线。

二、 实验原理 NO等低价 氮氧化物 三氧化铬 盐酸萘乙二胺 红色偶氮染料 最后用比色法测定。 主要反应方程式为：

NO2 H2O HNO2 对氨基苯磺酸

三、 预备实验所需仪器与试剂

1．仪器

(1) 大气采样器：流量范围0. 0--1. 0 L/min。 (2) 分光光度计。

(3) 棕色多孔玻板吸收管。 (4) 双球玻璃管（装氧化剂）。 (5) 干燥管。

(6) 比色管：10 mL。 (7) 移液管：1 mL。 2．试剂

(1) 吸收液：称取5.0 g对氨基苯磺酸于烧杯中，将50 mL冰醋酸与900 mL水的混合液，分数次加人烧杯中，搅拌，溶解，并迅速转人1000 mL容量瓶中，待对氨基苯磺酸完全溶解后，加人0.050 g盐酸蔡乙二胺，溶解后，用水定容至刻度。此为吸收原液，贮于棕色瓶中，低温避光保存。采样液用吸收由4份吸收原液和1份水混合配制。

(2) 三氧化铬—石英砂氧化管：取约20 g 20-40目的石英砂，用(1:2)盐酸溶液浸泡一夜，用水洗至中性，烘干。把三氧化铬及石英砂按重量比1:40混合，加少量水调匀，放在红外灯或烘箱里于105℃烘干，烘干过程中应搅拌几次。制好的三氧化铬—石英砂应是松散的；若粘在一起，可适当增加一些石英砂重新制备。将此砂装入双球氧化管中，两端用少量脱脂棉塞好，放在干燥器中保存。使用时氧化管与吸收管之间用一小段乳胶管连接。

(3) 亚钠标准溶液：准确称取0.1500 g亚钠（预先在干燥器内放置24 h)溶于水，移入1000 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，即配得100μg/mL亚根溶液，将其贮于棕色瓶，在冰箱中保存可稳定3个月。使用时，吸取上述溶液25.00 mL于500 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，即配得5μg/mL亚根工作液。 所有试剂均需用不含亚盐的重蒸水或电导水配制。

四、 实验步骤

1. 氮氧化物的采集

用一个内装5mL采样液用吸收的多孔玻板吸收管，接上氧化管，并使管口微 向下倾斜，朝上风向，避免潮湿空气将氧化管弄湿，而污染吸收液，如图1-1所示。以每分钟0.3L的流量抽取空气30～40min。采样高度为1.5m，如需采集交通干线空气中的氮氧化物，应将采样点设在人行道上，距马路1.5m。同时统计汽车流量。若氮氧化物含量很低，可增加采样量，采样至吸收液呈浅玫瑰红色为止。记录采样时间

和地点，根据采样时间和流量，算出采样体积。把一天分成几个时间段进行采样（6～9次），如7:00～7:30、8:00～8:30、9:00～9:30、10:30～11:00、12:00～12:30、13:30～14:00、15:00～15:30、16:30～17:00、17:30～18:00。

图1-1 氮氧化物采样装置的连接图示

2. 氮氧化物的测定

(1) 标准曲线的绘制：取7支10 mL比色管，按表1-1配制标准系列。

将各管摇匀，避免阳光直射，放置15 min，以蒸馏水为参比，用1cm比色皿，在0nm波长处测定吸光度。根据吸光度与浓度的对应关系，用最小二乘法计算标准曲线的回归方程式：

y = bx + a 式中：y——（A-A0），标准溶液吸光度（A）与试剂空白吸光度（A0）之差； x——NO2-含量，μg；

a、b——回归方程式的截距和斜率。 ρNOx =

(AA0)a

bV0.76式中：ρNOx——氮氧化物浓度，mg/m3； A——样品溶液吸光度； A0、a、b表示的意义同上；

V——标准状态下（25℃，760mmHg）的采样体积，L； 0.76——NO2（气）转换成NO2-（液）的转换系数。

表1-1 标准溶液系列

编 号 0 1 2 3 4 5 6

NO2-标准溶液（5μg/mL）/mL 0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 吸收原液/mL 4.00 4.00 4.00 4.00 4.00 4.00 4.00 水/mL 1.00 0.90 0.80 0.70 0.60 0.50 0.40 NO2-含量/μg 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0

(2) 样品的测定：采样后放置15min，将吸收液直接倒入1cm比色皿中，在0nm处测定吸光度。

五、 数据处理

根据标准曲线回归方程和样品吸光度值，计算出不同时间空气样品中氮氧化物的浓度，绘制氮氧化物浓度随时间变化的曲线，并说明汽车流量对交通干线空气中氮氧化物浓度变化的影响。

六、 思考题

1．氮氧化物与光化学烟雾有什么关系？产生光化学烟雾需要哪些条件？ 2．通过实验测定结果，你认为交通干线空气中氮氧化物的污染状况如何？ 3．空气中氮氧化物日变化曲线说明什么？ 3、产生光化学烟雾需要哪些条件？

4、通过实验测定结果，你认为大气中氮氧化物的污染状况如何？

实验十五 头发中含汞量的测定

一 实验目的和要求

1. 掌握SG921型双光束测汞仪的原理和使用方法. 2. 复习第二章中金属化合物测定的有关内容. 二 实验原理

汞是常温下唯一的液态金属,具有较大的蒸汽压。SG921型测汞仪利用汞蒸汽对光源发射的253.7nm的光具有特征吸收光谱来测定样品中汞的含量。 三 仪器

1. SG921型双光束测汞仪 2. 25ml容量瓶

3. 50ml烧杯（配表面皿）和1ml、5ml移液管 4. 100ml锥形瓶 四 试剂

1. 浓硫酸：分析纯 2. 5%KmnO4:分析纯

3. 10%盐酸羟胺溶液：称10g盐酸羟胺溶于蒸馏水中稀释至100ml，以2.5L/min的流量通氮气或干净空气30min，以驱除微量汞。

4. 10%lv氯化亚锡溶液：称10g氯化亚锡溶于10ml浓硫酸中，加蒸馏水至100ml。同上法通氮或干净空气驱除微量汞，加几粒金属锡，密塞保存。

5. 汞标准贮备液：称取0.13g氯化汞，溶于含有0.05%重铬酸钾的 （5+95）溶液中，转移到1000ml容量瓶中，稀释至标线，此溶液每毫升含100.0微克汞。 6. 汞标准液：临用时将贮备液用含有0.05%重铬酸钾的（5+95）稀释至每毫升含0.05微克汞的标准液。 7. 乙醇：分析纯 8. 乙醚：分析纯 五 测定步骤

1. 发样预处理：将发样用50℃中性洗涤剂洗15min，然后用乙醇洗15min，最后用乙醚浸洗5min，以去除油脂污染物。将洗净的发样在空气中晾干，用不锈钢剪剪成3mm长，保存备用。

2. 发样消化：准确称取30mg洗净的干燥发样于50ml烧杯中，加入5%KMnO48ml，小心加浓硫酸5ml，盖上表面皿。小心加热至发样完全消化，如消解过程中紫红色消失应立即滴加KMnO4溶液。冷却后，滴加盐酸羟胺至紫红色刚消失，以去除过量的KMnO4，所得溶液不应有黑色残留物。稍静置（除氯气），转移到25ml容量瓶中，稀释至标线，立即测定。 3. 标准曲线的绘制

① 在6个100ml锥形瓶中分别加入汞标准液0.00、1.00、2.00、3.00、4.00、5.00ml，各加蒸馏水至50ml，再加2ml浓硫酸和2mlKMnO4煮沸10min（加玻璃珠防崩沸），冷却后滴加盐酸羟胺溶液至紫红色消失，转移到25ml容量瓶中，稀释至标线。

② 按说明书调好测汞仪，将标准液和样品液分别倒入25ml翻泡瓶，加2ml氯化亚锡溶液，迅速塞紧瓶塞，开动仪器，待指针达最高点，记录消光度，其测定次序应按浓度从小到大进行。 六 结果计算

发汞含量（μg/g）＝查标准曲线所测得汞微克数/发样克数 七 注意事项

1. 使用前应详细阅读仪器说明书。

2. 由于方法灵敏度很高，因此实验室环境和试剂纯度要求很高，应予注意。 3. 消解是本实验的重要步骤，也是最容易出错的步骤，必须仔细操作。

实验十六 废渣中硫含量的测定

一 实验目的和要求

1. 了解废渣中硫含量的常用测定方法。

2. 掌握CLS-2库仑测硫仪的原理和使用范围。 二 实验原理:

含硫样品在高温(1150度)状态下,经催化剂(三氧化钨)催化,于洁净空气流中燃烧,生成二氧化硫及少量三氧化硫。样品中各种形态的硫分解如下： 样品中有机硫 + O2------SO2 + H2O + CO2 + Cl2+… 4FeS2 + 11O2----2Fe2O3 + 8SO2 样品中硫酸盐+ O2--- SO2 +…. 2SO2+O2----2SO3

生成的SO2及少量SO3随精华空气载入电解池中，与电解液中的水化合生成亚硫酸及少量硫酸，电解液中碘-碘化钾的动态平衡被破坏，指示电极间的信号发生变化，该信号经放大后，去控制电解电流，电解产生碘。随着电解的不断进行，电解液中原有的碘-碘化钾得到平衡，指示电极间信号重新回到零，电解终止。仪器根据电生碘所消耗的电量（Q），由法拉第定律计算出式样中硫百分含量。 三 实验试剂

1. 电解液：碘化钾5g, 溴化钾5g, 冰乙酸10ml, 蒸馏水250-300ml 每次实验结束后，放出电解液，保存在阴凉干燥的地方。 2. 洗液：（基本比例）重铬酸钾5g，蒸馏水10ml, 硫酸100ml 3. 煤标样：GBW1110d-GBW11105a GBW11107b-GBW11113a 4. 三氧化钨

5. 镊子，药勺，电子天平 四 实验步骤

1. 称量：利用洁净瓷舟称量样品50mg(45mg-55mg)。称量前样品粒度需小于0.2mm, 且反复混合均匀。 2. 含硫样品测定步骤

（1）将炉温升到1150C±10C，将抽气泵的抽速调到1000ml/min, 在供气和抽气条件下，将配好的电解液吸入电解池，开动搅拌器，使搅拌子快速旋转。 （2）于瓷舟中称样品50g, 样品上覆盖一层薄薄的三氧化钨。将瓷舟置于石英舟上。

按“重量”键，在“P4”提示符下，按相应数字键，显示器上将显示样重，按“键入”键后，按“启动”键，即自动进样，进行硫含量测定，显示器上“mg”指示灯亮，表示显示硫的毫克数，测定结束后，舟自动退回，并蜂鸣三声，“S%” 指示灯亮，显示硫的百分含量（St, ad）,并打印结果。

3. 实验结束后，按“降温”键，降温，关闭搅拌器，停止电磁泵供气和抽气，放出电解液，用蒸馏水冲洗电解池后，关主机电源，当裂解炉温度降至600度时拔下裂解炉插座。 五 数据处理

测试数据必须进行处理，将St,ad值换算成St,d值，公式如下： St,d= St,ad *100/(100 – Mad)

Mad为标准样品中的水分含量，一般取2%。

备注：CLS-2库仑测硫仪由主机、裂解炉、电解池、搅拌器、电磁泵及空气净化系统等组成。仪器需要逐步升温：500度（20s）、800度(50s)、1150度(230s)。

实验十七 环境噪声监测和微波泄露的测定

一、实验目的和要求

（1）熟悉声级计的使用；掌握环境噪声的监测方法和对非稳态的无规则噪声监测数据的处理方法；

（2）掌握微波泄露仪的使用和测定方法。 二 环境噪声监测1.仪器设备： 声级计 2.测量条件

（1）天气条件要求在无雨无雪的时间，声级计应保持传声器膜片清洁，风力 在三级以上必须加风罩（以避免风噪声干扰），五级以上大风应停止测量。 （2）使用仪器是声级计。

（3）手持仪器测量，传声器要求距离地面1.2m。 3.测定步骤

（1）将学校（或某一地区）划分25×25m的网格，测量点选在每个网格的中 心，若中心点的位置不宜测量，可移到旁边能够测量的位置。

（2）每组三人配置一台声级计，顺序到各网点测量，时间从8：00—17：00， 每一网格至少测量四次，时间间隔尽可能相同。

（3）读数方式用慢档，每隔5秒读一个瞬时A声级，连续读取200个数据。 读数同时要判断和记录附近主要噪声来源（如交通噪声、施工噪声、工厂或车间 噪声、锅炉噪声…）和天气条件。 4. 数据处理

环境噪声是随时间而起伏的无规律噪声，因此测量结果一般用统计值或等效 声级来表示，本实验用等效声级表示。

（1）将各网点每一次的测量数据（200个）顺序排列找出L10、L50、L90，求 出等效声级Leq，再将该网点一整天的各次Leq值求出算术平均值，作为该网点 的环境噪声评价量。

Leq = 10 lg 式中 Li——第i次读取的A声级； N——取样总数。

若符合正态分布，则 Leq ≈ L50 + d2 / 60 其中： d = L10-L90

以5dB为一等级，用不同颜色或阴影线绘制学校（或某一地区）噪声污染图。 5.注意事项

（1）声级计使用的电池电压不足时应更换。 （2）每次测量前均应仔细校准声级计。 三 微波泄露的测定 1.实验原理

当微波探头放入微波泄露辐射物质时，小偶极子天线接收到微波能量，铋锑热偶元件在冷热接点之间产生温差，并耗散在铋锑元件中，由铋锑元件进行热电能转换，产生温差电动势，铋锑热偶输出的微弱直流讯号输入指示器中直接读取功率密度。 2.实验仪器

RCQ-1A微波漏能测试仪 3.实验步骤

（1）将工作选择开关置于所需要的量程（这时内部电源自动接通）。 （2）把微波探头的插头插到指示器的插座内。

（3）根据测试微波设备漏场的频段，按照宽带微波漏能测试仪微波效率标准表上指定的数值，将微波探头插头上的校准旋钮刻度盘放到标准表上指定的数字。 （4）调节调零旋钮，使表头指示为零，调零时应将“零功率密度模拟器”罩在探头上，测试漏场时应拿掉“零功率密度模拟器”，也可以远离被测微波设备进行调零。 （5）测试时把微波探头放入被测场中，先由远至近直至探头介质头碰到微波设备，在转动探头直至表头读数指示最大，此时指示即为功率密度。

（6）测试结束后，必须将工作选择开关置于“关”的位置，切断电源。否则没有关掉电源，使干电池处于放电状态。 4.结果记录

有表头直接读数，单位为mv/m2 5 注意事项

（1）各微波探头只允许在额定的功率范围内使用，超过额定值容易烧毁，因此当还不知道泄露场的大小时，应先用最大量程的微波探头进行测试，然后根据被测功率密度的大小，改用相应量程的微波探头进行测试，以防膜片烧毁。

（2）不要轻易随便拧动微波探头上的零件，防止损坏膜片，影响测试使用。 （3）当表头指针读数低于“电池”录线时，需更换电池。