环境监测 2.4

环境监测主讲：慕庆峰水质监测与分析非金属的监测酸碱的质子理论根据酸碱质子理论，在化学反应中，凡是能给出质子（H+）的物质叫做酸，凡能接受质子的物质叫做碱。根据酸碱质子理论，酸和碱是同时存在且可以相互转化的。酸和碱是一种相对的概念，一种物质是酸还是碱要看它在反应中所起的作用。水的pH值pH值的概念pH值是水溶液中氢离子活度（aH+）的负对数，即pH=-logaH+如果忽略离子强度的影响，用氢离子浓度表示活度时，则有pH=-log[H+]水的pH值pH值测定的环境意义pH值表示水的酸碱性的强弱，是最常用和最重要的水质指标之一。pH值的测定（1）比色法（2）玻璃电极法氰化物氰化物是分子结构中含有氰基（－CN）的一类物质的总称，包括无机氰和有机腈。无机氰化物简单氰化物络合氰化物氰化物来源：天然水中一般不含氰化物，水中氰化物的主要来源为电镀、焦化、选矿、洗印、石油化工、有机玻璃制造、农药等工业废水的排放。（1）样品预蒸馏测定简单氰化物时：在水样中加入酒石酸和硝酸锌，在pH4的条件下加热蒸馏，将所有简单氰化物和部分络合氰化物（如锌氰络合物）转变为HCN蒸出，用NaOH溶液吸收待测。该法可测得全部简单氰化物和部分络合氰化物。测定总氰化物时：向水样中加入磷酸和EDTA，在pH2条件下加热蒸馏。利用EDTA与金属离子络合能力比CN－与金属离子络合能力强的特点，使络合物中的CN－离解出来，并在磷酸酸化的情况下以HCN形式蒸馏出来，用NaOH溶液吸收待测。该法可测得全部简单氰化物和绝大部分络合氰化物。（2）氰化物测定硝酸银滴定法：氰化物含量〉1mg/L（GB7484-87）（以CN－计）异烟酸－吡唑啉酮光度法：氰化物含量1mg/L（GB7484-87）吡啶－巴比妥酸光度法:氰化物含量1mg/L（GB7484-87）●异烟酸－吡唑啉酮光度法在中性条件下，预蒸馏收集液中的氰离子与氯胺T试剂反应生成氯化氰（CNCl），氯化氰与加入的异烟酸作用，经水解后生成戊稀二醛，其与吡唑啉酮缩合生成蓝色染料，其色度与氰化物的含量成正比，在638nm波长下，进行吸光度测定，用标准曲线法定量。该法的测定范围是0.004～0.25mg/L，适用于饮用水、地面水、生活污水和工业废水中氰化物的测定。显色反应如下：●吡啶－巴比妥酸光度法在中性条件下，预蒸馏收集液中的氰离子与氯胺T反应生成氯化氰，氯化氰与吡啶反应生成戊稀二醛，戊稀二醛再与两个巴比妥酸分子缩合生成红紫色染料，在波长580nm处进行吸光度测定，用标准曲线法定量。该法的测定范围是0.002－0.45mg/L，适用于饮用水、地面水、生活污水和工业废水中氰化物的测定。氮的分类与循环水中的含氮化合物的测定水中含氮化合物测定的环境意义可以反映水体受污染的程度与进程水体的富营养化水处理的成本生物毒性各种含氮化合物测定方法-氨氮水中氨氮的来源及存在形式。氨氮的测定方法有纳氏试剂比色法（GB7479-87）、水杨酸分光光度法（GB7478-87）、蒸馏-滴定法（GB7481-87）和电极法等，测试结果均以N的mg/L计。由于水样的颜色、浑浊能影响测试结果，一般要求在测定之前采用一定的预处理手段（絮凝沉淀、蒸馏等）。纳氏试剂光度法将纳氏试剂（碘化汞和碘化钾的强碱溶液）加入水样中，与氨反应生成黄棕色胶态化合物，在波长410-425nm处进行比色测定。反应式：2K2HgI4＋NH3＋3KOH→NH2Hg2IO＋7KI＋2H2O该法的测定下限为0.025mg/L，测定上限为2mg/L，适用于各种水样中氨氮的测定。水杨酸-次氯酸盐分光光度法（697nm)亚硝酸盐氮水中亚硝酸盐氮的来源。亚硝酸盐的测定方法主要有N－(1-萘基)－乙二胺比色法（GB13580.7-92）、α－萘胺比色法（GB13589.5-92）和分光光度法（GB7493-87）、离子色谱法等。N－(1-萘基)－乙二胺比色法（540nm)在酸性溶液中，NO2－与对氨基苯磺酰胺生成重氮盐：重氮盐与N-（1-萘基）-乙二胺偶联生成红色染料：（红色染料）OHNClNHCSONHHNOHClNHHCSONH246222246222重氮化HClHClHCNHCHNNHCHNHCSONHHClNHCHNHCHHCNClNHCSONH227102246222227104622偶联α-萘胺比色法（补充)在酸性溶液中，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应，然后再与α－萘胺发生偶联反应生成红色偶氮染料，在波长520nm处比色定量。硝酸盐氮水中硝酸盐氮的来源。硝酸盐氮的测定方法主要有酚二磺酸光度法（GB74８0-87）、镉柱还原法、紫外分光光度法、离子色谱法和电极流动法等。酚二磺酸光度法硝酸盐在无水条件下与酚二磺酸反应，生成硝基二磺酸酚，后在碱性水溶液中生成黄色的硝基酚二磺酸三钾盐。在410nm波长处测其吸光度，并与标准溶液比色定量测定。该法测定的浓度范围为0.02～2.0mg/L，显色稳定。氯离子干扰较大，可在比色之前在水样中滴加硫酸银溶液，使氯化物生成沉淀，过滤除去。紫外分光光度法水样经预处理后，先在波长220nm处测一次吸光度，此时，硝酸盐和溶解有机物均有吸收。再在波长275nm处测一次吸光度，此时有机物有吸收而硝酸盐无吸收。根据两次吸光度和实践，引入吸光度的经验校正值A校，进行定量测定。经验校正值为：A静＝A220－A校＝A220－2A275式中，A220—220nm波长处测得的吸光度；A275—275nm波长处测得的吸光度。凯氏氮凯氏氮是指以凯氏（Kjeldahl）法测得的含氮量，包括氨氮和在此条件下能被转化为铵盐而测定的有机氮化合物。在测定凯氏氮和氨氮之后，其差值即为有机氮。生活污水和食品、生物制品和制革等工业废水中常含较多的有机氮化合物，并以蛋白质及其分解产物（多肽和氨基酸）为主。凯氏氮的测定（1）水样消解水样中加入硫酸，以硫酸钾和硫酸汞为催化剂，加热消解，使水样中的有机氮、氨氮都转变为硫酸氢铵。消解时可加入适量的硫酸钾以提高消解速度；并可加入硫酸铜以缩短消解时间。若以NH2CH2COOH为代表，反应式如下：OHSOCOHSONHSOHCOOHCHNH2224442224324凯氏氮的测定（2）蒸馏消解后的溶液在碱性条件下可蒸馏出氨，用硼酸溶液吸收。反应式为：OHNHSONaNaOHHSONH23424222凯氏氮的测定（3）测定可根据水样的具体情况，选用纳氏试剂光度法或滴定法测定其含量。该法所测得的有机氮化合物为蛋白质、氨基酸、核酸、尿素等，不包括叠氮、联氮、偶氮、硝基氮等物质。若将水样先行蒸馏除去氨氮，再按凯氏法进行测定，可直接测得有机氮化合物总氮测试方法有过硫酸钾氧化－紫外分光光度法（GB１１８９４-８９）和加和法（凯氏氮、硝态氮）两种。过硫酸钾氧化－紫外分光光度法测定原理：在120－124℃的碱性介质条件下，用过硫酸钾做氧化剂，不仅可以将水中的氨氮和亚硝酸盐氮氧化为硝酸盐，同时可以将大部分有机氮化合物氧化为硝酸盐。然后用紫外分光光度法（410nm）测定。该法主要适用于湖泊、水库、江河水中总氮的测定。其中总氮及各种形式氮的含量均以氮的mg/L计。加和法水样中，总氮与各形态氮之间的关系为：总氮＝（有机氮＋氨氮）＋（亚硝酸盐氮＋硝酸盐氮）＝凯氏氮＋硝态氮因此，可以先分别测出各种形态的氮素的浓度，在进行总氮的加和计算，单位均以N的mg/L计。