环境化学实验讲义.

实验一废水中生化需氧量（BOD5）的测定

一、实验目的

1．掌握水样的采集和处理方法；

2．掌握BOD5的测定原理和操作。

二、实验原理

对于生活污水，取其两份，一份测定当时的溶解氧；另一份在（20±1）℃下培养5天再测定溶解氧，两者之差即为BOD5。

溶解氧的测定原理是：在水样中加入硫酸锰和碱性碘化钾，二价锰先生成白色的Mn(OH)2沉淀，但很快被水中溶解氧氧化为三价或四价的锰，从而将溶解氧固定。在酸性条件下，高价的锰可以将I-氧化为I2，然后用硫代硫酸钠标准溶液滴定生成的I2，即可求出水中溶解氧的含量。

三、仪器和试剂

1．主要仪器

（1）恒温培养箱

（2）溶解氧瓶（200～300mL）带有磨口玻塞，并具有供水封闭的钟形口。

2．试剂

（1）硫酸锰溶液称取480g硫酸锰(MnSO4·H2O)溶于水，用水稀释至1000mL。此溶液加至酸化过的碘化钾溶液中，遇淀粉不得产生蓝色。

（2）碱性碘化钾溶液称取500g氢氧化钠溶解于300～400mL水中，另称取150g碘化钾溶于200mL水中，待氢氧化钠溶液冷却后，将两溶液合并，混匀，用水稀释至1000mL。如有沉淀，放置过夜后，倾出上层清液，储于棕色瓶中，用橡皮塞塞紧，避光保存。此溶液酸化后，遇淀粉应不呈蓝色。

（3）硫代硫酸钠溶液称取2.5g硫代硫酸钠(Na2S2O3·5H2O)溶于煮沸放冷的水中，加0.2g碳酸钠，用水稀释至1000mL，储于棕色瓶中。使用前用重铬酸钾标准溶液标定。

6．浓硫酸（ρ=1.84g/mL）。

7．0.5%淀粉溶液称取0.5g可溶性淀粉，用少量水调成糊状，再用刚煮沸的水稀释至100mL。冷却后，加入0.1g水杨酸和0.4g氯化锌防腐。

四、操作步骤

1．样品采集

准备好6个溶解氧瓶，用虹吸法把水样转移到溶解氧瓶内，并使水样从瓶口溢出数秒钟。其中3瓶固氧，并测定其溶解氧，另3瓶放在恒温培养箱中培养5天后再测定溶解氧。

2．溶解氧固定

用吸液管插入溶解氧瓶的液面下，加入1mL 硫酸锰溶液、2mL 碱性碘化钾溶液，盖好瓶塞，颠倒混合数次，静置。

3．溶解氧的测定

打开瓶塞，立即用吸管插入液面下加入2.0mL 浓硫酸。盖好瓶塞，颠倒混合摇匀，至沉淀物全部溶解，放于暗处静置5min 。

吸取100.00mL 上述溶液于250mL 锥形瓶中，用硫代硫酸钠标准溶液滴定至溶液呈淡黄色，加1mL 淀粉溶液，继续测定至蓝色刚好褪去，并记录硫代硫酸钠溶液用量。

溶解氧（O 2，mg/L ）=30

10412

⨯⨯V cVM O

式中 c ——硫代硫酸钠标准溶液浓度，mol/L ；

V ——滴定消耗硫代硫酸钠标准溶液体积，mL ； V 0——滴定时所取水样的体积，mL 。 注意事项：

（1）水样的pH 值若超过6.5～7.5范围时，可用盐酸或氢氧化钠稀溶液调节至7，但用量不要超过水样体积的0.5%。

（2）若从水温较低的水域中采集的水样，可遇到含有过饱和溶解氧，此时应将水迅速升温至20℃左右，充分振摇，以赶出过饱和的溶解氧。

若从水温较高的水浴或污水排放口取得的水样，则应迅速使其冷却至20℃左右，并充分振摇，使与空气中氧分压接近平衡。

实验二工业废水中铬的测定(二苯碳酰二肼分光光度法)

一、实验目的

1．掌握二苯碳酰二肼分光光度法测定水中六价铬和总铬的原理和方法。

2．学习用Microsoft Office Excel求线性回归方程的方法。

二、实验原理

在酸性溶液中，六价铬离子与二苯碳酰二肼反应，生成紫红色化合物，其最大吸收波长为540nm，吸光度与浓度的关系符合比尔定律。如果测定总铬，需先用高锰酸钾将水样中的三价铬氧化为六价，再进行测定。

三、仪器与试剂

1．仪器

分光光度计。

2．试剂

（1）丙酮。

（2）（1＋1）硫酸。

（3）（1＋1）磷酸。

（4）2g/L氢氧化钠溶液。

（5）氢氧化锌共沉淀剂称取硫酸锌（ZnSO4·7H2O）8g，溶于100mL水中；称取氢氧化钠2.4g，溶于120mL水中。将两溶液混合。

（6）40g/L高锰酸钾溶液。

（7）铬标准贮备液称取于120℃干燥2h的重铬酸钾（优级纯）0.2829g，用水溶解，移入1000mL容量瓶中，用水稀释至标线，摇匀。

（8）铬标准使用液吸取5.00mL铬标准贮备液于500mL容量瓶中，用水稀释至标线，摇匀。每毫升标准使用液含1.000ug六价铬。使用当天配制。

（9）200g/L尿素溶液。

（10）20g/L亚硝酸钠溶液。

（11）二苯碳酰二肼溶液称取二苯碳酰二肼（简称DPC，C13H14N4O）0.2g，溶于50mL丙酮中，加水稀释至100mL，摇匀，贮于棕色瓶内，置于冰箱中保存。颜色变深后不能再用。

（12）硝酸。

（13）硫酸（ρ=1.84g/mL）。

（14）三氯甲烷。

（15）（1＋1）氨水。

（16）50g/L铜铁试剂称取5g铜铁试剂[C6H5N(NO)ONH4]，溶于冰水中并稀释至100mL。临用时现配。

四、六价铬的测定

1．水样预处理

（1）对不含悬浮物、低色度的清洁地面水，可直接进行测定。

（2）如果水样有色但不深，可进行色度校正。即另取一份试样，加入除显色剂以外的各种试剂，以2mL丙酮代替显色剂，用此溶液为测定试样溶液吸光度的参比溶液。

（3）对浑浊、色度较深的水样，应加入氢氧化锌共沉淀剂，并进行过滤处理。

（4）水样中存在次氯酸盐等氧化性物质时，干扰测定，可加入尿素和亚硝酸钠消除。

（5）水样中存在低价铁、亚硫酸盐、硫化物等还原性物质时，可将Cr(Ⅵ)还原为Cr(Ⅲ)。此时，调节水样pH值至8，加入显色剂溶液，放置5min后再酸化显色，并以同样的方法绘制标准曲线。

2．标准曲线的绘制

取9支50mL比色管，依次加入0、0.20、0.50、1.00、2.00、4.00、6.00、8.00和10.00mL铬标准使用液，用水稀释至标线，加入0.5mL （1＋1）硫酸和0.5m L（1＋1）磷酸，摇匀。加入2mL显色剂溶液，摇匀。5～10min后，于540nm 波长处，用1cm或3cm比色皿，以水为参比，测定吸光度并作空白校正。以吸光度为纵坐标，相应六价铬含量为横坐标用Microsoft Office Excel绘制标准曲线，并求线性回归方程。

3．水样的测定

取适量（含铬少于50μg）无色透明或经预处理的水样于50mL比色管中，用水稀释至标线，测定方法同标准溶液。进行空白校正后根据所测吸光度从标准曲线上查得Cr(Ⅵ)含量。