农村饮水监测项目理化一.ppt
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1、农村饮水监测中理化指标检测与质量控制(一)理化指标检测,主要内容,常规检测指标简介水质分析结果的审查和校核可能存在的问题,检测指标(20项),1)感官指标:(4项)色度、浑浊度、臭和味、肉眼可见物。2)一般化学指标:(9项)pH、总硬度、铁、锰、氯化物、硫酸盐、溶解性总固体、耗氧量、氨氮。3)毒理指标:(3项)砷、氟化物、硝酸盐。,感官指标色度1,色度的来源:水中的溶解性有机物(腐殖质)、部分无机物和有色悬浮颗粒,均可使水呈现颜色。真色 表色 所以水样色度是指除去悬浮物后的颜色。除去表色的方法:一般采用静置或离心,然后取上清液进行测定。不适用滤纸过滤,因为滤纸会因吸附而降低水中的部分色度。,感
2、官指标色度2,测定方法:铂-钴标准比色法 本法最低检测色度为5度,测定范围为550度 限值为15度 注意事项:1.微生物的活动可以改变水样颜色的性质,应尽快测定。2.水样受pH值影响,pH值高时往往颜色加深,所以最好同时报告测定时的pH值。,感官指标浑浊度1,浑浊度是反映饮用水的物理性状的指标。测定方法:在相同的条件下用福尔马肼标准混悬液散色光和水样散色光的强度进行比较。(0.1-40NTU,NTU:散射浊度单位)。饮用水标准限值不大于3NTU。,感官指标浑浊度2,注意事项:1.采样后因一些悬浮微粒在放置时可沉淀、凝聚、老化后不能还原,微生物也可破坏悬浮物的性质,要尽快测定。如必须储存,应避免
3、与空气接触,并放在冷的暗室中,但不得超过24小时。2.硫酸肼和六亚甲基四胺放入干燥器中过夜再称量。福尔马肼的生成温度最好控制在25度左右,配置24小时后再使用。注意标准有效期。(400NTU可保存一个月),感官指标臭和味,来源:天然无机和有机化学污染物,以及生物活动、工业废水及消毒剂等。其强度受水温、水中物质的种类和数量以及人的嗅觉和味觉敏感度的影响。一般来说,引起臭的主要是有机物,引起味道的主要是无机物。“肉眼可见物”,一般化学指标pH值(1),意义:是水中氢离子活度的一个量值。其大小反映了水的酸碱性。pH值对水质的变化、生物繁殖的消长、腐蚀性、水处理的效果均有影响。测定方法:以玻璃电极为指
4、示电极,饱和甘汞电极为参比电极,插入溶液中组成原电池。当氢离子浓度发生变化时,玻璃电极和饱和甘汞电极之间的电动势也随着变化,在仪器上直接以pH的读数表示。,一般化学指标pH值(1),注意事项(玻璃电极法):1.玻璃电极在使用前应放入纯水中泡24小时以上。注意保持甘汞电极中饱和氯化钾溶液的体积,避免其中有气泡,可引起测量回路断路或读数不稳。2.注意标准缓冲液的稳定性。一般存放在聚乙烯瓶中,新配置的标准缓冲溶液在一个月内是最可靠的。,一般化学指标pH值(3),3.使用前需标化仪器。要用两种缓冲溶液,使水样的pH值介于两种缓冲溶液之间,以减小误差。4.测定pH值时盛水的容器大小应相同,以消除扩散电位
5、引起的误差。5.由能斯特方程可知,pH值的测量结果受温度影响较大,所以报告结果时应说明测定时水样的温度。,一般化学指标pH值(4),6.更换测定溶液时,需用纯水淋洗电极,必要时用软纸吸干,但不要擦伤玻璃电极球部。有些情况下,吸干可使电极响应变慢。这时,可用纯水冲洗后,可用第二个样品冲洗几次。7.甘汞电极内为饱和的氯化钾溶液,当室温升高后,溶液可能由饱和变成了不饱和状态,故应保持一定量的氯化钾晶体。,一般化学指标pH值(5),8.水样接触空气,水中的CO2可增高或降低,因而影响pH值.对地下水,在现场测量与带回实验室测量。其差值可达2个pH值单位。水中粒状物沉淀及老化,生物体的生长与呼吸,均可使
6、pH值改变,所以采样后即应进行测定。9.配制标准缓冲溶液所用水均为新煮沸并放冷的蒸馏水,可稳定1-2月。,一般化学指标总硬度(1),来源:主要来源于土壤和岩石中钙镁盐类的溶解。加热煮沸出去的是钙、镁的盐重碳酸盐,亦即暂时硬度。钙、镁的硫酸盐和氯化物形成的永久性硬度,经加热煮沸是不能消除的。水的总硬度通常指碳酸盐硬度和非碳酸盐硬度的总和。此外,铁、铝、锰、锶及锌也对硬度有贡献。,一般化学指标-总硬度(2),测定方法:乙二胺四乙酸二钠(Na2EDTA)滴定法:水样中钙镁离子与铬黑T指示剂形成紫红色螯合物。当pH=10时,乙二胺四乙酸二钠先于钙离子,再与镁离子形成螯合物,滴定终点时。溶液呈现出铬黑T
7、指示剂的纯蓝色。本法最低检测质量浓度1.0mg/L,标准限值450mg/L(以CaCO3计)。,一般化学指标总硬度(3),注意事项:1.络合反应的完全程度与溶液的pH值有关。较高的pH值可使钙镁离子配位反应更完全。但过高的pH值会引起金属离子的水解。再者,滴定过程中不断释放的氢离子使酸性增高,影响配合物的稳定。所以需加入缓冲液控制pH=10为宜。2.EDTA溶液存放在聚乙烯瓶中,0.001mol/L的EDTA可稳定数月。,一般化学指标总硬度(4),3.缓冲溶液应密闭保存。以防其中的氨挥发使pH达不到实验要求。每次要少量配制。在测定大批水样时,应逐个加入缓冲溶液并立即滴定。4.若水样中铁、铝、和
8、锰等含量较高,由于掩蔽剂的作用,这些离子的硬度滴定不出来,可使结果偏低。5.缓冲溶液中加镁盐,是为了使某些含镁离子量较低的水样滴定终点更敏锐。减少测定误差。,一般化学指标溶解性总固体(1),定义:水中溶解性总固体包括无机物,主要成分为钙、镁、钠的重碳酸盐、氯化物、和硫酸盐。当其浓度高时可使水产生不良的味道,并使水设备结垢。是评价水质矿化程度的重要依据。低于600mg/L口味尚好,超过2000mg/L不能耐受。分散式供水限值小1500mg/L。,一般化学指标溶解性总固体(2),注意事项(高矿化度水样):1.过滤后,烘干时一般采用105 3。但这个温度不能彻底去除高矿化度水样中盐类所含的结晶水。采
9、用180 3 的烘干温度,可得到较为准确的结果。2.高矿化度水样中多含有大量氯化钙、硝酸钙、氯化镁、硝酸镁时,由于这些化合物强烈的吸湿性使称量不能恒定质量,此时可在水样中加入适量碳酸钠溶液使之生成碳酸盐而得到改进。3.计算结果时需扣除碳酸钠含量。,一般化学指标铁(1),来源:铁是地壳层中第二丰富的金属。水中铁分为悬浮铁和溶解铁。悬浮铁包括氧化铁和氢氧化铁;溶解铁主要是铁离子,包括二价的和三价的铁。地面水中的铁通常以三价铁的形式出现,而较易溶解的二价铁可能在缺氧的情况下出现。限值:当水中含铁量小于0.3mg/L,异味不易察觉。达1mg/L时有明显金属味。铁可促进管网中铁细菌的生长,在管网内壁中形
10、成黏性膜。标准限值:小于0.3mg/L。,一般化学指标铁(2),测定方法原理:pH3-9条件下,低价铁离子与二氮杂菲生成稳定的橙色化合物。总铁:加酸煮沸,还原,显色。亚铁:不还原,直接显色 溶解性总铁:过滤后,加酸,还原,显色。本法最低检测质量浓度0.05mg/L.注意事项:所用玻璃器皿特别是比色管每次用完后必须用HNO3(1+1)浸泡后才能使用,否则将影响方法的精密度和准确度。,一般化学指标锰(1),来源:锰是许多岩石及土壤的组成部分,常与铁同时存在。地下水中由于缺氧,多为溶解态的二价锰。地面水中的则有可溶性三价锰络合物和四价锰的悬浮物存在。锰是人体必需的元素。锰浓度高于0.15 mg/L时
11、,会在洗涤的物品上留下斑痕。标准限值为0.1mg/L。,一般化学指标锰(2),检测方法 最低检出浓度原子吸收分光光度法 0.1mg/L过硫酸铵分光光度法 0.05mg/L分光光度法 0.02mg/L高碘酸银()钾分光光度法 0.05mg/L电感耦合等离子体发射光谱法 0.5g/L电感耦合等离子体质谱法 0.06g/L,一般化学指标锰(3),过硫酸铵分光光度法:在硝酸银存在下,锰被过硫酸铵氧化成紫红色的高锰酸盐,其颜色的深度与锰的含量成正比。(该方法操作简便,特异性强。)注意事项1.银在本法中起催化作用,加入汞离子的作用是与氯离子形成稳定的氯化汞避免形成氯化银沉淀。加入磷酸可络合铁等干扰元素。2
12、.所用的纯水不得含有还原物质,可加过硫酸铵处理。,一般化学指标锰(4),3.过硫酸铵受潮后会分解放出过氧化氢而失效,应每次用后于干燥器中保存。4.只有在溶液中剩有较多过硫酸铵时,氧化后生成的紫红色才稳定。若显色继续加热,因溶液浓缩而温度升高,过硫酸铵迅速分解使溶液褪色。所以在加完规定量的过硫酸铵且溶液显色后停止加热,用冷水冷却也是为了使溶液温度迅速下降,以避免过硫酸铵继续分解。,一般化学指标氯化物(1),来源:氯化物以钠、钙及镁盐的形式存在于天然水中。氯化钾在一般水体中很少见,但常存在于某些地下水中。水源水流经含有氯化物的地层或受生活污水、工业废水及海水、海风的污染时氯化物含量都会增高。氯化物
13、带来的咸味与水的化学组成有关。当氯化物与钠、钾或钙结合时,其味阈浓度不同。在某些含有钠离子的水中250mg/L氯化物可察觉咸味。而当水钙、镁离子占支配地位时,在1000mg/L氯化物也不会出现典型的咸味。水中氯化物浓度过高,对配水系统就会有腐蚀作用,对农作物也有害。限值为:250mg/L.,一般化学指标氯化物(2),氯化物的测定方法:硝酸银容量法;硝酸汞容量法;离子色谱法。硝酸银容量法简单,适用于较清洁水样中氯化物测定,缺点是终点不明。硝酸汞容量法的特点是终点明显,但要求严格控制pH值。,一般化学指标氯化物(3),硝酸银容量法:硝酸银与氯化物生成氯化银沉淀,过量的硝酸银与铬酸钾指示剂反应生成红
14、色铬酸银沉淀,指示反应到达终点。本法最低检测质量为0.05mg.注意事项:1.只能在中性溶液中进行滴定。因为在酸性溶液中铬酸银溶解度增高,滴定终点时,不能形成铬酸银沉淀。在碱性溶液中将形成氧化银沉淀。2.严格控制铬酸钾指示剂的浓度及加入量,由于铬酸钾的加入量将影响氯化物测定结果。,一般化学指标氯化物(4),3.注意水样的预处理:(1)对有色的水样:取水样,置于锥形瓶中,加氢氧化铝悬浮液,振荡均匀,过滤,弃去初滤液。(2)对含有亚硫酸盐和硫化物的水样:将水样用氢氧化钠溶液调节至中性或弱碱性,加入过氧化氢,搅拌均匀。(3)对耗氧量较大的水样:加入少许高锰酸钾晶体,煮沸,然后加入数滴乙醇还原过多的高
15、锰酸钾,过滤。,一般化学指标氯化物(5),硝酸汞容量法:氯化物与硝酸汞生成离解度极小的氯化汞,滴定到达终点时,pH=3.00.2时过量的硝酸汞与二苯卡巴腙生成紫色络合物。注意事项:1.采用硝酸汞容量法时,由于终点易于观察,精密度好,优于硝酸银容量法。,一般化学指标氯化物(6),2.为使终点变色灵敏,需使用新鲜配制的指示剂。配置后放于棕色瓶中,4冷藏,可保存一个月。3.要求严格控制pH值在3.00.2范围内,酸度过大,汞离子与指示剂结合的能力减弱,使结果偏高,反之终点将提前使结果偏低。,一般化学指标硫酸盐(1),来源:硫酸盐地壳中是一种丰富的组分,由石膏、硫酸钠及某些页岩的溶出,使水中含量甚高,
16、天然水中浓度可由数mg/L 至数千mg/L。硫酸盐超过250 mg/L时有轻泻作用。味觉阈值300-1000 mg/L.所以控制浓度为400 mg/L。饮用水中硫酸盐浓度过高时,易使锅炉和热水器结垢,并引起不良的水味。,一般化学指标硫酸盐(2),测定方法:重量法、硫酸钡比浊法、铬酸钡比色法和离子色谱法。重量法系经典方法,但操作繁锁,费时,且不适宜于测定低浓度的硫酸盐。比浊法快速简便,适于测定低浓度硫酸盐,但必须严格控制操作条件。铬酸钡比色法较重量法简单,该法分为热法和冷法,热法适用于硫酸盐浓度较高的水样,冷法适用于硫酸盐浓度在100mg/L以下的水样。离子色谱法是目前测定硫酸盐较好的方法,但尚
17、不能在基层推广。,一般化学指标硫酸盐(3),铬酸钡分光光度法(热法):在酸性溶液中,铬酸钡与硫酸盐生成硫酸钡沉淀和铬酸离子。将溶液中和后,过滤除去多余的铬酸钡和生成的硫酸钡,滤液中即为硫酸盐所取代除的铬酸离子,呈现黄色,比色定量。本法最低检测质量为0.25mg。铬酸钡分光光度法(冷法):在酸性溶液中,铬酸钡与硫酸盐生成硫酸钡沉淀和铬酸离子。加入乙醇降低铬酸钡在水溶液中的溶解度。过滤除去硫酸钡及过量的硫酸钡沉淀,滤液中为硫酸盐所取代除的铬酸离子,呈现黄色,比色定量。本法最低检测质量为0.05mg。,一般化学指标硫酸盐(4),铬酸钡分光光度法注意事项:1.由于铬酸钡试剂是悬浮液吸取时应混匀。2.重
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