水分析化學(xué)-第1章-緒論

第1章緒論目錄1.1水分析化學(xué)的性質(zhì)及任務(wù)1.2水分析化學(xué)分析方法的分類1.3水質(zhì)指標與水質(zhì)標準1.1水分析化學(xué)的性質(zhì)及任務(wù)水分析化學(xué)是研究水及其雜質(zhì)、污染物的組成、性質(zhì)、含量和它們的分析方法的一門學(xué)科。水分析化學(xué)是給水排水工程專業(yè)的重要專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課、必修課，主要培養(yǎng)學(xué)生的水質(zhì)工程分析技能，為學(xué)習(xí)專業(yè)課打下堅實的基礎(chǔ)。1.1水分析化學(xué)的性質(zhì)及任務(wù)任務(wù)

水分析化學(xué)是研究水中雜質(zhì)及變化規(guī)律的重要學(xué)科。掌握四大滴定方法(酸堿、配位、沉淀和氧化還滴定法)和主要的儀器分析方法(吸收光譜法、電位分析法、原子吸收法及色譜法等)的基本原理、基本知識、基本概念和基本技能，掌握水質(zhì)分析的基本操作，培養(yǎng)嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度，樹立準確“量”的理念，初步具備數(shù)據(jù)評價能力、具備查閱文獻、選擇分析方法、擬訂實驗方案的能力，培養(yǎng)觀察、分析和解決實際問題的能力。1.1水分析化學(xué)的性質(zhì)及任務(wù)現(xiàn)代分析化學(xué)學(xué)科發(fā)展趨勢及特點1）提高靈敏度2）解決復(fù)雜體系的分離問題及提高分析方法的選擇性3）擴展時空多維信息4）微型化及微環(huán)境的表征與測定5）形態(tài)、狀態(tài)分析及表征6）生物大分子及生物活性物質(zhì)的表征與測定7）非破壞性檢測及遙控8）自動化與智能化1.2水分析化學(xué)分析方法的分類按分析時所需試樣量：

常量分析半微量分析微量分析超微量分析100~1000mg10~1000.1~10<0.110~100mL1~100.01~1<0.01

待測組分含量常量成分分析>1%微量成分分析0.01~1%痕量成分分析<0.01%水分析化學(xué)化學(xué)分析儀器分析酸堿滴定配位滴定氧化還原滴定電化學(xué)分析光化學(xué)分析色譜分析波譜分析重量分析滴定分析電導(dǎo)、電位、電解、庫侖極譜、伏安光度、發(fā)射、吸收，熒光氣相、液相、離子、超臨界、薄層、毛細管電泳紅外、核磁、質(zhì)譜沉淀滴定1.2水分析化學(xué)分析方法的分類重量分析法采用適當(dāng)?shù)姆椒?，使被測組分與試樣其他組分分離后，轉(zhuǎn)化為另一種稱量形式，再通過稱量其質(zhì)量，可計算出被測組分的含量。按分離方法的不同：氣化法、沉淀法、電解法和萃取法。主要用于水中懸浮物、殘渣、Ca2+、Mg2+、Ba2+、SiO2、SO42-1.2水分析化學(xué)分析方法的分類重量分析法測SO42-Vs(ml)加過量BaCl2BaSO4↓過濾洗滌灼燒冷卻稱量BaSO4↓BaSO4↓SO42-m(g)x(g)1.2水分析化學(xué)分析方法的分類滴定分析法將一準確濃度的試劑溶液和被分析物質(zhì)的組分定量反應(yīng)完全，根據(jù)反應(yīng)完成時所消耗的試劑溶液濃度和用量計算被分析物質(zhì)含量的方法。按反應(yīng)不同：酸堿滴定法、絡(luò)合滴定法、沉淀滴定法、氧化還原滴定法。主要用于水中化學(xué)需氧量、生化需氧量、溶解氧、酸堿度、硫化物、Ca2+、Mg2+、Fe3+、Al3+1.3水質(zhì)指標與水質(zhì)標準1.3.1水質(zhì)指標水質(zhì)是指水及其雜質(zhì)共同表現(xiàn)出來的綜合特性。水質(zhì)指標表示水中雜質(zhì)的種類和數(shù)量。水質(zhì)指標是衡量水質(zhì)優(yōu)劣的標準和尺度。水質(zhì)指標分為物理、化學(xué)、生物指標三大類。1.物理指標物理指標的測定不涉及化學(xué)反應(yīng)，參數(shù)測定后水樣不發(fā)生變化。包括水溫、臭和味、色度、濁度、電導(dǎo)率、氧化還原電位、殘渣等。1）水溫影響水中溶解性氣體（O2、CO2）的溶解度，水中生物和微生物的活動，化學(xué)和生物化學(xué)反應(yīng)速度，非離子氨、鹽度。pH值以及碳酸鈣飽和度等。常用的測量儀器有水溫度計、深水溫度計、顛倒溫度計和熱敏電阻溫度計。2）色度表色:水體沒有除去懸浮物時所呈現(xiàn)的顏色。真色:水體中懸浮物質(zhì)完全移去后呈現(xiàn)的顏色。

去除懸浮物的方法：用澄清、離心沉降0.45μｍ的濾膜過濾。不能用濾紙過濾。水的顏色的測定方法(定量)有鉑鈷標準比色法、稀釋倍數(shù)法、分光光度法。我國生活飲用水水質(zhì)衛(wèi)生規(guī)范規(guī)定生活飲用水色度不得高于15度。

1.物理指標3）臭臭的檢驗靠人的嗅覺，可用定性描述和臭閾值法兩種方法測定。4）濁度濁度是指水中的懸浮及膠體雜質(zhì)產(chǎn)生不透明的渾濁現(xiàn)象，這是一種光學(xué)效應(yīng)，表現(xiàn)水中懸浮物對光線透過時所發(fā)生的阻礙程度。我國飲用水標準規(guī)定濁度不超過1度，特殊情況不超過3度。測定濁度的方法有分光光度法、目視比濁法、濁度計法。1.物理指標5）殘渣分類：總殘渣（總固體）、總可濾殘渣（溶解性總固體）和總不可濾殘渣（懸浮物）。測定方法：重量法?？倸堅偣腆w）：水浴蒸干，103-105℃烘干稱重。總可濾殘渣（可溶性固體）：將水通過0.45μm膜過濾后的水樣用水浴蒸干，103-105℃烘干稱重。總不可濾殘渣（懸浮物，SS）：將水通過0.45μm膜過濾后的過濾器上的固體物質(zhì)用水浴蒸干，103-105℃烘干稱重。1.物理指標總殘渣=總可濾殘渣+總不可濾殘渣6）電導(dǎo)率電導(dǎo)率是表示水溶液傳導(dǎo)電流的能力。電導(dǎo)率用電導(dǎo)率儀測定。通常用于檢驗蒸餾水、去離子水或高純水的純度、監(jiān)測水質(zhì)受污染情況以及用于鍋爐水和純水制備中的自動控制等。1.物理指標2.化學(xué)指標1）pH值pH值是溶液中氫離子活度的負對數(shù)。pH=-lgaH+水的pH值的測定方法有玻璃電極法和比色法。天然水的pH值在6-9；飲用水的pH值在6.5-8.5。2.化學(xué)指標2）酸度和堿度酸度：指水中的所含能夠給出質(zhì)子的物質(zhì)的總量，即水中所有能與強堿發(fā)生中和作用的物質(zhì)的總量。構(gòu)成酸度的物質(zhì)有鹽酸、硫酸和硝酸等無機強酸，碳酸、及各種有機酸和強酸弱堿鹽等。堿度：指水中所含能接受質(zhì)子的物質(zhì)的總量，即水中所有能與強酸發(fā)生中和作用的全部物質(zhì)．構(gòu)成堿度的物質(zhì)包括強堿、弱堿、強堿弱酸鹽。3）硬度水的硬度指Ca2+、Mg2+離子的總量。水的硬度分為碳酸鹽硬度和非碳酸鹽硬度兩類?？傆捕燃礊槎叩目偤?。

4）總含鹽量（礦化度）：表示水中水中全部陰陽離子總量。一般只用于天然水的測定，常用的測定方法為重量法。2.化學(xué)指標5）有機污染物綜合指標常用綜合指標來間接測定水中的有機物總量。有機污染物綜合指標主要有高錳酸鹽指數(shù)、化學(xué)需氧量(COD)、生物化學(xué)需氧量（BOD）、總有機碳（TOC）、總需氧量（TOD）和氯仿萃取物等。6）放射性指標(RadiactivityIndex)

2.化學(xué)指標3.微生物學(xué)指標1）細菌總數(shù):指1mL水樣在營養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基中，于37℃培養(yǎng)24h后所生長出來的細菌菌落總數(shù)。我國規(guī)定生活飲用水中細菌總數(shù)≤100CFU/mL。2）總大腸菌群:能在37℃、48h內(nèi)發(fā)酵乳糖產(chǎn)酸產(chǎn)氣的、兼性厭氧、無芽孢的革蘭氏陰性菌?？偞竽c菌群數(shù)作為間接指標判斷水體受糞便污染的程度。我國飲用水中規(guī)定大腸菌群不得檢出。測定方法:多管發(fā)酵法和慮膜法。3）游離性余氯：指飲用水氯消毒后剩余的游離性有效氯。1.3.2水質(zhì)標準水質(zhì)標準是由國家或地方政府對水中污染物或其他物質(zhì)的最大容許濃度或最小容許濃度所作的規(guī)定。水質(zhì)標準分為水環(huán)境質(zhì)量標準、污染物排放標準和用水水質(zhì)標準。1.3.2水質(zhì)標準1.水環(huán)境質(zhì)量標準我國正在執(zhí)行的水環(huán)境質(zhì)量標準：地表水環(huán)境質(zhì)量標準（GB3838-2002）；海水水質(zhì)標準（GB3097-1997）；地下水質(zhì)量標準（GB/T14848-93）等。1.3.2水質(zhì)標準地表水環(huán)境質(zhì)量標準按功能高低劃分為5類：Ⅰ類：源頭水、國家自然保護區(qū)；Ⅱ類：集中式生活飲用水地表水源地一級保護區(qū)、珍稀水生生物棲息地、魚蝦類產(chǎn)卵場、幼魚的索餌場；Ⅲ類：集中式生活飲用水地表水源地二級保護區(qū)、魚蝦類越冬場、洄游通道、水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)等雨夜水域及游泳區(qū)；Ⅳ類：一般工業(yè)用水區(qū)及人體非直接接觸的娛樂用水區(qū)；Ⅴ類：農(nóng)業(yè)用水區(qū)及一般景觀要求水域。2.污水排放標準污水綜合排放標準（GB8978-1996），《造紙工業(yè)水污染物排放標準（GWPB2-1999）》，《海洋石油工業(yè)含油污水排放標準（GB4914-85）》等。1.3.2水質(zhì)標準3.用水水質(zhì)標準《生活飲用水衛(wèi)生標準》(GB5749-2006)