工業(yè)分析第七章工業(yè)用水和工業(yè)污水分析水質(zhì)分析

工業(yè)分析第七章工業(yè)用水和工業(yè)污水分析水質(zhì)分析第一頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日1概述水是生物生長(zhǎng)和生活所必需的資源，人類生活離不開(kāi)水。地球上總水量為1.37×１09km3，其中海洋占97.3%，淡水占2.7%，可利用的淡水僅占1%還不到。在工業(yè)生產(chǎn)中，也需要用到大量的水，主要用作溶劑、洗滌劑、冷卻劑、輔助材料等。水的質(zhì)量的好壞，對(duì)于人們的生活以及工業(yè)生產(chǎn)等都有直接的影響，必須經(jīng)過(guò)分析檢驗(yàn)。第二頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日1.1水的分類

水可以分為天(自)然水、生活用水和工業(yè)用水。自然界的水稱為天然水。天然水有雨水、地面水(江、河、湖水)、地下水(井水、泉水)等，因?yàn)樵谧匀唤缰写嬖?，都或多或少地含有一些雜質(zhì)，如氣體、塵埃、可溶性無(wú)機(jī)鹽等，如礦泉水中含有多種微量元素。

人們?nèi)粘Ｉ钪兴褂玫乃Q為生活用水。對(duì)生活用水的要求，主要是不能影響人類的身體健康，因此應(yīng)檢驗(yàn)分析一些有害元素的含量，對(duì)其含量都有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，不能超標(biāo)。如F-的含量，正常情況下應(yīng)為0.5~1.0mg/L，如果F-1.0~1.5mg/L，易得黃斑病，如果F-4.0mg/L，則易得氟骨病。第三頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日工業(yè)用水指工業(yè)生產(chǎn)所使用的水，要求為不影響產(chǎn)品質(zhì)量，不損害設(shè)備、容器及管道，使用時(shí)也要經(jīng)過(guò)分析檢驗(yàn)，不合格的水要先經(jīng)處理后才能使用。另外還有工業(yè)廢水，污染環(huán)境，必須符合一定的標(biāo)準(zhǔn)才允許排放。1.2水質(zhì)分析項(xiàng)目

水質(zhì)分析項(xiàng)目繁多，主要有以下幾類：物理性質(zhì)分析、金屬化合物分析、非金屬化合物分析和有機(jī)化合物分析。物理性質(zhì)分析項(xiàng)目主要包括：顏色、濁度、透明度、pH值、殘?jiān)?、礦化度、電導(dǎo)率等。第四頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日金屬化合物分析項(xiàng)目主要包括：總硬度、鉀、鈉、鐵、銅、鋅、鎳、錳、汞、鉛、鉻、砷、硒等。非金屬化合物分析項(xiàng)目主要包括：酸度、堿度、二氧化碳、溶解氧、氮(氨氮、硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮、總氮)、磷、氯化物、氟化物、碘化物、氰化物、硫化物、硫酸鹽、硼、可溶性二氧化硅等。有機(jī)化合物分析項(xiàng)目主要包括：化學(xué)需氧量、生化需氧量、總有機(jī)碳、礦化油、揮發(fā)性酚類、苯系物、多環(huán)芳烴、有機(jī)磷、苯胺類、硝基苯類、陰離子洗滌劑、各類農(nóng)藥等。不同用途的水，對(duì)水質(zhì)的要求各不相同，因此其分析檢測(cè)項(xiàng)目也有區(qū)別。第五頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日2工業(yè)用水分析

工業(yè)用水分析項(xiàng)目主要有：P173懸浮固形物和溶解固形物的測(cè)定

電導(dǎo)率的測(cè)定濁度的測(cè)定pH值的測(cè)定堿度的測(cè)定硬度的測(cè)定溶解氧的測(cè)定氯化物的測(cè)定硫酸鹽的測(cè)定磷酸鹽的測(cè)定銅含量的測(cè)定第六頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日2.1pH值的測(cè)定天然水pH6~9；生活飲用水國(guó)標(biāo)pH6.5~8.5；工業(yè)鍋爐用水pH7.0~8.5

pH值測(cè)定方法有目視比色法和酸度計(jì)測(cè)定法。2.1.1目視比色法標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液系列，測(cè)定時(shí)與水樣加入相同的酸堿指示劑進(jìn)行比較。2.1.2酸度計(jì)法先配制標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液，用配制標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液調(diào)節(jié)酸度計(jì)，再測(cè)定水樣。第七頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日2.2電導(dǎo)率的測(cè)定溶解于水的酸、堿、鹽電解質(zhì)成正、負(fù)離子，使電解質(zhì)溶液具有導(dǎo)電性，用us/cm表示。電導(dǎo)率儀測(cè)量范圍：0～104us/cm。氯化鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液：電導(dǎo)率與濃度及溫度有關(guān)。用于電導(dǎo)池常數(shù)的校正。測(cè)定時(shí)選用不同的電導(dǎo)池常數(shù)的電極。第八頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日2.3濁度的測(cè)定

水的濁度由泥沙、膠體物、有機(jī)物、浮游生物及微生物對(duì)透過(guò)光產(chǎn)生散射或吸收所產(chǎn)生。

濁度不是對(duì)水中顆粒物的直接量度，而是顆粒物對(duì)光的散射情況的量度。第九頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日2.3.1分光光度法福馬肼標(biāo)準(zhǔn)液：5.00mL10g/L硫酸肼和5.00mL100g/L六次甲基四胺反應(yīng)24h，用無(wú)濁度水稀釋至100ml的溶液，濁度為400度。配制一系列標(biāo)準(zhǔn)濁度溶液，用1cm比色皿于680nm處測(cè)吸光度；水樣在相同條件下測(cè)定。⑴、原理：以福馬肼懸濁液作標(biāo)準(zhǔn)，采用分光光度計(jì)比較被測(cè)水樣和標(biāo)準(zhǔn)水懸濁液的透過(guò)光的強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)定。⑵、以福馬肼濁度標(biāo)準(zhǔn)液校準(zhǔn)散射光時(shí)，為NTU，透過(guò)光測(cè)定時(shí)，則為FTU。⑶、標(biāo)準(zhǔn)濁度液第十頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日2.3.2目視比色法(4.26)1mg硅藻土配成100ml溶液產(chǎn)生的濁度為1度。2.3.3常用濁度計(jì)手握式濁度計(jì)臺(tái)式濁度計(jì)第十一頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日2.4懸浮固形物和溶解固形物(殘?jiān)?的測(cè)定水樣中被某種過(guò)濾材料分離出來(lái)的固形物稱為懸浮固形物（可濾殘?jiān)?。溶解固形物是指已被分離懸浮物后的濾液經(jīng)蒸發(fā)干燥所得的殘?jiān)ú豢蔀V殘?jiān)??？倸堅(jiān)ü毯浚荷鲜龆咧?。殘?jiān)臏y(cè)定值與很多因素有關(guān)如濾器孔徑、烘干溫度等。第十二頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日2.4.1不可濾殘?jiān)?懸浮物)的測(cè)定水樣用已在105~110℃干燥箱烘干并稱重的4＃過(guò)濾坩堝過(guò)濾，洗滌后同樣將坩堝可濾殘?jiān)?溶解性固體)置于105~110℃干燥箱烘干至恒重。2.4.2可濾殘?jiān)?溶解固形物)的測(cè)定將上述所得濾液蒸干，置于105~110℃干燥箱烘干至恒重。第十三頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日2.5堿度的測(cè)定堿度是指水樣能接受H+的總量。能夠接受質(zhì)子的物質(zhì)很多：氫氧化物、碳酸鹽、磷酸鹽。測(cè)定方法有指示劑酸堿滴定法和pH電位滴定法。滴定劑一般用HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液，根據(jù)測(cè)定時(shí)所用的酸堿指示劑不同，又分為酚酞堿度和甲基橙堿度(即總堿度)。二者終點(diǎn)產(chǎn)物不一定相同，以甲基橙為指示劑的堿度為總堿度。測(cè)定結(jié)果可以用強(qiáng)酸的消耗量表示，也可以用CaCO3的量來(lái)表示。P181第十四頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日2.6硬度的測(cè)定水硬度是指水中鈣、鎂等金屬金屬化合物的含量，又分為鈣硬和鎂硬。水硬度分類：1＝10mgCaO/L0~44~88~1616~30>30很軟水軟水中等硬度硬水很硬水國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)分析方法用EDTA滴定法測(cè)水硬度，用CaCO3(mg/L)表示硬度。

Ca、Mg+EBT=Ca-EBT、Mg-EBT紫紅色

Ca、Mg+Y=CaY、MgY無(wú)色 Ca、Mg-EBT+Y=CaY、MgY+EBT蘭色第十五頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日2.7氯化物的測(cè)定可以用化學(xué)分析法、電位滴定法、離子色譜法測(cè)定，化學(xué)分析法簡(jiǎn)便、快速，但終點(diǎn)判斷較難；電位滴定法適于有色或渾濁水樣；離子色譜法則可同時(shí)測(cè)多種陰離子，但儀器貴。莫爾法：在中性或弱酸性條件下，以K2CrO4作指示劑，用AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定。Ag++Cl-=AgCl(白)2Ag++CrO42-=Ag2CrO4(磚紅色)測(cè)定濃度范圍：5~100mg/L。缺點(diǎn)：指示劑用量影響誤差。第十六頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日2.8硫酸鹽的測(cè)定硫酸鹽的測(cè)定有重量法、光度法和間接原子吸收法。重量法：利用生成BaSO4沉淀進(jìn)行測(cè)定。方法準(zhǔn)確度高，但操作繁瑣，費(fèi)時(shí)。分光光度法：加BaCrO4試劑：BaCrO4+SO42-=BaSO4+CrO42-(黃色)在分光光度計(jì)上波長(zhǎng)420nm處測(cè)吸光度。

間接原子吸收法：同樣是利用上述試劑和反應(yīng)，用原子吸收測(cè)鉻酸根(CrO42-)的量，可計(jì)算出硫酸鹽的量。第十七頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日2.9磷酸鹽的測(cè)定磷酸鹽的測(cè)定主要利用磷鉬藍(lán)光度汪和磷釩鉬黃光度法。2.10溶解氧(DO)的測(cè)定指溶解于水是的分子狀態(tài)的氧。溶解氧的測(cè)定方法有碘量法、光度法和電化學(xué)探頭法。碘量法利用氧在堿性介質(zhì)中的氧化性，在水樣中加入堿性硫酸錳，使其被氧化，從而將溶解氧固定，再進(jìn)行測(cè)定。(P185~187)注意采樣時(shí)用虹吸管吸入采樣瓶，溢出立即加固定劑(MnSO4和堿性KI)。第十八頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日2.11銅含量的測(cè)定的測(cè)定主要用光度法測(cè)定。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)分析方法用銅試劑光度法，該標(biāo)準(zhǔn)適用于地面水、地下水和工業(yè)廢水中銅的測(cè)定。在pH＝8~9的氨性溶液中，Cu2+與二乙基二硫代氨基甲酸鈉(銅試劑，DDTC)反應(yīng)生成黃色絡(luò)合物，用CCl4萃取，在波長(zhǎng)440nm處測(cè)定吸光度。鐵、錳、鎳和鈷等也與二乙基二硫代氨基甲酸鈉生成有色絡(luò)合物，干擾銅的測(cè)定，但可用EDTA和檸檬酸胺掩蔽消除。對(duì)含有機(jī)物或懸浮物的水樣，應(yīng)加硝磷酸后在電熱板上加熱消解。第十九頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日3

工業(yè)污水分析工業(yè)生產(chǎn)所排放的廢水，大多含有對(duì)人體或?qū)Νh(huán)境有害的成分，需經(jīng)過(guò)分析檢驗(yàn)，符合一定的標(biāo)準(zhǔn)之后，才允許排放，不同廠礦排出的廢水含有不同的污染物，需根據(jù)污染源確定檢測(cè)項(xiàng)目。污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（ＧＢ8978-1996）中規(guī)定了13種第一類污染物和56種第二類污染物。

第二十頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日3.1高氯廢水中化學(xué)需氧量(COD)的測(cè)定

COD：在一定條件下，用氧化劑滴定水樣時(shí)所消耗的量，與氧化劑種類、濃度、溫度、時(shí)間、催化劑等有關(guān)。

CODCr：以K2Cr2O7為氧化劑，用于工業(yè)廢水測(cè)定。CODMn：以KMnO4為氧化劑，用于清潔地面水和飲用水測(cè)定。但高氯廢水中高濃度的Cl-可以被K2Cr2O7氧化，在酸性條件下也能被KMnO4氧化，故需用氯氣校正法或碘化鉀堿性高錳酸鉀法進(jìn)行測(cè)定。第二十一頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日3.1.1氯氣校正法CODCr方法原理：強(qiáng)酸性溶液中，用重鉻酸鉀氧化水樣中的還原性物質(zhì)，過(guò)量的重鉻酸鉀以試亞鐵靈(1,10-鄰二氮菲)為指示劑，用硫酸亞鐵銨溶液回滴，根據(jù)所耗重鉻酸鉀的量算出水樣中的表觀COD，結(jié)果以O(shè)2的mg/L表示。氯氣校正法是在加重鉻酸鉀的同時(shí)加入硫酸汞，在測(cè)定表觀COD后對(duì)水樣中未與Hg2+絡(luò)合而被氧化的那部分Cl-所形成的Cl2導(dǎo)出，用NaOH溶液吸收后加入KI，調(diào)節(jié)酸度后以淀粉為指示劑，用Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，從而計(jì)算出Cl-與反應(yīng)所消耗重鉻酸鉀的量，并換算成以O(shè)2的mg/L表示，再?gòu)谋碛^COD值中扣除該校正值，即為水樣中的COD。第二十二頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日3.1.2碘化鉀堿性高錳酸鉀法CODMn方法原理：在酸性、加熱條件下，加過(guò)量的KMnO4標(biāo)準(zhǔn)液，使水中的還原性物質(zhì)氧化完全，剩余的KMnO4用過(guò)量的Na2C2O4還原，再用KMnO4標(biāo)液滴定。若水樣中Cl-含量＞300mg/L應(yīng)改在堿性條件下進(jìn)行氧化：4MnO4-+3C+3H2O＝4MnO2+3CO2+4OH-剩余的KMnO4加過(guò)量的KI，調(diào)節(jié)酸度后以淀粉為指示劑，用Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，計(jì)算出消耗高錳酸鉀的量，并換算成以O(shè)2的mg/L表示，即為該水樣中的化學(xué)需氧量CODOH-KI。第二十三頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日3.2揮發(fā)酚的測(cè)定(4.29)酚類化合物是一種原型質(zhì)毒物，對(duì)一切生活個(gè)體都有毒殺作用。能使蛋白質(zhì)凝固，所以有強(qiáng)烈的殺菌作用。其水溶液很易通過(guò)皮膚引起全身中毒；其蒸氣由呼吸道吸入，對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)損害更大。冶金、塑料、制藥、農(nóng)藥等工業(yè)都會(huì)有較高濃度的含酚廢水。揮發(fā)酚是指沸點(diǎn)在230℃以下的一元酚。較低含量時(shí)用光度法測(cè)定，較高含量時(shí)用溴化滴定法測(cè)定。3.2.1蒸餾－4-氨基安替比林光度法

本方法適用于飲用水、地面水、地下水和工業(yè)廢水中揮發(fā)酚的測(cè)定測(cè)定范圍為0.002~6mg/L。濃度低于0.5mg/L時(shí)采用氯仿萃取法；濃度高于0.5mg/L時(shí)采用直接分光光度法。

第二十四頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日3.2.1.1氯仿萃取法用蒸餾法使揮發(fā)性酚類化合物蒸餾出并與干擾物質(zhì)分離，由于酚類化合物的揮發(fā)速度是隨餾出液體積而變化，因此餾出液體積必須與試樣體積相等。被蒸餾出的酚類化合物于pH＝10.0±0.2的介質(zhì)中，在鐵氰化鉀存在下與4氨基安替比林反應(yīng)，生成橙紅色的安替比林染料，用氯仿可將此染料從水溶液中萃取出并在460nm波長(zhǎng)測(cè)定吸光度，結(jié)果以含苯酚mg/L表示。在樣品采集現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)檢測(cè)有無(wú)游離氯等氧化劑存在，如有發(fā)現(xiàn)應(yīng)及時(shí)加入過(guò)量FeSO4除去。采集后樣品應(yīng)及時(shí)加HAc酸化至pH~4.0，并加適量CuSO4以抑制微生物對(duì)酚類的生物氧化作用，同時(shí)應(yīng)將樣品冷藏，在采集后24h內(nèi)進(jìn)行測(cè)定。第二十五頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日3.2.1.2直接比色法同樣用蒸餾法使揮發(fā)性酚類化合物蒸餾出，被蒸餾出的酚類化合物于相同條件下與與4氨基安替比林反應(yīng)，顯色后30min內(nèi)于510nm波長(zhǎng)處測(cè)量吸光度。

在樣品采集現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)檢測(cè)有無(wú)游離氯等氧化劑存在，如有發(fā)現(xiàn)應(yīng)及時(shí)加入過(guò)量FeSO4除去。采集后樣品應(yīng)及時(shí)加HAc酸化至pH~4.0，并加適量CuSO4以抑制微生物對(duì)酚類的生物氧化作用，同時(shí)應(yīng)將樣品冷藏，在采集后24h內(nèi)進(jìn)行測(cè)定。第二十六頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日3.3鉻的測(cè)定存在形式：Cr(Ⅵ)、Cr(Ⅲ)

六價(jià)鉻的毒性比三價(jià)鉻幾乎大100倍。鉻的化合物常以溶液、粉塵或蒸汽的形式污染環(huán)境，危害人體健康，可通過(guò)消化道、呼吸道、皮膚和黏膜侵入人體。鉻對(duì)人體的毒害為全身性的，對(duì)皮膚熟膜的刺激作用，引起皮炎、濕疹，氣管炎和鼻炎，引起變態(tài)反應(yīng)并有致癌作用，如六價(jià)鉻化合物可以誘發(fā)肺癌和鼻咽癌，對(duì)人的致死量為5克。六價(jià)鉻會(huì)在人體產(chǎn)生蓄積。第二十七頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日鉻的測(cè)定常用原子吸收分光光度法、紫外可見(jiàn)分光光度法。樣品的預(yù)處理：若樣品不含懸浮物，為低色度的清潔水樣，可直接測(cè)定。對(duì)于渾濁、色度較深的樣品：過(guò)濾、稀釋。第二十八頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日3.3.1Cr(VI)的測(cè)定試樣在H2SO4溶液中與二苯碳酰二肼作用，產(chǎn)生紫紅色絡(luò)合物，在540nm波長(zhǎng)處有強(qiáng)烈吸收，摩爾吸光系數(shù)為4×104，檢測(cè)范圍：0.004~1mg/L。顯色酸度0.025~0.15mol/LH2SO4介質(zhì)。酸度小顯色慢，酸度高絡(luò)合物不穩(wěn)定。顯色時(shí)間5~15min。3.3.2總鉻測(cè)定試樣加KMnO4，將Cr(Ⅲ)轉(zhuǎn)化為Cr(VI)，再加二苯碳酰二肼進(jìn)行顯色。過(guò)量KMnO4對(duì)測(cè)定有干擾，加NaNO2分解(過(guò)量NaNO2用尿素處理)

第二十九頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日3.4鉛的測(cè)定鉛是可在人體及動(dòng)植物組織內(nèi)蓄積的有毒元素，含鉛廢水主要源于蓄電池、冶金、電鍍等企業(yè)。鉛的測(cè)定廣泛采用原子吸收分光光度法和雙硫腙分光光度法，也可以用陽(yáng)極溶出伏安法和示波極譜法。3.4.1雙硫腙分光光度法在pH＝8.5~9.5的氨性檸檬酸鹽-氰化物的還原介質(zhì)中，鉛與雙硫腙反應(yīng)生成紅色螯合物，用三氯甲烷）(或四氯化碳)萃取后，在波長(zhǎng)510nm處比色測(cè)定。鐵、銅、鋅等離子的干擾通過(guò)加入檸檬酸銨、氰化鉀和鹽酸羥胺等消除。第三十頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日3.4.2原子吸收分光光度法分析線：283.3nm火焰原子吸收法：貧燃空氣-乙炔火焰測(cè)定范圍：0.3~10mg/L石墨爐原子吸收法：最低檢出限為0.003mg/L3.4.3示波極譜法

在鹽酸-乙酸鈉(pH~0.65)-抗壞血酸溶液中，通過(guò)線性變化的電壓，鉛可在滴汞電極(DME)上還原或氧化，在示波極譜圖上產(chǎn)生特征還原峰(電流)或氧化峰(電流)，在相應(yīng)的電流-電壓曲線圖上求出試液中鉛的含量。

第三十一頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日3.5鎘的