废水水质测定方法
废水水质测定方法
(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:
0.35
0.30
0.25
吸光度0.200.15
0.10
0.05
0.00
05101520253035
TP含量(mg)
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/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。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A220及A275按式(2)求出校正吸光度A:
AA220(2)2A275
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。
1.0 0.9 0.8 0.70.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0.0
02040吸光度
60
TN含量(mg)
80100120
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)NH3-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(KNaC4H4O4.4H4O)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:
0.50 0.45 0.40 0.350.30
0.25
0.20
0.15
0.10
0.05
0.00
00.020.04吸光
度
0.060.080.10.120.14
NH3-N含量
(mg)
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)=m1000(4)V
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
1.485g1,10-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)=T2100/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。