1、环境监测实验指导书附录2：实验指导材料实验指导实验1 水的物理性质检验实验2 水中碱度的测定实验3 水中总硬度的测定实验4 水中阴阳离子的测定实验5 水中溶解氧的测定实验6 高锰酸钾指数的测定实验7 化学需氧量的测定实验8 生化需要量的测定实验9 大气中氮氧化物的测定实验10 固体中有害物质的测定实验一、水的物理性质检验一、色度（一） 铂-钴标准比色法 仪 器: 1.50mL成套具塞比色管, 2.离心机。试 剂 : 1铂-钴标准溶液：称取1246g氯铂酸钾K2PtCl6，再用称量瓶称取1000g干燥的氯化钴CoCl26H2O，共溶于100mL去离子水中加入100mL HCl ，将此溶液转移至1
2、000mL容量瓶中，再稀释至标线，此标准溶液的色度为500度。 步 骤: 1标准色列的配制： 取50mL比色管11支，分别加入铂-钴标准溶液0，050、100、150、200、250，300，350，400，450、500mL，加去离子水至标线，摇匀。即配制成色度为0，5，10，15，20，25，30，35，40，45，50度的标准色列，密封保存，可长期使用。2.水样的测定取50ml透明的水样于比色管中，如水样色度过高，可取适量水样，用去离子水稀释至50mL与标准色列进行比色（观察时，可将比色管置于白磁板上，使光线从管底部向上透过柱液，目光自管口垂直向下观察），将结果乘以稀释倍数。计 算 C
3、=500式中，C水样的色度，度； M相当于铂钴标准溶液用量，mL； V水样体积，mL问 题： 用铂钴标准法测定水的色度有何适用范围？（二）稀释倍数法 仪 器 50mL具塞比色管，其标线高度要一致。 步 骤1 取100150mL澄清水样置烧杯中，以白色瓷板为背景，观测并描述其颜色种类。2 分取澄清的水样，用水稀释成不同倍数，分取50mL置于50mL比色管中，管底部衬一白瓷板，由上向下观察稀释后水样的颜色，并与蒸馏水相比较，直至刚好看不出颜色，记录此时的稀释倍数。（三）分光光度法 仪 器 1分光光度计 2离心装置。 步 骤1调节水样pH值至7.6，取离心处理过的水样于比色皿中，按表所列的每个波长测
4、定透光率（以百分比计），选用10个具有星标号的坐标（如要增加精度则用30个坐标），以去离子水为空白测定透光率。 计 算1 将表所示在X、Y、Z行波长下测定透光率，把每行透光率加在一起得总值，将每行总值乘以适当因数（10或30坐标），如表下部所示，就得到X、Y和Z的三刺激值。其中Y是明度百分比。表实3 用分光光度计测定色度时选择的坐标 坐 标 数 波 X 长 （nm） Y Z1424.4465.9414.42*435.5*489.5*422.2*3443.9500.4426.34452.1508.7429.45*461.2*515.2*432.0*6474.0520.6434.37531.252
5、5.4436.58*544.3*529.8*438.6*9552.9533.9400.6 10558.7537.7422.511*564.1*541.4*444.4*12568.9544.9446.313573.2548.4448.214*577.4*551.8*450.1*15581.3555.1452.116585.0558.5454.017*588.7*561.9*459.9*18592.9565.3457.919596.0568.9459.920*599.6*572.5*462.0*21603.3576.4464.122607.0580.4466.323*610.9*584.8*468
6、.7*24615.0589.6471.425619.4594.8474.326*624.2*600.8*477.7*27629.8607.7481.828636.6616.0487.229*645.9*627.3*495.2*30663.0647.4511.2用30个坐标的因数 003269 003333 003938用10个坐标的因数 009806 010000 011814 2用下列公式，由三刺激值X，Y和Z计算三色系数x、y： ， 在色度图解上设置点x、y，并从图上直接查出主波长、纯度（百分比）。根据表所列范围，由主波长可查出色调。表实4 各种主波长范围的色调 波长范围（nm）色 调 波
7、长范围（nm） 色 调 400465 紫 580587 黄 橙 465482 蓝 587598 橙 482497 蓝 绿 598620 橙 红 497530 绿 620700 红 530576黄 绿 575580黄 结果表示： 结果以主波长（nm）、色调、明度（百分比）和纯度表示。二、浊度、电导 采用浊度仪来测定水样的浊度，电导仪来测定水样的电导。浊度仪和电导仪的使用方法在实验课上讲。 问 题： 根据实验所测水样的色度和浑浊度，可以得到怎样的结论？它们是否符合我国的饮用水的标准？ 三、悬浮固体（SS）过滤法仪 器 定量滤纸和漏斗、称量瓶，内径3050mm。步 骤 1取一张滤纸放于称量瓶中，打开
8、瓶盖，于103105烘箱中烘干30min，取出置于干燥器中冷却30min称重，直至恒重（两次称重不超过00005g）。将称量瓶+滤纸放于滤器中。 2水样充分混合均匀，量取100mL通过滤纸抽吸过滤，用去离子水冲洗残渣三次，继续抽滤以除去水分。 3小心取下滤纸，放入称量瓶中，开盖，于103105烘箱中烘干1h。取出移入干燥器中冷却30min，称其重量，直至恒重。计 算 悬浮固体（mg/L）=式中，W1称量瓶重，g；W2悬浮物加称量瓶重，g；V水样体积，mL。实验二、水中碱度的测定原 理 用标准浓度的酸溶液滴定水样，用酚酞和甲基橙做指示剂，根据指示剂颜色的变化判断终点。根据滴定水样所消耗的标准浓度
9、的酸的用量，即可计算出水样的碱度。仪 器 25mL酸式滴定管、250mL锥形瓶。试 剂 1.无二氧化碳水：配制试剂所用的蒸馏水或去离子水使用前煮沸15min，冷却至室温。pH值大于6.0，电导率小于2s/cm。 2.酚酞指示剂：称取1g酚酞溶于100mL95%乙醇中，用0.1mol/LNaOH溶液滴至出现淡红色为止。 3.甲基橙指示剂： 称取0.1g甲基橙溶于100mL蒸馏水中。 4.碳酸钠标准溶液（1/2Na2CO3=0.0500mol/L）： 称取2.648g（于250烘干4h）无水碳酸钠（Na2CO3），溶于无CO2的去离子水中，转移至1000mL容量瓶中，用水稀释至标线，摇匀。贮于聚乙
10、烯瓶中，保存时间不要超过一周。 5.盐酸标准溶液（0.0500mol/L）：用刻度吸管吸取4.2mL浓HCl（=1.19g/mL）,并用蒸馏水稀释至1000mL，此溶液浓度0.050mol/L。其准确浓度标定如下： 用25.00mL移液管吸取Na2CO3标准溶液于250mL锥形瓶中，加无CO2去离子水稀释至100mL,加入3滴甲基橙指示剂，用HCl标准溶液滴定至由桔黄色刚变为桔红色，记录HCl标准溶液的用量（平行滴定三次）。按下式计算其准确浓度： C=式中，C盐酸溶液的浓度，mol/L；V消耗的盐酸标准溶液体积，mL。步 骤 1.用100mL移液管吸取水样于250mL锥形瓶中，加入4滴酚酞指示
11、剂，摇匀。若溶液无色，不需用HCl标准溶液滴定，请按步骤2进行。若加酚酞指示剂后溶液变为红色，用HCl标准溶液滴定至红色刚刚退为无色，记录HCl标准溶液的用量。2.在上述锥形瓶中，滴入1-2滴甲基橙指示剂，摇匀。用HCl标准溶液滴定至溶液由桔黄色刚刚变为桔红色为止。记录HCl标准溶液用量（平行滴定三次）计 算 1.总碱度 总碱度（以CaO计，mg/L）= 总碱度（以CaCO3计，mg/L）=式中：C盐酸标准溶液的浓度，moL/L；P水样加酚酞指示剂滴定到红色退去盐酸标准溶液用量，mL；M水样加酚酞指示剂滴定到红色退去后，接着加甲基橙滴定到变色时盐酸标准溶液用量，mL；V水样体积，mL。 2根据
12、T、P之间的关系计算氢氧化物、碳酸盐、重碳酸盐碱度。 问 题 1.为什么甲基橙碱度就是总碱度？而酚酞碱度确不能作为总碱度？2同一水样中酸度与碱度能否同存在？为什么？3根据你测定的结果，计算水样的各种碱度的含量。实验三、水中总硬度的测定EDTA滴定法原 理 将溶液的pH值调整到10，用EDTA溶液络合滴定钙、镁离子。铬黑T作指示剂与钙、镁离子生成紫红色络合物。滴定中，游离的钙和镁离子首先与EDTA反应，跟指示剂络合的钙镁离子随后与EDTA反应，到达终点时溶液的颜色由紫变为天蓝色。仪 器 150mL滴定管 2250mL锥形瓶试 剂 1钙标准溶液：10mmol/L。 将CaCO3在150干燥2h，取
13、出放在干燥器中冷至室温，称取1.001g于500mL锥形瓶中，用水润湿。逐滴加入4mol/LHCl溶液至CaCO3全部溶解，避免滴入过量酸。加200mL水，煮沸数分钟赶除CO2，冷至室温，加入数滴甲基红指示剂（0.1g溶于100mL60%乙醇），逐滴加入3mol/L氨水至变为橙色，转移至1000mL容量瓶中，定容至1000mL。此溶液1.00mL含0.4008mg（0.01mmol/L） 2EDTA二钠标准溶液：10m mol/L。 将EDTA二钠二水合物（C10H14N2O8Na22H2O）在80干燥2h后置于干燥器中冷至室温，称取3.725gEDTA二钠，溶于去离子水中，转移至1000mL
14、容量瓶中，定容至1000mL，其准确浓度标定如下： 用移液管吸取20.00mLEDTA二钠标准溶液于250mL锥形瓶中，加入25mL去离子水，稀释至50mL。再加入5mL缓冲溶液及3滴铬黑T指示剂（或50100mg铬黑T干粉），此溶液因应呈紫红色，pH值应为1.0。为防止产生沉淀应立刻在不断搅拌下，自滴定管加入EDTA2Na标准溶液，开始滴定时速度宜稍快，滴定至溶液由紫红色变为蓝色，计算其准确浓度： 3缓冲溶液（pH=10） （1）称取16.9g氯化氨（NH4Cl），溶于143mL浓氢氧化氨中。 （2）称取0.780g硫酸镁（MgSO47H2O）及1178g乙二氨四乙酸二钠（C10H14N2O
15、8Na22H2O），溶于50mL去离子水中，加入2mLNH4ClNH4OH溶液和5滴铬黑T指示剂（此时溶液应成紫红色，若为蓝色，应加极少量MgSO4使成紫红色）。用EDTA2Na溶液滴定至溶液由紫红色变为蓝色，合并（1）、（2）两种溶液，并用去离子水稀释至250mL，合并后如溶液又变为紫红色，在计算过程中应扣除空白。 40.5%铬黑T指示剂：称取0.5g铬黑T（C2OH12O7N3SNa）,容于100ml三乙醇胺，可最多用25ml乙醇代替三乙醇胺以减少溶液的粘性，盛放在棕色瓶中。或者，配制成铬黑T干粉，称取0.5g铬黑T与100gNaCl充分混合，研磨后通过4050目，盛放在棕色瓶中，紧塞，可
16、长期使用。 50.5%硫化钠溶液：称取5.0g硫化钠（Na2S9H2O）溶于去离子水中，稀释至100mL。61.0%盐酸羟胺溶液：称取1.0g盐酸羟胺（NH2OHHCl），溶于去离子水中稀释至100mL。 710%氰化钾溶液：称取10.0g氰化钾（KCN）溶于去离子水中，稀释至100ML。注意此溶液剧毒！步 骤 1用移液管吸取50.0mL水样（硬度过大，可取适量水样用去离子水稀释至50mL，硬度过小，改取100mL），于250mL锥形瓶中。 2加入12mL缓冲溶液及5滴铬黑T指示剂（或一小勺固体指示剂），立刻用EDTA2Na标准溶液滴定，充分振摇，至溶液由紫红色变为蓝色，即表示终点到达。记录E
17、DTA2Na消耗的用量。 3若水样中含有金属干扰离子使滴定终点延迟或颜色发暗，可另取水样，加入0.5mL盐酸羟胺溶液及1mLNa2S溶液或05mLKCN溶液后，再按2继续进行。计 算总硬度（mg/L,CaCO3）=100.91000式中，cEDTA-2Na浓度，mol/L；V1EDTA-2Na溶液的消耗量，mL；V水样的体积，mL。问 题 1根据水样碱度及总硬度测定结果计算总硬度、碳酸盐硬度和非碳酸盐硬度（以CaCO3mg/L、毫克当量/L和度表示）2 如果碳酸盐硬度加重碳酸盐硬度大于非碳酸盐硬度，这是什么原因？实验四、水中阴阳离子的测定离子色谱法仪器 美国DX-100型离子色谱仪、阳离子、阴
18、离子分离柱。试剂1阳离子K+ Na+ Ca2+ Mg2- 标准溶液2阴离子Cl- NO-3 SO2-4 标准溶液测定在使用仪器前请仔细阅读仪器使用说明、注意事项。用离子色谱分别测定自来水中的阴、阳离子：1. 将阳离子分离柱装在仪器上，装入阳离子淋洗液，打开仪器，让分离柱平衡一段时间，仪器稳定后，用注射器分别吸取50微升阳离子标准溶液注入色谱仪，根据保留时间在记录仪上出现几种阳离子的峰值；在相同条件下，用注射吸取50微升自来水注入色谱仪。根据保留时间和峰值可计算自来水中各种阳离子的含量。2.取下阳离子分离柱，换上阴离子分离柱，装入阴离子淋洗液，打开仪器，让分离柱平衡一段时间，仪器稳定后，用注射器
19、分别吸取50微升阴离子标准溶液注入色谱仪，根据保留时间在记录仪上出现几种阴离子的峰值；在相同条件下，用射器吸取50微升自来水注入色谱仪，根据保留时间和峰值可计算自来水中的各种阴离子的含量。实验五、水中溶解氧的测定碘量法 仪 器 1250300mL溶解氧瓶，25mL滴定管，250mL锥形瓶。 试 剂1浓硫酸H2SO4（比重184）。2硫酸亚锰溶液：称取480g硫酸锰（MnSO44H2O或400gMnSO42H2O）溶于去离子水中，过滤并稀释至1000mL.此溶液加入至酸化过的碘化钾溶液中，遇淀粉不得产生蓝色。3碱性碘化钾溶液：称取500gNaOH溶于300400mL去离子水中，另称取150gKI
20、（或135gNaI）溶于200mL去离子水中，待NaOH溶液冷却后，将两溶液合并混匀，用去离子水稀释至1000mL。静置24h使Na2CO3下沉，倾出上层澄清液，贮于棕色瓶中。用橡皮塞塞紧，避光保存。41%淀粉溶液：称取1g可溶性淀粉，用少量水调成糊状，用刚煮沸的水冲稀至100mL。冷却后，加入01g水杨酸或04gZnCl2防腐。501000mol/L（1/6K2Cr2O7）重铬酸钾标准溶液：称取于105110烘干2h并冷却的K2Cr2O749031g,溶于去离子水中，转移至1000mL容量瓶中，用水稀释至刻线，摇匀。6硫代硫酸钠溶液：称取25g硫代硫酸钠（Na2S2O35H2O），溶于100
21、0mL煮沸放凉的去离子水中，加入04gNaOH或02gNa2CO3。贮于棕色瓶中。此溶液浓度约为01 mol/L，准确浓度可按下法标定：于250mL碘量瓶中，加入100mL去离子水和1gKI，用移液管吸取1000mL01000mol/LK2Cr2O7标准溶液、5mL1:5H2SO4溶液密塞，摇匀。置于暗处5min，取出后用待标定的硫代硫酸钠溶液滴定至由棕色变为淡黄色时，加入1mL淀粉溶液，继续滴定至蓝色刚好退去为止，记录用量。计算硫代硫酸钠的浓度：式中，M硫代硫酸钠的浓度，mol/L；V滴定时消耗硫代硫酸钠的体积，mL。将计算的准确浓度标记在盛硫代硫酸钠溶液的瓶上，并以此溶液作为配制0.025
22、0mol/L硫代硫酸钠溶液的原液。1 0250mol/L硫代硫酸钠标准溶液配制：取一定量上述硫代硫酸钠原液，用刚煮沸并冷却的去离子水稀释至1000mL即成。所需硫代硫酸钠原液量可按下式求得：Na2S2O3标准溶液所需Na2S2O3mL=于每升0.0250mol/LNa2S2O3标准溶液中加入0.4gNaOH或0.2g无水Na2CO3以便保存（溶液贮于棕色瓶中）。此溶液每两周配制一次。 步 骤1.采集水样时，先用水样冲洗溶解氧瓶后，沿瓶壁直接注入水样或用虹吸法将细管插入溶解氧瓶底部，注入水样至溢流出瓶容积的1/31/2左右。要注意不使水样曝气或有气泡残存在溶解氧瓶中。2.用刻度吸管吸取1mLMn
23、SO4溶液，加入装有水样的溶解氧瓶中，加注时，应将吸管插入液面下。3.按上法，加入2mL碱性KI溶液。4.盖紧瓶塞，将样瓶颠倒混合数次，静置。待沉淀降至瓶内一半时，再颠倒混合一次，待沉淀物下降至瓶底。用刻度吸管吸取2mL浓H2SO4，插入液面下加入（加入以上试剂后瓶中溶液会溢出，对测定结果是否有影响？），盖紧瓶塞。颠倒混合，直至沉淀物全部溶解为止。放置暗处5min。5.用移液管吸取100.0mL上述溶液于250mL锥形瓶中，用0.0250mol/LNa2S2O3标准溶液滴定至溶液呈淡黄色后（不必记录用量），加入1mL淀粉溶液，继续滴定至蓝色刚刚退去，记录硫代硫酸钠溶液用去的mL数。 计 算溶解
24、氧（O2，mg/L）=2V式中，V0.0250mol/L硫代硫酸钠标准溶液用量，mL。 问 题 1.水样中加入MnSO4和碱性KI溶液后，如发现白色沉淀，测定还须继续进行吗？试说明理由？2.在上述测定和计算中未考虑因试剂的加入而损失的水样体积，你认为这样做对于试验结果的影响如何？3.试推导溶解氧测定的计算公式。实验六、高锰酸盐指数的测定 仪 器1，水浴和相当的加热装置，酸式滴定管，250mL锥形瓶。 试 剂1，不含还原性物质的水：将1000mL去离子水置于全玻璃蒸馏器中，加入10mLH2SO4和KMnO4（1/5KMnO40.1mol/L）蒸馏。弃去100ml初馏液，余下馏出液贮于具塞的细口瓶
25、中，以下试剂均由此蒸馏水配制。2，1+3H2SO4溶液。3，草酸钠标准贮备液（1/2Na2C2O4=0.10000mol/L）：称取0.6705g（经120烘干2h后放于干燥器）Na2C2O4溶于去离子水中，转于至100mL容量瓶中，用水稀释至标线，摇匀，置4保存。4，草酸钠标准溶液（1/2Na2C2O4=0.0100mol/L）：吸取10.00mL上述草酸钠贮备液于100mL容量瓶中，加水稀释至标线，混匀。5，高锰酸钾标准贮备液（1/5KMnO40.1mol/L）：称取3.2gKMnO4溶于水并稀释至1000mL。于9095水浴加热2h，冷却。存放两天，倾出清液，贮于棕色瓶中。6，高锰酸钾标
26、准溶液（1/5KMnO4=0.01mol/L）：吸取上述KMnO4贮备液100mL于1000mL容量瓶中，用水稀释至刻线，混匀。此溶液在暗处可保存几个月，使用当天标定其浓度。 步 骤1,吸取100.0mL经充分摇匀的水样（或取适量水样，稀释至100mL），置于250mL锥形瓶中，加入5mL1+3H2SO4，用滴定管加入10.00mLKMnO4标准溶液（0.01mol/L），摇匀。将锥形瓶置于沸水浴中加热30min（水浴沸腾开始记时）。2，取出后用滴定管加入10.00mL0.0100mol/LNa2C2O4标准溶液至溶液变为无色。趁热用0.01mol/LKMnO4标准溶液滴定到刚出现粉红色，并保
27、持30s不退色。记录消耗的KMnO4溶液的体积V1。3，空白试验：用100.0mL水代替水样，按上述步骤测定，记录回滴的KMnO4溶液的体积V0。4，向上述空白试验滴定后的溶液中加入10.00mL0.0100mol/LNa2C2O4标准溶液，将溶液加热至80，用0.01mol/LKMnO4继续滴定至刚出现粉红色，并保持30s不退。记录消耗的KMnO4溶液的体积V2。 计 算 IMn（O2，mg/L）=式中，V1滴定水样时消耗高锰酸钾标准溶液时的体积，mL；V2标定高锰酸钾标准溶液时所消耗的高锰酸钾标准溶液的体积，mL；c草酸标准溶液的浓度，0.0100mol/L。如样品经稀释后测定，按下式计算
28、： IMn=式中，V0空白试验时，消耗的高锰酸钾标准溶液时的体积，mL；V3所取水样的体积，mL；f稀释水样时，去离子水在100mL测定用体积内所占比例（如：取10mL水样用去离子水稀释至100mL，f=0.90）。注：1，沸水浴的水面要高于锥形瓶的液面。2，加热时，如溶液红色退去，说明KMnO4量不够。须重新取样，稀释后测定。3，滴定时温度低于60，反应速度缓慢，应加热至80左右后在滴定。实验七、化学需氧量的测定 仪 器25mL锥形瓶，25mL酸式滴定管，10mL专用COD消化管，COD测定专用加热仪。 试 剂1. 消化液：10.216g K2Cr2O7, 17.0g HgSO4, 和250
29、ml浓硫酸，加去离子水至1000ml。注意先用500mL去离子水将固体溶解，再加入浓硫酸，最后加水至刻线。2. 催化液：10.7g Ag2SO4加至1升浓硫酸中。3. 硫酸亚铁氨溶液（约0.035N）：13.72g Fe(NH4)2(SO4)26H2O，加入20mL浓硫酸，最后加去离子水至1L。4. 指示剂：1.485g 邻菲罗啉，0.695gFeSO47H20，加去离子水至100mL。步 骤1. 取水样2.5mL（同时用去离子水代替水样，至消化管,(COD900mg/L时水样需稀释，例如水样0.5mL加去离子水2mL)。2. 加入消化液1.5mL，再加入催化液3.5mL（沿管壁，慢）。3.
30、消化管口用teflon封口，加盖盖紧，摇混一次，放入已升温至150的加热器中2小时。4. 冷却至室温，将消化管中溶液倒入一25mL锥形瓶中，用去离子水洗消化管34次，将洗出液也倒入锥形瓶中。5. 加指示剂12滴，用硫酸亚铁氨滴定至颜色由绿蓝灰褐红色。记录硫酸亚铁氨滴定的毫升数（A）。6. 用去离子水代替水样，按同样的操作步骤，作空白实验。记录硫酸亚铁氨滴定的毫升数(B)。7. 硫酸亚铁氨溶液标定：另取5mL去离子水，加浓硫酸3mL，加0.05N K2Cr2O7溶液5.00mL，加指示剂12滴，用硫酸亚铁氨溶液滴定至颜色由绿蓝灰褐红色。记录硫酸亚铁氨滴定的毫升数，计算硫酸亚铁氨标准溶液的浓度。 计 算硫酸亚铁氨溶液浓度：， 式中A水样滴定用去的硫酸亚铁氨的量 mL；B空白滴定用去的硫酸亚铁氨的量 mL；C标定硫酸亚铁氨时用去的硫酸亚铁氨
