第六章 水中金屬成分的檢驗(yàn)

6.1總硬度6.2酮6.3鐵6.4錳6.5總鉻第六章水中金屬成分的檢驗(yàn)第一節(jié)總硬度

1、定義：總硬度主要是指溶于水中鈣、鎂鹽類(lèi)的含量。水的硬度以CaCO3mg/L表示。2.分類(lèi)硬度暫時(shí)硬度永久硬度碳酸鹽硬度主要由重碳酸鈣、重碳酸鎂、碳酸鹽組成。加熱煮沸可以形成沉淀除去非碳酸鹽硬度：由鈣、鎂的硫酸鹽和氯化物形成。煮沸不能除去。4級(jí)硬度（mg/L）軟水<150極硬水>600中等硬水151～450硬水451～6003.分級(jí)影響:水壺、鍋爐我國(guó)生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定總硬度不得超過(guò)為450mg/L。測(cè)定方法：國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB5750～85)的總硬度的測(cè)定方法為乙二胺四乙酸二鈉配位滴定法，適用于生活飲用水及其水源水總硬度的測(cè)定。原理：在pH=10條件下，水樣中鈣、鎂離子可與鉻黑T形成紫紅色配合物。當(dāng)用EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定時(shí)，鈣、鎂離子與EDTA生成更穩(wěn)定的配合物。達(dá)到計(jì)量點(diǎn)時(shí)，鉻黑T游離出來(lái)，使溶液呈藍(lán)色，指示終點(diǎn)。根據(jù)EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，計(jì)算水樣的硬度?！緝x器】：錐形瓶、滴定管

【試劑】：氨水、鉻黑T指示劑、50g/L的硫化鈉、10g/L的鹽酸羥胺、10g/L的氰化鉀、0.01mol/L的EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液、pH=10的緩沖溶液。

【操作步驟】

1、取50ml水樣于150ml的錐形瓶中；

2、加入1~2ml緩沖溶液，幾滴鉻黑T指示劑，用EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴至溶液變?yōu)樘焖{(lán)色，V1

同時(shí)做空白實(shí)驗(yàn)。3、若水樣中有金屬干擾離子，是滴定終點(diǎn)延遲，可另取水樣，加入0.5ml鹽酸羥胺及1ml硫化鈉溶液再進(jìn)行滴定。

【結(jié)果計(jì)算】。。。。。。（1）氨-氯化銨緩沖溶液放置時(shí)間長(zhǎng)了會(huì)使氨水的難點(diǎn)降低，應(yīng)重新配制，防止pH改變（該反應(yīng)的pH控制在10）（2）為了使某些鎂含量較低的水樣滴定終點(diǎn)更敏銳，在配制緩沖溶液時(shí)可以加入少量的Mg-EDTA。（3）水樣中鈣、鎂離子含量過(guò)高時(shí)，應(yīng)預(yù)先酸化水樣，加熱除去二氧化碳。（4）氰化鉀溶液有劇毒性，使用時(shí)應(yīng)注意安全，用后的廢液應(yīng)妥善處理。

注意事項(xiàng)（5）水樣中含有懸浮性或膠體有機(jī)物會(huì)影響終點(diǎn)觀察。可預(yù)先將水樣蒸干于550℃灰化，用純水溶解后在測(cè)定。

（6）水樣中的鐵、錳、鋁、銅、鎳等金屬離子，影響終點(diǎn)觀察。加入硫化鈉及氰化鉀掩蔽重金屬的干擾，加鹽酸羥胺是高價(jià)鐵離子及高價(jià)錳離子還原為低價(jià)離子消除干擾。

（7）加入緩沖溶液后應(yīng)立即滴定，防止沉淀生成。

（8）滴定時(shí)溫度過(guò)低，會(huì)使滴定終點(diǎn)延長(zhǎng)，可將溶液加熱至30~40℃。第二節(jié)銅1、概述：銅是廣泛應(yīng)用的一種金屬。銅制品的腐蝕、銅礦的開(kāi)采、電鍍、化工行業(yè)是水體污染的主要來(lái)源。銅是人體必需的元素之一，與蛋白質(zhì)和酶的合成有重要作用。水中銅的含量過(guò)高，會(huì)產(chǎn)生異味，造成水生生物死亡，影響水體自?xún)?。我?guó)飲用水規(guī)定銅的含量不超過(guò)1mg/L。測(cè)定方法1、二乙氨基二硫代甲酸鈉（NaDDC）分光光度法：在pH9~11溶液中，銅離子與二乙胺基二硫代甲酸鈉反應(yīng)，生成棕黃色配合物，用四氯化碳萃取，在436nm處測(cè)定有機(jī)相的吸光度，與標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行定量。范圍：生活飲用水及其水源水的測(cè)定。清潔水樣可直接測(cè)定，渾濁水樣離心后取上清液測(cè)定。該方法最低檢測(cè)質(zhì)量為2μg?！緝x器】：分液漏斗、比色管和分光光度計(jì)

【試劑】：

【操作步驟】：

1、吸取100ml水樣于250ml分液漏斗中。

2、另取6支分液漏斗，按表2-6-1加入試劑和操作作為標(biāo)準(zhǔn)系列管。

3、用脫脂棉擦去分液漏斗頸部的水膜，將四氯化碳層放入干燥的10ml比色管中。

4、在436nm處，測(cè)定樣品級(jí)標(biāo)準(zhǔn)系列管的吸光度，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)。

注意事項(xiàng)

①水樣不清潔時(shí)，加入硝酸或過(guò)硫酸銨消化處理

②加入EDTA和檸檬酸銨掩蔽鐵、鈷、鎳的干擾，加入鹽酸羥胺消除錳的干擾。

③用四氯化碳萃取后，應(yīng)在1h內(nèi)測(cè)定，萃取時(shí)要強(qiáng)烈振搖2min，否則測(cè)定結(jié)果偏低。

④銅含量較高時(shí)，直接比色定量。

⑤為防止采樣容器對(duì)銅離子的吸附，采樣后應(yīng)盡快測(cè)定，否則應(yīng)酸化至pH＜3后在保存。測(cè)定方法2、原子吸收分光光度法：水樣中的金屬離子被原子化后，吸收來(lái)自同種金屬元素的空心陰極燈發(fā)出的共振線(xiàn)。吸收共振線(xiàn)的量與樣品該元素的含量成正比。在其他條件不變的情況下，測(cè)量吸收后的譜線(xiàn)強(qiáng)度，與標(biāo)準(zhǔn)系列比較定量。范圍：本方法適用于生活飲用水及其水源水中銅、鐵、錳、鋅、隔、鉛的測(cè)定。【儀器】

1、原子吸收分光光度計(jì)及各種空心陰極燈。

2、電熱板

3、抽氣瓶和玻璃砂芯濾器

【試劑】

1、各種金屬離子標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液

2、硝酸和鹽酸【操作步驟】

1、水樣預(yù)處理：清潔水樣可以直接測(cè)定；對(duì)于懸浮物多的水樣，應(yīng)加酸酸化、消化有機(jī)物。

2、水樣中的有機(jī)物一般不干擾測(cè)定，但為了利于萃取和原子化，可加入鹽酸-硝酸消化。

3、水樣測(cè)定：將各種金屬標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液用每升含1.5ml硝酸的純水稀釋成標(biāo)準(zhǔn)系列。將標(biāo)準(zhǔn)溶液、空白溶液和樣品溶液依次噴入火焰，測(cè)定其吸光度。測(cè)試條件堿表2-6-3。繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)并查出待測(cè)金屬元素的質(zhì)量濃度?！咀⒁馐马?xiàng)】本方法測(cè)定范圍受不同型號(hào)的儀器靈敏度和操作條件的影響。水樣中存在的磷酸鹽、硅酸鹽、鋁酸鹽等含氧陰離子會(huì)與鐵、錳等金屬離子形成難解離的化合物，而干擾測(cè)定。消除的方法是加入鈣離子。加入鈣離子后，改變了樣品的基本組成和體積，吸光度也改變。所以在標(biāo)準(zhǔn)系列管和空白管里液要加入相同體積的鈣溶液。當(dāng)水樣中待測(cè)金屬濃度較低時(shí)，可采用萃取法、共沉淀法和巰基棉富集后在測(cè)定。第三節(jié)鐵1、概述：鐵是人類(lèi)使用量最大的金屬，水體中的鐵以二價(jià)存在，與空氣接觸后氧化生成三價(jià)。鐵是人體必需的元素之一。鐵與蛋白質(zhì)結(jié)合形成血紅蛋白。水質(zhì)中鐵的含量過(guò)高，會(huì)使水帶有鐵銹味，衣服上有鐵銹斑點(diǎn)。我國(guó)生活飲用水規(guī)定鐵的含量不超過(guò)0.30mg/L測(cè)定方法二氮雜菲分光光度法：原理：在pH=3~9時(shí)，二氮雜菲與二價(jià)鐵離子反應(yīng)，生成橙紅色配合物，在510nm處測(cè)定吸光度，與標(biāo)準(zhǔn)比較定量。測(cè)定總鐵時(shí)先用鹽酸將水樣酸化，再用鹽酸羥胺將高價(jià)鐵還原成亞鐵。該方法比較靈敏，最低檢測(cè)質(zhì)量為2.5μg?！緝x器】：錐形瓶、比色管、分光光度計(jì)

【試劑】：

1、1+1鹽酸溶液

2、pH=4.2的乙酸銨緩沖溶液

3、100g/L的鹽酸羥胺

4、1.0g/L的二氮雜菲溶液

5、0.1mg/L的鐵標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液

6、0.01mg/L的鐵標(biāo)準(zhǔn)使用液【操作步驟】：

1、吸取50ml水樣于錐形瓶中。

2、另取8個(gè)150ml錐形瓶，作為標(biāo)準(zhǔn)系列瓶。

3、按表2-6-4加入試劑和操作。在510nm波長(zhǎng)處，以純水為參比測(cè)定其吸光度。

4、繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)，從曲線(xiàn)上查出樣品管中鐵的含量。

【計(jì)算結(jié)果】：ρ（Fe）=m/V

m:從標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)上查出的樣品管中鐵的質(zhì)量，μg

v:水樣的體積，ml。注意事項(xiàng)

①緩沖溶液乙酸銨加入量必須準(zhǔn)確一致。

②試劑加入順序：先加鹽酸羥銨后加乙酸

銨。

③總鐵包括懸浮性鐵和微生物體內(nèi)的鐵，因此取樣時(shí)應(yīng)劇烈振搖并立即吸取。

④測(cè)定亞鐵應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)采樣測(cè)定，因Fe2+會(huì)轉(zhuǎn)化為Fe3+。測(cè)定時(shí)除了不用鹽酸煮沸和鹽酸羥胺還原外，其余操作與測(cè)定總鐵一致。第四節(jié)錳1、概述：錳是一種硬而脆的白色金屬。錳在真溶液中以二價(jià)形式存在，不溶性錳以四價(jià)氧化物形式存在。錳是人體必需的元素之一，與蛋白質(zhì)合成有關(guān)。但大量的錳進(jìn)入人體會(huì)損傷神經(jīng)系統(tǒng)。水體中錳的含量＞0.5mg/L，會(huì)產(chǎn)生色、味異常，衣服出現(xiàn)斑痕。我國(guó)生活飲用水規(guī)定錳的含量不超過(guò)0.1mg/L。測(cè)定方法過(guò)硫酸銨氧化分光光度法：原理：銀離子作為催化劑，過(guò)硫酸銨將低價(jià)錳氧化生成紫紅色高錳酸鹽，530nm處測(cè)定吸光度，與標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行比較定量該方法最低檢測(cè)質(zhì)量為2.5μg。若取50ml水樣分析，最低檢測(cè)濃度為0.05mg/L?！緝x器】：錐形瓶、比色管、分光光度計(jì)

【試劑】：

1、不含還原性物質(zhì)的純水：加過(guò)硫酸銨煮沸2min，放冷后使用。

2、過(guò)硫酸銨

3、硝酸銀-硫酸汞溶液：

4、100g/L的鹽酸羥胺：

5、1.0mg/L的錳標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液：

6、10μg/L錳標(biāo)準(zhǔn)水樣液：【操作步驟】：

1、取9支150ml錐形瓶，按表2-6-5加入試劑和操作，作為標(biāo)準(zhǔn)系列管和樣品管。

2、在530nm處，用純水作參比測(cè)定其吸光度。（對(duì)于有色的樣品，可滴加鹽酸羥胺值生成的高錳酸鹽褪色為止，再次測(cè)定其吸光度）

3、繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)，從曲線(xiàn)上查出樣品管中錳的含量。（對(duì)有色樣品應(yīng)測(cè)得的樣品的吸光度-滴加鹽酸羥胺后測(cè)得的吸光度，在從標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)上查出樣品的質(zhì)量）注意事項(xiàng)：

①標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制要與樣品同步進(jìn)行。②過(guò)硫酸銨不穩(wěn)定，應(yīng)在測(cè)定前配制③水樣中的氯離子會(huì)產(chǎn)生干擾，加入硝酸、硫酸和過(guò)氧化氫進(jìn)行消除。④水體中的二價(jià)錳，接觸空氣后被氧化生成懸浮膠體，放置久后與鐵等共沉淀，造成誤差，第五節(jié)總鉻一、危害：鉻是生物體所必須的微量元素之一。三價(jià)鉻能參與正常的糖代謝過(guò)程，而六價(jià)鉻有強(qiáng)毒性，為致癌物質(zhì)，并易被人體吸收而在體內(nèi)蓄積。通常認(rèn)為六價(jià)比三價(jià)毒性大，但是對(duì)于魚(yú)類(lèi)三價(jià)比六價(jià)毒性高。水中不同價(jià)態(tài)的鉻,在一定條件下可以互相轉(zhuǎn)換，所以在排放標(biāo)準(zhǔn)中，既要求測(cè)定六價(jià)鉻，也要求測(cè)定總鉻。我國(guó)生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定Cr(Ⅵ)≤0.05mg/L二、來(lái)源：鉻的工業(yè)污染源主要來(lái)自鉻礦石的加工、金屬表面處理、皮革加工、印染、照相材料、皮革鞣制等行業(yè)。鉻是水質(zhì)污染控制的一項(xiàng)重要指標(biāo)。三、樣品采集及保存由于鉻易被器壁吸附，因此采用硝酸酸化保存水樣。因?yàn)镃r(Ⅵ)Cr(Ⅲ)測(cè)定Cr(Ⅵ)的廢水樣品用NaOH調(diào)節(jié)pH值為8，置于冰箱內(nèi)保存，可保存七天。測(cè)定總鉻的水樣，如在堿性條件下保存，會(huì)形成Cr(OH)3，會(huì)增加器壁吸附的可能，所以仍需加酸pH<2保存。采集含鉻水樣的容器，可用玻璃瓶和聚乙烯瓶。器皿在使用前，必須用濃度為6mol/