水分析化学课件ppt.pptx

水分析化学课件ppt思思思思 考考考考（1 1）纯净水、自来水、矿泉水、地下水、河湖水、海水、城市污水等本质的区别是什么？科学的鉴别）纯净水、自来水、矿泉水、地下水、河湖水、海水、城市污水等本质的区别是什么？科学的鉴别）纯净水、自来水、矿泉水、地下水、河湖水、海水、城市污水等本质的区别是什么？科学的鉴别）纯净水、自来水、矿泉水、地下水、河湖水、海水、城市污水等本质的区别是什么？科学的鉴别方法是什么？方法是什么？方法是什么？方法是什么？（2 2）如何评价环境水体质量？水中有哪些污染物？含量是多少？对环境、生物有没有危害？）如何评价环境水体质量？水中有哪些污染物？含量是多少？对环境、生物有没有危害？）如何评价环境水体质量？水中有哪些污染物？含量是多少？对环境、生物有没有危害？）如何评价环境水体质量？水中有哪些污染物？含量是多少？对环境、生物有没有危害？（3 3）城市给水、污水处理工艺的确定依据是什么？处理效果如何评定？）城市给水、污水处理工艺的确定依据是什么？处理效果如何评定？）城市给水、污水处理工艺的确定依据是什么？处理效果如何评定？）城市给水、污水处理工艺的确定依据是什么？处理效果如何评定？(4)(4)新的水处理工艺技术研发评价的依据？新的水处理工艺技术研发评价的依据？新的水处理工艺技术研发评价的依据？新的水处理工艺技术研发评价的依据？.2课程定位课程定位 给水排水工程专业的专业技术基础课，是专业指导委员会指定十门骨干课程之一。给水排水工程专业的专业技术基础课，是专业指导委员会指定十门骨干课程之一。给水排水工程专业的专业技术基础课，是专业指导委员会指定十门骨干课程之一。给水排水工程专业的专业技术基础课，是专业指导委员会指定十门骨干课程之一。教学时数教学时数教学时数教学时数5656学时，其中课堂教学学时，其中课堂教学学时，其中课堂教学学时，其中课堂教学4040学时，实验教学学时，实验教学学时，实验教学学时，实验教学1616学时。学时。学时。学时。先修课程：普通化学、有机化学和物理化学先修课程：普通化学、有机化学和物理化学先修课程：普通化学、有机化学和物理化学先修课程：普通化学、有机化学和物理化学3基本操作基本操作基本技能基本技能基本方法基本方法基本概念基本概念基本原理基本原理基本理论基本理论掌握掌握6个基本点个基本点注重培养严谨的科学态度注重培养严谨的科学态度培养独立分析和解决分析化学培养独立分析和解决分析化学中实际问题的能力中实际问题的能力注重注重2个培养个培养强化并树立准确强化并树立准确“量量”的观念的观念树立树立1个个“量量”概念概念水分析化学课程的学习目标水分析化学课程的学习目标水分析化学课程的学习目标水分析化学课程的学习目标4教学方式教学方式教学方式教学方式 课程讲授：核心的、最具价值的知识点，深讲；把握学科的思维方式和研究方法。课程讲授：核心的、最具价值的知识点，深讲；把握学科的思维方式和研究方法。课程讲授：核心的、最具价值的知识点，深讲；把握学科的思维方式和研究方法。课程讲授：核心的、最具价值的知识点，深讲；把握学科的思维方式和研究方法。内容总结、讨论、习题课、参观：围绕课程知识点归类总结、大型仪器应用演示与认识参观等内容总结、讨论、习题课、参观：围绕课程知识点归类总结、大型仪器应用演示与认识参观等内容总结、讨论、习题课、参观：围绕课程知识点归类总结、大型仪器应用演示与认识参观等内容总结、讨论、习题课、参观：围绕课程知识点归类总结、大型仪器应用演示与认识参观等 课程作业：多做多练课程作业：多做多练课程作业：多做多练课程作业：多做多练(强化科学训练）；综合开放的题目强化科学训练）；综合开放的题目强化科学训练）；综合开放的题目强化科学训练）；综合开放的题目 课程材料：教材、多媒体教学课件课程材料：教材、多媒体教学课件课程材料：教材、多媒体教学课件课程材料：教材、多媒体教学课件5学习方法与答疑安排学习方法与答疑安排学习方法与答疑安排学习方法与答疑安排1 1、学习方法、学习方法、学习方法、学习方法:（1 1）预习、听讲、记笔记；）预习、听讲、记笔记；）预习、听讲、记笔记；）预习、听讲、记笔记；（2 2）课后复习消化、做作业；）课后复习消化、做作业；）课后复习消化、做作业；）课后复习消化、做作业；（3 3）实验验证；）实验验证；）实验验证；）实验验证；（4 4）课堂讨论）课堂讨论）课堂讨论）课堂讨论(5)(5)期末整理总结课程内容脉络，形成知识构架；期末整理总结课程内容脉络，形成知识构架；期末整理总结课程内容脉络，形成知识构架；期末整理总结课程内容脉络，形成知识构架；6实验教学方式实验教学方式实验教学方式实验教学方式 试验录像演示：实验录像试验录像演示：实验录像试验录像演示：实验录像试验录像演示：实验录像 实际操作：利用实验项目培养学生规范的操作技能和分析问题解决问题的能力实际操作：利用实验项目培养学生规范的操作技能和分析问题解决问题的能力实际操作：利用实验项目培养学生规范的操作技能和分析问题解决问题的能力实际操作：利用实验项目培养学生规范的操作技能和分析问题解决问题的能力 考核方式：实际操作、口试相结合考核方式：实际操作、口试相结合考核方式：实际操作、口试相结合考核方式：实际操作、口试相结合7教学要求及成绩评定教学要求及成绩评定教学要求及成绩评定教学要求及成绩评定1 1、课后作业：、课后作业：、课后作业：、课后作业：1313题题题题/次课次课次课次课1 1篇关于水质分析方面的综述性论文篇关于水质分析方面的综述性论文篇关于水质分析方面的综述性论文篇关于水质分析方面的综述性论文或水质分析方案设计或水质分析方案设计或水质分析方案设计或水质分析方案设计（可选）（可选）（可选）（可选）2 2、平时小测验：、平时小测验：、平时小测验：、平时小测验：1 1次次次次/34/34章章章章3 3、成绩评定、成绩评定、成绩评定、成绩评定:平时作业和小考平时作业和小考平时作业和小考平时作业和小考5%5%；实验；实验；实验；实验15%15%；期末期末期末期末80%80%8教材和主要参考书教材和主要参考书教材和主要参考书教材和主要参考书1.1.黄君礼，水分析化学，第三版，中国建工出版社黄君礼，水分析化学，第三版，中国建工出版社黄君礼，水分析化学，第三版，中国建工出版社黄君礼，水分析化学，第三版，中国建工出版社2.2.郝瑞霞，吕鉴等，水质工程学试验与技术，北京工业大学出版社郝瑞霞，吕鉴等，水质工程学试验与技术，北京工业大学出版社郝瑞霞，吕鉴等，水质工程学试验与技术，北京工业大学出版社郝瑞霞，吕鉴等，水质工程学试验与技术，北京工业大学出版社3.3.国家环境保护总局、国家环境保护总局、国家环境保护总局、国家环境保护总局、水和废水检测分析方法水和废水检测分析方法水和废水检测分析方法水和废水检测分析方法编委会，水和废水检测分析方法，第四版编委会，水和废水检测分析方法，第四版编委会，水和废水检测分析方法，第四版编委会，水和废水检测分析方法，第四版4.4.李克安，分析化学教程李克安，分析化学教程李克安，分析化学教程李克安，分析化学教程，北京大学出版社，北京大学出版社，北京大学出版社，北京大学出版社5.5.武汉大学武汉大学武汉大学武汉大学教研室编教研室编：分析化学（第四版）：分析化学（第四版）：分析化学（第四版）：分析化学（第四版）6.华东理工大学、成都科学技术大学华东理工大学、成都科学技术大学分析化学教研室编，分析化学（第四版）分析化学教研室编，分析化学（第四版）9 第第第第1 1章章章章 绪论（绪论（绪论（绪论（2 2学时）学时）学时）学时）1.11.1水分析化学性质和任务水分析化学性质和任务水分析化学性质和任务水分析化学性质和任务1.21.2水分析化学的分类水分析化学的分类水分析化学的分类水分析化学的分类1.31.3水质指标与水质标准水质指标与水质标准水质指标与水质标准水质指标与水质标准 1.41.4国内外水质指标体系（自学）国内外水质指标体系（自学）国内外水质指标体系（自学）国内外水质指标体系（自学）10 分析化学分析化学分析化学分析化学(analyticalchemistry)(analyticalchemistry)是发展和应用各种方法、仪器和策略，以获得有关物质在空间和是发展和应用各种方法、仪器和策略，以获得有关物质在空间和是发展和应用各种方法、仪器和策略，以获得有关物质在空间和是发展和应用各种方法、仪器和策略，以获得有关物质在空间和时间方面组成和性质的时间方面组成和性质的时间方面组成和性质的时间方面组成和性质的信息科学信息科学信息科学信息科学。1.1 水分析化学性质和任务分析化学性质和任务11社会科学、考古学社会科学、考古学人类学和法医学人类学和法医学分析化学分析化学化学学科的化学学科的所有分支所有分支物理、天体物理、物理、天体物理、天文和生物物理天文和生物物理工程学、民事、化学工程学、民事、化学、电以及机械、电以及机械医学、临床化学医学、临床化学药物化学、药学药物化学、药学毒物学毒物学生物学、植物学、生物学、植物学、遗传学、微生物学、遗传学、微生物学、分子生物学和动物学分子生物学和动物学地质学、地球物理学、地质学、地球物理学、地球化学和古生物学地球化学和古生物学环境科学、环境科学、生态学和海洋科学生态学和海洋科学农业、动物科学农业、动物科学农作物科学、食品科学、农作物科学、食品科学、园艺学和土壤科学园艺学和土壤科学材料科学、材料科学、冶金学冶金学和高分子科学等学科和高分子科学等学科12水的循环与水质污染水的循环与水质污染水的自然循环13水的特性水的特性与同族元素（硫等）氢化物相比，具有相对高的熔点和沸点与同族元素（硫等）氢化物相比，具有相对高的熔点和沸点温度体积效应异常：冻结时膨胀、温度体积效应异常：冻结时膨胀、04时体积随温度升高而降低、时体积随温度升高而降低、4是体积最小，是体积最小，密度最大密度最大热容量最大：除液氨外，所有液体和固体物质中，水的热容量最大热容量最大：除液氨外，所有液体和固体物质中，水的热容量最大调节气温调节气温具有强溶解性、强反应能力的溶剂：介电常数很大（使溶质电离能力强），许多物质具有强溶解性、强反应能力的溶剂：介电常数很大（使溶质电离能力强），许多物质在水中溶解度大，电离度大，可发生各种化学反应在水中溶解度大，电离度大，可发生各种化学反应强流动能力强流动能力较大的表面张力：液体中除汞以外，水的表面张力最大较大的表面张力：液体中除汞以外，水的表面张力最大14（1 1）化学型污染：指排入水体的碱、酸、无机和有机污染物造成的水体污染。）化学型污染：指排入水体的碱、酸、无机和有机污染物造成的水体污染。（2 2）物理型污染：指引起水体的色度、浊度、悬浮性固体、水温和放射性等监测指标明显变化）物理型污染：指引起水体的色度、浊度、悬浮性固体、水温和放射性等监测指标明显变化的物理因素造成的污染。的物理因素造成的污染。（3 3）生物型污染：未经处理生活污水、医院污水等排入水体，引入某些病原菌而造成的污染。）生物型污染：未经处理生活污水、医院污水等排入水体，引入某些病原菌而造成的污染。水质污染类型水质污染类型水质污染类型水质污染类型151、水分析化学的任务水分析化学的任务研究水及其杂质、污染物的组成、性质研究水及其杂质、污染物的组成、性质研究水中杂质的含量及其变化情况研究水中杂质的含量及其变化情况研究水中杂质的分析方法研究水中杂质的分析方法本课程重点解决本课程重点解决本课程重点解决本课程重点解决的问题的问题的问题的问题162、水分析化学的作用、水分析化学的作用分析测试结果是：分析测试结果是：给水排水设计给水排水设计水处理新工艺开发水处理新工艺开发的依据的依据水环境评价水环境评价废水综合利用效果废水综合利用效果水资源保护、利用、开发和治理的水资源保护、利用、开发和治理的“眼睛眼睛”和和“哨兵哨兵”17水分析化学与传统分析化学的关系水分析化学与传统分析化学的关系 建立在传统分析化学基础之上，建立在传统分析化学基础之上，建立在传统分析化学基础之上，建立在传统分析化学基础之上，突出水质指标的工程应用地位，突出水质指标的工程应用地位，突出水质指标的工程应用地位，突出水质指标的工程应用地位，由水质分析技术引出相关的分析化学理论内容由水质分析技术引出相关的分析化学理论内容由水质分析技术引出相关的分析化学理论内容由水质分析技术引出相关的分析化学理论内容1819按按分析方法的分析方法的原理和手段原理和手段分：分：1、化学分析法化学分析法(常量组分常量组分)：以化学反应为基础的分析方法：以化学反应为基础的分析方法定义：将定义：将水中水中被分析物质与已知成分、性质和含量的物质发生化学反应，产生具有特殊性被分析物质与已知成分、性质和含量的物质发生化学反应，产生具有特殊性质的新物质，由此确定被测物质的存在以及组成、性质和含量。质的新物质，由此确定被测物质的存在以及组成、性质和含量。重量分析：重量分析：Ba2+SO42-残渣分析残渣分析 滴定分析：酸碱、络合、氧化还原、沉淀滴定分析：酸碱、络合、氧化还原、沉淀1.2水分析方法分类水分析方法分类试剂试剂样品样品20 2、仪器分析法仪器分析法(微量或痕量组分微量或痕量组分)：用：用仪器仪器测定被测物质的测定被测物质的物理或物理化学性质，以确定水样组成和性质物理或物理化学性质，以确定水样组成和性质的方法的方法光学分析法光学分析法：紫外紫外-可见可见、红外、荧光红外、荧光、磷光磷光、激光拉曼激光拉曼、核磁共振、原子发射核磁共振、原子发射、原子吸收原子吸收电化学分析法电化学分析法：电位电位、电导、库仑、安培、极谱电导、库仑、安培、极谱色谱法色谱法：GC、HPLC、IC其他其他：质谱、电子能谱、活化分析、热分析等质谱、电子能谱、活化分析、热分析等3 332+桔红色桔红色桔红色桔红色 maxmax邻二氮菲邻二氮菲例：分光光度法测定水例：分光光度法测定水例：分光光度法测定水例：分光光度法测定水中微量铁中微量铁中微量铁中微量铁21按所需试样量大小分按所需试样量大小分方法方法固体试样质量固体试样质量(mg)液体试样体积液体试样体积(mL)常量常量10010半微量半微量10100110微量微量101%)微量组分微量组分(0.01-1%)痕量组分痕量组分(0.01%)按分析任务：定性分析，定量分析，结构分析按分析任务：定性分析，定量分析，结构分析22问题问题:(1)(1)ppmppm（1010-6-6）或）或ppbppb（1010-9-9）与）与mg/Lmg/L或或g/Lg/L两者之间的关系如何？两者之间的关系如何？(2)(2)污水中污水中CODCOD含量一般在含量一般在300600mg/L300600mg/L，属于常量分析还是微量分析？如果水中某组分含量在，属于常量分析还是微量分析？如果水中某组分含量在g/Lg/L数数量级，属于哪类分析？量级，属于哪类分析？分析化学组分含量单位分析化学组分含量单位 PPM parts per million (10 PPM parts per million (10-6-6)（mg/kg)mg/kg)或（或（mg/L)mg/L)PPB parts per billion (10 PPB parts per billion (10-9-9)PPT parts per trillion (10 PPT parts per trillion (10-12-12）23（一）重量分析法（一）重量分析法（一）重量分析法（一）重量分析法（Gravimetry)Gravimetry)是是是是通通通通过过过过化化化化学学学学反反反反应应应应及及及及一一一一系系系系列列列列操操操操作作作作步步步步骤骤骤骤使使使使试试试试样样样样中中中中的的的的待待待待测测测测组组组组分分分分转转转转化化化化为为为为另另另另一一一一种种种种化化化化学学学学组组组组成成成成恒恒恒恒定定定定的的的的化化化化合合合合物物物物，再称量该化合物的质量，从而计算出待测组分的含量。再称量该化合物的质量，从而计算出待测组分的含量。再称量该化合物的质量，从而计算出待测组分的含量。再称量该化合物的质量，从而计算出待测组分的含量。分离分离称量形式称量形式转化转化过滤过滤烘干烘干称重称重计算计算水样水样被测组分被测组分转化方法有：沉淀、气化、萃取等转化方法有：沉淀、气化、萃取等24重量分析法应用重量分析法应用水中不可滤残或悬浮物水中不可滤残或悬浮物(SS)总残渣总残渣Ca2+、Mg2+、Ba2+硫酸盐硫酸盐总残渣灼烧减重总残渣灼烧减重优点优点缺点缺点对于常量分析，比较准确，对于常量分析，比较准确，相对误差相对误差0.1%0.2%操作麻烦，费时，不适于水操作麻烦，费时，不适于水 中微量组分的测定。中微量组分的测定。25（二）滴定分析法（二）滴定分析法（二）滴定分析法（二）滴定分析法（TitrimetryTitrimetry）滴定分析法又称容量分析法：滴定分析法又称容量分析法：滴定分析法又称容量分析法：滴定分析法又称容量分析法：将已知准确浓度的将已知准确浓度的将已知准确浓度的将已知准确浓度的试剂试剂试剂试剂溶溶溶溶液和被分析物质的组分定量反应完全，根据反应完成时所液和被分析物质的组分定量反应完全，根据反应完成时所液和被分析物质的组分定量反应完全，根据反应完成时所液和被分析物质的组分定量反应完全，根据反应完成时所消耗的试剂溶液的浓度和用量（体积），计算出被分析物消耗的试剂溶液的浓度和用量（体积），计算出被分析物消耗的试剂溶液的浓度和用量（体积），计算出被分析物消耗的试剂溶液的浓度和用量（体积），计算出被分析物质的含量的方法质的含量的方法质的含量的方法质的含量的方法标准溶液标准溶液化学计量点滴定终点化学计量点滴定终点滴定管滴定管滴定剂滴定剂被滴定溶液被滴定溶液26 （1 1）常用术语）常用术语化学计量比化学计量比若若A、B物质的量分别为物质的量分别为nA、nB，滴定的反应比为，滴定的反应比为a：b，则滴定反应的化学计量关系为：，则滴定反应的化学计量关系为：终点误差终点误差主要是滴定终点与化学计量点不一致引起的主要是滴定终点与化学计量点不一致引起的滴定终点滴定终点指示剂变色的点指示剂变色的点Endpoint化学计量点化学计量点Stoichiometricpoint为化学计量数比为化学计量数比27（2 2）滴定误差的产生）滴定误差的产生:用用 HCl HCl 滴定滴定NaOHNaOH甲基橙为指示剂（变色范围甲基橙为指示剂（变色范围pH3.14.4）化学计量点化学计量点pH=7HClHCl标准溶液标准溶液NaOHNaOH溶液溶液甲基橙甲基橙滴定前滴定前过量过量红红 橙橙 黄黄pH pH 3.1 3.1-4.4 3.1 3.1-4.4 4.44.4滴定终点滴定终点红色红色橙色橙色黄色黄色28化学计量点化学计量点化学计量点化学计量点(sp)(sp)滴定终点滴定终点滴定终点滴定终点(ep)(ep)指示剂（指示剂（指示剂（指示剂（In)In)终终终终点点点点误误误误差差差差(E Et)t)终点误差来源：终点误差来源：终点误差来源：终点误差来源：（1 1）变色点和计量点）变色点和计量点）变色点和计量点）变色点和计量点pHpH不一致；不一致；不一致；不一致；（2 2）指示剂变色范围大小影响；）指示剂变色范围大小影响；）指示剂变色范围大小影响；）指示剂变色范围大小影响；（3 3）滴定操作过程的误差）滴定操作过程的误差）滴定操作过程的误差）滴定操作过程的误差29(3)(3)(3)(3)分析化学中的分析化学中的分析化学中的分析化学中的4 4 4 4大滴定大滴定大滴定大滴定 a.a.酸碱滴定酸碱滴定酸碱滴定酸碱滴定质子传递质子传递质子传递质子传递(最基础的滴定分析最基础的滴定分析最基础的滴定分析最基础的滴定分析)用途：检验碱度、酸度用途：检验碱度、酸度用途：检验碱度、酸度用途：检验碱度、酸度 b.b.络合滴定络合滴定络合滴定络合滴定络合反应络合反应络合反应络合反应 M+YMYM+YMY 用途：测定用途：测定用途：测定用途：测定 CaCa2+2+、MgMg2+2+、FeFe3+3+、AlAl3+3+另外，络合反应可用于掩蔽技术，消除非测定离子的干扰另外，络合反应可用于掩蔽技术，消除非测定离子的干扰另外，络合反应可用于掩蔽技术，消除非测定离子的干扰另外，络合反应可用于掩蔽技术，消除非测定离子的干扰 c.c.沉淀分析沉淀分析沉淀分析沉淀分析沉淀反应沉淀反应沉淀反应沉淀反应AgAg+Cl+Cl-AgClAgCl 用途：测定水中用途：测定水中用途：测定水中用途：测定水中Cl-Cl-d.d.氧化还原滴定氧化还原滴定氧化还原滴定氧化还原滴定氧化还原反应氧化还原反应氧化还原反应氧化还原反应(特点：电子转移特点：电子转移特点：电子转移特点：电子转移)用途：测用途：测用途：测用途：测CODCOD等有机污染指标等有机污染指标等有机污染指标等有机污染指标 氧化还原反应也用于废水的化学处理氧化还原反应也用于废水的化学处理氧化还原反应也用于废水的化学处理氧化还原反应也用于废水的化学处理,(,(如脱如脱如脱如脱CNCN-，CNCN-+ClO+ClO2 2NN2 2)30（4 4）滴定分析对化学反应的要求）滴定分析对化学反应的要求置换滴定：用置换滴定：用K2Cr2O7标定标定Na2S2O3(KI)KMnO4直接滴定直接滴定1.按一定的反应式定量完成按一定的反应式定量完成(99.9%以上以上)2.快快(或可加热、催化剂或可加热、催化剂)3.有适当的方法确定终点有适当的方法确定终点(指示剂指示剂)Zn2+间接滴定：间接滴定：Ca2+CaC2O4(s)H2C2O4目测滴定法目测滴定法电位滴定法电位滴定法光度滴定法光度滴定法返滴定返滴定:Al+EDTA(过量过量)反应慢31（三）化学分析和仪器分析的（三）化学分析和仪器分析的（三）化学分析和仪器分析的（三）化学分析和仪器分析的定量方法比较定量方法比较定量方法比较定量方法比较 化学分析法化学分析法化学分析法化学分析法绝对定量（根据样品的量、反应产物的量或所消耗试剂的量及反应的化学计量关系，绝对定量（根据样品的量、反应产物的量或所消耗试剂的量及反应的化学计量关系，绝对定量（根据样品的量、反应产物的量或所消耗试剂的量及反应的化学计量关系，绝对定量（根据样品的量、反应产物的量或所消耗试剂的量及反应的化学计量关系，通过计算得待测组分的量。）通过计算得待测组分的量。）通过计算得待测组分的量。）通过计算得待测组分的量。）仪器分析法仪器分析法仪器分析法仪器分析法相对定量（标准工作曲线）相对定量（标准工作曲线）相对定量（标准工作曲线）相对定量（标准工作曲线）No.标样浓度标样浓度 g/L吸收值吸收值15.000.045210.00.093320.00.140430.00.175540.00.2366试样试样0.200问题：仪器分析方法是否要求所依据的化学反应必须反应完全？问题：仪器分析方法是否要求所依据的化学反应必须反应完全？问题：仪器分析方法是否要求所依据的化学反应必须反应完全？问题：仪器分析方法是否要求所依据的化学反应必须反应完全？标准工作曲线的绘制32化学分析与仪器分析方法比较化学分析与仪器分析方法比较项目项目化学分析法化学分析法（经典分析法）（经典分析法）仪器分析法仪器分析法（现代分析法）（现代分析法）物质性质物质性质化学性质化学性质物理、物理化学性质物理、物理化学性质测量参数测量参数体积、重量体积、重量吸光度、电位、发射强度、热量、电导、电阻等吸光度、电位、发射强度、热量、电导、电阻等等等误差误差0.1%0.2%1%2%或更高或更高组分含量组分含量0.01%1%0.01%单分子、单原子单分子、单原子理论基础理论基础化学、物理化学化学、物理化学（溶液四大平衡）（溶液四大平衡）化学、物理、数学、电子学、生物、等等化学、物理、数学、电子学、生物、等等解决问题解决问题定性、定量定性、定量定性、定量、结构、形态、能态、动力学等全面定性、定量、结构、形态、能态、动力学等全面的信息的信息l l天然水的组成：由于水的天然水的组成：由于水的天然水的组成：由于水的天然水的组成：由于水的强溶解性、强反应性、强流动性，循环过程中混入各种杂质强溶解性、强反应性、强流动性，循环过程中混入各种杂质强溶解性、强反应性、强流动性，循环过程中混入各种杂质强溶解性、强反应性、强流动性，循环过程中混入各种杂质 水水水水（主要物质）（主要物质）（主要物质）（主要物质）悬浮物质悬浮物质悬浮物质悬浮物质细菌、藻类、原生动物、泥砂、粘土等颗粒物细菌、藻类、原生动物、泥砂、粘土等颗粒物细菌、藻类、原生动物、泥砂、粘土等颗粒物细菌、藻类、原生动物、泥砂、粘土等颗粒物胶体物质胶体物质胶体物质胶体物质硅、铝、镁的水合氧化物、粘土、腐殖质等高分子硅、铝、镁的水合氧化物、粘土、腐殖质等高分子硅、铝、镁的水合氧化物、粘土、腐殖质等高分子硅、铝、镁的水合氧化物、粘土、腐殖质等高分子化合物化合物化合物化合物 8 8大离子：大离子：大离子：大离子：CaCa2+2+Mg Mg2+2+K K+Na Na+HCOHCO3 3-SO SO4 42-2-Cl Cl-NONO3 3-离子状物质离子状物质离子状物质离子状物质少量重要离子：少量重要离子：少量重要离子：少量重要离子：H H+OH OH-CO CO3 32-2-溶解物质溶解物质溶解物质溶解物质金属离子：金属离子：金属离子：金属离子：MMn+n+（水合氧化物）（水合氧化物）（水合氧化物）（水合氧化物）溶解气体：溶解气体：溶解气体：溶解气体：COCO2 2 OO2 2 有机物，等有机物，等有机物，等有机物，等1.31.3水质指标与水质标准水质指标与水质标准水质指标与水质标准水质指标与水质标准331.3.11.3.1水质分析指标：表示水中杂质种类和数量，水质分析指标：表示水中杂质种类和数量，水质分析指标：表示水中杂质种类和数量，水质分析指标：表示水中杂质种类和数量，判断水污染程度的具体衡量尺度判断水污染程度的具体衡量尺度判断水污染程度的具体衡量尺度判断水污染程度的具体衡量尺度一、一、物物 理理 指指 标标感官性指标，水的色度来源 于金属化合物或有机化合物感官性指标，水的异臭来源于 还原性硫和氮的化合物、挥发 性有机物和氯气等污染物质挥发性物质溶解物质固定性物质悬浮固体物质加速耗氧反应，最终导 致水体缺氧或水质恶化造成水中溶解氧减少工业废水 常引起水 体热污染色度固体物质嗅和味温度342种测量方法种测量方法:文字描述法：臭强度报告（无、微弱、明显、强、很强）文字描述法：臭强度报告（无、微弱、明显、强、很强）臭阈值法：用无臭水稀释至闻出最低可辨臭气时的稀释倍数臭阈值法：用无臭水稀释至闻出最低可辨臭气时的稀释倍数饮用水标准为：臭阈值饮用水标准为：臭阈值2（一）臭味测量方法（一）臭味测量方法351、颜色分类、颜色分类真色：过滤除去悬浮固体后的水样颜色真色：过滤除去悬浮固体后的水样颜色表色：未经沉淀、分离的原水颜色表色：未经沉淀、分离的原水颜色2、测量方法、测量方法:铂钴比色法铂钴比色法（清洁水（清洁水)K2PtCl6+CoCl26H2O1度度=1mg/LPt.0.5mg/LCo 稀释倍数法（污染严重水）稀释倍数法（污染严重水）饮用水标准为：真色饮用水标准为：真色15度度（二）颜色指标（二）颜色指标色度的测量方法色度的测量方法36溶解性固体（溶解性固体（DS）有机物有机物 1、总固体（、总固体（TS）（滤液（滤液蒸干蒸干103103105105水样蒸干水样蒸干或或180烘干恒重）烘干恒重）无机物无机物:总含盐量总含盐量105110烘干恒重烘干恒重 悬浮固体（悬浮固体（SS）漂浮物漂浮物有机物有机物VSS（总残渣）（总残渣）（总不可（总不可过滤过滤残渣过滤残渣过滤悬浮物悬浮物（600灼烧）灼烧）103103105105烘干恒重烘干恒重）可沉物可沉物无机物无机物NVSSNVSS饮用水标准为：溶解性总固体（总可滤残渣）饮用水标准为：溶解性总固体（总可滤残渣）1000mg/L（三）固体物质含量的测量（三）固体物质含量的测量372、浊度概念：浊度概念：浑浊程度，由悬浮物、胶体杂质、有机物质微生物、浮游生物引起，影响光线透过，使水生浑浊程度，由悬浮物、胶体杂质、有机物质微生物、浮游生物引起，影响光线透过，使水生生物生态发生变化。是天然水和饮用水的重要水质指标之一生物生态发生变化。是天然水和饮用水的重要水质指标之一我国饮用水标准为：我国饮用水标准为：浊度浊度1NTU（浊度单位）（浊度单位）对于污水由于悬浮物高、只测悬浮物含量，不测浊度对于污水由于悬浮物高、只测悬浮物含量，不测浊度测定浊度的重要性测定浊度的重要性是水可能受到污染的重要标志之一是水可能受到污染的重要标志之一 自来水厂处理设备和设计的重要参数自来水厂处理设备和设计的重要参数 是水厂运行和投药量的重要控制标准是水厂运行和投药量的重要控制标准38a.目视比浊法：用具塞比色管配制标准浊度系列，将水样与标准系列俯视对比确定目视比浊法：用具塞比色管配制标准浊度系列，将水样与标准系列俯视对比确定1度度=1mg/L漂白土产生的浊度。漂白土产生的浊度。b.分光光度法：分光光度法：680nm分光光度计测定分光光度计测定标准浊度单位（标准浊度单位（1.25mg硫酸肼硫酸肼/L和和12.5mg六次甲基四胺六次甲基四胺/L形成甲臜聚合物为形成甲臜聚合物为1度，测定结果单位度，测定结果单位FTU）c.散射法，浊度仪（也以甲臜聚合物为标准浊度单位，测定结果单位散射法，浊度仪（也以甲臜聚合物为标准浊度单位，测定结果单位NTU）浊度的测定方法浊度的测定方法浊度的测定方法浊度的测定方法39电导率、氧化还原电位电导率、氧化还原电位ORP、UV254等等检验蒸馏水、去离子水或高纯水的纯度检验蒸馏水、去离子水或高纯水的纯度检验蒸馏水、去离子水或高纯水的纯度检验蒸馏水、去离子水或高纯水的纯度 监测水质受污染情况监测水质受污染情况监测水质受污染情况监测水质受污染情况 锅炉水和纯水制备中的自动控制等锅炉水和纯水制备中的自动控制等锅炉水和纯水制备中的自动控制等锅炉水和纯水制备中的自动控制等电导率用途：电导率用途：电导率用途：电导率用途：自学自学p9有关有关ORP、UV254的概念、应用的概念、应用（四）其它物理指标（四）其它物理指标4041二、微生物指标二、微生物指标（1）细菌总数：各种细菌病毒的总和，反映污水中病原菌、病毒存在的可能性。细菌总数：各种细菌病毒的总和，反映污水中病原菌、病毒存在的可能性。饮用水标准为：细菌总数饮用水标准为：细菌总数100个（细菌落）个（细菌落）/mL（2）总大肠菌群：反映污水被粪便污染程度。总大肠菌群：反映污水被粪便污染程度。饮用水标准为：总大肠菌群不得检出饮用水标准为：总大肠菌群不得检出（3）游离性余氯：）游离性余氯：Cl2+H2O=HOCl+H+Cl-国家饮用水标准规定：集中式给水出厂水游离性余氯不低于国家饮用水标准规定：集中式给水出厂水游离性余氯不低于0.3mg/L，管网末梢水不低于，管网末梢水不低于0.05mg/L（4）二氧化氯：）二氧化氯：国家饮用水标准规定：集中式给水出厂水余量不低于国家饮用水标准规定：集中式给水出厂水余量不低于0.8mg/L，管网末梢水不低于，管网末梢水不低于0.02mg/L三、化三、化 学学 性性 指指 标标（一）无 机 性 指 标植物营 养元素pH和碱度硬度与重金属过多的氮、磷进入天然水体易导致富营养 化，导致水生植物尤其是藻类的大量繁殖，造成水中溶解氧的急剧变化，影响鱼类生 存，并可能使某些湖泊由贫营养湖发展为 沼泽和干地。一般要求处理后污水的pH在69之间。当天然水体遭受酸碱污染时，pH发生变 化，消灭或抑制水体中生物的生长，妨碍 水体自净，还可腐蚀船舶。碱度指水中能与强酸定量作用的物质总量 作为微量金属元素;重金属的主要危害：生物毒性，抑制微生 物生长，使蛋白质凝固;逐级富集至人体，影响人体健康。42H+与水的与水的酸度酸度水中能与强碱发生中和反应的物质水中能与强碱发生中和反应的物质H2CO3缓冲缓冲HCO3-能力能力OH-有关有关碱度碱度水中能与强酸发生中和反应的物质水中能与强酸发生中和反应的物质CO32-HCO3-Alk=OH-+CO32-+HCO3-H+1、pH值与酸碱度测量值与酸碱度测量酸碱滴定法等酸碱滴定法等 我国饮用水标准为：我国饮用水标准为：pH6.58.543（1）硬度）硬度络合滴定法络合滴定法按阳离子划分总硬度钙硬度镁硬度按阴离子划分碳酸盐硬度：钙镁的碳酸盐和重碳酸盐暂时硬度非碳酸盐硬度：钙镁的硫酸盐和氯化盐永久硬度我国饮用水标准为：我国饮用水标准为：总硬度总硬度450mg/L(以以CaCO3计）计）（2）重金属离子重金属离子：主要是主要是五毒：五毒：Hg Cd Cr Pb AsHg Cd Cr Pb As还有：铊、锡、还有：铊、锡、铝、铁、锰、铜、锌铝、铁、锰、铜、锌等等2、硬度与重金属含量测定硬度与重金属含量测定44含氮指标：含氮指标：有机氮有机氮 KN,KN,不稳定，易被微生物分解不稳定，易被微生物分解a.总氮总氮 NHNH3 3-N-N （TN）NONO2 2-N-N NO NO3 3-N N b.凯氏氮（凯氏氮（KN）有机氮有机氮 判断生物处理中微生物判断生物处理中微生物 一般生活污水中一般生活污水中KN=40mg/L NHKN=40mg/L NH3 3-N -N 氮营养的充足依据氮营养的充足依据 NHNH3 3-N -N c.NH3-NNHNH4 4+-N-N有机氮有机氮=KN-=KN-（NHNH3 3-N-N）d.(NO3-+NO2-)-N=TN-KN=TN-KN 3、氮磷等植物性营养元素指标、氮磷等植物性营养元素指标45含磷指标含磷指标 有机磷有机磷 生活污水有机磷约生活污水有机磷约3mg/L 3mg/L 总磷（总磷（TP）无机磷无机磷 生活污水无机磷约生活污水无机磷约7mg/L7mg/L氮磷指标的测量方法：氮磷指标的测量方法：1、酸碱滴定法、酸碱滴定法2、分光光度法、分光光度法3、离子色谱法、离子色谱法464、其他无机物指标、其他无机物指标各种阴离子，各种阴离子，Cl-、SO42-、PO43-、各种阳离子：各种阳离子：Na+、K+、H+、溶解氧溶解氧(DO)47（二）有 机 物综合指标化学需氧量（CODCr）高锰酸盐指数理论需氧量（ThOD）总需氧量（TOD）生化需氧量（BOD）总有机碳（TOC）化学需氧量（三）有机污染物确定指标48环境标准体系环境标准体系国家环境标准国家环境标准地方环境标准地方环境标准污染物排放标准污染物排放标准环境质量标准环境质量标准污染报警标准污染报警标准污染物排放标准污染物排放标准环境质量标准环境质量标准环境基础标准环境基础标准环境方法标准环境方法标准分析方法标准分析方法标准环境标准环境标准物质标准物质标准1.3.21.3.2水质标准分类水质标准分类水质标准分类水质标准分类49生活饮用水卫生标准（生活饮用水卫生标准（106项水质指标）项水质指标）工业用水水质要求工业用水水质要求农业用水与渔业用水水质要求农业用水与渔业用水水质要求污水综合排放标准污水综合排放标准环境标准环境标准地面水环境质量标准（五类水质标准）地面水环境质量标准（五类水质标准）地下水质量标准地下水质量标准海洋环境标准。海洋环境标准。水质标准水质标准水质标准水质标准50水质项目水质项目水质项目水质项目原污水原污水原污水原污水一级处理出水一级处理出水一级处理出水一级处理出水二级处理出水二级处理出水二级处理出水二级处理出水 类地表水标准类地表水标准类地表水标准类地表水标准BOD5CODSS浊度TPTNNH3-N大肠菌群（个/L）15030025048012025013027051040701525（35）10610020020038050100701204930601525（12）10620305080203030403825502030（12）10510250.22（凯氏氮）25（NO3-N）1.0（NO2-N）10000（类水体标