環(huán)境化學(xué)實(shí)驗(yàn)講義1

1、目 錄實(shí)驗(yàn)一 對(duì)二甲苯、萘的辛醇水分配系數(shù)的測(cè)定1實(shí)驗(yàn)二 土壤脲酶活性測(cè)定4實(shí)驗(yàn)三 水中溶解氧含量的測(cè)定8實(shí)驗(yàn)四 水中重金屬污染評(píng)價(jià)11實(shí)驗(yàn)五水體水質(zhì)相關(guān)指標(biāo)評(píng)價(jià)14實(shí)驗(yàn)六水中痕量有毒有機(jī)污染物的分析24實(shí)驗(yàn)七苯酚的光降解速率常數(shù)27實(shí)驗(yàn)八 對(duì)硝基苯甲腈水解速率常數(shù)的測(cè)定30實(shí)驗(yàn)九 底質(zhì)的耗氧36實(shí)驗(yàn)十 萘在水溶液中的光化學(xué)氧化37實(shí)驗(yàn)十一 丙烯-二氧化氮-空氣體系中光化學(xué)煙霧的模擬試驗(yàn)41實(shí)驗(yàn)十二水體富營(yíng)養(yǎng)化程度的評(píng)價(jià)45實(shí)驗(yàn)十三 電催化降解廢水中陰離子表面活性劑51實(shí)驗(yàn)十四 環(huán)境樣品中多環(huán)芳烴提取及分析方法研究55實(shí)驗(yàn)十五 水中堿度的測(cè)定6030實(shí)驗(yàn)一 對(duì)二甲苯、萘的辛醇水分配系數(shù)的測(cè)定（

2、紫外分光光度法）一、目的和要求1、了解測(cè)定有機(jī)化合物的辛醇水分配系數(shù)的意義和方法。2、掌握用紫外分光光度法測(cè)定分配系數(shù)的操作技術(shù)。二、原理正辛醇是一種長(zhǎng)鏈烷烴醇，在結(jié)構(gòu)上與生物體內(nèi)的碳水化合物和脂肪類(lèi)似。因此，可用正辛醇水分配體系來(lái)模擬研究生物水體系。有機(jī)物的辛醇水分配系數(shù)是衡量其脂溶性大小的重要理化性質(zhì)。研究表明，有機(jī)物的分配系數(shù)與水溶解度、生物富集系數(shù)及土壤、沉積物吸附系數(shù)均有很好的相關(guān)性。因此，有機(jī)物的生物活性亦與其分配系數(shù)密切相關(guān)。所以，在有機(jī)物的危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)方面，分配系數(shù)的研究是不可缺少的?；衔镌谛链枷嘀械钠胶鉂舛扰c水相中該化合物非離解形式的平衡濃度的比值即為該化合物的辛醇水分配系數(shù)

3、。式中：C0該化合物在辛醇相的平衡濃度；Cw水相中的平衡濃度；Kow分配系數(shù)。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)測(cè)定水相中有機(jī)物濃度，然后再根據(jù)分配前化合物在辛醇相的濃度以及分配后化合物在水相的濃度，計(jì)算得到分配系數(shù)。三、儀器和試劑1、離心機(jī) 2、恒溫振蕩器3、752分光光度計(jì)4、正辛醇 A.P.級(jí)5、乙醇（95%）6、對(duì)二甲苯7、萘四、實(shí)驗(yàn)步驟1、標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制（1） 對(duì)二甲苯移取1.00 mL對(duì)二甲苯于10 mL容量瓶中，用乙醇稀釋至該度，搖勻。取該溶液0.20 mL于50 mL容量瓶中，再以乙醇稀釋至刻度，搖勻，此時(shí)濃度為0.4L/mL。在5只25 L容量瓶中各加入該溶液1.00、2.00、3.00、

4、 4.00、5.00mL，用水稀釋至刻度，搖勻。在752分光光度計(jì)上，選擇波長(zhǎng)為227納米，以水作參比，測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)系列的吸光度A。以A對(duì)濃度C作圖，即得標(biāo)準(zhǔn)曲線。（2）萘稱(chēng)取0.0200g萘，用乙醇溶解后轉(zhuǎn)入10mL容量瓶中稀釋到刻度，此時(shí)濃度為2000g/mL。用微量注射器吸取該溶液10、20、30、40、50微升于10毫升容量瓶中，加水稀釋至刻度，搖勻。在752分光光度計(jì)上，選擇波長(zhǎng)為278納米，以水作參比，測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)系列的吸光度A。以A對(duì)濃度C作圖，即得標(biāo)準(zhǔn)曲線。2、分配系數(shù)的測(cè)定（1）對(duì)二甲苯移取1.00 mL對(duì)二甲苯于25 mL容量瓶中，用正辛醇稀釋至刻度，配成濃度為40L/mL，取此溶

5、液4.00 mL于100 mL碘量瓶中，準(zhǔn)確加入36.00 mL水，塞緊塞子，平放固定在恒溫振蕩器上（25±0.5）振蕩30分鐘，取10 mL振蕩液離心分離，用滴管小心吸去上層辛醇，在227納米下測(cè)定水相吸光度，由標(biāo)準(zhǔn)曲線查出其濃度。平行做三份，每次均作試劑空白試驗(yàn)。萘稱(chēng)取0.175g萘，用正辛醇溶解后轉(zhuǎn)入25 mL容量瓶中稀釋刻度，配成7000g/mL的溶液。取此溶液4.00mL于100mL碘量瓶中，加入36.00mL水，塞緊塞子，平放并固定在恒溫振蕩器上（25±0.5）振蕩30分鐘，取10mL振蕩液離心分離，用滴管小心吸去上層辛醇，在278納米下測(cè)定水相吸光度，由標(biāo)準(zhǔn)曲

6、線查出其濃度。平行做三份，每次均作試劑空白試驗(yàn)。五、數(shù)據(jù)處理測(cè)定分配系數(shù)的計(jì)算公式是：式中：C0辛醇相初始濃度；Ca平衡后水相的濃度；V0和Va分別為辛醇相和水相的體積。求lgKow。六、思考題1、如果以環(huán)己烷代替正辛醇，試比較萘的環(huán)己烷水分配系數(shù)的大??？2、一個(gè)化學(xué)品的辛醇水的分配系數(shù)與它在辛醇和水中溶解度的比值是否相同？七、參考文獻(xiàn)1 余剛，徐曉白，硝基多環(huán)芳烴的正辛醇水分配系數(shù)，環(huán)境化學(xué)，1993，12（4）：2992 王連生，韓朔睽著，有機(jī)化學(xué)進(jìn)展，化學(xué)工業(yè)出版社，19983 何藝兵，趙元慧，王連生等，有機(jī)化合物正辛醇/水分配系數(shù)的測(cè)定，環(huán)境化學(xué)，1994，13（3）：195實(shí)驗(yàn)二 土

7、壤脲酶活性測(cè)定一、目的和要求1、掌握土壤脲酶活性測(cè)定的一種方法，了解所取土壤的脲酶活性。2、了解脲素這一有機(jī)物在土壤環(huán)境中的降解轉(zhuǎn)化。二、簡(jiǎn)單原理土壤酶是活的有機(jī)體所合成的，或者在其生長(zhǎng)過(guò)程中分泌于體外，或者在其死亡后自溶而釋放出。所有的酶均能顯示其活性。酶是一類(lèi)具有蛋白質(zhì)性質(zhì)的、高分子的生物催化劑。顯著的酶的特征之一是其催化反應(yīng)的專(zhuān)一性。脲酶是土壤中的主要酶類(lèi)之一，是唯一對(duì)尿素在土壤中的轉(zhuǎn)化及對(duì)尿素的利用率有重大影響的酶。尿素施入土壤后，在脲酶的催化作用下，迅速分解成CO2和NH3，所以脲酶活性強(qiáng)弱直接影響尿素的利用率，水解反應(yīng)如下： 它們以三種形式存在于土壤中，一是以吸附狀態(tài)貯積于土壤中。

8、二是與土壤腐殖質(zhì)復(fù)合存在，三是以游離狀態(tài)存在。在土壤中，在PH值為6.57.0時(shí)脲酶活性最大，通過(guò)測(cè)定釋放出的NH3量，可以確定脲酶的活性。土壤中脲酶活性一般以37培養(yǎng)48小時(shí)每克土壤釋放出的NH3-N毫克數(shù)表示。三、儀器與試劑1、錐形瓶（250ml）；2、電熱恒溫培養(yǎng)箱；3、蒸氨瓶（250ml）；4、電熱套（250ml）；5、土樣風(fēng)干過(guò)100目篩；6、緩沖液（PH=6.7）；7、甲苯；8、5%尿素；9、2M KCl溶液；10、飽和硼酸溶液；11、4M NaOH溶液；12、指示劑；稱(chēng)取200mg甲基紅溶于100ml 95%乙醇；另稱(chēng)取100mg亞甲藍(lán)溶于50ml 95%乙醇。以?xún)煞菁谆t溶液與

9、一份亞甲基溶液混合后供用?；旌弦阂粋€(gè)月配制一次。13、標(biāo)準(zhǔn)HCl溶液；四、操作步驟1、取二個(gè)250ml錐形瓶，各加入10.000 克土壤，再各加入10ml緩沖液(PH6.7)和1ml甲苯。搖動(dòng)處理15分鐘，使均勻。再往第一瓶?jī)?nèi)加入10ml 5%尿素溶液，再將瓶?jī)?nèi)溶物充分混勻，作為試樣。第二個(gè)瓶?jī)?nèi)加入10ml 蒸餾水，作為對(duì)照。將兩個(gè)瓶置于37培養(yǎng)箱中培養(yǎng)48小時(shí)（要寄上紗布塞子）。2、培養(yǎng)結(jié)束后，往兩個(gè)瓶?jī)?nèi)各加入50ml 2mol/LKCl溶液，塞上塞子后振蕩30分鐘。到時(shí)立即將試樣過(guò)濾到蒸氨瓶?jī)?nèi)。3、在過(guò)濾的間隙時(shí)間取兩個(gè)50ml比色管，各加入10.00ml飽和硼酸溶液。

10、現(xiàn)將50ml比色管在冷凝管下，使冷凝管出口尖端插入硼酸溶液中，準(zhǔn)備蒸餾。4、過(guò)濾完畢后，迅速往蒸氨瓶?jī)?nèi)注入20ml 4mol/L的NaOH溶液，立即塞上塞子。接通冷凝水，加熱蒸餾。5、當(dāng)餾出液達(dá)到50ml左右，停止蒸餾。取下比色管，將管內(nèi)接收液定量轉(zhuǎn)入到50ml錐形瓶中加數(shù)滴指示劑。用標(biāo)準(zhǔn) HCl滴定瓶?jī)?nèi)的氨，滴定到淡紫色為終點(diǎn)。記錄試樣和對(duì)照消耗的HCl體積V和V0（ml）。五、計(jì)算式中，W為稱(chēng)取的樣品重（g），C為HCl摩爾濃度。六、問(wèn)題討論1、步驟4中為什么要迅速加入NaOH？2、如果蒸氨時(shí)吸收深夜倒吸到冷凝管中如何解決？ 3、培養(yǎng)結(jié)束后為什么要加入2M KCl溶液？七、參考文獻(xiàn)1 和文

11、祥，朱銘莪，溫度和底物對(duì)陜西土壤脲酶活性的影響，西北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1998。2 吳全，陸錦時(shí)，四川茶園土壤中脲酶活性研究，土壤肥料， 1999，（1）：30 實(shí)驗(yàn)三 水中溶解氧含量的測(cè)定溶于水中的氧稱(chēng)為溶解氧，用DO表示，單位為mgO2/L。溶解氧DO是水質(zhì)綜合指標(biāo)之一。一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、學(xué)會(huì)水DO的固定方法；2、掌握碘量法測(cè)定水中DO的原理和方法。二、原理在水樣中加MnSO4和堿性KI，使Mn2+在OH-條件下生成Mn(OH)2和MnO(OH)2，其中Mn(OH)2為白色沉淀而MnO(OH)2為棕色沉淀，以次來(lái)使水中的DO得以固定。在將此溶液中加H+使碘析出，通過(guò)測(cè)量I2來(lái)間接測(cè)定DO。 反應(yīng)

12、式：Mn2+ + 2OH- Mn(OH)2（白色）Mn(OH)2 + 1/2O2 = MnO(OH)2（棕色）MnO(OH)2 + 2I- + 4H+ = Mn2+ + I2 + 3H2OI2 + 2S2O32- = 2I- +S4O62-三、儀器與試劑1、溶解氧瓶：250-300mL2、硫酸錳溶液：溶解480g MnSO4·4H2O或400g MnSO4·2H2O與蒸餾瓶中，過(guò)濾并稀釋至1L。3、堿性碘化鉀溶液：溶解500gNaOH與300400mL水中，冷卻；另溶解150gKI與200mL蒸餾水中；合并兩溶液，混勻，用蒸餾水稀釋至1L。如有沉淀，則放置過(guò)夜后，傾出上清液

13、，貯于棕色瓶中，用橡膠塞塞緊，避光保存。此溶液酸化后，遇淀粉應(yīng)不呈藍(lán)色。4、1（m/v）淀粉溶液：稱(chēng)取1.0g可溶性淀粉以少量蒸餾水調(diào)成糊狀，加入沸蒸餾水至100mL，混勻。為防腐，冷卻后可加入0.1g水楊酸或0.4g氯化鋅。5、重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液（1/6K2Cr2O7=0.0250mol/L）：稱(chēng)取1.2258g優(yōu)級(jí)純重鉻酸鉀（預(yù)先在120下烘2h，干燥器中冷卻后稱(chēng)重），用少量水溶解，轉(zhuǎn)入1000mL容量瓶中，稀釋至刻度。6、硫代硫酸鈉溶液：稱(chēng)取6.25gNa2SO3·5H2O溶于煮沸放冷的水中，加0.2gNa2CO3，用蒸餾水稀釋至1L，貯于棕色瓶中。此溶液約為0.025mol/L

14、。標(biāo)定：取10.00mL 0.0250mol/L K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液放入碘量瓶中四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、溶解氧的固定（1）水樣采集：用水樣沖洗溶解氧瓶后，沿瓶壁直接注入水樣或用虹吸法將細(xì)玻璃管插入溶解氧的底部，注入水樣溢流出瓶容積的1/3-1/2左右，迅速蓋上瓶塞。取樣時(shí)絕對(duì)不能使采集的水樣與空氣接觸，且瓶口不能留有空氣泡。否則另行取樣。（2）溶解氧的固定1）取樣后立即用吸量管加入1mL硫酸錳溶液。加注時(shí)，應(yīng)將移液管插入溶解氧瓶的液面下。切勿將吸量管中的空氣注入瓶中。2）按上法，加入2mL堿性碘化鉀溶液。3）蓋緊瓶塞（注意：瓶中絕不可留有氣泡！），顛倒混合3次，靜置。待生成的棕色沉淀降至一半深度時(shí)

15、，再次顛倒混合均勻。2、溶解氧的測(cè)定（1）將溶解氧瓶再次靜置，使沉淀又降至瓶?jī)?nèi)一半。（2）析出碘輕輕打開(kāi)瓶塞，立即用移液管插入液面以下5.0mL（1+5）硫酸，小心蓋好瓶塞。顛倒混合均勻，至沉淀物全部溶解為止。放置暗處5min。（3）滴定吸取25.00mL 上述水樣2份，放入250mL錐形瓶中，用Na2SO3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至溶液呈淡黃色，加入1mL淀粉指示劑，繼續(xù)滴定至藍(lán)色剛剛變?yōu)闊o(wú)色，即為終點(diǎn)。記錄用量。（4）計(jì)算 式中：硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)液的量濃度（mol/L）； 硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)液的用量（L）； 8 氧的摩爾質(zhì)量（1/2O2，g/mol）； 水樣的體積（mL）。3、驗(yàn)結(jié)果記錄水樣編號(hào)12滴定管終

16、讀數(shù)（mL）滴定管始讀數(shù)（mL）Na2SO3標(biāo)液用量（mL）4、寫(xiě)出試驗(yàn)報(bào)告要求寫(xiě)出溶解氧固定中的主要化學(xué)反應(yīng)，測(cè)定原理河水樣中溶解氧的含量。五、思考題1、在水樣中，有時(shí)加入MnSO4和堿性KI溶液后，只生成白色沉淀后，是否還需要繼續(xù)滴定？為什么？2、如果水樣中NO2的含量大于0.05mg/L，F(xiàn)e2+的含量小于1mg/L時(shí)，滴定水中溶解氧應(yīng)采用什么方法為好？3、碘量法滴定水中余氯、DO時(shí)，淀粉指示劑加入先后次序?qū)Φ味ㄓ泻斡绊?？?shí)驗(yàn)五水體水質(zhì)相關(guān)指標(biāo)評(píng)價(jià)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 了解水體電導(dǎo)率、氧化還原電位和化學(xué)需氧量（COD）的測(cè)定意義及原理。2. 熟練掌握三者的測(cè)定方法。二、實(shí)驗(yàn)原理1、化學(xué)需氧量

17、（COD）是指用強(qiáng)氧化劑（如重鉻酸鉀）在強(qiáng)酸和加熱回流條件下對(duì)有機(jī)物進(jìn)行氧化，并加入銀離子作催化劑，把反應(yīng)中氧化劑的消耗量換算成氧氣量即為化學(xué)需氧量，單位mg/L。本實(shí)驗(yàn)原理為在強(qiáng)酸性溶液中，用重鉻酸鉀將水樣中的還原性物質(zhì)（主要是有機(jī)物）氧化。過(guò)量的重鉻酸鉀以試亞鐵靈作指示劑，用硫酸亞鐵銨溶液回滴。根據(jù)所消耗的重鉻酸鉀計(jì)算出水樣的化學(xué)需氧量，以氧的mg/L表示。2、電導(dǎo)率是以數(shù)字表示溶液傳導(dǎo)電流的能力。純水電導(dǎo)率很小，當(dāng)水中含無(wú)機(jī)酸、堿或鹽時(shí)，使電導(dǎo)率增加。電導(dǎo)率常用于間接推測(cè)水中離子成分的總濃度。水溶液的電導(dǎo)率取決于離子的性質(zhì)和濃度、溶液的溫度和粘度等。由于電導(dǎo)是電阻的倒數(shù)，因此，當(dāng)兩個(gè)電極

18、（通常為鉑電極或鉑黑電極）插入溶液中，可以測(cè)出兩電極間的電阻R。根據(jù)歐姆定律，溫度一定時(shí)，這個(gè)電阻值與電極的間距L（cm）成正比，與電極的界面積A（cm2）成反比。即： 由于電極面積A與間距L都是固定不變的，故是一常數(shù)，稱(chēng)電導(dǎo)池常數(shù)（以Q表示）。比例常數(shù)叫作電阻率。其倒數(shù)稱(chēng)為電導(dǎo)率，以K表示。 S表示電導(dǎo)度，反映導(dǎo)電能力的強(qiáng)弱。所以，KQS或KQ/R當(dāng)已知電導(dǎo)池常數(shù)，并測(cè)出電阻后，即可求出電導(dǎo)率。電導(dǎo)率的標(biāo)準(zhǔn)單位是S/m(即，西門(mén)子/米)，一般實(shí)際使用單位為mS/m。新蒸餾水電導(dǎo)率為0.050.2mS/m，存放一段時(shí)間后，由于空氣中的二氧化碳或氨的溶入，電導(dǎo)率可上升至0.20.4mS/m；飲用

19、水電導(dǎo)率在5150mS/m之間；海水電導(dǎo)率大約為3000mS/m；清潔河水電導(dǎo)率約為10mS/m。電導(dǎo)率隨溫度變化而變化，溫度每升高1，電導(dǎo)率增加約2，通常規(guī)定25為測(cè)定電導(dǎo)率的標(biāo)準(zhǔn)溫度。3、對(duì)于一個(gè)水體來(lái)說(shuō)，往往存在著多個(gè)氧化還原電對(duì)，是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的體系，其氧化還原電位則是多個(gè)氧化物質(zhì)發(fā)生氧化還原的綜合結(jié)果（可能已達(dá)到平衡，也可能尚未達(dá)到平衡）。它的氧化還原電位雖不能作為某種氧化物質(zhì)與還原物質(zhì)濃度的指標(biāo)，但能幫助我們了解水體可能存在什么樣的氧化物質(zhì)或還原物質(zhì)及其存在量，是水體綜合性指標(biāo)之一。水體的氧化還原電位必須在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定。方法是用貴金屬（如鉑）作指標(biāo)電極、飽和甘汞電極作參比電極，測(cè)定相對(duì)

20、于甘汞電極的氧化還原電位值。然后再換算成相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)氫電極的氧化還原電位值作為報(bào)告結(jié)果。三、樣品保存水樣采集后應(yīng)盡快分析，如果不能在采樣后24h之內(nèi)進(jìn)行分析，樣品應(yīng)貯存于聚乙烯瓶中，并滿瓶封存，于4冷暗處保存，測(cè)定前應(yīng)預(yù)熱至25。不得加保存劑。四、儀器和試劑1、儀器（1）回流裝置：24mm或29mm標(biāo)準(zhǔn)磨口500mL全玻璃回流裝置。球形冷凝長(zhǎng)度為30cm。（2）加熱裝置：功率大于1.4W/cm2的電熱板或電爐，以保證回流液充分沸騰。（3）酸式滴定管：25mL（4）恒溫培養(yǎng)箱：20±1（5）溶解氧瓶：250mL（6）細(xì)口玻璃瓶：20L（7）量筒：1000mL（8）電導(dǎo)率儀：誤差不超過(guò)1。（

21、9）溫度計(jì)：能讀至0.1。（10）恒溫水浴鍋：250.2。（11）（毫伏計(jì)）或通用pH計(jì)。（12）鉑電極。（13）飽和甘汞電極或銀氯化銀電極。（14）溫度計(jì)（15）1000mL棕色廣口瓶。2、試劑（1）0.25mol/L重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液（1/6K2Cr2O7）：準(zhǔn)確稱(chēng)取12.258g重鉻酸鉀（預(yù)先在105110烘箱中干燥2h，并貯存在干燥器中冷卻至室溫）溶于水中，移至1000mL容量瓶中，用水稀釋至標(biāo)線，搖勻。（2）試亞鐵靈指示劑：稱(chēng)取1.49g鄰菲啰啉（C12H8N2·H2O，1,10phenanthroline）,0.695g硫酸亞鐵（FeSO4·7H2O）溶于水中，稀

22、釋至100mL，貯于棕色試劑瓶中。（3）0.1mol/L硫酸亞鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液：稱(chēng)取39.5g 硫酸亞鐵銨FeSO4（NH4）2SO4·H2O溶于水中，加入20mL濃硫酸，冷卻后稀釋至1000mL，搖勻。臨用前用重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定。標(biāo)定方法：吸取5.00 mL重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液于250mL錐型瓶中，加50ml蒸餾水，加15mL濃硫酸，冷卻后加23滴試亞鐵靈指示劑，用硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定到溶液由黃色經(jīng)藍(lán)綠色剛變?yōu)榧t褐色為止。硫酸亞鐵銨的濃度（mol/L）可由下式計(jì)算：式中： 重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度（1/6K2Cr2O7），mol/L；吸取的重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，mL； 消耗的硫酸亞鐵標(biāo)準(zhǔn)

23、溶液的體積，mL；（4）硫酸銀-硫酸溶液：于250mL濃硫酸中加入33.3g硫酸銀，放置12天，不時(shí)搖動(dòng)使其溶解（每75mL硫酸中含1g硫酸銀）（5）硫酸汞：結(jié)晶狀。（6）純水：將蒸餾水通過(guò)離子交換柱，電導(dǎo)率小于0.1mS/m。（7）0.0100mol/L標(biāo)準(zhǔn)氯化鉀溶液：稱(chēng)取0.7456g于105干燥2h并冷卻后的氯化鉀，溶解于純水中，于25下定容至1000ml。此溶液在25時(shí)電導(dǎo)率為141.3mS/。必要時(shí)，可將標(biāo)準(zhǔn)溶液用純水加以稀釋?zhuān)鞣N濃度氯化鉀溶液的電導(dǎo)率（25），見(jiàn)表1。表1 不同濃度氯化鉀的電導(dǎo)率 濃度（mol/L） 電導(dǎo)率（mS/m）0.0001 1.4940.00057.390

24、.00114.70.005 74.78（8）硫酸亞鐵銨硫酸高鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液：溶解39.21g硫酸亞鐵銨Fe(NH4)2·(SO4)2·6H2O和48.22g硫酸高鐵銨FeNH4·(SO4)2·12H2O于適量水中，緩緩加入56.2ml濃硫酸，用純水定容至1000ml，貯于玻璃或聚乙烯燒瓶中。此溶液在25時(shí)的氧化還原電位為430mV。（9）11硝酸溶液。（10）397硫酸溶液。五、實(shí)驗(yàn)步驟1、COD的測(cè)定(1)吸取10mL的均勻水樣（或吸取適量水樣稀釋至50mL，其中COD值為50400mg/L），置于250mL磨口錐形瓶中，加入5.00mL重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液

25、，加入少量硫酸汞，慢慢加入15mL硫酸銀硫酸溶液和數(shù)粒玻璃珠（以防暴沸），輕輕搖動(dòng)錐形瓶，使溶液混勻，加熱回流2h。若水中氯離子濃度大于30 mg/L 時(shí)，取水樣50.00mL，加0.4g硫酸汞和5mL濃硫酸，搖勻，待硫酸汞溶解后，再依次加入25.00mL重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液，75mL硫酸硫酸銀溶液和數(shù)粒玻璃珠，加熱回流2h。 (2)冷卻后，加入50ml蒸餾水。 (3)加23滴（約0.100.15mL）試亞鐵靈指示劑，用硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)液滴定到溶液由黃色經(jīng)藍(lán)綠剛變?yōu)榧t褐色為止，記錄消耗的硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積（V1）。(4)同時(shí)以10 mL水作空白，其操作步驟與水樣相同，記錄消耗的硫酸亞鐵銨溶液的

26、體積（V0）。在上述操作過(guò)程中應(yīng)注意下列事項(xiàng)： 用本法測(cè)定時(shí)，0.4g硫酸汞可與40mg氯離子結(jié)合，如果氯離子濃度更高，應(yīng)補(bǔ)加硫酸汞以使其與氯離子的質(zhì)量比為10：1，如果產(chǎn)生輕微沉淀也不影響測(cè)定。如水樣中氯離子的含量超過(guò)1000mg/L時(shí)，則需按其他方法處理。 回流過(guò)程中若溶液顏色變綠，說(shuō)明水樣的化學(xué)需氧量太高，應(yīng)將水樣適當(dāng)稀釋后重新測(cè)定。 水樣回流后，溶液中重鉻酸鉀剩余量為原加入量的1/54/5為宜。 若水樣中含易揮發(fā)有機(jī)物，在加硫酸銀硫酸溶液時(shí)應(yīng)在冰浴或冷水浴中進(jìn)行，或從冷凝管頂端慢慢加入，以防易揮發(fā)性物質(zhì)損失，使結(jié)果偏低。水樣中的亞硝酸鹽對(duì)測(cè)定有干擾，每毫克亞硝酸鹽氮相當(dāng)與1.14mg化

27、學(xué)需氧量，可按每毫克亞硝酸鹽氮加入10mg氨基磺酸消除。蒸餾水空白中也應(yīng)加入等量的氨基磺酸。在某些情況下，如所取水樣在1050mL時(shí)，試劑的體積、濃度等應(yīng)按表1進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。表1 重鉻酸鉀法測(cè)定COD的條件 水樣的體積/mL0.25mol/L重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液/mL硫酸銀硫酸標(biāo)準(zhǔn)溶液/mL硫酸汞/g硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度/mol·L-1滴定前的體積/mL10.005.00150.20.05007020.0010.00300.40.100014030.0015.00450.60.150021040.0020.00600.80.200028050.0025.00751.00.250035

28、02、電導(dǎo)率的測(cè)定1. 電導(dǎo)池常數(shù)測(cè)定（1） 用0.01mol/L標(biāo)準(zhǔn)氯化鉀溶液沖洗電導(dǎo)池三次。（2） 將此電導(dǎo)池注滿標(biāo)準(zhǔn)溶液，放入恒溫水浴中約15min。（3） 測(cè)定溶液電阻RKCl，更換標(biāo)準(zhǔn)液后再進(jìn)行測(cè)定，重復(fù)數(shù)次，使電阻穩(wěn)定在±2范圍內(nèi)，取其平均值。（4） 用公式QKRKCl計(jì)算。對(duì)于0.01mol/L氯化鉀溶液，在25時(shí)K141.3mS/m，則：Q141.3RKCl2、樣品測(cè)定用水沖洗數(shù)次電導(dǎo)池，再用水樣沖洗后，裝滿水樣，同1（3）步驟測(cè)定水樣電阻R。由已知電導(dǎo)池常數(shù)Q，得出水樣電導(dǎo)率K。同時(shí)記錄測(cè)定溫度。注意事項(xiàng)最好使用和水樣電導(dǎo)率相近的氯化鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液測(cè)定電導(dǎo)池常數(shù)。如使用

29、已知電導(dǎo)池常數(shù)的電導(dǎo)池，不需測(cè)定電導(dǎo)池常數(shù)，可調(diào)節(jié)好儀器直接測(cè)定。但要經(jīng)常用標(biāo)準(zhǔn)氯化鉀溶液校準(zhǔn)儀器。3、氧化還原電位的測(cè)定1. 鉑電極的檢查和校正以鉑電極為指示電極，連接儀器正極；以飽和甘汞電極為參比電極，連接儀器負(fù)極。將兩電極插入具有固定電位的標(biāo)準(zhǔn)溶液中，其電位值應(yīng)與標(biāo)準(zhǔn)值相符。如插入硫酸亞鐵銨硫酸高鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液中，25時(shí)的氧化還原電位為430mV。如實(shí)測(cè)結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)電位值相差大于±10mV，則鉑電極需重新凈化或更換。凈化可用下法之一。（1）用11硝酸溶液清洗：將電極置于11硝酸溶液中，緩緩加熱至近沸并保持5min。冷卻后，將電極取出，用純水洗凈。（2）將電極浸入397硫酸溶液中，使

30、該電極與1.51V干電池正極相接，干電池負(fù)極與另一支鉑電極相接，保持58min，將與電池正極相接的鉑電極取出，用純水洗凈備用。凈化后電極重新用標(biāo)準(zhǔn)溶液檢驗(yàn)，直至合格為止，用純水洗凈備用。2樣品測(cè)定（1）取潔凈的500ml棕色廣口瓶一個(gè)，用橡皮塞塞緊瓶口，其上打有五個(gè)孔，分別插入鉑電極、飽和甘汞（或氯化銀）電極、溫度計(jì)及兩支玻璃管。其中兩支玻璃管分別供進(jìn)水和出水用。參比電極的試劑添加口應(yīng)在瓶塞以上，以免參比電極內(nèi)進(jìn)水樣，而且添加試劑也較方便。電極插至瓶中間位置，不能觸及瓶底。電極與儀器接好。（2）用大塑料桶在現(xiàn)場(chǎng)采集的水樣，應(yīng)立即蓋緊桶蓋，其上開(kāi)一小孔，插入橡皮管。用虹吸法將水樣不斷送入測(cè)量用廣

31、口瓶中，在水流動(dòng)的情況下，按儀器使用說(shuō)明進(jìn)行測(cè)定。注意事項(xiàng)鉑電極可用鉑片或鉑絲電極，鉑片電極響應(yīng)速度快。電極清洗后，不得用手或異物觸摸，以免沾污。測(cè)完一個(gè)樣品后，必須用純水充分沖洗電極。測(cè)試時(shí)，待數(shù)值穩(wěn)定后再讀數(shù)。電極表面必須保持清潔光亮。測(cè)定應(yīng)盡可能在采樣現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行，并注意防止空氣浸入影響氧化還原電位。六、數(shù)據(jù)處理1、COD的含量式中：c硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，mol/L； V1滴定水樣消耗的硫酸亞鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，mL； V0滴定空白消耗的硫酸亞鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，mL； V2水樣的體積，mL。2、電導(dǎo)率 電導(dǎo)率K（mS/m）式中，RKCl0.01mol/L標(biāo)準(zhǔn)氯化鉀溶液電阻（）：R水樣電阻

32、（）； Q電導(dǎo)池常數(shù)。當(dāng)測(cè)定時(shí)水樣溫度不是25時(shí)，應(yīng)報(bào)出的25時(shí)電導(dǎo)率為： KsKt/1a（t25）式中，Ks25時(shí)電導(dǎo)率（mS/m）；Kt測(cè)定時(shí)t溫度下電導(dǎo)率（mS/m）； a各離子電導(dǎo)率平均溫度系數(shù)，取為0.022；t測(cè)定溫度（）。3、氧化還原電位水樣的氧化還原電位（En）按下式計(jì)算：式中，Eobs由鉑電極飽和甘汞電極測(cè)得氧化還原電位值（mV）；Ereft時(shí)，飽和甘汞電極電位值（mV），其值隨溫度變化而變化，在不同溫度下飽和甘汞電極電位，見(jiàn)下表3。 根據(jù)氧化還原電位（En）與電子活度（pE）的關(guān)系式計(jì)算水體的電子活度。pE = E/0.059表3 不同溫度下飽和甘汞電極的電極電位溫度（）電

33、極電位（mV）溫度（）電極電位（mV）026017251.1126018250.4225919249.8325820249.1425721248.5525722247.8625623247.2725524246.5825525245.8925426245.21025427244.61125328243.91225229243.31325130242.61425135239.315252.44024316251.750227 七、水質(zhì)評(píng)價(jià) 根據(jù)上述測(cè)定結(jié)果，結(jié)合國(guó)家有關(guān)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)對(duì)所測(cè)水體的水質(zhì)做綜合評(píng)價(jià)。八、思考題構(gòu)成水體COD的物質(zhì)有那些？實(shí)驗(yàn)十二 水體富營(yíng)養(yǎng)化程度的評(píng)價(jià)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握總

34、磷、葉綠素-a及初級(jí)生產(chǎn)率的測(cè)定原理及方法。2、評(píng)價(jià)水體的富營(yíng)養(yǎng)化狀況。二、儀器和試劑1、儀器（1） 可見(jiàn)分光光度計(jì)（2） 移液管：1mL，2mL，10mL（3） 容量瓶：100mL，250mL（4） 錐形瓶：250mL（5） 比色管：25mL（6） BOD瓶：250mL（7） 具塞小試管：10ml（8） 玻璃纖維濾膜、剪刀、玻棒、夾子（9） 多功能水質(zhì)檢測(cè)儀2、試劑（1）過(guò)硫酸銨（固體）（2）濃硫酸（3）硫酸溶液：1mol/L（4）鹽酸溶液：2mol/L（5）氫氧化鈉溶液：6mol/L（6）1%酚酞：1g酚酞溶于90mL乙醇中，加水至100mL（7）丙酮：水:溶液=9:1（8）酒石酸銻鉀溶液

35、：將4.4g K(SbO)C4H4O6·1/2H2O溶于200mL蒸餾水中，用棕色瓶在4時(shí)保存。（9） 鉬酸銨溶液：將20g （NH4）6MO7O24·4H2O溶于500mL蒸餾水中，用塑料瓶在4保存。（10）抗壞血酸溶液：0.1mol/L。溶解1.67g抗壞血酸于100mL蒸餾水中，轉(zhuǎn)入棕色瓶。若在4以下保存，可維持一個(gè)星期不變。（11）混合試劑：50mL2mol/L的硫酸、5 mL酒石酸銻鉀溶液、15mL鉬酸銨溶液和30mL抗壞血酸溶液?；旌锨?，先讓上述溶液達(dá)到室溫，并按上述次序混合。在加入酒石酸銻鉀和鉬酸銨后，如混合試劑有渾濁，須搖動(dòng)混合試劑，并放置幾分鐘，至澄清為止

36、。若在4下保存，可維持1個(gè)星期不變。（12）磷酸鹽儲(chǔ)備液（1.00mg/mL磷）：稱(chēng)取1.098g KH2PO4，溶解后轉(zhuǎn)入250mL容量瓶中，稀釋至刻度，即得1.00mg/mL磷溶液。（13）磷酸鹽標(biāo)準(zhǔn)溶液：量取1.00mL儲(chǔ)備液于100mL容量瓶中，稀釋至刻度，即得磷含量為10µg/mL的標(biāo)準(zhǔn)液。三、實(shí)驗(yàn)過(guò)程（一） 磷的測(cè)定1、 原理在酸性溶液中，將各種形態(tài)的磷轉(zhuǎn)化成磷酸根離子（）。隨之用鉬酸銨和酒石酸銻鉀與之反應(yīng)，生成磷鉬銻雜多酸，再用抗壞血酸把它還原為深色鉬藍(lán)。砷酸鹽與磷酸鹽一樣也能生成鉬藍(lán)。0.1µg/mL的砷就會(huì)干擾測(cè)定。六價(jià)鉻、二價(jià)銅和亞硝酸鹽能氧化鉬藍(lán)，使測(cè)

37、定結(jié)果偏低。2、 步驟（1）水樣處理：水樣中如有大的微粒，可用攪拌器攪拌23分鐘，以至混合均勻。量取100mL水樣（或經(jīng)稀釋的水樣）兩份，分別放入兩只250mL的錐形瓶中，另取100mL蒸餾水于250mL錐形瓶作為對(duì)照，分別加入1mL 2mol/L H2SO4，3 g （NH4）2S2O8，微沸約1 h，補(bǔ)加蒸餾水使體積為2550mL（如錐形瓶壁上有白色凝聚物，須用蒸餾水將其沖入溶液中），再加熱數(shù)分鐘。冷卻后，加1滴酚酞，并用6 mol/mL NaOH 將溶液中和至微紅色。再滴入2 mol/mL HCl 使粉紅色恰好褪去，轉(zhuǎn)入100mL 容量瓶中，加水稀釋至刻度，移取25mL至50mL比色管中

38、，加1mL 混合試劑，搖勻后放置10分鐘，加水稀釋至刻度，在搖勻放置10分鐘，以試劑空白作參比，用1 比色皿，于波長(zhǎng)880 nm 處測(cè)定吸光度（若分光光度計(jì)不能測(cè)定880 nm 處的吸光度，可選擇710 nm 波長(zhǎng)）。（2）標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制：分別吸取10µg/mL磷的標(biāo)準(zhǔn)溶液0.00、0.50、1.00、1.50、2.00、2.50、3.00mL于50mL比色管中，加水稀釋至25mL，加入1mL混合試劑，搖勻后放置10分鐘，加水稀釋至刻度，再搖勻，10分鐘后，以試劑空白作參比，用1 比色皿，于波長(zhǎng)880 nm（710 nm）處測(cè)定吸光度。根據(jù)吸光度與濃度的關(guān)系，繪制方法的標(biāo)準(zhǔn)曲線。（3

39、）結(jié)果處理由標(biāo)準(zhǔn)曲線查得磷的含量，按下式計(jì)算水中的含量：式中：水中磷的含量，mg/L；由標(biāo)準(zhǔn)曲線上查得磷含量，g ；測(cè)定時(shí)吸取水樣的體積（本實(shí)驗(yàn)V=25.00mL）。（二） 生產(chǎn)率的測(cè)定1、 原理綠色植物的生產(chǎn)率是光合作用的結(jié)果 ，與氧的產(chǎn)生量成比例。因此，測(cè)定水體中的氧可看作對(duì)生產(chǎn)率的測(cè)量。然而任何植物在水體中都有呼吸作用產(chǎn)生，要消耗一部分氧。因此在計(jì)算生產(chǎn)率時(shí)，還必須測(cè)量因呼吸作用所損失的氧。本實(shí)驗(yàn)采用測(cè)定兩只無(wú)色瓶和兩只深色瓶中相同樣品內(nèi)溶解氧變化量的方法測(cè)定生產(chǎn)率。此外，測(cè)定無(wú)色瓶中的氧的減少量，提供校正呼吸作用的數(shù)據(jù)。2、 步驟（1）取樣：取4只BOD瓶，其中2只用鋁箔包裹

40、使之不透光，分別記作“亮”和“暗”瓶。從一水體上半部取出水樣，測(cè)量水溫和溶解氧。本實(shí)驗(yàn)中溶解氧采用多功能水質(zhì)檢測(cè)儀測(cè)定（如欲采用碘量法測(cè)定參見(jiàn)實(shí)驗(yàn)十）。如果此水體的溶解氧未過(guò)飽和，則記錄此值為，然后將水樣分別注入一對(duì)“亮”和“暗”瓶中。若水樣中溶解氧過(guò)飽和，則緩緩地給水樣通氣，以除去過(guò)剩的氧。重新測(cè)定溶解氧并記作。按上法將水樣分別注入一對(duì)“亮”和“暗”瓶中。從水體下半部的中間取出水樣，按上述方法同樣處理。將兩對(duì)“亮”和“暗”瓶分別懸掛在與取樣相同的水深位置，調(diào)整這些瓶子，使陽(yáng)光能充分照射。一般將瓶子暴露幾個(gè)小時(shí)，暴露期為清晨至中午，或中午至黃昏，也可清晨到黃昏。為方便起見(jiàn)，可選擇較短的時(shí)間。（

41、2）測(cè)定：暴露期結(jié)束即取出瓶子，逐一測(cè)定溶解氧，分別將“亮”和“暗”瓶的數(shù)值記為和。3、結(jié)果處理 呼吸作用：氧在暗瓶中的減少量 凈光合作用：氧在亮瓶中的增加量 計(jì)算水體上下兩部分值的平均值。通過(guò)以下公式計(jì)算來(lái)判斷每單位水域總光合作用和凈光合作用的日速率：a把暴露時(shí)間改為日周期 (mg O2·L-1·d-1)= * 每日光周期時(shí)間 / 暴露時(shí)間b將氧生產(chǎn)率單位從mg/L改為mg/m2，這表示1 m2水面下水柱的總產(chǎn)生率。為此必須知道生產(chǎn)區(qū)的水深：(mg O2·L-2·d-1)= *每日光周期時(shí)間 / 暴露時(shí)間*103*水深（m）103是體積濃度mg/L 換

42、算為mg/m3的系數(shù)。c假設(shè)全日24小時(shí)呼吸作用保持不變，計(jì)算日呼吸作用：R(mg O2·L-2·d-1)=R*24 / 暴露時(shí)間（h）*103 *水深（m）d計(jì)算日凈光合作用：Pn (mg O2·L-1·d-1) = - R假設(shè)符合光和作用的理想方程（CO2 + H2O CH2O + O2），將生產(chǎn)率的單位換算成碳的單位：Pm(mg C·m -2·d-1) = Pn(mg O2·m -2·d-1) *12 / 32（三） 葉綠素-a的測(cè)定1原理測(cè)定水體的葉綠素-a的含量，可估計(jì)該水體的綠色植物存在量。將色素用丙酮

43、萃取，測(cè)量其吸光度值，便可測(cè)的葉綠素-a的含量。2實(shí)驗(yàn)過(guò)程將 100500mL水樣經(jīng)玻璃纖維濾膜過(guò)濾，記錄過(guò)濾水樣的體積。將濾紙卷成香煙狀，放入小瓶或離心管中。加10mL或足以使濾紙淹沒(méi)的90丙酮液，記錄體積，塞住瓶塞，并在4下暗處放置4 h 。如有渾濁，可離心萃取液。將一些萃取液倒入1玻璃比色皿，加比色皿蓋，以試劑空白為參比，分別在波長(zhǎng)665nm和750nm處測(cè)其吸光度。加1滴2mol/L鹽酸于上述兩只比色皿中，混勻并放置1min，再在波長(zhǎng)665nm和750nm處測(cè)定吸光度。 結(jié)果處理酸化前：A = A665 A750酸化后：Aa = A665a A750a 在665nm處測(cè)得吸光度減去750nm處測(cè)得值是為了校正渾濁液。用下式計(jì)算葉綠素-a的濃度（µg/L）：式中：萃取液體積，mL； 樣品體積，mL。根據(jù)測(cè)定結(jié)果，并查閱有關(guān)資料，評(píng)價(jià)水體富營(yíng)養(yǎng)化狀況。四、思考題1、體中氮、磷的主要來(lái)源有哪些？2、在計(jì)算日生產(chǎn)率時(shí)，有幾個(gè)主要假設(shè)？3、被測(cè)水體的富營(yíng)養(yǎng)化狀況如何？實(shí)驗(yàn)十五 水中堿度的測(cè)定一、目的和要求：1、掌握總堿度、酚酞堿度和苛性堿度的概念。2、掌握堿度的電化學(xué)測(cè)定方法。二、樣品保存樣品采集后應(yīng)在4保存，分析前不應(yīng)打開(kāi)瓶塞，不能過(guò)濾、稀釋或濃縮。樣品應(yīng)于采集后的當(dāng)天進(jìn)行分析，特別是當(dāng)樣品中含有可水解鹽類(lèi)或含有可氧化態(tài)陽(yáng)離子時(shí)，應(yīng)及時(shí)分析。三、