水质测定方法

在本实验中，需要测定废水的主要指标包括：TP、TN、NH3-N、COD、pH 以及浊度，用到的测定方法都是依照《水和废水监测分析方法（第四版）[26]。

（1）TP的测定

实验中主要考察的水质指标是水中磷的含量，其分析方法严格按照《水和废水监测分析方法（第四版）进行，采用钼酸盐分光光度法测定（GB-11893-89）。

实验的测定的原理是：在酸性的条件下，正磷酸盐与钼酸铵、酒石酸锑氧钾反应，生成磷钼杂多酸，被还原剂抗坏血酸还原，则变成蓝色络合物，通常成为磷钼蓝。在测定中需要的试剂包括：

①（1+1）硫酸；

②10%抗坏血酸溶液：溶解10g抗坏血酸溶于水，并稀释至1000mL；

③钼酸盐溶液：溶解13g钼酸铵于100mL水中，溶解0.35g酒石酸锑氧钾于100mL水中，在不断的搅拌下，将钼酸铵溶液徐徐加到300mL（1+1）硫酸，加酒石酸锑氧钾溶液并且混合均匀。储存在棕色的玻璃瓶里在4℃保存；

④浊度-色度补偿液：混合两份体积的（1+1）硫酸和一份体积的10%抗坏血酸溶液；

⑤磷酸盐储备液：将优级纯磷酸二氢钾于110 ℃干燥两个小时，在干燥器中放冷。称取0.2197g溶于水，移入1000mL容量瓶中，加（1+1）硫酸5mL，用水稀释至标线。此溶液每毫升含有50.0ug磷（以P计）；

⑥磷酸盐标准溶液：吸取10.00mL磷酸盐储备液于250mL容量瓶中，用水稀释至标线，此溶液每毫升含2.00ug磷，临用时现配。

测试的主要步骤包括：

①标准曲线的绘制：取数支50mL具塞比色管，分别加入0、0.5、1.00、3.00、

5.00、10.0、15.0mL，加水至50mL。向比色管加入1mL10%抗坏血酸溶液，混匀。30s后加2mL钼酸盐溶液充分混匀，放置15min。然后用10mm或者30mm 比色皿，在700nm波长处，以零浓度溶液为参比，测量吸光度。本实验中所绘制的标准曲线如图2-1：

0.00

0.05

0.10

0.15

0.200.25

0.30

0.35

05101520253035

TP 含量（mg ）

吸光度

图2-1 磷标准曲线

②水样消解：采用过硫酸钾消解法，取水样25mL ，加入4mL 过硫酸钾溶液，将刻度管的塞盖紧之后，用一小块纱布将管口包住并用线将其扎紧，放一组刻度管置于大烧杯中，将烧杯放入高压蒸气消毒器中加热，待压力表显示锅内压力达到达1.1kg / cm 2，对应的锅内温度为120℃时，保持此状态30min ，然后停止加热。等待压力的表读数降至0后，把烧杯拿出，于室温下放冷。然后用蒸馏水将水稀释至50mL 标线。

③光度测量：待比色管内液体冷却后，加水稀释至标线。加1mL 抗坏血酸溶液，30s 后加入2mL 钼酸盐溶液，充分混匀。放置15min 后，用1cm 比色皿于700nm 波长处，以空白作参比测定吸光度。

磷的含量的计算为：

磷酸盐（P ，mg/L ）=m/V （1）

式中：m —由标准曲线查的磷量（ug ）；

V —水样体积（ml ）。

（2）TN 的测定

其方法原理是：在60℃以上水溶液中，过硫酸钾课分解产生硫酸氢钾和原子态氧，硫酸氢钾在溶液中离解而产生氢离子，故在氢氧化钠的碱性介质中可促使分解过程趋于完全。分解出的原子态氧在120~124℃条件下，可使水样中含氮化合物的氮元素转化为硝酸盐。并且在此过程中有机物同时被氧化分解，可用紫外分光光度法于波长220和275nm 处，分别测出吸光度A 220及A 275按式（2）求出校正吸光度A ：

2752202A A A -= （2） 按A 的值查标准曲线并计算总氮（以NO3-N 计）含量。

测定中用到的试剂包括：

①氢氧化钠溶液：称取2g氢氧化钠（NaOH），溶于蒸馏水，稀释定容至100mL。此溶液每毫升含有20mg的NaOH。

②碱性过硫酸钾溶液：称取40g过硫酸钾（K2S2O8），另称取15g氢氧化钠（NaOH），溶于无氨水中，稀释至1000mL，溶液存放在聚乙烯瓶内，最长可贮存一周。

③（1+9）盐酸溶液。

④硝酸钾标准储备液：硝酸钾（KNO3）在105~110℃烘箱中干燥3h，在干燥器中冷却后，称取0.7218g，溶于无氨水中，移至1000mL容量瓶中，用无氨水稀释至标线，在0~10℃暗处保存，或加入1~2mL三氯甲烷保存，可稳定6个月。此溶液每升含有100mg硝酸钾。

⑤硝酸钾标准使用液：将硝酸钾标准储备液稀释10倍，使用时配制。此溶液每升含有10mg硝酸钾。

⑥（1+35）硫酸。

实验步骤主要有：

①标准曲线的绘制：吸取0.00、0.10、0.30、0.50、0.70、1.00、3.00、5.00、

7.00、10.00mL硝酸钾标准使用液于25mL比色管中，加水稀释至10mL；加入5mL碱性过硫酸钾溶液，塞紧磨口塞，用布及绳等扎紧瓶塞，以防弹出；将比指针色管置于蒸汽灭菌器中，加热，使压力到1.1~1.4kg/cm2，此时温度达120~124℃后开始计时，或将比色管置于家用压力锅中，加热至顶压阀吹气时开始计时。保持此温度加热半小时。冷却、开阀放气，移去外盖，取出比色管并冷却至室温。加（1+9）盐酸1mL，并用无氨水稀释至10mL标线，混匀。在紫外分光光度计上，以无氨水作参比，分别在波长为220与275nm处测定旭光度，并用式（2）计算出校正吸光度A。用测量的吸光度减去零浓度空白的吸光度后，得到校正吸光度，绘制标准曲线如图2-2所示。

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

0204060

80100120

TN 含量（mg ）吸光度

图2-2 总氮标准曲线

②水样消解：采用碱性过硫酸钾消解法，取水样10mL ，加入5mL 碱性过硫酸钾溶液，将刻度管的塞盖紧之后，用一小块纱布将管口包住并用线将其扎紧，放一组刻度管置于大烧杯中，将烧杯放入高压蒸气消毒器中加热，待压力表显示锅内压力达到达1.1kg / cm2，对应的锅内温度为120℃时，保持此状态30min ，然后停止加热。等待压力的表读数降至0后，把烧杯拿出，于室温下放冷。

③光度测量：待比色管内液体冷却后，加入1mL （1+9）盐酸溶液，加水稀释至标线，充分混匀。用1cm 比色皿于220及275nm 波长处，以空白作参比测定吸光度，并按式（2）计算校正吸光度的值A 。

氮的含量的计算为：

总氮（N ，mg/L ）=m/V （3）

式中：m —由标准曲线查的总氮量（ug ）；

V —水样体积（ml ）。

（3）NH 3-N 的测定

其方法原理是：碘化汞和碘化钾的碱性溶液与氨反应生成淡红棕色胶态化合物，此颜色在较宽的波长内具有强烈吸收。通常测量的波长在410-425nm 之间。

测定中用到的试剂包括：

①纳氏试剂：称取16gNaOH ，溶于50mL 水中，充分冷却至室温。另称取7g 碘化钾和10g 碘化汞溶于水，然后将此溶液在搅拌下徐徐注入氢氧化钠溶液中。将混合后的溶液转移至容量瓶中，稀释定容至100mL ，储于聚乙烯瓶中，密塞保存；

②酒石酸钾钠溶液：称取50g 酒石酸钾钠（KNaC 4H 4O 4.4H 4O ）溶于100mL 水中，加热煮沸以除去氨，放置冷却，转移至容量瓶中，稀释定容至100mL 。

③氨标准储备溶液：称取50g 酒石酸钾钠溶于100mL 水中，移入1000mL

容量瓶中，稀释至刻线。此溶液每毫升含0.010mg 氨氮。

④氨标准使用溶液：移取5.00mL 氨标准储备溶液于500mL 容量瓶中，用水稀释至刻线，此溶液每毫升含1.00mg 氨氮。

实验步骤主要有：

①标准曲线的绘制：吸取0、0.5、1.00、3.00、5.00、7.00、10.00mL 氨标准使用液于50mL 比色管中，加水至刻度，加1.0mL 酒石酸钾钠溶液，混匀。加

1.5mL 纳氏试剂，混匀。放置10min 以后，在420nm 波长处，用光程20mm 比色皿，以水为参比，测量吸光度。用测量的吸光度减去零浓度空白的吸光度后，得到校正吸光度，绘制标准曲线如图2-3所示：

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

0.35

0.40

0.45

0.50

00.020.040.060.080.10.120.14

NH 3-N 含量（mg ）

吸光度

图2-3 氨氮测定的标准曲线

②水样的测定：分别取适量经絮凝沉淀预处理后的水样（使氨氮含量不超过0.1mg ），加入50mL 比色管中，稀释至刻线，加入1.0mL 酒石酸钾钠溶液。以下同标准曲线的绘制。

分别取适量经蒸馏水预处理后的溜出液，加入50mL 比色管，加一定量1mol/L 氢氧化钠溶液以中和硼酸，稀释至刻线。加1.5mL 纳氏试剂，混匀。放置10min ，同校准曲线步骤测量吸光度。

③空白实验：以无氨水代替水样，做全程序空白测定。

由水样测得的吸光度减去空白实验的吸光度后，从校准曲线上查的氨氮含量（mg ）。

氨氮（N ，mg/L ）=1000m V

（4） 式中：m —由标准曲线查得的氨氮量（mg ）；

V —水样体积（mL ）。

（4）COD 的测定

在本实验中测定COD 采用的是重铬酸钾法。在强酸性溶液里面，用一定量

的重铬酸钾氧化水样中还原性物质，过量的重铬酸钾以试亚铁灵做指示剂，用硫酸亚铁溶液回滴。依据硫酸亚铁氨的用量算出水样中还原性物质消耗氧的量。

实验中需要的主要的试剂有：

①重铬酸钾消解液（C＝0.250mol／L ）：称取1.226g基准或优级纯重铬酸钾（120℃干燥2h），溶于约50mL水中，边搅拌边缓慢加入10mL浓硫酸，冷却后转入100mL容量瓶中，加入3g硫酸汞，用水稀释至刻度，摇匀；

②重铬酸钾标准溶液（C＝0.250mol／L）：称取1.226g基准或优级纯重铬酸钾（120℃干燥2h），加水溶解，转入100mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀；

③试亚铁灵指示液：称取0.695g硫酸亚铁（FeSO4·7H2O）于50mL的水中，加入1.485g 1，10－菲咯啉，搅动至溶解，加水稀释至100mL。

④硫酸亚铁铵标准滴定溶液（C≈0.05mo1／L）：溶解9.875g硫酸亚铁铵溶于水中，边搅拌边缓慢加入5mL浓硫酸，冷却后稀释至500mL。

⑤硫酸－硫酸银催化剂：向500mL浓硫酸中加入5g硫酸银，放置1-2天使之溶解，并混匀，使用前小心摇动。

硫酸亚铁铵标准溶液的标定：取10.00mL重铬酸钾标准溶液置于250mL锥形瓶中，用水稀释至约60mL，加入30mL浓硫酸，混匀，冷却后，加2滴试亚铁灵指示剂，用硫酸亚铁铵标准溶液滴定，溶液颜色由黄色经蓝绿色至绿色再至红褐色即为终点。记录下硫酸亚铁铵的消耗量V（mL）。

硫酸亚铁铵标准滴定溶液浓度的计算：

c=10.00×0.2500/V （5）式中：V—滴定时消耗硫酸亚铁铵溶液的毫升数。

实验的主要步骤有：

①用移液管吸取10mL水样于消解罐中（同时做空白试验）；

②加入5mL重铬酸钾消解液，加入10mL硫酸－硫酸银溶液催化剂；旋紧密封盖，摇匀，均匀放入微波炉内，将“方法选择”拨至“0”，调节“样品数目”，将“时间选择”拨至“15min”进行样品消解。消解完后取出消解罐，自然冷却或放入冷水中冷却至室温。

③打开消解罐，将溶液转入250mL锥形瓶中，用少量蒸馏水洗涤消解罐2-3次，洗涤液转移到锥形瓶中，总体积控制在60mL左右。

④加入2滴试亚铁灵指示剂，用硫酸亚铁铵标准溶液滴定，溶液颜色由黄色经蓝绿色至绿色再至红褐色即为终点，记录硫酸亚铁铵的用量V1，滴定空白的用量记为V0，

COD浓度的计算公式为：

COD（O2，mg／L）= C×（V0－V1）×8000/V （6）式中：C—硫酸亚铁铵标准溶液的浓度mo1／L；

V0—空白所用的硫酸亚铁铵标准溶液的体积，mL；

V1—水样所消耗的硫酸亚铁铵标准滴定溶液的体积，mL；

V—所取水样的体积，mL。

（5）浊度的测定

依据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发光二极管，以确保使样品颜色引起的干扰达到最小。传感器处在于发射光线垂直的位置，它测量由样品中悬浮颗粒散射的光量，微电脑处理器再将该值转化为浊度值。

主要的测定步骤有：

①按开关键将仪器打开，仪器先进行全功能的自检，自检完毕以后，仪器进入测量状态；

②将完全搅拌均匀的水样倒入干净的比色皿内，距瓶口1.5cm，在盖紧保护黑盖前允许有足够的时间让气泡逸出。在比色皿插入测量前，先用无绒布将其擦干净，比色皿必须无指纹、油污、脏污，特别是光通过的区域必须干净；

③将比色皿倒入测量池内，检查盖上的凹口是否和槽吻合，保护黑盖上的标志应与仪器上的箭头相对，按读数键大约25s后浊度至显示；

④若数值小于或等于40度，可直接读出；

⑤若超过40度，需进行稀释。读出未经稀释样品的值T1，则取样体积V（mL）=3000/T1用无浊度水定容至100L。

按照上述步骤读出浊度值，计算原始水样的浊度。

浊度（度）=T2 100/V （7）式中：T2—稀释后浊度值。

（6）pH的测定

其测定方法原理是：pH值由测量电池的电动势而得。该电池通常由饱和甘汞电极为参比电极，玻璃电极为指示电极所组成。在25℃，溶液中每变化1个pH单位，电位差改变为59.16毫伏，据此在仪器上直接以pH的读数表示。温度差异在仪器上有补偿装置。

测定中需要的主要药品有：

①pH标准使用液甲：称取先在110～130℃干燥2～3小时的邻苯二甲醉氢钾（KHC8H4O4）10.12克，溶于水并在容量瓶中稀释至1升。此溶液pH为4.008。

②pH标准使用液乙：分别称取先在110～130℃干燥2～3小时的磷酸二氢钾（KH2PO4）3.388克和磷酸氢二钠（Na2HPO4）3.533克，溶于水并在容量瓶中稀释至1升。此溶液pH为6.865。

③pH标准使用液丙：为了使晶体具有一定的组成，应称取与饱和溴化钠（或氯化钠加蔗糖溶液（室温）共同放置在干燥器中平衡两昼夜的硼砂

（Na2B4O7·10H2O）3.80g，溶于水并在容量瓶中稀释1L。

主要的测定步骤有：

①仪器校准：操作程序按仪器使用说明书进行。先将水样与标准溶液调到同一温度，记录测定温度，并将仪器温渡补偿旋纽调至该温度上。用标准溶液校正仪器，该标准溶液与水样pH相差不超过2个pH单位。从标准溶液中取出电极，彻底冲洗并用滤纸吸干。再将电极浸入第二个标准溶液中，其pH大约与第一个标准溶液相差3个pH单位，如果仪器响应的示值与第二个标准溶液的pH（S）值之差大于0.1pH单位，就要检查仪器、电极或标准溶液是否存在问题。当三者均正常时，方可用于测定样品。

②样品测定：测定样品时，先用蒸馏水认真冲洗电极，再用水样冲洗，然后将电极浸入样品中，小心摇动或进行搅拌使其均匀，静置，待读数稳定时记下pH值。

BOD5测定：