非金属无机物指标测定详解课件.ppt

3.6 非金属无机物指标测定,非金属无机物指标不仅对了解水质状况有直接的指示作用，还是污水处理工艺运行中重要的工艺参数，对运行处理效果的调控至关重要本节主要介绍非金属无机物指标中的常规监测项目3.6.1 pH值,pH值是溶液中氢离子活度的负对数，即 pH值表示水的酸碱性强弱，是最常用、最重要的水质指标之一天然水的pH值多在69；饮用水pH要求在6.58.5；某些工业用水的pH值必须保持在7.08.5，以防止金属设备和管道被腐蚀此外，pH值在废水生化处理、评价有毒物质的毒性等方面也具有知道意义 水体的酸污染主要来自于冶金、搪瓷、电镀、轧钢、金属加工等工业的酸洗工序和人造纤维、酸法造纸排出的废水等；碱污染主要来源于碱法造纸、化学纤维、制碱、制革、炼油等工业废水 pH值是水质监测的必测项目，测定方法有玻璃电极（GB69201986）、比色法和便携式pH计法一)电极法（玻璃电极或复合电极法）,1.方法原理 玻璃电极法（电位法）是用pH计和玻璃电极或复合电极测定溶液的pH值测定时玻璃电极为指示电极（正极），饱和甘汞电极为参比电极（负极），将两电极放入被测溶液中组成原电池（如图3-23所示），而复合电极是将指示电极和参比电极及电解液组装在一起，构成复合电极，因为只有一个电极，使用更便捷。

为校正温度对pH测定的影响，pH计上设有温度补偿装置为简化操作，已广泛使用复合pH电极，如多种袖珍式或笔式pH计 2.测定要点 （1）按照仪器使用说明书的要求安装及启动pH计，预热30min （2）用已知pH值的标准缓冲溶液进行pH计的定位 通常选择与待测液pH值相近的标准缓冲溶液对pH计进行定位常用于定位的pH标准缓冲溶液的种类和配制方法见表3-16 拔掉电极下面的橡皮塞，预先用蒸馏水浸泡，用时要充分冲洗，用滤纸吸干，将电极的玻璃泡浸入配制的标准缓冲溶液中，调节标准缓冲溶液的温度与室温相同，摇动溶液1min，调整仪器，使其指示值等于该校正标准缓冲溶液的pH值3）测量待测液的pH值 仪器经上述校正后方可用于水样的测量在测量前，先用蒸馏水冲洗电极23次，再用被测水样冲洗23次，然后将电极放入水样中，注意电极的玻璃泡必须浸入水中，摇动水样至少1min，记录指示稳定时的pH值即为测定溶液的实际pH值 3.注意事项 （1）电极法基本上不受色度、浊度、游离氯、氧化剂、还原剂以及高含盐量的影响但pH值在10以上时有钠误差，可用“低钠误差”电极减少这种误差 （2）温度影响pH值的测定，测定时应进行温度补偿。

（3）不可在含油脂的溶液中使用玻璃电极，可用过滤法除去油脂二）目视比色法,比色法基于各种酸碱指示剂在不同pH的水溶液中显示不同的颜色，而每种指示剂都有一定的变色范围向系列已知pH值的缓冲溶液中加入适当的指示剂制成标准色液并将其封装在小安瓿瓶内，测定时取与缓冲溶液同样的水样，加入与标准系列相同的指示剂，然后进行比较，以确定水样的pH值 该方法不适用于有色、浑浊或含较高游离氯、氧化剂、还原剂的水样如果粗略地测定水样pH试纸三)便携式pH计法,各种便携式pH计适合现场测量净水、地表水、地下水、沉积水、下水道污水的pH值 便携式pH计具有尺寸小、便于携带，测量快速、直观、精度高（能自动温度补偿），电极可更换、电池供电、能长时间工作，使用简单（按说明书使用）特点3.6.2溶解氧（DO）,溶解于水中分子态氧成为溶解氧水中溶解氧的含量与大气压、水温及含盐量等因素有关大气压下降、水温升高、含盐量增加，都会导致溶解氧含量降低 清洁地表水溶解氧接近饱和当有大量藻类繁殖时，溶解氧可能过饱和；当水体受到有机物质、无机还原物质污染时，会使溶解氧含量降低，甚至趋于零，此时厌氧细菌繁殖活跃，水质恶化水中溶解氧低于34mg/L时，许多鱼类呼吸困难；继续减少，则会窒息死亡。

一般规定水体中的溶解氧至少在4mg/L以上在废水生化处理过程中，溶解也是一项重要控制指标 测定水中溶解氧的方法有碘量法（又称温克勒法，GB11913-1987）、修正碘量法和电化学探头法（又称氧电极法，GB11913-1989） 碘量法是基于溶解氧的氧化性质采用容量滴定法进行定量测定的，适用于清洁水的测定；而氧电极法是基于分子态氧通过膜的扩散速率所产生的电流来进行定量受污染的地表水和工业废水必须用修正的碘量法或膜电极法进行测定，膜电极法还更适用于现场测定一）碘量法,1.方法原理 在取样现场用溶解氧瓶取满一瓶水样，然后加入一定的硫酸锰和碱性碘化钾，使水中的溶解氧将二价锰氧化成四价锰，并生成氢氧化物沉淀，从而是溶解氧被固定临测定前加酸酸化后，沉淀溶解，四价锰又可氧化碘离子而释放出与溶解氧量相当的游离碘以淀粉为指示剂，用硫代硫酸钠标准溶液滴定释放出的碘，可计算出溶解氧含量反应式如下： 溶解氧和固定：2MnSO4+4NaOH+O2=2MnO(OH)2+2Na2SO4 游离碘：Mn(OH)2+2H2SO4+2KI=MnSO4+K2SO4+I2+3H2O 用Na2S2O3滴定碘DO:2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI 2. 测定要点 （1）水样采集 将采样器下口胶管插入溶解氧瓶底让水样慢慢溢出，装满后再溢出半瓶左右，取出胶管，盖上瓶塞（塞下不能留有气泡）。

（2）溶解氧的固定（注意在采样现场固定） 打开瓶塞，立即用刻度吸管插入溶解氧瓶的液面下，加1ml硫酸锰、2ml碱性碘化钾，盖好瓶塞，静置，观察有絮状沉淀物生成，待棕色沉淀物至瓶内一半以上时，再颠倒混合数次 （3）析出碘（实验室） 打开瓶塞，立即用吸管插入液面下加2.0ml(1+1)硫酸，盖好瓶塞，摇匀，至沉淀物全部溶解放置暗处5min （4）溶解氧测定与计算 从溶解氧瓶准确吸取100.0ml上述溶液于锥形瓶中，用硫酸钠标准溶液滴定至溶液呈淡黄色，加1ml 1%的淀粉溶液，溶液变蓝，继续滴定至蓝色刚好褪去即为滴定终点，记录消耗硫代硫酸钠标准溶液的体积按下式计算水样中溶解氧浓度：,式中V滴定水样消耗硫代硫酸钠标准溶液的体积，ml; C硫代硫酸钠标准溶液的浓度mol/L; V水测定水样体积，ml; 81/4O2 的摩尔质量，g/mol 当水中含有氧化性物质、还原性物质及有机物时，会干扰测定，应预先消除并根据不同的干扰物质采用修正的碘量法3. 注意事项 （1）Na2S2O3滴定水样时，如到达终点后溶液蓝 色在30s内没有返回，这是正常现象，如到达终点后蓝色立即返回，说明水中可能含有亚硝酸盐，要采用叠氮化钠修正法。

（2）铁离子对测定有干扰，若单有大量的铁离子从在而无其他还原剂及有机物时，可用高锰酸钾修正法进行测定 （3）若水样中含游离氯0.1mg/L，应测定出与游离氯含量对应的DO含量，再将其从测得的等体积水样的DO含量中减去游离氯的测定方法如下： 用与测水样中DO等体积的溶解氧瓶取满水样，立即加入2mL(1+1)的硫酸、1g碘化钾，盖上瓶塞，摇匀，放置5min 从溶解氧中吸取100mL该溶液于250mL的锥形瓶中，滴加3滴1%的淀粉溶液，摇匀，溶液变浅蓝色，用Na2S2O3标准溶液滴定至溶液蓝色刚好褪去，即为滴定终点，记录消耗的Na2S2O3标准溶液体积V1(mL)，则原水样的DO按下式计算：,(二) 修正碘量法,1.叠氮化钠修正法 （1）方法原理 水样中含有亚硝酸盐会干扰碘量法测定溶解氧，它能与碘化钾作用释放出游离碘而产生正干扰，即 2HNO2+2KI+H2SO4K2SO4+2H2O+N2O2+I2 如果反应到此为止，引起误差尚不大;但当水样和氧气接触，新溶入的氧将和N2O2作用，再形成亚硝酸盐 2N2O2+2H2O+O24HNO2 如此循环，不断地释放出碘，将会引起相当大的误差。

为消除亚硝酸盐的干扰，可先用叠氮化钠将亚硝酸盐分解后再用碘量法测定分解亚硝酸盐的反应如下： 2NaN3+H2SO42HN3+Na2SO4 HNO2+HN3N2O+N2+H2O （2）测定要点 同碘量法，仅将试剂碱性碘化钾改为碱性碘化钾-叠氮化钠溶液 如若水样中三价铁离子含量较高，则干扰测定，可在水样采集后，用吸管插入液面下加入氟化钾溶液、硫酸锰溶液和碱性碘化钾-叠氮化钠溶液，盖好瓶塞摇匀以下步骤同碘量法，测定结果按式(3-8)计算 （3）注意事项 叠氮化钠是剧毒、易爆试剂，不能将碱性碘化钾-叠氮化钠直接酸化，以免产生有毒的叠氮酸雾 2.高锰酸钾修正法 该方法适用于大量亚铁离子，不含其他还原剂及有机物的水样用高锰酸钾氧化亚铁离子，消除干扰，过量的高锰酸钾用草酸钠溶液除去，生成的高价铁离子用氟化钾掩蔽其他同碘量法三）氧电极法（电化学探头法）,由于水中污染物的多样性及复杂性，在测定生活污和工业废水时，碘量法收到很多限制如碘量法很难实现DO的现成测定，也无法实现DO的连续自动监测氧电极法测定溶解氧不收水样色度、浊度及化学滴定法中干扰物质的影响，快速简便，适用于实验室、现场测定，易于实现自动连续测量，因此应用十分广泛。

该方法适用于天然水、污水和盐水的测定，如果用于测定海水或港湾水这类盐水，应对含盐量进行校对 1.方法原理 本发放测量水的溶解氧时使用电化学探头（溶解氧电极）和配套测定仪器测量时，将溶解氧电极插入水中，测定仪器可直接显示测得的溶解氧浓度和（或）氧的饱和百分率 广泛应用的溶解氧电极是聚四氟乙烯薄膜电极根据其工作原理，分为极谱型和原电池型两种原电池型是利用电解槽的电池作用，极谱型是对电极施加一定的电压，二者都是通过电流量来测定极谱型氧电极的结构如图3-24所示由黄金阴极、银-氯化银阳极、聚四氟乙烯薄膜、壳体等部分组成电极腔内充入氯化钾饱和溶液，聚四氟乙烯薄膜将内电解液和被测水样隔开，溶解氧可通过薄膜渗透扩散当两极间加上0.50.8V的电压时，则水样中的溶解氧扩散通过薄膜，并在阴极上产生与氧浓度呈正比的扩散电流电极反应如下： 阴极：O2+2H2O+4e-=4OH- 阳极：4Ag+4Cl-=4AgCl+e- 产生的还原电流I还可表示为,式中 K比例常数； n电极反应得失电子数； F法拉第常数； A阴极面积； Pm薄膜的渗透系数； L薄膜的厚度； C0溶解氧的分压或浓度 可见，当实验条件固定后，上式除C0外的其他项均为定值，故只要测得还原电流就可以求出水样中溶解氧的浓度。

2. 测定要点 按仪器使用说明书进行测定 测定时首先用无氧水样校正仪器零点，再用化学法校准仪器指示值，最后测定水样，便可直接读出测定水样的溶解氧浓度仪器设有自动或手动温度补偿装置，补偿由于温度变化造成的测量误差 3. 注意事项 （1）原电池型仪器接触氧气可自发进行反应，因此在不测定时，电极探头要保存在无氧水中并使其短路，以免消耗电极材料，影响测定对于极谱型仪器的探头，不使用时，应放在潮湿环境中，以防电解质溶液蒸发更换电解质和膜后，或膜干燥时，要使膜湿润，待读数稳定后再进行校准 （2）不能用于接触探头薄膜表面 （3）水样中含藻类、硫化物、碳酸盐、油等物质时，会使薄膜堵塞或损坏，应及时更换薄膜3.6.3 氰化物,氰化物包括简单氰化物、络合氰化物和邮寄氰化物(腈)简单氰化物易溶于水、毒性大；络合氰化物在水体中受pH值、水温和光照等影响离解为毒性强的简单氰化物 氰化物进入人体后，主要与高铁细胞色素氧化酶结合，生成氰化高铁细胞色素氧化酶而失去传递氧的作用，引起组织缺氧窒息 氰化物是一种剧毒物质，也是一种广泛应用的重要工业原料，在天然物质如苦杏仁、枇杷仁、桃仁、木薯及白果中，均含有少量KCN。

店面水一般不含氰化物，其主要污染源是电镀、焦化、造气、选矿、洗印、石油化工、有机玻璃制造、农药等工业废水。