环境监测实验ppt课件.ppt
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1、环境监测实验,环境科学实验教学示范中心,试验一 水体理化指标的测定,水的物理化学性质与水温有密切关系,水中溶解性气体的溶解度、水生生物和微生物活动、化学和生物化学反应速度及盐度、pH值等都受水温变化的影响。颜色、浊度等是反映水体外观的指标,浑浊、有颜色的水体可减弱水体的透光性,影响水生生物生长。pH值是水体常用的水质指标之一。,目的 1.了解水体理化指标的内容;2.掌握水温、色度、浊度、pH的测定方法;3.熟练仪器的操作使用。,实验内容1.水温的测定;2.铂钴比色法测定水体色度;3.便携式浊度法测定浊度;4.便携式pH计测定水体pH值。,仪器1.水温计,颠倒水温计2.便携式浊度仪3.便携式pH
2、计4.比色管,烧杯试剂 1.浊度标准溶液 2.铂钴标准溶液 3.标准pH缓冲溶液,原理 1.pH:便携式pH计法 以玻璃电极为指示电极,以Ag/AgCl等为参比电极合在一起组成的pH复合电极。利用pH复合电极电动势随氢离子活动变化而发生偏移来测定水样的pH值。2.色度:铂钴比色法 用氯铂酸钾与氯化钴配成的标准系列,与水样进行目视比色。,3、浊度:便携式浊度仪 根据ISO7027国际标准设计进行测量,利用一束红外线穿过含有待测样品的样品池,光源为具有890nm波长的高发射强度的红外二极管,以确保使样品颜色引起的干扰达到最小。传感器处在发射光线垂直的位置上,它测量样品中悬浮颗粒散射的光量,微电脑处
3、理器将该值转化为浊度值,步骤一)水温的测定 1、水温计法测定浅层水温 将水温计插入一定深度的水中,放置5min后,迅速提出水面并读数。2、颠倒温度计法测定深层水温 将颠倒水温计装在采水器上,沉入预定深度水层,感温57min后,提出水面后立即读数。,二)pH值的测定 1.按照仪器说明进行准备。2.选用与水样pH值相差不超过2个pH单位的标准溶液校准仪器。3.水样的测定 先用蒸馏水仔细冲洗电极,再用水样冲洗,然后将电极浸入水样中,待读数稳定后记录pH值。,三)色度 1.配置标准色列;2.水样的测定(1)分取50.0ml澄清透明水样于比色管中,如水样色度较大,可酌情少取水样,用水稀释至50.0ml。
4、(2)将水样于标准色列进行目视比较。观测时,可将比色管置于白瓷板或白纸上,使光线从管底向上透过液柱,目光自管口垂直向下观察。记下与水样色度相同的铂钴标准色列的色度。,四)浊度:便携式浊度仪 1.开机,仪器预热30s;2.按下cal键,用标准浊度液对仪器进行校准;3.标定比色杯,并套上标定环,使标定环上的白色标记与仪器上的箭头对准;4.测定水样 取下比色杯,打开遮光帽,将水样缓慢倒入杯中,注意不要产生气泡,盖上盖帽,将杯外表擦干净,插入比色槽,将标定环上标记与仪器上箭头对准,按测定键,待读数稳定后,记录数值。,注意事项 1.测定水温时,读数要快。2.测定色度时,若水样浑浊处理,可采用澄清法、离心
5、法、0.45um滤膜过滤法处理后再测定;若以上方法均不能去除浑浊物,则测定所得色度为表色。,试验二 化学需氧量的测定,化学需氧量(COD),是在一定的条件下,采用一定的强氧化剂处理水样时,所消耗的氧化剂的量。水中的还原性物质有各种有机物、亚硝酸盐、硫化物、亚铁盐等。但主要的是有机物。因此,化学需氧量(COD)又往往作为衡量水中有机物质含量多少的指标。化学需氧量越大,说明水体受有机物的污染越严重。化学需氧量(COD)的测定,随着测定水样中还原性物质以及测定方法的不同,其测定值也有不同。目前应用最普遍的是酸性高锰酸钾氧化法与重铬酸钾氧化法。,目的 1.掌握化学需氧量的测定原理和方法。2.熟悉冷凝回
6、流操作过程。,原理 强酸性溶液中,准确加入过量的重铬酸钾标准溶液,加热回流,将水样中还原性物质(主要是有机物)氧化,过量的重铬酸钾以试亚铁灵作指示剂,用硫酸亚铁铵标准溶液回滴,根据所消耗的重铬酸钾标准溶液量来计算水样化学需氧量。,二、仪器1500mL全玻璃回流装置。2加热装置(电炉)。325mL或50mL酸式滴定管、锥形瓶、移液管、容量瓶等。三、试剂1重铬酸钾标准溶液(C1/6K2Cr2O7=0.2500mol/L)2试亚铁灵指示液3硫酸亚铁铵标准溶液C(NH4)2Fe(SO4)26H2O0.1mol/L,步骤1.取20.00mL混合均匀的水样(或适量水样稀释至20.00mL)置于250mL磨
7、口的回流锥形瓶中,准确加入10mL 重铬酸钾标准溶液及数粒小玻璃珠或沸石,连接磨口回流冷凝管,从冷凝管上口慢慢地加入30mL硫酸-硫酸银溶液,轻轻摇动锥形瓶使溶液混匀,加热回流2h(自开始沸腾计时)。2.冷却后,用90.00mL水冲洗冷凝管壁,取下锥形瓶。溶液总体积不得少于140mL,否则因酸度太大,滴定终点不明显。,3溶液再度冷却后,加3滴试亚铁灵指示液,用硫酸亚铁铵标准溶液滴定,溶液的颜色由黄色经蓝绿色至红褐色即为终点,记录硫酸亚铁铵标准溶液的用量。4测定水样的同时,取20.00mL重蒸馏水,按同样操作步骤作空白实验。记录硫酸亚铁铵标准溶液的用量。,六、计算 CODCr(O2,mg/L)=
8、81000(V0-V1)C/V式中:C硫酸亚铁铵标准溶液的浓度(mol/L);V0滴定空白时硫酸亚铁铵标准溶液用量(mL);V1滴定水样时硫酸亚铁铵标准溶液用量(mL);V水样的体积(mL);8氧(1/2O)摩尔质量(g/mol,注意事项1.使用0.4g硫酸汞络合氯离子的最高量可达40mg,如取用20.00mL水样,即最高可络合2000mg/L氯离子浓度的水样。若氯离子的浓度较低,也可少加硫酸汞,使保持硫酸汞:氯离子=10:1(W/W)。若出现少量氯化汞沉淀,并不影响测定。2.对于化学需氧量小于50mg/L的水样,应改用0.0250mol/L重铬酸钾标准溶液。回滴时用0.01mol/L硫酸亚铁
9、铵标准溶液。3水样加热回流后,溶液中重铬酸钾剩余量应为加入量的1/54/5为宜。,4水样取用体积可在10.0050.00mL范围内,但试剂用量及浓度需按下表进行相应调整,也可得到满意的结果。水样取用量和试剂用量表,思考题:本试验方法存在哪些优缺点?目前在测定工业废水COD 中多采用哪些方法,与本试验方法相比,有何特点。,试验三 水中六价铬的测定,铬(Cr)的化合物常见的价态有三价和六价。在水体中,六价铬一般以CrO42-、H CrO4-两种阴离子形式存在,受水中pH值、有机物、氧化还原物质、温度及硬度等条教案的影响,三价格和六价铬的化合物可以互相转化。,目的:1.掌握水中Cr6+的测定 2.熟
10、悉分光光度计的使用,标准曲线的绘制原理 在酸性溶液中,六价铬离子与二苯碳酰二肼反应,生成紫红色化合物,其最大吸收波长为540nm,吸光度与浓度的关系符合比尔定律。如果测定总铬,需先用高锰酸钾将水样中的三价铬氧化为六价,再用本法测定。,仪器1.分光光度计2.比色皿(1cm、3cm)。3.2.50mL 具塞比色管,移液管,容量瓶等。,试剂1.丙酮。2.(11)硫酸3.(11)磷酸4.0.2(m/V)氢氧化钠溶液5.氢氧化锌共沉淀剂6.4(m/V)高锰酸钾溶液7.铬标准贮备液8.铬标准使用液9.20(m/V)尿素溶液10.2(m/V)亚硝酸钠溶液11.二苯碳酰二肼溶液:,步骤1.水样预处理(1)对不
11、含悬浮物、低色度的清洁地面水,可直接进行测定。(2)如果水样有色但不深,可进行色度校正。即另取一份试样,加入除显色剂以外的各种试剂,以2mL 丙酮代替显色剂,用此溶液为测定试样溶液吸光度的参比溶液。(3)对浑浊、色度较深的水样,应加入氢氧化锌共沉淀剂并进行过滤处理。,(4)水样中存在次氯酸盐等氧化性物质时,干扰测定,可加入尿素和亚硝酸钠消除。(5)水样中存在低价铁、亚硫酸盐、硫化物等还原性物质时,可将Cr6+还原为Cr3+,此时,调节水样pH 值至8,加入显色剂溶液,放置5min 后再酸化显色,并以同法作标准曲线。,2.标准曲线的绘制:取9 支50mL 比色管,依次加入0、0.20、0.50、
12、1.00、2.00、4.00、6.00、8.00 和10.00mL 铬标准使用液,用水稀释至标线,加入11 硫酸0.5mL 和11 磷酸0.5mL,摇匀。加入2mL 显色剂溶液,摇匀。5 10min 后,于540nm 波长处,用1cm 或3cm 比色皿,以水为参比,测定吸光度并作空白校正。以吸光度为纵坐标,相应六价铬含量为横坐标绘出标准曲线。,3.水样的测定:取适量(含Cr6+少于50g)无色透明或经预处理的水样于50mL 比色管中用水稀释至标线,测定方法同标准溶液。进行空白校正后根据所测吸光度从标准曲线上查得Cr6+含量。4.空白试验:以蒸馏水代替水样,做全程空白试验。,计算 Cr6+(mg
13、/L)=m/V 式中:m从标准曲线上查得的Cr6+量(g);V水样的体积(mL)。,注意事项1用于测定铬的玻璃器皿不应用重铬酸钾洗液洗涤。2Cr6+与显色剂的显色反应一般控制酸度在0.05-0.3mol/L(1/2H2SO4)范围,以0.2mol/L时显色最好。显色前,水样应调至中性。显色温度和放置时间对显色有影响,在15时,5-15min颜色即可稳定。,实验四 高锰酸盐指数的测定,以高锰酸钾溶液为氧化剂测得的化学耗氧量,以前称为锰法化学耗氧量。我国新的环境水质标准中,已把该值改称高锰酸盐指数,而仅将酸性重铬酸钾法测得的值称为化学需氧量。国际标准化组织(ISO)建议高锰酸钾法仅限于测定地表水、
14、饮用水和生活污水,不适用于工业废水。目的 掌握高锰酸盐指数的测定原理和方法,原理 样品中加入已知量的高锰酸钾和硫酸,在沸水浴中加热30min,高锰酸钾将佯品中的某些有机物和无机还原性物质氧化,反应后加入过量的草酸钠还原剩余的高锰酸钾,再用高锰酸钾标准溶液回滴过量的草酸钠。通过计算得到样品中高锰酸盐指数。其化学反应式如下:4MnO4-+5C(有机物)+12H2O=4Mn2+5CO2+6H2O 4MnO4-+5C2O42-+16H+=2Mn2+10CO2+8H2O,仪器 1.水浴或相当的加热装置:有足够的容积和功率。2.酸式滴定管,25mL。注:新的玻璃器皿必须用酸性高锰酸钾溶液清洗干净。,试剂1
15、.不含还原性物质的水2.硫酸(H2SO4):密度为1.84gmL。3.硫酸(13)溶液4.500gL氢氧化钠溶液5.0.100 0mo1 L草酸钠C(1/2Na2C2O4)标准贮备液6.0.010 0mo1L草酸钠C(1/2Na2C2O4)标准溶液7.0.1mo1L高锰酸钾C(1/2KMnO4)标准贮备液8.0.01mo1L高锰酸钾C(1/2KMnO4)标准溶液,测定步骤1.取100mL充分混匀的水样(若水样有机物含量较高,可取适量水样以蒸馏水稀释至100mL)置于锥形瓶中。加入5mL(1+3)H2SO4,摇匀。2.用移液管加入0.0100mol/L KMnO410.00mL溶液,摇匀,立即放
16、入沸水浴中加热 30min(从水浴重新沸腾起计时)。沸水浴液面要高于瓶内溶液的液面。如加热过程中红色明显减退,需将水样稀释后重做。3.取下锥形瓶,趁热加入 0.0100mol/L Na2C2O4标准溶液10.00mL,摇匀。立即用0.0100mol/L KMnO4溶液滴定至微红色,记录KMnO4溶液的用量V1。,4.在滴定至终点后的水样中,趁热加入0.0100mol/L Na2C2O4 10.00mL 标准溶液,摇匀。立即用0.0100mol/L KMnO4溶液滴定至微红色,记录KMnO4溶液的用量V。校正系数K=10.00/V5.如水样用蒸馏水稀释时,应同时另取100mL蒸馏水,按步骤13进
17、行空白滴定,记录消耗溶液的体积为V0。,计算(1)水样不经稀释(2)水样经稀释 式中:f稀释的水样中含水的比重 V2 分取水样量(ml),注意事项1.高锰酸钾法是条件实验,测定应严格按规定条件进行操作,否则实验结果不能进行比较。2.所取水样,要求在测定中回滴过量的Na2C2O4标准溶液时所消耗KMnO4溶液的体积在46mL左右,如果所消耗体积过大或过小,都需要重新再取适量的水样进行测定。,思考题 在测定高锰酸盐指数时要注意什么物质对测定的影响,如何消除该物质对测定结果的影响?,试验五 氨氮的测定,氨氮的测定方法,通常有纳氏比色法、苯酚-次氯酸盐(或水杨酸-次氯酸盐)比色法和电极法等。纳氏试剂比
18、色法具有操作简便、灵敏等特点,但钙、镁、铁等金属离子、硫化物、醛、酮类,以及水中色度和混浊等干扰测定,需要相应的预处理。苯酚-次氯酸盐比色法具灵敏、稳定等优点,干扰情况和消除方法同纳氏试剂比色法。电极法通常不需要对水样进行预处理和具测量范围宽等优点。氨氮含量较高时,可采用蒸馏-酸滴定法。,目的:1.掌握纳氏试剂法测定氨氮的原理,预处理方法和测定方法。2.熟悉分光光度计的使用,标准曲线的绘制。,原理 氨氮是指游离态的氨或铵离子形式存在的氨。在强碱性条件下氨或铵离子能同纳氏试剂反应生成棕色胶态化合物,其色度与氨氮含量成正比,通常可在波长410425nm 范围内测其吸光度,计算其含量。本法最低检出浓
19、度为0.025mg/L,测定上限为2mg/L仪器 1.分光光度计 2.50ml比色管,试剂1.无氨水2.1mol/L 盐酸溶液。3.1mol/L 氢氧化纳溶液。4.纳氏试剂5.酒石酸钾钠溶液6.铵标准贮备溶液7.铵标准使用溶液 8.10%(m/V)硫酸锌溶液9.25%氢氧化钠溶液10.硫酸,=1.84。,步骤1.水样预处理 取100mL水样于具塞量筒或比色管中,加入1mL10%硫酸锌溶液和0.10.2mL25氢氧化钠溶液,调节pH值10.5左右,混匀。放置使沉淀,用经无氨水充分洗涤过的中速滤纸过滤,弃去初滤液20mL。对工业废水,可采取蒸馏预处理。,2.标准曲线的绘制 吸取0、0.50、1.0
20、0、3.00、5.00、7.00 和10.0mL 铵标准使用液于50mL 比色管中,加水至标线,加1.0mL 酒石酸钾钠溶液,混匀。加1.5mL 纳氏试剂,混匀。放置10min 后,在波长420nm 处,用光程20mm 比色皿,以水为参比,测定吸光度。由测得的吸光度,减去零浓度空白管的吸光度后,得到校正吸光度,绘制以氨氮含量(mg)对校正吸光度的标准曲线。,3.水样的测定 分取适量经预处理后的水样(使氨氮含量不超过0.1mg),加入50mL 比色管中,稀释至标线,加1mL 酒石酸钾钠溶液。摇匀,再加1.0mL 纳氏试剂 4.空白试验:以无氨水代替水样,作全程序空白测定。5.同时做添加回收试验,
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