1、课课 程程 概概 述述课程概述课程概述课程概述课程概述课程概述课程概述一、水分析化学的特点突出突出“量量”的概念：如测定的数据不可随意取的概念：如测定的数据不可随意取舍；数据准确度、偏差大小与采用的分析方法有舍；数据准确度、偏差大小与采用的分析方法有关。关。分析试样分析试样(水样水样)是一个获取信息、提供可靠数据是一个获取信息、提供可靠数据的过程。的过程。实验性强：强调动手能力、培养实验操作技能，实验性强：强调动手能力、培养实验操作技能，提高分析解决实际问题的能力。提高分析解决实际问题的能力。综合性强：涉及化学、生物、电学、光学、计综合性强：涉及化学、生物、电学、光学、计算机等算机等,体现能力
2、与素质。体现能力与素质。课程概述二、课程学习基本要求掌握四大滴定方法(酸碱、络合、沉淀和氧化还滴定法)和主要的仪器分析方法(吸收光谱 法、电位分析法、原子吸收法及色谱法等)的基本原理、基本知识、基本概念和基本技能，掌握水质分析的基本操作，培养严谨的科学态度，树立准确“量”的理念，初步具备数据评价能力、具备查阅文献、选择分析方法、拟订实验方案的能力，培养观察、分析和解决实际问题的能力。课程概述三、学习目标基本原理基本原理基本理论基本理论基本知识基本知识基本概念基本概念基本操作基本操作基本技能基本技能注重培养严谨的科学态度注重培养严谨的科学态度培养独立分析和解决水质培养独立分析和解决水质分析中实际
3、问题的能力分析中实际问题的能力强化并树立准确强化并树立准确“量量”的观的观念念掌握掌握6个基本点个基本点注重注重2个培养个培养树立树立1个个“量量”概念概念课程概述水水分分析析化化学学化学分析仪器分析酸碱滴定酸碱滴定络合滴定络合滴定氧化还原滴定氧化还原滴定电化学分析电化学分析光化学分析光化学分析色谱分析色谱分析波谱分析波谱分析重量分析重量分析滴定分析滴定分析电导、电位、电解、库仑电导、电位、电解、库仑极谱、伏安极谱、伏安光度、发射、吸收，荧光光度、发射、吸收，荧光气相、液相、离子、超临气相、液相、离子、超临界、薄层、毛细管电泳界、薄层、毛细管电泳红外、核磁、质谱红外、核磁、质谱沉淀滴定沉淀滴定
4、 课程概述四、教学要求及安排1、学时：64学时(其中理论48学时，实验16学时)。2、课堂要求：请不要坐着讲话；认真做好笔记。3、成绩评定：包括考勤、作业、实验、期末考试。第一章第一章 绪论绪论第一章 绪论主要内容：主要内容：水的分布及循环水的分布及循环水中的杂质水中的杂质水质指标和水质标准水质指标和水质标准u水质分析概述水质分析概述第一章 水、水的性质及结构1.1水的分布及循环水的分布及循环1、水的分布、水的分布第一章 绪论地球上的水以气态、液态、固态三种形式广泛分布于海洋、湖泊、河流、天空、地下、生物体内。分布在地球上的这些水，形成各种类型的水体，共同构成地球上的水圈。水的三态大气层（水蒸
5、气，包括云和雾）地球固体表面（海洋、湖泊、河流、沼泽、地下等）高纬度地区和高山（冰川、冻土）气态水液态水固态水（1）水的三态及相互转化第一章 水、水的性质及结构 固态固态气态气态液态液态气态气态三态水之间的相互转化第一章 绪论（2）水圈水水圈圈大气水大气水海洋水（海洋水（96.5%）陆地水陆地水（3.5%）地表水地表水(69.9)地下水地下水(30.1)冰川冰川(68.7)河流水河流水湖泊水湖泊水沼泽水沼泽水生物水生物水土壤水土壤水永冻土底冰永冻土底冰第一章 绪论河流水河流水地下河地下河冰川冰川湖泊水湖泊水沼泽水沼泽水陆地水的主要类型：陆地水的主要类型：第一章 绪论问题：问题：（1）水圈的主体
6、是：）水圈的主体是：（2）陆地水体的主体是：）陆地水体的主体是：（3）我们目前主要利用的是：）我们目前主要利用的是：海洋水海洋水冰川冰川河流水、湖泊水、浅层地下水河流水、湖泊水、浅层地下水第一章 绪论2、水的循环、水的循环水的循环包括自然循环和社会循环。（1）水的自然循环 水循环是指自然界的水在大气圈、水圈、岩石圈、生物圈四大圈层中通过各个环节连续运动的过程。自然界中水循环发生的领域有：海洋和陆地之间、海洋和海洋上空之间、陆地和陆地上空之间。蒸发蒸发凝结凝结凝结凝结水汽输送水汽输送降降水水地表径流地表径流下渗下渗地下径流地下径流海陆间循环海陆间循环凝结凝结降降水水蒸发蒸发海上内循环海上内循环凝
7、结凝结降降水水蒸发蒸发植物蒸腾植物蒸腾陆上内循环陆上内循环第一章 绪论（2）水的社会循环人类为了生活和生产（工业、农业）需要，由天然水体取水，经适当处理后，供生活和生产使用；用过的水含有大量废弃物，水质已受到了污染，需经适当处理后，再排回天然水体。净净水水站站第一章 绪论天然水中存在的杂质主要来源于所接触的大气、土壤等自然环境，同时人类活动产生的各种污染物也会进入天然水体。（1）按水中杂质的尺寸，可以分为溶解物、胶体颗粒和悬浮物 3 种，它们的尺寸和外观特征如下表所示：溶解物胶体颗粒悬浮物颗粒大小10-4mm外观特征透明光照下浑浊浑浊甚至肉眼可见1.2 水中的杂质水中的杂质第一章 绪论悬浮物悬
8、浮物颗粒较大，在水中不稳定，容易除去。主要是泥砂类无机物质和动植物生存过程中产生的物质或死亡后的腐败产物等有机物。悬浮物一般悬浮于水中。水发生浑浊现象，主要是悬浮物造成的。当水静止时，比重较小的物质，如腐殖质、浮游的原生动物、难溶于水的有机物等会上浮于水面；比重比较大的物质，如泥沙、粘土类无机物等则沉于水中。悬浮物由于颗粒直径较大，在水中又不稳定，是容易除去的。第一章 绪论胶体颗粒胶体颗粒是许多分子和离子的集合体。这些微粒表面积很大，具有强大的吸附性，所以其表面会吸附大量离子而带电，结果使同类胶体因带同性电荷而相互排斥，在水中不能相互粘合在一起，而是稳定在微小的胶体颗粒状态下，使这些颗粒不能依
9、靠重力自行下沉。主要是细小的泥砂、矿物质等无机物和腐殖质等有机物。胶体物质会使水呈黄绿色或褐色，或者产生浑浊现象。第一章 绪论溶解物天然水中的溶解物质，大部分为离子和一些溶解气体。第一章 绪论（2）从化学结构上可以将水中杂质分为无机杂质、有机杂质、生物杂质等几类。无机杂质天然水中所含有的无机杂质主要是溶解性的离子、气体及悬浮性的泥砂。溶解离子有 Ca2+、Mg2+、Na+等阳离子和 HCO3-、SO4 2-、Cl 等阴离子。有机杂质天然水中的有机杂质与水体环境密切相关。一般常见的有机杂质为腐殖质类以及一些蛋白质等。生物杂质这类杂质包括原生动物、藻类、细菌、病毒等。这类杂质会使水产生异臭异味，增
10、加水的色度、浊度，导致各种疾病等。第一章 绪论（3）生活污水和工业废水中的杂质生活污水中的杂质生活污水中含有各种生活废物，如食物残渣、人、畜排泄物、病菌等各种有机物和微生物。这些物质使生活污水外观浑浊、有色，且带有腐臭气味。工业废水中的杂质工业废水中含有各类工业生产的废料、残渣和部分原料。常见的污染物有Hg、Pb、Pb2+、Zn2+、Cd2+、Hg2+、Cr6+、F-、CN-等金属和离子，以及酚、有机氯、有机磷农药、苯基烷烃类有机物等。这些物质也使工业废水呈现出浑浊、有色、臭、味、酸碱性等。第一章 绪论1.3 水质指标和水质标准水质指标和水质标准1、水质指标、水质指标（1）水质水质是指水及水中
11、杂质共同表现的综合特性。（2）水质指标水质指标表示水中杂质的种类和数量，它是判断水污染程度的具体衡量尺度。水质指标通常分为物理指标、化学指标和微生物指标三大类。第一章 绪论1）物理指标物理指标的测定不涉及化学反应，参数测定后水样不发生变化。物理指标包括水温、臭和味、色度、浊度、电导率、氧化还原电位、残渣等。水温水的物理、化学性质与水温密切相关。水中溶解性气体（如O2、CO2等）的溶解度、水中生物和微生物活动、化学和生物化学反应速度、非离子氨、盐度、pH值以及碳酸钙饱和度等都受水温的影响。水温为现场监测项目之一。常用的测量水温的仪器有水温度计、深水温度计、颠倒温度计和热敏电阻温度计。第一章 绪论
12、颜色和色度定义：水的颜色可定义为改变透射可见光光谱组成的光学性质，可分为表色和真色。水中呈色的杂质可处于悬浮态、胶体和溶解态三种状态。颜色是反映水体外观的指标。有颜色的水可减弱水体的透光性，影响水生生物生长。表色：指水体没有除去悬浮物时水所呈现的颜色，即包括悬浮物、胶体和溶解物三种状态所构成的颜色，只用文字作定性描述，如工业废水或受污染的地表水呈现黄色、灰色等。第一章 绪论表色测定的是未经静置沉淀或离心的原始水样的颜色。对含有泥土或其他分散很小的悬浮物水样，虽经适当预处理仍不透明时，也只测表色。真色：真色是指水体中悬浮物完全去除后水样所呈现的颜色，即由胶体和溶解杂质所造成的颜色。水质分析中所表
13、示的颜色是指水的真色，即水的色度是对水的真色进行测定的一项水质指标。第一章 绪论测定方法表色采用稀释倍数法来测定颜色的强度。真色可采用铂钴标准比色法、铬钴比色法。测 定 较 清 洁水 样，如 天然 水 和 饮 用水的色度铂钴标准比色法以氯铂酸钾（K2PtCl6）和氯化钴（CoCl22H2O）配成标准比色系列，然后将水样与此标准色列进行目视比色。记录与水样色度相同的铂钴标准色列的色度。规定铂的浓度为1mg/L和钴的浓度为0.5mg/L时产生的颜色为1度。铂钴标准比色法色度稳定，易长期使用，但氯铂酸钾价格较贵。我国生活饮用水规范中推荐铂钴标准比色法。第一章 绪论铬钴比色法以重铬酸钾（K2Cr2O7
14、）和硫酸钴（CoSO47H2O）配置标准比色系列，采用目视比色法测定水样的色度。该法所用重铬酸钾便宜易得，但标准色列不易长久保存。注意：注意：水样较浑浊，需采用澄清、离心沉降或0.45m的滤膜过滤的方法除去水中的悬浮物。但不能用滤纸，因为滤纸能吸收部分颜色。水的颜色受pH值的影响，因此测定时需要注明水样的pH值。第一章 绪论我国生活饮用水的水质标准规定色度小于15度，工业用水对色度的要求更严格，如染色用水色度小于5度，纺织用水色度小于1012度等。测定受工业废水污染的地面水和工业废水的颜色，除用文字描述外，还可采用稀释倍数法和分光光度法测定。这些方法的详细步骤可参照水和废水监测分析方法和水和废
15、水标准检验法等书。第一章 绪论臭来源：当水体受到污染，溶解了无机和有机污染物后，水会产生不同的臭味。水中产生臭味的物质是生活污水或工业废水污染、天然物质分解或微生物活动的结果，如藻类的繁殖、有机物的腐败及一些含有有刺激性气味物质废水的排入。作用：无味无臭的水虽不能保证是安全的，但可有利于饮用者对水质有起码的信任。饮用水要求不得有异臭异味。臭是检验原水和处理水质必测项目之一。第一章 绪论测定方法臭的检验靠人的嗅觉，可用定性描述法和臭阈值法两种方法测定。定性描述法要点要点：取100mL水样于250mL锥形瓶中，检验人员依靠自己的嗅觉，分别在20和煮沸稍冷后闻其臭，用适当的词语描述其臭特征，并按划分
16、的等级报告臭强度。等级强度说 明0无无任何气味1微弱一般饮用者难以察觉，嗅觉敏感者可以察觉2弱一般饮用者刚能察觉3明显已能明显察觉，不加处理，不能饮用4强有很明显的臭味5很强有强烈的恶臭第一章 绪论臭阈值法臭阈值法是用无臭水稀释水样，直至闻出最低可辨别臭气的浓度（称“臭阈浓度”），用其表示臭的阈限值。水样稀释到刚好闻出臭味时的稀释倍数称为“臭阈值”。m+m=m水样体积（L）无臭水体积（L）臭阈值水样体积（L）检验操作要点：用水样和无臭水在锥形瓶中配置水样稀释系列（稀释倍数不要让检验人员知道），在水浴中加热至（601）；检验人员取出锥形瓶，振荡23次，去塞，闻其臭气，与无臭水比较，确定刚好闻出臭
17、气的稀释样，计算臭阈值。第一章 绪论注意：注意：如水样含余氯，应在脱氯前后各检验一次。举例：取水样50mL稀释至200mL时，刚好闻出臭气，其臭阈值为：200=504臭阈值第一章 绪论由于检验人员嗅觉敏感性有差异，对同一水样稀释系列的检验结果会不一致，因此一般选择5名以上嗅觉敏感的人员同时检验，取各检臭人员检验结果的几何均值作为代表值。如果出现水样浓度低时闻出臭气（用“+”表示），而浓度高时未闻出臭气（用“-”表示），此时以开始连续出现“+”的那个水样的稀释倍数作为臭阈值。该水样的臭阈值用几何均值表示，几何均值等于N个检验人员测得的臭阈值数字积的N次方根。例如：7位检验人员检测水样的臭阈值分别
18、为2、4、8、6、2、8、2，则：77=24 8 62 8 2=12288=3.84 臭阈值第一章 绪论残渣影响：残渣在许多方面对水和排出水的水质有不利影响。残渣含量高的水，一般不适于饮用，并可能使偶尔饮用者引起不适的生理反应。同样高度矿化的水对许多工业用水也不适用。含有大量不可滤残渣的水，外观上不能满足诸如洗浴等使用。分类：残渣分为总残渣（也称总固体）、总可滤残渣（又称溶解性总固体）、总不可滤残渣（又称悬浮物）三种。我国饮用水中规定总可滤残渣（即溶解性总固体）不得大于1000mg/L。第一章 绪论测定方法：残渣采用重量法测定。测定方法测定方法：取适量（如50mL）振荡均匀的水样于称至恒重的蒸
19、发皿中，在蒸汽浴或水浴上蒸干，移入103105烘箱内烘至恒重，增加的重量即为总残渣（mg/L）。总残渣是水和废水在一定温度下蒸发、烘干后剩余的物质，包括总可滤残渣和总不可滤残渣。适用于饮用水、地面水、盐水、生活污水和工业废水中残渣的测定。总残渣的测定1000 1000mg=V（A-B）总残渣（/L）A总残渣和蒸发皿重，g；B蒸发皿重，g；V水样体积，mL。通过总残渣的测定，可初步推测给水水源是否适于城镇或工业方面的应用。第一章 绪论测定方法测定方法：将混合均匀的水样，通过标准玻璃纤维滤膜（0.45m）的滤液，于蒸发皿中蒸发并在103105或180烘干后称至恒重的物质为总可滤残渣。总可滤残渣又称
20、溶解性总固体、可溶性固体或可溶性蒸发残渣，分为103105烘干和180烘干的总可滤残渣两种。总可滤残渣的测定A烘干残渣及蒸发皿重，g；B蒸发皿重，g；V水样体积，mL。1000 1000mg=V（A-B）总可滤残渣（/L）第一章 绪论测定方法测定方法：将充分混匀的水样过滤后，截留在标准玻璃纤维滤膜（0.45m）上的物质，在103105烘干至恒重。如果悬浮物堵塞滤膜并难以过滤，则总不可滤残渣可由总残渣与总可滤残渣之差计算。总不可滤残渣又称悬浮物（SS）。总不可滤残渣含量一般可表示废水污染的程度。总不可滤残渣的测定A残渣及滤膜重，g；B滤膜重，g；V水样体积，mL。1000 1000mg=V（A-
21、B）总不可滤残渣（/L）或：总不可滤残渣=总残渣-总可滤残渣第一章 绪论测定方法测定方法：在水样测定总残渣后，于600下灼烧30min，冷却后用2mL蒸馏水湿润残渣，在103105烘干至恒重，所减少的重量即为挥发性残渣。水中残渣还可根据挥发性能分为挥发性残渣和固定性残渣。挥发性残渣挥发性残渣又称总残渣灼烧减重。该指标可粗略地代表水中有机物含量和铵盐及碳酸盐等部分含量121000 1000mg=V（W-W）挥发性残渣（/L）W1总残渣重，g；W2总残渣灼烧后重，g；V水样体积，mL。第一章 绪论固定性残渣固定性残渣可由总残渣与挥发性残渣之差求得，可粗略代表水中无机盐的含量。第一章 绪论浊度定义：
22、浊度表示水中的不溶解性物质（即悬浮物及胶体）对光线透过时所产生的阻碍程度。由于水中有不溶解物质的存在，使通过水样的部分光线被吸收或被散射而不是直线穿透，因此浑浊现象是水样的一种光学性质。浊度是天然水和饮用水的一项重要水质指标。一般来说，水中的不溶解物质越多，浑浊度越高，但两者之间并没有直接的定量关系。因为浊度是一种光学效应，它的大小不仅与不溶解物质的数量、浓度有关，而且还与这些不溶解物质的颗粒大小、形状和折射指数等性质有关。第一章 绪论作用：水中浊度是水可能受污染的重要标志，也是自来水厂处理设备选型和设计的重要参数，是水厂运行和投药量的重要控制指标，尤其用化学法处理饮用水或废水时，有时用浊度来
23、控制化学药剂的投加量。我国饮用水标准规定浊度不超过1NTU，特殊情况下不超过3NTU。为保证不结垢和堵塞以及不影响产品的质量，某些工业用水对浊度也有一定的要求，例如冷却用水不得超过50100NTU，造纸用水不得超过25NTU，纺织、漂染用水小于5NTU，半导体集成电路用水应为零。第一章 绪论测定方法：最常用的浊度测定方法包括目视法和散射法两种。其中目视法又包括烛光浊度计、比浊法。各种水的浊度相差甚大，因此浊度的测定方法也应该根据不同的水质来选用不同的仪器和方法。（1）烛光浊度计目视法 标准浊度玻璃管：用精细磨制的光学玻璃，并应符合纳氏比色管的质量要求。标准浊度玻璃管分长管和短管两种：长管可测2
24、51000度的水样；短管可测1001000度的水样。第一章 绪论 蜡烛：采用蜂蜡或鲸蜡制成，每小时的燃烧量应为7.38.1g。烛光浊度计可以直接测量25度以上的水的浊度。这种浊度计也称为杰克逊烛光浊度计，由此测得的浑浊度为杰克逊浊度单位（JTU，Jackson Turbidity Units）。光程/cm浊度/度光程/cm浊度/度2.3100026.5802.980034.1604.550039.8507.330048.14010.820061.83021.510072.925第一章 绪论（2）比浊法将已知浑浊度的标准浑浊液按不同的浊阶配制成标准比浊系列，然后再将水样与标准比浊系列进行对比。1
25、0100度者用容量为1L的均质无色玻璃比浊，010度者用纳氏比色管比浊。实际测定中，标准浑浊液无需再用粒径要求严格的纯二氧化硅来配置，而可用高岭土、漂白土等来代替。配置好的浑浊液应该用烛光浊度计来标定，然后再将它稀释配置成各标准比浊系列。因此用比浊法测得的浊度也是杰克逊浊度单位（JTU）。适用于0-100度的水样的测定第一章 绪论散射法是应用光线散射原理制成的一种浊度计。散射法根据丁道尔效应，散射光强度与悬浮颗粒的大小和总数成比例，即与浊度成比例。散射光的强度越大，表示浊度越高。因此可根据这种散射浊度计来测定水样的浊度。在散射浊度计上测得的浊度称为散射浊度单位（NTU）。在用散射浊度计测定时，
26、常用的标准参考浑浊液是由福尔马肼聚合物配制的。因此又把散射浊度单位称为福尔马肼浊度单位（FTU）。规定1.25mg硫酸肼和12.5mg六次甲基四胺在1L水中形成的福尔马肼聚合物所产生的浊度为1度。适用于浊度小于25度，尤其是5度以下水样的测定第一章 绪论散射浊度计与烛光浊度计的比较：散射浊度计测得的是浑浊物质对光线在一个特定方向（主要是和入射光成90角）的散射光强度，而烛光浊度计是浑浊物质对光线通过时的总阻碍程度，包括吸收和散射的影响。第一章 绪论电导率定义：电导率是指长为1m、截面积为1的溶液的电导。作用：电导率与水中溶解性固体有密切的关系，可用于检测天然水和纯水中溶解性物质浓度的变化，估计
27、水中离子化物质的数量，因此是估算水体被无机盐污染的指标之一。电导率可间接表示水中可滤残渣（即溶解性总固体）的相对含量。通常它用于检验蒸馏水、去离子水或高纯水的纯度、监测水质受污染情况以及用于锅炉水和纯水制备中的自动控制等。第一章 绪论单位：电导率的标准单位是西门子/米（S/m），一般实际使用单位为微西门子/厘米（S/cm）。单位间的换算为：1mS/m=0.01mS/cm=10S/cm新蒸馏水电导率为0.52S/cm，饮用水电导率为51500S/cm，海水电导率大约为30000S/cm，清洁河水电导率为100S/cm。电导率随温度变化而变化，温度每升高1，电导率增加约2%，通常规定25为测定电导
28、率的标准温度。测定：电导率的测定方法是电导率仪，有实验室内使用的仪器和现场测试仪器两种。电导率随温度变化而变化，温度每升高1，电导率增加约2%，通常规定25为测定电导率的标准温度。第一章 绪论氧化还原电位（ORP）定义：氧化还原电位是水体中多种氧化性物质与还原性物质进行氧化还原反应的综合指标之一。其单位用毫伏（mV）来表示。作用：相关研究已经证明ORP是厌氧消化过程中一个较为理想的过程控制参数；ORP在脱氮除磷过程中起到重要的指示作用；在好氧活性污泥降解含碳有机物过程中，已有用ORP的数值或变化率作为反应时间的计算机控制参数研究，例如在间歇式活性污泥法（SBR）处理石油化工废水过程中，以ORP
29、的数值或变化率作为反应时间控制参数的应用已取得一定的进展。第一章 绪论测定：氧化还原电位用毫伏计或pH计测量。指示电极用铂电极，参比电极用饱和甘汞电极或银-氯化银电极。ORP测定的方法简单，响应速度较快，电极维护较为方便，但ORP由于受到影响的因素较多，如作为一个控制参数尚需做许多工作。第一章 绪论紫外吸光度（UVA）由于生活污水、工业废水，尤其是石油废水的排放，天然水中含有许多有机污染物，这些污染物，尤其是芳香烃和双键或羰基的共轭体系，在紫外光区都有强烈的吸收。对于特定水系来说，其所含物质组成一般变化不大，所以利用紫外吸光度作为新的评价水质有机污染物综合指标，将有普遍意义。第一章 绪论2）化
30、学指标主要的化学指标有：pH值、碱度、酸度、硬度、溶解性总固体（矿化度）、DO、COD、BOD、TOC、TOD等。pH值定义：水的pH值是溶液中氢离子浓度或活度的负对数，即pH=-lgH+。表示水中酸、碱的强度，是常用的水质指标之一。作用：pH值在水的化学混凝、消毒、软化、除盐、水质稳定、腐蚀控制及生物化学处理、污泥脱水等过程中是一项重要因素和指标，对水中有毒物质的毒性和一些重金属络合物结构等有重要影响。第一章 绪论测定：pH值用比色法或电位法测定。一般天然水pH值在7.08.5，各种用水和排放水对pH值都要有一定的规定，如饮用水规定pH值在6.58.5之间；锅炉用水为防止金属被腐蚀，pH值须
31、保持在7.08.5之间；工业排放水须在69之间等等。第一章 绪论酸度和碱度定义：水的酸度是指水中能给出质子的物质的总量。水的碱度是指水中能接受质子的物质的总量。酸度和碱度都是水的一种综合特性的度量，只有当水样中的化学成分已知时，它才被解释为具体的物质。测定：酸度和碱度均采用酸碱滴定法或电位滴定法测定。第一章 绪论硬度定义：水的硬度一般定义为水中Ca2+、Mg2+离子的总量。影响：硬度过高的水不适宜工业使用，特别是锅炉作业。由于长期加热的结果，会使锅炉内壁造成水垢，这不仅影响热的传导，而且还隐藏着爆炸的危险，所以应进行软化处理。此外硬度过高的水也不利于人们生活中的洗涤和烹饪。含有硬度的水与肥皂作
32、用生成沉淀，造成肥皂浪费。饮用水硬度规定450mg/L（以CaCO3计）。第一章 绪论溶解性总固体总溶解性固体是水中所含无机矿物成分的含量，用于评价水质总含盐量，是农田灌溉用水适用性评价的主要指标之一。常用主要被测离子总和的质量表示。对于严重污染的水样，由于其组成复杂，溶解性总固体测定中不易明确其含义，因此它一般只用于天然水的测定。对无污染的水样，测得的总溶解性固体值与该水样在103105时烘干的可滤残渣量值相近。总溶解性固体的测定方法有质量法、电导法、阴阳离子加合法、离子交换法、密度计法等。质量法含义明确，是较简单、通用的方法。第一章 绪论有机污染物综合指标由于水中的有机物种类繁多、组成复杂
33、、分子量范围大、环境中的含量较低，所以分别测定比较困难。常用综合指标来间接测定水中的有机物总量。有机污染物综合指标主要有溶解氧（DO）、高锰酸盐指数（CODMn）、化学需氧量（COD）、生化需氧量（BOD）、总有机碳（TOC）、总需氧量（TOD）和活性炭氯仿萃取物（CCE）等。这些综合指标可作为水中有机物总量的水质指标，它们在水处理、水质分析中有着重要的意义，并得到广泛应用。第一章 绪论放射性指标水中放射性物质主要来源于天然和人工核素两方面。这些物质不时地产生、和放射性。放射性物质除引起外照射（如射线）外，还会通过饮水、呼吸和皮肤接触进入体内，引起内照射（、射线），导致放射性损伤、病变甚至死亡
34、。我国饮用水规定放射性强度不得大于0.5Bq/L，放射性强度不得大于0.1Bq/L。测定水中和放射强度用低本底、测量仪测定。第一章 绪论3）微生物指标水中微生物指标主要有细菌总数、总大肠菌群、游离性余氯和二氧化氯。细菌总数定义：细菌总数是指1mL水样在营养琼脂培养基中，于37培养24h后所生长出来的细菌菌落总数。作用：水中细菌总数主要作为判断生活饮用水、水源地、地表水等的污染程度。我国规定生活饮用水中细菌总数100CFU/mL。第一章 绪论总大肠菌群大肠菌群是指那些能在37、48h内发酵乳糖产酸产气的、兼性厌氧、吴芽孢的革兰氏阴性菌。我国饮用水中规定大肠菌群不得检出。水中存在病原菌的可能性很小
35、，其他各种细菌的种类却很多，要排除一切细菌而单独直接检出某种病菌来，在培养和分离技术上较为复杂，需要较多的人力和较长的时间。大肠菌群作为肠道正常菌的代表，其在水中存活时间和对氯的抵抗力与肠道致病菌相似，将其作为间接指标判断水体受粪便污染的程度。第一章 绪论游离性余氯饮用水消毒后为保证对水有持续消毒的效果，我国规定出厂水中的限值为4mg/L，集中式给水出厂水游离性余氯不低于0.3mg/L，管网末梢水不低于0.05mg/L。游离性余氯是指饮用水氯消毒后剩余的游离性有效氯。第一章 绪论二氧化氯水中二氧化氯可采用连续碘量法和吸收光谱法测定。二氧化氯出厂水限值为0.8mg/L，集中式给水出厂水余量不低于
36、0.3mg/L，管网末梢水不应低于0.02mg/L。2006年版的生活饮用水卫生标准中，水质非常规性指标中增加了贾第鞭毛虫限值1个/10L和隐孢子虫限值1个/10L。第一章 绪论2、水质标准、水质标准（1）定义水质标准是表示生活饮用水、工农业用水及各种受污染水中污染物质的最高允许浓度或限量阈值的具体限值和要求。（2）分类水质标准根据颁布部门分为国家正式颁布的统一标准和企业标准。前者是要求各个部门企业单位都必须遵守的具有指令性和法律性的规定；后者不具有法律性，但对水质提出限制和要求，在控制水质、保证产品质量方面有积极的参考价值。实质上是水的物理、化学和生物学指标的质量标准。第一章 绪论水质标准还
37、可分为水环境质量标准、污水排放标准和用水水质标准。水环境质量标准目前我国颁布并正在执行的水环境质量标准有地表水环境质量标准（GB 3838-2002）、海水水质标准（GB 3097-1997）、地下水质量标准（GB/T 14848-93）等。地表水环境质量标准（GB 3838-2002）地表水环境质量标准（GB 3838-2002）是国家环境法规的重要组成部分。它是地表水环境政策的目标，是各地进行水环境质量评价和进行环境分级管理的准绳，也是制定各类排放标准的执法依据。第一章 绪论地表水环境质量标准依据地表水水域环境功能和保护目标，按功能高低依次划分为5类：u类：主要适用于源头水、国家自然保护区
38、；u类：主要适用于集中式生活饮用水地表水源地一级保护区、珍惜水生生物栖息地、鱼虾类产场、仔稚幼鱼的索饵场等；u类：主要适用于集中式生活饮用水地表水二级保护区、鱼虾类越冬场、洄游通道、水产养殖区等渔业水域及游泳区；u类：主要适用于一般工业用水及人体非直接接触的娱乐用水区；u类：主要适用于农业用水区及一般景观要求水域。第一章 绪论对应地表水上述5类水域功能，将地表水环境质量标准基本项目标准值分为5类，不同功能类别分别执行相应类别的标准值。水域功能类别高的标准值严于水域功能类别低的标准值。同一水域兼有多类使用功能的，执行最高功能类别对应的标准值。地表水环境质量标准（GB 3838-2002）共计10
39、9项，其中地表水环境质量标准基本项目23项，集中式生活饮用水地表水水源地补充项目4项，集中式生活饮用水地表水源地特定项目50项。第一章 绪论污水排放标准除国家制定的污水综合排放标准（GB 8978-1996）外，还有一些地方和行业根据自身实际情况制定的专用的排放标准，如造纸工业水污染物排放标准（GWPB 2-1999）、海洋石油工业含油污水排放标准（GB 4914-85）等。污水综合排放标准（GB 8978-1996）将污染物按其性质及控制方式分为两类，第一类污染物不分行业和污水排放方式，也不分受纳水体的功能类别，一律在车间或车间处理设施排放口采样，其最高允许浓度必须达到该标准要求；第二类污染
40、物在排污单位排放口采样，其最高允许排放浓度必须达到本标准的要求。第一章 绪论污水综合排放标准（GB 8978-1996）规定了69种污染物的最高允许排放浓度和部分行业的最高允许排放水量。该标准共分为3级。排入GB 3838-2002中类水域（划定的保护区和游泳区除外）和排入GB 3097-1997的类海域执行一级标准；排入GB 3838-2002、类水域和排入GB 3097-1997的类海域的执行二级标准；排入设置二级污水处理厂的城镇排水系统的污水执行三级排放标准。第一章 绪论用水水质标准我国已制定的用水水质标准有生活饮用水卫生标准（GB 5749-2006）（见附表1）、农田灌溉水质标准（G
41、B 5084-1992）、渔业水质标准（GB 11607-1989）、景观娱乐用水水质标准（GB 12941-1991）等。生活饮用水卫生标准的制定考虑了以下几个方面的基本要求：流行病安全；毒理上可靠；生理学上有害无益；感官上良好；使用上方便。目前执行的生活饮用水卫生标准（GB 5749-2006）中水质标准共有106项，其中感官性状指标和一般化学指标20项，饮用水消毒剂4项，毒理学指标74项，细菌学指标6项，放射性指标2项。第一章 绪论3、国内外水质指标体系、国内外水质指标体系（1）国外水质指标体系发展目前国际水质体系的工作主要围绕波恩宪章（Boon Charter）、国际卫生组织（WHO）
42、准则进行的。波恩宪章是一系列可在全世界范围内适用的饮用水安全准则。它由早期强调消毒剂对公共健康的影响逐步转变为对一些无机化学物质（例如铅）的关注，并对关注的范围逐步扩大，形成了一个比较完善的框架体系。它的主要原则是整个社会体系需要综合治理的方案。u波恩宪章第一章 绪论国际卫生组织（WHO）的工作重点从对管路末端的水质检验转变为对饮用水水质的风险管理，主要强调饮用水中微生物的安全性。它认为不应在控制消毒副产物时影响消毒效果，由于化学物质仅在长期接触时才会对人体产生有害影响，因此化学污染物的优先级别应低于微生物。u国际卫生组织（WHO）准则第一章 绪论波恩宪章的框架波恩宪章的框架第一章 绪论第一章
43、 绪论国际组织和发达国家的各国政府对饮水安全的保障都非常重视，首先制定了配套性、系统性、先进性、实用性均较强的饮用水标准。目前，全世界具有国际权威性、代表性的饮用水水质标准有三部：世界卫生组织（WHO）的饮用水水质准则、欧盟（EC）的饮用水水质指令以及美国环保局（USEPA）的国家饮用水水质标准。其它国家或地区的饮用水标准大都以这三种标准为基础或重要参考，来制订本国国家标准。如东南亚的越南、泰国、马来西亚、印度尼西亚、菲律宾、香港，以及南美的巴西、阿根廷，还有南非、匈牙利和捷克等国家都是采用 WHO 的饮用水标准；欧洲的法国、德国、英国（英格兰和威尔士、苏格兰）等欧盟成员国和澳门则均以 EC
44、指令为指导；而其它一些国家如澳大利亚、加拿大、俄罗斯、日本同时参考 WHO、EC、USEPA 标准。第一章 绪论指标类别指标个数（个）美 国世界卫生组织（WHO）1977200119841993,1998感官和一般化学指标12161527无机物指标1016918有机物指标129428农药指标524937消毒剂及其副产物指标112218微生物指标1622放射性指标2422总计3210743132第一章 绪论（2）我国水质指标体系发展上海是我国最早制定地方性饮用水标准的城市之一，于1928年10月修订公布了上海市饮用水清洁标准。1950 年上海市人民政府颁布了上海市自来水水质标准。1954 年我国
45、卫生部拟订了一个自来水水质暂行标准草案，共有 16 项指标，于 1955 年5月在北京、天津、上海等 12 个大城市试行，这是新中国成立后最早的一部管理生活饮用水的技术法规。1959年经建设部和卫生部批准，定名为生活饮用水卫生规程。1976 年卫生部组织制定了我国第一个国家饮用水标准，共有23项指标，定名为生活饮用水卫生标准（编号为 TJ20-76），经国家基本建设委员会和卫生部联合批准。1）我国生活饮用水卫生标准发展历史第一章 绪论1985 年卫生部对生活饮用水卫生标准进行了进一步修订，指标增加至 35 项，编号改为 GB5749-85，1986 年 10 月起在全国实施。2001年 6月7
46、 日，卫生部下发20016 号文件，规定于2001 年 9月1 日实施 生活饮用水卫生规范。指标增加至 96项，该规范共包括 7 个附件，其中附件 1为生活饮用水水质卫生规范，其编制说明实质是对GB5749-85生活饮用水卫生标准的修订，但国家标准化管理委员会未予承认。第一章 绪论2005年2月5日建设部颁布了城市供水水质标准(CJ/T206-2005)，自2005年6月1日起实施，共93项，其中常规检测项目42项，非常规检测项目51项，由于部分项目为综合性指标，实际总的检测物质共103项。在饮用水新国标尚在修订中发布这个行业标准，是要求城市供水企业参照进行改进，以促进行业进步。这个标准与卫生
47、部的规范在项目设置和限值要求上基本相同，并增加了氨氮项目，部分项目限值更加严格。这个标准还规定了各项目的检验频次和检验合格率的计算方法。第一章 绪论生活饮用水卫生标准（GB 5749-2006）已于2006年12月29日由国家标准委和卫生部联合发布。同时发布的还有13项生活饮用水卫生检验方法国家标准。这些标准于2007年7月1日起开始实施。生活饮用水卫生标准中106项指标包括微生物指标6项，毒理指标74项（其中无机化合物指标21项，有机化合物指标53项），感官性状和一般化学指标20项，消毒剂指标4项，放射性指标2项。各类指标中，可能对人体健康产生危害或潜在威胁的指标占80%左右，属于影响水质感
48、官性状和一般理化指标即不直接影响人体健康的指标约占20%。第一章 绪论 我国新旧生活饮用水卫生标准对比2）生活饮用水卫生标准对比指标类别老国标（修订前）新国标（修订后）微生物指标26消毒剂14毒理学指标无机化合物1022有机化合物553感官性状和一般化学指标1520放射性指标22总计35106第一章 绪论国内外生活饮用水卫生标准对比水质标准发布时间指标项目世界卫生组织（WHO）2004年10月健康意义项目：94；感官：23；病原体：27美国EPA2004年冬102（强制87，二级15）欧共体1998年11月51俄罗斯2002年1月52（附录343）日本2004年94（法定50）GB 5749-
49、20062006年12月106第一章 绪论1.4 水质分析概述水质分析概述1、水分析化学的性质和任务、水分析化学的性质和任务（1）水分析化学的性质水分析化学是研究水及其杂质、污染物的组成、性质、含量和它们分析方法的一门学科。它在国民经济的各个领域肩负着重要的使命。水分析化学在种类繁多、日趋严重的水环境污染治理及监测中起着“眼睛”和“哨兵”的作用。给水排水设计、水处理工艺、水环境评价、废水综合利用等都必须以分析结果为依据，并作出正确的判读和科学的评价。第一章 绪论（2）水分析化学的任务鉴定各种用水的水质（杂质种类及浓度）是否满足用水的要求。按照用水排水的需要，对水质进行分析，以指导水处理的研究、
50、设计及运行过程。为了对人类的环境进行保护，防止水被污染，而对江、河、湖、海及地下水、雨水、生活污水及工业废水等水体进行经常性的水质检测。第一章 绪论2、水分析化学的分类、水分析化学的分类按照分析任务（或目的）分为定性分析、定量分析和结构分析。按照分析对象分为无机分析和有机分析；按照分析方法的原理分为化学分析和仪器分析；按照试样用量分为常量分析、半微量分析、微量分析和痕量分析等。（1）化学分析法和仪器分析法1）化学分析法以物质化学反应为基础的分析方法叫做化学分析法，主要有滴定分析法和重量分析法。第一章 绪论 滴定分析法滴定分析法又称容量分析法。这种方法是将一种已知准确浓度的试剂溶液滴加到被测物质
