环境监测实验报告

环境监测实验报告

实验一化学需氧量的测定

（重铬酸钾法）

一. 测定原理

在强酸性溶液中，用重铬酸钾将水样中还原物质（主要是有机物）氧化，过量的重铬酸钾以试亚铁灵作指示剂，用硫酸亚铁铵回滴，根据所消耗的重铬酸钾算出水样中的化学需氧量，以氧的毫克/升表示。

重铬酸钾法在测定的条件下氧化性强，其标定溶液的浓度稳定，适于各种水样，若加入硫酸银作催化剂，直链脂肪族化合物可完全被氧化，但对芳香烃无明显效果。

二. 试剂

1. 重铬酸钾标准液C（1/6K2Cr2O7）=0.250摩尔/升：称取12.258克优级纯重铬酸钾（预先在105~110℃烘箱中干燥2小时，并于干燥器冷却至室温）溶于水中，移入1000毫升容量瓶中，用蒸馏水稀释至刻度。

2.      试亚铁灵指示剂：称取1.49克邻菲罗啉（C12H8N·H2O）和0.695克硫酸亚铁（FeSO4·7 H2O）溶于水中，稀释至100毫升，贮于棕色试剂瓶中。

3.      硫酸亚铁铵标准液：C(1/2 FeSO4·（NH）2SO4）=0.250摩尔/升：称取98.0克硫酸亚铁铵（FeSO4·（NH）2SO4·6H2O）溶于水中，加入20毫升浓硫酸，冷却后，稀释至1000毫升，临用前用重铬酸钾标准液标定。 标定方法：

用移液管吸取15.00毫升重铬酸钾标准液于500毫升锥型瓶中，用水稀释至250毫升，加20毫升浓硫酸，冷却后加2~3滴试亚铁灵指示剂，用硫酸亚铁铵标准液滴定至溶液由黄色经蓝绿刚变为红褐色为止。

4.      硫酸银硫酸溶液：于500毫升浓硫酸中加入6克硫酸银，放置1~2天，不时摇动使其溶解。

5.      硫酸汞：结晶状或粉末。

三. 仪器

1. 回流装置：24mm或29mm标准磨口500毫升全玻璃回流装置、500毫升磨口锥型瓶和30厘米长的球形冷凝器。

2. 加热装置功率大于1.4瓦/厘米2的电炉。

四. 测定方法

1. 用移液管吸取20.00毫升均匀水样（或吸取适量的水样用水稀释至20.00毫升）于500毫升磨口锥形瓶中，准确加入10.00重铬酸钾标准液和数粒小玻璃珠（以防报废），从冷凝管上口慢慢加入30毫升硫酸银硫酸溶液，轻轻摇动锥形瓶使溶液摇匀，加热回流2小时（自开始沸腾时计时）。

2. 冷却后，先用少许水冲洗冷凝器壁，然后取下锥形瓶再用水稀释至350毫升。

3. 冷却后，加2~3滴试亚铁灵指示剂，用与重铬酸钾标准液浓度相应的硫酸亚铁铵标准液，滴定到溶液由黄色经蓝绿色刚变为红褐色为止，记录消耗硫酸亚铁铵标准液的毫升数V1。

4. 同时以20毫升蒸馏水作空白，其操作步骤和水样相同，记下消耗的硫酸亚铁铵标准液的毫升数V0 。

5. 计算：

化学需氧量（氧毫升/升）=[（V0-V1）×C×8×1000]/ V2

式中：C为硫酸亚铁铵标准液浓度；V2为水样的毫升数

五．数据处理

1.      数据记录

2.      计算过程

标定所用硫酸亚铁铵的体积V=15.66mL

V×C =0.25×15.00

硫酸亚铁铵的浓度C=0.239mol/L

COD（氧毫克/升）=[（V0—V1）×C×8×1000]/ V2=[（10.28-8.24）×0.239×8×1000]/20

                           =195（氧毫克/升）

COD（氧毫克/升）=[（V0—V1）×C×8×1000]/ V2=[（10.28-8.12）×0.239×8×1000]/20

=206（氧毫克/升）

COD（氧毫克/升）=[（V0—V1）×C×8×1000]/ V2=[（10.28-8.22）×0.239×8×1000]/20

                           =197（氧毫克/升）

六. 结果分析与问题讨论

1．现象记录及分析

（1）现象：在冷凝回流时，其中2号样品沸腾程度不高，而其他两个试样则沸腾较剧烈。

     分析：可能是由于加热不均造成，还有可能是电炉本身加热能力不足。这也是造成试样2与其他两平行样之间差距的原因之一。

（2）现象：用硫酸亚铁铵溶液滴定时，溶液颜色由亮黄色逐渐变为草绿色，后变成蓝绿色，最终变成红褐色。

2．操作中的问题及原因

（1）操作：硫酸亚铁铵溶液需要重新标定

原因：是硫酸亚铁铵溶液浓度会随温度变化而变化，故需要标定使用。

（2）操作：在冷凝回流结束后，需要冷却一段时间，从冷凝管口加入水后，要缓慢。   

     原因：容易产生大量烟雾或使三角瓶破裂。

3．误差分析

试样2与其他两平行样之间差距较大，原因可能是由于加热不均造成，还有可能是电炉本身加热能力不足。

4．问题讨论

（1）如何防止氯离子对本实验的干扰？

     答：可以适量加入硫酸汞固体或溶液络合氯离子的干扰。若氯离子浓度较低，则可少加硫酸汞。保持硫酸汞与氯离子的重量比为10：1。若氯离子浓度较高，则先把0.4g硫酸汞加入锥形瓶再加入废水，后进行试验。

（2）回流时溶液变绿的原因是什么？

     答：由于水样的化学需氧量太高，造成回流时溶液就变绿，应将水样适当稀释后重新测定。

（3）如何消除水样中亚硝酸盐氮对测定的影响？为什么在测定时需要在冷凝管口罩一杯？

     答：可按每一毫克亚硝酸盐氮加入10毫克氨基磺酸来消除干扰。防止异物落入。

(4) 为什么要加入硫酸银硫酸溶液，且要缓慢加入？

答：作为反应的催化剂。加入过快会产生大量酸雾。

实验二溶解氧的测定

（碘量法）

一. 测定原理

用化学法（碘量法）测定水中溶解氧是基于水中溶解氧的氧化性能。于水样中加入硫酸锰和碱性碘化钾溶液生成二价锰的氢氧化锰的棕色沉淀，当水中溶解氧充足时，生成四价锰的氢氧化物的棕色沉淀。加酸溶解高加锰的氢氧化物沉淀，在碘离子存在下，即释出与溶解氧量相当的游离碘，然后用硫代硫酸钠标准溶液滴定游离碘，换算出溶解氧全部含量，其反应如下：

MnSO4+2NaOH=Mn(OH)2↓+NaSO4；

2Mn(OH)2+O2=2Mn(OH)2↓(棕色)；

MnO(OH)2+2H2SO4=Mn(SO4)2+3H2O；

Mn(SO4)2+2KI=MnSO4+K2SO4+I2;2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI

二. 试剂：

1. 硫酸锰溶液：称取480克MnSO4·4H2O（也可用400克MnSO4·2H2O或者364克MnSO4·H2O）溶于水，过滤后稀释至1升。此溶液在酸性时，加入碘化钾后，遇到淀粉，不得变色。

2. 碱性碘化钾溶液：称取500克氢氧化那溶解于300~400毫升水中，另称取碘化钾150克溶于200毫升水中待氢氧化钠溶液冷却后，将两种溶液合并、混合，用水稀释至1升。若有沉淀则放置过夜后倾出上清液，贮于塑料瓶中，用墨黑纸包住避光。

3.（1+5）硫酸溶液。

4. 0.5%淀粉溶液：称取0.5克可溶性淀粉，用少量水调成糊状，再用刚煮沸的水冲至100毫升，冷却后，加入0.1克水杨酸或0.4克二氯化锌防腐。

5. 重铬酸钾标准液C：（1/6K2CrO7）=0.0250摩尔/升：称取1.2258克优级纯重铬酸钾（预先在105~110℃烘箱中干燥2小时，并于干燥器冷却至室温）溶于水中，移入100毫升容量瓶中，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀备用。

6. 硫代硫酸钠标准溶液C ：（Na2S2O3）=0.025摩尔/升：称取6.2克硫代硫酸钠（Na2S2O3·5H2O）溶于1升煮沸放冷的蒸馏水中，加入0.2克硫酸钠，贮于棕色瓶中。标定方法如下：

于250毫升碘量瓶中，加入100毫升水和1克碘化钾，加入10.00毫升0.02500摩尔/升重铬酸钾标准溶液、5毫升1+5硫酸溶液密塞，摇匀。于暗处放置5分钟后，用待标定的硫代硫酸钠溶液滴定至溶液呈淡黄色，加入1毫升淀粉溶液，继续滴定至蓝色刚恰好褪去为止，记录其用量，浓度计算如下：

C(Na2S2O3浓度，摩尔/升)=（10.00×0.02500）/V 

V为滴定时消耗的硫代硫酸钠溶液的体积（毫升）

7. 0.0125摩尔/升硫代硫酸钠标准溶液：临用前稀释。

8. 浓硫酸。

三. 仪器：

1. 250毫升或300毫升溶解氧瓶。

2.25毫升酸式滴定管。

3. 250毫升锥型瓶。

四. 测定方法

1.用红吸法将水样转移到溶解氧瓶中，并使水样从瓶口溢流出10秒钟左右。

2.用1毫升吸量管插入到溶解氧瓶的液面以下，加入1毫升硫酸锰溶液。

3. 用2毫升吸量管插入到溶解氧瓶的液面以下，加入2毫升碱性碘化钾溶液。

4.盖好瓶塞，勿使瓶内有气泡，上下颠倒混合15次后静置，待棕色絮状沉淀降到瓶的一半时，再颠倒混合几次精置。待沉淀物沉降至瓶的1/4时，轻轻打开溶解氧的瓶塞，立即用2毫升吸量管插入到溶解氧瓶的液面以下沉淀物上方，加入2毫升浓硫酸。

5.再小心盖好瓶塞，勿使瓶内有气泡，颠倒混合摇匀至沉淀物全部溶解为止，若溶解不完全，可继续加入少量浓硫酸，但此时不可溢流出溶液，放置暗处5分钟。

6. 吸取100.00毫升上述溶液于250毫升锥型瓶中，硫代硫酸钠标准溶液滴定到溶液呈淡黄色。加入1毫升淀粉溶液，继续滴定到蓝色恰好褪去时为止，记录硫代硫酸钠标准溶液的用量。水样中溶解氧计算如下：

溶解氧（O2，毫克/升）=[C×V×8×1000]/100=80×C×V

其中 C为硫代硫酸钠标准溶液浓度，摩尔/升

   V为滴定时消耗硫代硫酸钠标准溶液毫升数。

五. 数据记录及处理

1.        数据记录

表1 溶解氧的测定中消耗的硫代硫酸钠体积（mL）

2.        计算过程

C(Na2S2O3）=0.01037mol/L    水温=18.5℃

溶解氧（O2，毫克/升）=[C×V×8×1000]/100=80×C×V

=80×0.01037×11.43=9.48（O2，毫克/升）

六. 结果分析与问题讨论

1．现象记录及分析

（1）现象：加入碱性碘化钾后，产生大量的棕色絮状沉淀。

     分析：反应生成了MnO(OH)2棕色沉淀。

（2）现象：用硫代硫酸钠滴定，溶液由棕色变为黄色，加入淀粉后，溶液变蓝，最终被滴定为无色。

2．误差分析

   两平行样之间误差差异不大，具有一定的可靠性。

3．问题讨论

（1）加入试剂和移取水样时应注意什么？

答：用虹吸法移取水样，并溢流10秒，保证溶解氧瓶中无空气进入。加试剂时，也不能引入任何气泡，否则水样必须弃去重做。关键在于是否混入空气。

（2）用100ml吸量管移取水样时，为什么只润洗一次？

答：防止测定时水样不足。

（3） 在用吸量管在溶解氧瓶中放液时应注意什么？用碘量法测定时注意事项？

    答：应缓慢上提，管尖在液面下停留片刻，使得所有溶液放尽后取出。反应时应注意在暗处。

实验三  氨氮的测定

（纳氏试剂比色法）

一. 测定原理

氨氮是指以游离状的氨或铵离子（NH4）等形式存在的氮。铵离子能同纳氏试剂反应形成棕色络合物，其色度与氨氮含量成正比。

本法最低检出浓度：目视比色法为0.02mg/L

分光光度法为0.05mg/L

测定上限为2mg/L。

二. 试剂

  1. 纳氏试剂：称取5克碘化钾，溶于5毫升无氨水中，分次加入少量二氯化汞溶液（2.5克二氯化汞溶于10毫升热的无氨水中，可微温以增加二氯化汞的溶解度），不断搅拌至微有朱红色沉淀为止。冷却后，加入氢氧化钾溶液（15克氢氧化钾溶于30毫升水中），充分冷却，加入稀释至100毫升，静置一天，将上清液贮于棕色瓶内，盖紧橡皮塞，有效期为一个月。

  2. 酒石酸钾钠溶液：称取50克酒石酸钾钠（KNaC4H4O6·4H2O）溶于水中，加热煮沸以驱除氧，放冷，稀释至100毫升。

  3. 铵标准贮备液：称取3.819克在100摄氏度干燥过的无水氯化铵，溶于水，转入1000毫升容量瓶中，稀释至标线，此溶液每毫升含1.00毫克氨氮。

  4. 铵标准液：吸取氨标准贮备液10.00毫升于1000毫升容量瓶中，加水稀释至标线，此溶液每毫升含0.0100毫克氨氮。

三. 仪器

  1. 721型分光光度计；

  2. 50毫升具塞比色管；

  3. 1毫升、2毫升、5毫升、10毫升刻度吸量管；

  4. PHS-2C型酸度计。

四. 测定方法

  1. 取铵标准液（每毫升含0.0100毫克氨氮）0.00、3.00、5.00、7.00、9.00毫升于50毫升比色管中，加水至标线。

  2. 分别加入1毫升酒石酸钾钠溶液。

3. 再加入1.5毫升纳氏试剂摇匀，放置10分钟后，在波长420nm处，用光径为20mm比色皿，以蒸馏水为参比测其吸光度，由测得的吸光度减去零浓度空白管的吸光度后，得到校正吸光度，绘制以氨氮含量（mg）对校正吸光度的标准曲线。

4．取6毫升水样按同样步骤测定吸光度，由水样测得的吸光度减去零浓度空白管的吸光度后，从标准曲线上查得氨氮含量，再经计算得出水样的氨氮含量（mg/L），计算公式如下：

氨氮（mg/L）=测得氨氮量（微克）/水样体积（毫升）

五. 数据记录及处理

1 数据记录

表1氨氮的测定中氨标准液的体积、含量与吸光度

2 计算氨氮浓度

水样体积=6ml

吸光度A=0.486

由标准曲线得，线性回归方程为y=7.2467x+0.1336  R2=0.9936

解得，水样氨氮含量=0.0486mg

氨氮（mg/L）=0.0486/0.006=8.100 mg/L

六. 结果分析与问题讨论

1．现象记录及分析

（1）现象：不同比色管的色度不同，溶液颜色（黄色）随着浓度的增大而增大。

     分析：氨标准液的浓度越高，色度越深。

2．问题讨论

（1）如果水样浑浊，应怎样预处理？

     答：加入1.0ml的10%的硫酸锌和0.1~0.2ml的0.5%的氢氧化钾，调节pH至10.5，放置10min，用滤纸过滤。弃去25ml初滤液后，接滤液备用。

（2）如何消除铁、锰等无机离子，脂肪胺等有机化合物，引起的干扰？

     答：易挥发的还原性干物质可在酸性条件下加热去除，对金属离子干扰可适量加入掩蔽剂给予消除。总之，需经过絮凝沉淀过滤或蒸馏预处理。

（3）连续测定水样时， 为什么显色与绘制标准曲线时都应在恒温培养箱（25℃）中?

     答：减少温度差别，显色时间长短对实验的影响。

实验四  氟化物的测定

（离子选择电极法）

一. 测定原理

以氟化镧电极为指示电极，饱和甘汞电极为参比电极，组成以下电池：Ag｜AgCl, Cl(0.3M), F(0.001M)｜LaF3     ︳｜       试液      ︳｜      饱和甘汞电极。当水中存在的氟离子时，就会在氟电极上产生电位响应，当控制水中总离子强度为定值时，电池的电动势E随待测溶液中氟离子浓度变化而改变

E=E0-(2.303×R×T/F) ×logCF-  

E与log CF-成直线关系，2.303×R×T/F为该直线的斜率（25℃时为59.1）与氟离子形成络合物的多价阳离子（如三价铝、三价铁、四价硅）干扰测定，其他常见离子无影响，测量溶液的pH为5~9用总离子强度缓冲液消除干扰离子和酸度的影响。

二. 试剂

   1. 氟标准溶液：准确称取0.2210克经110℃干燥2小时的优级纯氟化钠，加水溶解，用水稀释至1000毫升，此溶液1毫升=100微克F，使用时用水稀释成1毫升=10微克F的氟标准液。

   2. 总离子强度缓冲液：称取柠檬酸纳59克，氯化钠58克，冰醋酸57毫升于2000毫升烧杯中，加入500毫升水溶解，加1毫升溴甲酚绿指示剂，用1M的氢氧化钠和盐酸调节PH至溶液刚变为蓝色为止（pH=5.5）加水定容到1升。

   3. 溴甲酚绿指示剂0.1% ：0.1克溴甲酚绿溶于100毫升20%的酒精中。

   4. 1M氢氧化钠。

   5. 1M盐酸。

   6. 无氟水的制备：加1克氢氧化钠及0.1克AlCl3于1升水中进行重蒸馏而得。

三. 仪器

   1. 氟离子选择电极

   2. 饱和甘汞电极

   3. 酸度计、精确到0.1mv

   4. 聚乙烯杯，100毫升

四. 测定方法

   1. 仪器校正：按测量仪器和电极的使用说明书进行。

   2. 绘制校正曲线：用吸量管准确吸取标准液1毫升、2.5毫升、5毫升、10毫升和15毫升（相应浓度CF-为0.2、0.5、1.0、2.0和3.0毫克/升）于50毫升容量瓶中，各加5毫升总离子强度缓冲溶液，用水稀释至标线，分别移入100毫升聚乙烯杯中。分别依次插入电极，搅拌溶液1-3分钟，待电位稳定后，在继续搅拌下读取电位值E。在半对数坐标纸上绘制E(mv)~  log CF- (mg/L)校正曲线。浓度标于对数分格上，最低浓度标于横坐标的起点线上。

   3. 吸取10毫升水样，加5毫升总离子强度缓冲溶液，稀释至50毫升，同上操作。根据测得的mv数，由校正曲线上查得氟化物的含量。

F（mg/L）=y/V

y为曲线上查得氟的微克数；V为取水样的体积（ml）

五. 数据记录及处理

1. 数据记录

表1 氟化物测定的校正曲线绘制

2. 计算氟化物浓度

水样体积=10ml  电位值E=-236mv

由标准曲线得，线性回归方程为y=59.785x-238.55  R2=0.9993

解得，水样氟化物logCF-=0.04265mg/L 即CF-=1.1032 

y= CF-×50×10-3=1.1032×50×10-3=0.05516mg

氟化物浓度（mg/L）=0.05516/0.01=5.516mg/L

六. 结果分析与问题讨论

1．现象记录及分析

（1）现象：电位值随着氟离子浓度的增加而不断变大。

     分析：电池电动势随着氟离子浓度的变化而改变。

2．问题讨论

（1）为什么每一次测量之前都要用水充分洗涤电极，并吸干水分？

     答：防止残留的离子对下面测定的影响。

（2）如何减少温度对测量的影响？

     答：测定前应使试液达到室温，并使试液与标准液的温度相同，还要调节仪器的温度补偿装置使之与溶液的温度一致。

（3）氟离子电极的预处理有哪些？

     答：使用前提前8小时浸泡在蒸馏水中；不可用手触摸电极，若电极的膜表面被有机物玷污，需要洗净后使用。

（4）总离子强度调节剂的作用有哪些？

答：总离子强度调节剂是一种强电解质，络合剂，pH缓冲剂。首先，它能消除标准溶液与被测溶液的离子强度的差异，使离子活度系数保持一致；其次，它能络合干扰离子，释放出氟离子；再次，它能缓冲pH的变化，保持合适的pH范围（5~8）。

实验五  汞的测定

(冷原子荧光法)

一. 测定原理

SYG-Ⅱ智能冷原子荧光测定仪是专业的测汞仪器,可精确地测定空气,水,土壤,食品,矿物等中的痕量汞。仪器采用过量的氯化亚锡与样品中的氯化汞充分反应,生成的汞蒸汽在载气的带动下，从原子嘴中喷出,接受由低压汞灯发出波长为253.7nm的激发光照射,基态汞原子被激发到高能态,当返回到基态时辐射出共振荧光,此荧光经聚光镜聚焦于光电倍增管，实现光电转换,光电流经放大，A/D转换,由计算机处理,并可打印计算结果。

当汞浓度很低时,荧光强度于汞浓度呈良好的线性关系,据此可用于痕量汞的定量测定。

二. 试剂

1. 浓硫酸(分析纯)

2. 浓硝酸(分析纯)

3. 5%硝酸溶液

4. 5%高锰酸钾溶液

5. 10%氯化亚锡还原剂:称取10克分析纯氯化亚锡溶于10ml盐酸中,必要时可微热助溶,待完全溶解后加水至100ml,加几粒金属锡,密塞保存。必要时可用曝气法除汞:往氯化亚锡溶液中以2.5升/分钟的流量通入氮气或氩气30分钟，以去除其中溶有的原子汞。

6. 汞标准固定液：将0.5g重铬酸钾溶于950毫升水，再加50毫升硝酸。

7. 汞标准贮备液：准确称取在硅胶干燥器中放置过夜的0.1354g氯化汞，用固定液溶解后，转移至1000毫升容量瓶中,再用固定液稀释至标线，摇匀。此溶液每毫升含0.1mg汞。

8. 汞标准使用液：准确吸取一定量的汞标准贮备液,转移至容量瓶中，用固定液稀释成每毫升含40微克汞的汞标准使用液。

三. 仪器

1. SYG-Ⅱ智能冷原子荧光测定仪

2. 电热恒温干燥箱

3. 高纯氮气

四. 测定方法

1. 仪器准备:

(1)准备好实验所需的试剂,样品,仪器各部件是否已安装完毕。

(2)按动后面板上的电源开关,此时数码显示器作自检显示。按动按键,使显示器显示负高压,按顺时针方向调节高压调节器至-500V。

(3)电子原器件预热30分钟。开机15分钟后开通气源,使气路系统稳定15分钟。

(4)将程序阀置于进样状态，打开钢瓶总阀,调节氧气吸入器的流量调节阀,一般控制在400-600毫升/分钟,而把载气流量控制在40~100毫升/分钟之间。

(5)按动定量加液器按钮2次，使还原剂充满联接管路并进入汞发生器。然后程序阀转至测量状态,观察排液情况并把废液排空。

(6)在汞发生器内无废液的情况下，把程序阀置于准备状态5分钟后，转至测量状态10分钟，此时仪器都已进入稳定状态,可开始进行测定。

2. 操作步骤

(1)加还原剂：程序阀置于进样状态，按动定量加液器按钮2次，使1毫升还原剂进入汞发生器。

(2)调零：程序阀转至测量状态，按动按键，使仪器显示瞬时值,调节调零调节器至瞬时值(即本底值)为003。

(3)进样：程序阀转至进样状态，用50微升微量注射器移取待测样品液通过进样嘴缓慢注入到汞发生器中。

(4)测量：程序阀转至测量状态，汞发生器中的混合液在载气的鼓泡下充分反应产生汞蒸汽，并由载气传送至原子嘴进行测量，此时显示器显示上升的荧光峰值。

(5)排液：当峰值达到最大值后,应立即将程序阀转至排液状态,将废液排至废液瓶，操作计算机按键把峰值记录下来进行数据处理。

(6)加还原剂：程序阀置于进样状态，按动定量加液器按钮2次，使1毫升还原剂进入汞发生器。

(7)回零：程序阀转至测量状态，使瞬时值回到本底值003，此时说明连接管和汞发生器已被排空,可进行下一样品测定。

(8)复零：按一下复零按钮，使峰值与回零后的瞬时值一致。

(9)重复以上步骤，测定下一样品。

3. 测定

(1)工作曲线绘制：用50微升微量注射器分别取40微克/L汞标准使用液0、10、20、30、40、50微升，按以下样品测量步骤操作，测得峰值，并计算绘制工作曲线。

(2)样品测定:按操作步骤测定，得出样品汞浓度。

五. 数据记录及处理

1. 数据记录

表1 汞测定工作曲线绘制

 

2. 计算汞的浓度

表2 样品体积与峰值

由标准曲线得，线性回归方程为y=57250x+48.1  R2=0.9953

解得，水样汞的含量=0.000365μg

汞含量（μg/L）=0.000365/0.00004=9.125μg/L

六. 结果分析与问题讨论

1．现象记录及分析

（1）现象：仪器的数值首先先升高，达到峰值后回落。

2．问题讨论

（1）冷原子荧光法的适用范围？

答：本仪器只适用于痕量汞的分析，只有当原子浓度很低时，荧光强度才与原子密度呈良好的线性关系。

（2）如何防止汞对实验环境的影响？

     答：排废气要通过高锰酸钾吸收液内或通出室外。

（3）冷原子荧光法的原理是什么？

     答：该方法是将水样中的汞离子还原为基态汞原子蒸汽，吸收253.7nm的紫外光后，被激发而发射特征共振荧光，在一定的测量条件下和较低的浓度范围内，荧光强度与汞浓度成正比。

（4）冷原子荧光法的操作要点是什么？

     答：步骤为清显，瞬时，进样，测量，复零，瞬时，等待数据回落，清显，峰值，清显，记录。

实验六  噪声的测定

（HS5920型噪声检测仪）

一．测定原理

声权计是最基本的噪声测量仪器，它在把声信号转换成电信号时，可以模拟人耳对声波反应速度的时间特性。他由传声器、前置级、A计权放大器、交流放大器、检波器等部分组成。声压由传声器接收后，将声压信号转换成电信号，前置级作为阻抗变换器，以使高阻抗的传声器与后级放大器相匹配，来自前置级的微弱信号经A计权放大器送到交流输出功率的交流信号，输出信号经LMS检波后进行均方根转换送出有效电压值，推动电表，显示所测声压级分贝值。

二．试剂

无。

三．仪器

1．HS5920型噪声监测仪1套。

2．9V叠层电池。

四．测定方法

1．根据被测声级大小选择[H-L]量程转换开关位置，置[MEAS-SET]转换开关在MEAS位置，[HOLD-MEAS]开关在MEAS位置，打开电源开关（ON）便可进行瞬时A声级测量。

2．每5秒间隔读一个瞬时A声级，取样一次连续读取200个数据，同时记下噪声的主要来源。

3．测定地点在校内自选1~2个。

4．数据处理：

L10、L50、L90、标准偏差δ的计算，

等效声级Leq、LNP的计算。

五．数据记录与处理(见附表1，2)

六．结果分析与问题讨论

1．现象记录及分析

（1）现象：车流量越大，人行道上的分贝值越高。重卡造成的分贝值很大；鸣笛的噪声尤其大。

2．问题讨论

（1）测量地点应如何选择？

     答：测点应选择在两路口之间路边人行道上，离车行道的路沿20cm处，此处离路口应大于50m，这样该点可以代表两路口间的该段路道的交通噪声。选两个测量点。

（2）如何避免风力影响？

     答：可使用风罩减轻风的影响。

（3）测量条件的选择？

     答：测量应在无雨雪的天气条件下进行，风速大于5.5m/s停止测量。

（4）手持测量仪时应注意什么？

     答：应手握测量仪于1.2~1.5m左右。

附表1

附表2

实验七  用5B-1型测定仪测定COD

一. 测定原理

水样与试剂Q和试剂F在加热炉中进行快速氧化还原反，反应后产生的三价镉离子，通过分光光度法测定其浓度，从而得出相应的COD值。

二. 试剂

1. F试剂的配置：称取5.75g硫酸银于500毫升的硫酸试剂瓶中，过夜待溶解，使用时摇匀（注意：M试剂为强腐蚀性的液体，应小心操作）。

2. Q试剂的配置：称12.25g重铬酸钾溶于蒸馏水中，然后稀释至1000毫升。

3. 蒸馏水。

三. 仪器

1. 5B-1型COD速测仪。

2. 721型可见分光光度计。

3. 1毫升，5毫升移液管数根。

4. 反应管。

5. 温度计（0~200℃）。

四. 测定方法

1. 清洗反应管，烘干，标号备用。

2. 打开测定仪开关，仪器自动升温至165℃。检查恒温器指示温度应在165±1℃，即可开始分析。

3. 用5毫升刻度吸量管准确量取2.5毫升试样于反应管中，同时量取2.5毫升蒸馏水于0标号反应管中作为空白溶液。然后依次加入Q试剂0.7毫升，再缓慢加入4.8毫升F试剂（反应先慢后快，一般在10秒钟左右完成，加入过快会使溶液不匀，形成上层色深，下层色浅，如出现此情况，应小心摇匀。若试样中出现浑浊，应加适量硫酸汞，屏蔽氯离子），试剂加完后依次插入加热炉，按下“10分”键。

4. 当讯响器呼叫时，取出反应管，放置于空气冷却器插孔内，按下“2分”键。

5. 当讯响器再次呼叫时，取出反应管，在试管架上稍冷片刻后，小心向反应管中加入2.5毫升蒸馏水（应使溶液上下混合均匀，否则应小心摇匀），再放入水冷盒中冷却（冷却3分钟，当室温较高时，可适当延长时间）。

6. 于水冷盒中取出反应管，用纸擦干外壁，将反应液倒入光径为30mm比色皿中，以空白溶液为参比，光度计波长调至610nm处，用100%旋钮调节空白溶液的吸光度值A，则试样的COD值由下式计算求得：

COD=1505×A×R（mg/L）   R=1

五. 数据记录与处理

1. 数据记录

表1 用5B-1型测定仪测定COD的吸光度

2.      计算过程

COD=1505×A×R=1505×0.162=243 mg/L

COD=1505×A×R=1505×0.174=262 mg/L

COD=1505×A×R=1505×0.165=248 mg/L

六．结果分析与问题讨论

1．现象记录及分析（略）

2．误差分析

试样2的浓度较高，另外两平行样相近，原因可能是在加入F试剂时混匀的程度不同。亦有可能是加热和反应时间长短不同而造成的误差。

3．问题讨论

（1）实验中对试管的要求？

答：应先用自来水洗涤，再用蒸馏水洗涤，注意要烘干。洗涤剂要清洗干净，以防止洗涤液黏附在内壁。

（2）仪器COD的测定范围为多少？浓度过高应如何处理？

     答：测定范围为50~1000mg/L；浓度过高应稀释处理。

（3）加入F试剂和蒸馏水时有何注意事项？出现上下分层应如何出理？

     答：加入F试剂和蒸馏水时应将反应管竖直。在上方加入，先快后慢，使反应液混合均匀，不能出现上下分层，注意反应管液体不可漏出，不得对人。若出现分层，应小心将反应管倾斜，再迅速竖立，反复多次即可混匀。

（4）反应管放置在冷却器中时应注意什么？

     答：应与底座凹口相吻合。放平稳，不得随意插放，以免反应管滑到在仪器里，损失仪器。

（5）测定吸光度时应注意什么？

     答：比色皿应按溶液浓度由稀到浓的顺序测定，倾倒润洗比色皿一次，以防用量不足。每次做COD必须用空白做参比。

（6）在加液时加液顺序有何要求？

     答：每个水样应先把水样和Q试剂加好，载逐个加试剂F。

（7）为什么加试剂F操作应尽量快，且立即加入消解器加热炉？

     答：避免加热和反应时间长短不同而造成的误差。

（8）出现液体外溅的原因？

    答：炉温过高或溶液不均匀。

实验八大气中SO2的测定

（盐酸副玫瑰苯胺分光光度法）

一. 测定原理

大气中的二氧化硫被四氯汞钾溶液吸收后，生成稳定的二氯亚硫酸盐络合物，此络合物再与甲醛及盐酸副玫瑰苯胺发生反应，生成紫红色的络合物，根据其颜色深浅，用分光光度法测定。

二. 试剂

1. 0.04摩尔/升四氯汞钾吸收液：称取10.9克氯化汞、6.0克氯化钾和0.070克乙二胺四乙酸二钠盐,溶解于水，稀释至1000毫升。

2. 0.2%甲醛溶液:量取36%~38%甲醛溶液1.4毫升，溶于水，稀释至250毫升,临用现配，也可于冰箱中保存,可稳定一个半月。

3. 0.6%氨基磺酸铵溶液：称取0.6克氨基磺酸铵溶于水，稀释至100毫升，临用现配。

4. 碘贮备液(c=0.1摩尔/升)：称取12.7克碘放于烧杯中，加入40克碘化钾和25毫升水，搅拌至全部溶解后，用水稀释至1000毫升，贮于棕色试剂瓶中。

5. 碘使用液(c=0.01摩尔/升)：量取50毫升碘贮备液，用水稀释至500毫升，贮于棕色试剂瓶中。

6. 淀粉指示剂：称取0.2克可溶性淀粉，用少量水调成糊状，慢慢倒入100毫升沸水中，继续煮沸直至溶液澄清，冷却后贮于试剂瓶中。

7. 碘酸钾标准液(c=0.1000摩尔/升)：称取3.5668克碘酸钾(优级醇,110℃下烘2h)，溶于水，移入1000毫升容量瓶中，用水稀释至标线。

8. 盐酸溶液(c=1.2摩尔/升)：量取100毫升浓盐酸，用水稀释至1000毫升。

9. 硫代硫酸钠贮备液(c＝0.1摩尔/升)：称取25克硫代硫酸钠，溶解于1000毫升新煮沸并已冷却的水中，加0.2克无水碳酸钠,贮于棕色试剂瓶中，放置一周后标定其浓度，若溶液出现混浊，应该过滤。

标定方法：吸取碘酸钾标准液25.00毫升，置于250毫升碘量瓶中，加70毫升新煮沸并已冷却的水，加1.0克碘化钾振荡至全部溶解后，再加盐酸溶液10.00毫升(或3.5毫升冰醋酸)，立即改好瓶盖,摇匀.于暗处放置5分钟后，用0.1摩尔/升的硫代硫酸钠溶液滴定至淡黄色，加淀粉指示剂5毫升，再继续滴定至蓝色刚好消失，按下式计算硫代硫酸钠溶液的浓度： C=(25.00*0.1000)/v，其中c为硫代硫酸钠溶液浓度(摩尔/升)，v为消耗硫代硫酸钠溶液的体积(ml)。

10. 硫代硫酸钠标准溶液（c=0.01摩尔/升）：量取50.00毫升硫代硫酸钠贮备液于500毫升容量瓶中，用新煮沸并已冷却的水稀释至标线，计算其准确浓度。

11. 亚硫酸钠标准溶液：称取0.20克无水亚硫酸钠及0.010克乙二胺四乙酸钠盐，将其溶解于200毫升新煮沸并已冷却的水中，轻轻摇匀（避免振荡，以防充氧）。放置2~3小时后标定。此溶液每毫升相当于含320~400微克二氧化硫。

标定方法：取4个250毫升碘量瓶（A1、A2、B1、B2），分别加入0.01摩尔、升碘溶液50.00毫升。在A1、A2瓶内各加25毫升水，在B1瓶内加入25.00毫升亚硫酸钠标准溶液，盖好瓶塞。立即吸取2.00毫升亚硫酸钠标准溶液于已加有40~50毫升四氯汞钾溶液的100毫升容量瓶中，使其生产稳定的二氯亚硫酸盐络合物。再吸取25.00毫升亚硫酸钠标准溶液于B2瓶内，盖好瓶塞。然后用四氯汞钾吸收液将100毫升容量瓶稀释至标线。A1、A2、B1、B2四瓶于暗处放置5分钟后，用0.01摩尔/升的硫代硫酸钠标准溶液滴定至淡黄色，加5毫升淀粉指示剂，继续滴定至兰色刚好褪去。平行滴定所使用的硫代硫酸钠溶液体积应不大于0.05毫升。所配 100毫升容量瓶中的硫代硫酸钠标准溶液相当于二氧化硫的浓度由下式计算：

二氧化硫（微克/毫升）={[(V0-V)×C×32.02×1000]／25.00}×(2.00／100)

其中V0为滴定A瓶时所用的硫代硫酸钠标准溶液体积的平均值（毫升）

V为滴定B瓶时所用的硫代硫酸钠标准溶液体积的平均值（毫升）

C为硫代硫酸钠标准溶液的准确浓度（摩尔/升）

32.02为相当于1毫摩尔硫代硫酸钠溶液的二氧化硫的质量（毫克）

11. 0.016%对品红使用液：吸取20.00毫升0.2%对品红贮备液于250毫升容量瓶中，加25毫升3摩尔/升磷酸，用水稀释至标线，至少放置24h后方可使用，存于暗处，此溶液至少可稳定9个月。

12. 磷酸溶液（c=3摩尔/升）：量取41毫升85%浓磷酸，用水稀释至200毫升。

三. 仪器

1. 多孔玻板吸收管，用于30分钟到1小时取样。

2. 大气采样器，流量范围0~1升/分钟。

3. 分光光度计。

四. 测定方法

1.        采样：用内装5毫升四氯汞钾吸收液的多孔玻璃板吸收管，以0.5升/分钟流速采气30分钟（15升）。

2.        标准曲线绘制：在八支10毫升比色管中，按下表配置标准色列：

在以上各管中加入0.5毫升0.6%氨基磺酸铵溶液，摇匀，再加0.5毫升0.2%甲醛溶液及0.5毫升0.016%对品红使用液，摇匀，室温为20~25℃，显色20分钟，室温为15~20℃，显色30分钟，室温为25~30℃，显色15分钟，用1厘米比色皿，于波长575毫微米处，以水为对照，测定吸光度。各比色管显色前都用吸收液定容到5.00毫升。吸光度为纵坐标，二氧化硫含量（微克）为横坐标，绘制标准曲线，并计算各点比值：二氧化硫（微克）/（标准吸收光度-试剂空白吸光度）

取其平均值作为计算因子Bs。

3.        样品测定：采样后放置30分钟，使可能存在的臭氧分解。将吸收管中的吸收液全部倒入10毫升比色管中，加0.5毫升0.6%氨基磺酸铵溶液摇匀，放置10分钟，以除去氮氧化物的干扰，以下步骤同标准曲线绘制。

4.        计算：

二氧化硫（SO2,微克/米3）=[（A-A0）×Bs]/V1

其中A为样品溶液吸光度；A0为试剂空白值吸光度

Bs为计算因子

V1为换算成参比状态（25℃，760mmHg）下的采样体积（升）

五．数据记录与处理

1. 数据记录

表1 大气中SO2测定标准曲线的绘制

 


2. 计算过程

温度=20℃ 大气压=102.67kpa

采集时间=30min  气速=0.5L/min

V1=15×298×101.33/(293×102.67)=15.06L=0.01506m3

样品吸光度A=0.058 

Bs的均值为39.44

 由标准曲线得，线性回归方程为y=0.0257x+0.0558  R2=0.9979

样品中二氧化硫浓度=[（A-A0）×Bs]/V1=[(0.058-0.056×39.44]/0.01506=5.24μg/m3)

六．结果分析与问题讨论

1．现象记录及分析

（1）现象：不同比色管的色度不同，溶液颜色（玫瑰红）随着浓度的增大而增大

     分析：二氧化硫标准液的浓度越高，色度越深。

2．问题讨论

（1）温度对显色反应有何影响？

答：温度对显色反应影响较大，温度越高，空白值越大。温度越高显色也快，退色也快，最好用恒温箱控制。

（2）如何清洗比色管和比色皿？

答：及时用酸清洗，否则难以洗净。比色管用（1+4）盐酸溶液洗涤，比色皿用（1+4）盐酸加1/3体积乙醇混合液洗涤。

（3）为什么不能用铬酸洗液洗玻璃器皿？

     答：六价铬能使紫红色络合物褪色。若用此液洗过，需用（1+1）盐酸浸洗，再用水充分洗涤。

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