给水排水工程、环境工程专业主干课程
水分析化学
第一章 绪 论
? 学习目的,掌握水质指标的基本概念和常见水
质指标 。 使学生了解分析化学是怎样的一门学
科, 树立准确的量的概念 。 了解定量分析的过
程;误差的基本概念 。
? 本章重点 是使学生掌握水质指标的概念及工程
实践中的应用 。
? 难点,是水样的预处理技术, 分析方法的评价与
选择 。
? 学时, 6
? 绪论, 就是开篇, 应回答大家四个问题:
? 为什么要学? (激发学习兴趣 )
? 学什么? (掌握学习主动权 )
? 怎样学? (培养思维方法 )
? 如何用? (倡导创新精神 )
? 下面从四点阐述 。
? 第一节 水分析化学性质和任务
? 一, 分析化学
? 随着社会发展, 人们生活品位越来越高;各行各业科
技含量越来越高 。
? 举例说明
? 例 1,布料怎样?, (是全棉吗? 是真丝吗? )
? 布料 感 官 检 验
? 棉 柔软, 吸湿 易燃, 烧纸味, 灰散碎
? 丝 柔软, 光泽 卷缩, 臭味, 灰颗粒
? 合成纤维 弹性, 耐热 卷缩, 冒黑烟, 灰小球
? 例 2,碘盐如何?, (含不含? 含多少? )
? IO3-+5I-+6H+ → 3I2+3H2O
? 用食醋, KI淀粉试纸检验 (含不含碘 )。
? 用仪器分析测定碘的含量 。
? 例 3:, 这套新装修房子能住吗?, (指甲醛 )
? 可用银镜反应或与新配制 Cu(OH)2作用来检验 。
? 用仪器分析测定甲醛含量 。
? 定义,分析化学是研究物质的化学组成, 含量
测定的一门学科 。
? 广义讲, 是一门获取物质的组成及结构的信息
科学 。
? 水分析化学:是研究水及其杂质, 污染物的组
成, 性质, 含量和它们的分析方法的一门学科 。
? 意义:为水污染治理与监测中起, 眼睛, 和
,哨兵, 作用 。
? 水分析化学是给水排水工程和环境工程专业学
生的专业技术课之一 。
? 二, 分析方法
? 1,任务 定性分析 定量分析 结构分析
? 2,对象 无机分析 有机分析
? 3,原理 化学分析 仪器分析
4,用量
? 常量分析 半微量分析 微量分析 超微量分析
? 100~1000mg 10~100 0.1~10 <0.1
? 10~100mL 1~10 0.01~1 <0.01
? 5,含量
? 常量成分分析 >1%
? 微量成分分析 0.01~1 %
? 痕量成分分析 <0.01%
还有
例行分析 仲裁分析 环境分析
食品分析 药物分析 材料分析
矿物分析等
? 现代分析化学学科发展趋势及特点
1) 提高灵敏度
2) 解决 复杂体系 的分离问题及提高分析方法的 选择性
3)扩展时空 多维信息
4) 微型化 及微环境的表征与测定
5)形态、状态分析及表征
6) 生物大分子及生物活性物质的表征与测定
7)非破坏性检测及 遥控
8) 自动化与智能化
? 三, 如何学习水分析化学
? 水分析化学围绕, 量, 做文章,
,量, 要, 准确,, 首先要有适当的
,分析方法,, 其次要, 准确分析,,
分析过程中要进行, 质量控制,, 最后
要进行计算, 即, 数据处理, 。
? 今后, 我们不会专门去进行, 水分析
化学, 理论研究, 但今后工作, 科研要
进行水质分析, 因此, 学习水分析化学
是非常必要的, 是主干课程 。
? 水分析化学难不难? 不难, 它是一
门方法论学科, 它本身的理论并不多 。
由众多方法组成 。 围绕每种方法, 掌握
原理, 适用范围, 条件控制, 具体步骤,
计算方法 。
? 水分析化学课程的特点, 决定了学
习水分析化学要预习, 要认真听, 要认
真复习, 要及时归纳, 作业要自己做 。
? 水分析化学课程理论讲授 44学时, 实
验 20学时 。
有一些建议,请你看看,是否适合于你,你可
以试一试:
1、必须采用 科学的方法和科学思维 。必须是从
实践到理论再到实践的过程,在整个过程中,
人脑所起的作用就是科学思维。
2、学习中必须 掌握重点,突破难点 。重点一定
要学懂,领会贯通;对难点要作具体分析,有
的难点也是重点,有的难点并非重点。由于本
课程内容多,课时紧,因此一定要做好预习,
在预习的基础上,听好每一节课,根据各章的
教学要求,抓住重点和主线进行学习,并学会
运用这些理论去分析解决实际问题。
? 3、在学习过程中注意让“点的记忆”汇成“线的记
忆”。 记忆的“诀窍” 是反复理解与应用。本课程提
供大量的知识信息,应该在理解中进行记忆,把“一”
记住了,真正理解了,“一”可以变成“三”。通过
归纳,寻找联系,可以由“点的记忆”汇成“线的记
忆”。
? 4,着重培养自学能力,充分利用图书馆 和网上资源,
通过查阅各种参考资料,帮助自己更深刻地理解与掌
握无机及分析化学课程的基本理论和基本知识。
? 5,重视 水 分析化学实验,结合实验,巩固、深入、
扩大理论知识,掌握实验基本操作技能,培养重事实、
贵精确、求真相、尚创新的科学精神,实事求是的科
学态度以及分析问题、解决问题的能力。
? 水分析化学各章学时分布:
? 章次 学时
? 1 6
? 2 8
? 3 7
? 4 3
? 5 8
? 6 4
? 7 4
? 8 2
第二节 水质指标和水质标准
(Water Quality Index and Water Quality Standard )
? 一, 水质指标
? 定义,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 。
? 分类,
? 物理指标 (Physical),化学指标 (Chemical Index)、
微生物指标 (Microoganism Index);
? 在水质标准中, 生活饮用水标准常分为:感观性状
( 物理指标 ) 和一般化学指标, 毒理学指标, 细菌学
指标, 放射性指标
? ( 一 ), 物理指标
? 1,水温, 臭, 味
? A,温度
? 水体的物理性质与水温有关 。
? 常用颠倒温度计 ( 主表 -2~35℃, 分度值 0.1℃, 测水;
辅表 -20~50℃, 分度值 0.5℃, 测环境 ) 。
? B,臭:
? 臭阈值表示法:水样被稀释至刚刚可以闻出臭味的稀
释倍数 。 它 =( A+B) /A A,B分别为水样和无臭水的体
积 。 无臭水常用自来水脱氯的方法制取, 用 3.5g/L硫
代硫酸钠溶液 1毫升可脱去 1毫克余氯 。 臭阈值测定时
常采用几何平均值法记录 。 ( ∑ 个人臭阈值 ) 1/n。
? 文字描述法:六等级记录法 。
? 0级, 无味, 无任何气味;
? 1级, 微弱, 敏感者可觉察;
? 2级, 弱, 一般饮用者刚刚觉察;
? 3级, 明显, 已能明显觉察, 不加处理不
能饮用;
? 4级, 强, 有明显臭味;
? 5级, 很强, 强烈臭味 。
? B,味:
? 通常用无味, 酸, 甜, 苦, 咸来描述 。
? 2,色度
? 真色与表色;
? 色度是对真色进行定量测定;对表色只作定性
的表达或深浅程度的一般描述 。
? 定量方法:
? 采 用 铂 钴 标 准 每 含 2.491mg/LK2PtCl6,and
2.00mg/LCoCl2*6H2O(0.1mg/LPt)产生的颜色深
浅为 1度 。
? 实践中常用重铬酸钾代替氯铂酸钾 。
? 我国生活饮用水水质卫生规范规定生活饮用水
色度不得高于 15度 。
? 3,浑浊度:
? 浑浊度是指水中的悬浮及胶体杂质产生
不透明的浑浊现象, 这是一种光学效应,
表现出光线透过水层时受阻的程度, 与
颗粒的数量, 大小, 形状有关 。
? 浑浊度用不溶性硅 1mgSiO2/L在蒸馏水中
产生的光学阻碍为 1度 。
? 浊度分为透过光浊度和散射光浊度 。
? 4,透明度:反映水样透明程度, 常用厘米数
表示 。
? 铅字法:长 330直径 25的刻度玻璃管, 底部为
带, E”印刷符号磨砂玻璃片, 水深 30厘米仍可
见, E”字的为透明水样;
? 塞氏盘法:直径 20,不能见盘而见白色深度厘
米数 。
? 直径 30,长 500或 1000,十字笔划粗 1毫米, 点
直径 1毫米, 看见十字而不见点的水深厘米数
? 5,电导率:电极插入水中, 距离 1厘米, 载
面积 1平方厘米的两个电极间所测得电阴倒数
为该水样的电导率 。 它反映了水样中离解成份
的总浓度 。
? 以上物理指标从不同侧面反映水质情况, 如纯
水无色无味透明, 如水被污染, 往往有恶臭,
怪味, 色度, 浊度较高 。
? 6,残渣:
? 总残渣 ( 总固体 ),水浴蒸干, 103℃ 烘干称

? 总可滤残渣 ( 可溶性固体 ) ;通过 0.45μ m,
再水浴蒸干, 103℃ 烘干称重
? 总不可滤残渣 ( 悬浮物, SS) ;不能通过 0.45μ m,再
水浴蒸干, 103℃ 烘干称重
? 总残渣 = 总可滤残渣 + 总不可滤残渣
? 总残渣 = 挥发残渣 +不挥发残渣
? 7,紫外吸收值 ( UVA),水中有机污染物含有芳香
烃和双键或羰基的共轭体系, 在紫外区有吸收, 如污
染源不变, 可通过测定紫外吸收值 ( UVA) 来反映水
中有机物污染的变化情况 。
? 8,氧化还原电位
? ( 二 ) 微生物指标
? 反映细菌情况的有细菌总数, 大肠菌群和新增加的粪
大肠菌群;
? 间接反映水中微生物的有游离余氯 。
? ( 三 ) 化学指标
? 主要离子组成:钙离子, 镁离子, 钠离子, 钾
离子
? 碳酸氢根、硫酸根、氯离子、硅酸根
? 表示水中杂质及污染物质化学成分和特性的综
合指标为化学指标, 主要有 PH,酸度, 碱度,
硬度, 总含盐量, 高锰酸钾指数, UVA,TOC、
COD,BOD,DO,TOD等 。
? 一, 水质标准
? 定义:是表示生活饮用水等各种用途的水中污
染物质的最高容许浓度或限量阈值的具体限制
和要求 。
? 意义:水质标准是水的物理, 化学和生物学的
质量标准 。
? 讲座
? 我国饮用水水质标准的进展
? 一, 最早的饮用水水质标准
? 1928年 12月 12日的, 上海市饮用水清洁标
准,, 它有 21个水质指标 。
? 1,物理指标:水温, 浑浊度, 色, 味, 臭,
沉淀渣滓;
? 2,化学指标:游离氨, 蛋白质, 亚硝酸盐氮,
硝酸盐氮, 氯化物, 耗氧量, 铁, 铅, 锌, 铜,
总硬度, 总固体;
? 细菌检验:细菌数、大肠菌、病原菌。
? 二, 50年代的饮用水水质标准
?, 生活饮用水卫生规程, ——1959年 11月 1
日由建工部, 卫生部审批颁布 。
? 该规程有 16个水质指标:浑浊度, 臭和味, 色,
总硬度, 铁, 锰, PH,铜, 锌, 铅, 砷, 氟化
物, 挥发酚, 细菌总数, 大肠杆菌和余氯 。
? 三, 70年代的饮用水水质标准
?, 生活饮用水卫生标准, ( TJ20-76) ——
1976年 12月 1日, 卫生部, 建委批准颁布 。
? 该标准有 23个水质指标:浑浊度, 臭和味, 色,
总硬度, 铁, 锰, PH,铜, 锌, 铅, 砷, 氟化
物, 挥发酚, 细菌总数, 大肠杆菌, 余氯和新
增加的肉眼可见物, 镉, 硒, 氰化物, 六价铬,
阴离子合成洗涤剂, 汞 。
? 四, 80年代的饮用水水质标准
?, 生活饮用水水质标准, ( GB5749-85) —
—1986年 10月 1日由卫生部颁布实施 。
? 生活饮用水水质标准, ( GB5749-85) 共 35
项指标:
? 1,感官性状和一般化学指标 15个指标;
? 2,毒理学指标 15个指标;
? 3,细菌学指标 3个指标;
? 4,放射性指标 2个指标 。
? 五, 21世纪新标准
?, 生活饮用水卫生规范, ——2001年 6月 7日
由卫生部颁布, 2001年 9月 1日起实施, 为现行
标准 。
?, 生活饮用水卫生规范, 共由九个规范组成,
其中, 生活饮用水水质卫生规范, 为生活饮用
水水质标准, 共 96项指标, 其中常规项目 34项,
非常规项目 62项 。
?, 生活饮用水水质卫生规范, 与, 生活饮用水水质标
准 ( GB8749-85), 相比增加了耗氧量指标, 增加了
粪大肠菌群指标, 浑浊度由 3度降为 1度, 大幅度增加
了有机物指标, 指标总数由 35项上升为 96项 ( 常规 34
项, 非常规 62项 ) 。
? 请详细了解我国 2001年 6月 7日颁布的生活饮用
水水质卫生规范, 下面是它的部分摘录:
? 生活饮用水水质卫生规范
? Santtary Standard for DrinKing Water Quality
? l 范围
? 本规范规定了生活饮用水及其水源水水质
卫生要求 。
? 本规范适用于城市生活饮用集中式供水 (包
括自建集中式供水 )及二次供水。
? 2 引用资料
? 生活饮用水检验规范 (2001)
? 二次供水设施卫生规范 (GBl7051—1997)
? WHO Guidelines for Drinking Water Quality,1993
? WHO Guidelines for Drinking Water Quality,Addendum
to Volume 2,1998
? 3 定义
? 3.1 生活饮用水,由集中式供水单位直接供给
居民作为饮水和生活用水, 该水的水质必须确
保居民 终生饮用安全 。
? 3.2 城市:国家按行政建制设立的直辖市, 市,
镇 。
? 3.3 集中式供水:由水源集中取水, 经统一净
化处理和消毒后, 由输水管网送到用户的供水
方式 。
? 3.4 自建集中式供水:除城建部门建设的各
级自来水厂外, 由各单位自建的集中式供水方
式 。
? 3.5 二次供水:用水单位将来自城市集中
式供水系统的生活饮用水经贮存或再处理 (如过
滤, 软化, 矿 化, 消毒等 )后, 经管道输送给
用户的供水方式 。
? 4 生活饮用水水质卫生要求
? 4.1 生活饮用水水质应符合下列基本要求
? 4.1.1 水中不得含有病原微生物。
? 4.1.2 水中所含化学物质及放射性物质不得
危害人体健康 。
? 4.1.3 水的感官性状良好 。
? 4.2 生活饮用水水质规定
? 4.2.1 生活饮用水水质常规检验项目
? 生活饮用水水质常规检验项目及限值见表 1。
? 表1 生活饮用水水质 常规检验项目及限值
? 项 目 限 值
? 感官性状和一般化学指标
? 色 色度不超过 15度, 并不得呈现其它
异色
? 浑浊度 不超过 l度 (NTU)
? 臭和味 不得有异臭, 异味
? 肉眼可见物 不得含有
? pH 6.5— 8.5
? 总硬度 (以 CaCO3计 ) 450(mg/ L)
? 铝 0.2(mg/ L)
? 铁 0.3(mg/ L)
? 锰 0.1(mg/ L)
? 铜 1.0(mg/ L)
? 锌 1.0(mg/ L)
? 挥发酚类 (以苯酚计 ) 0.002(mg/ L)
? 阴离子合成洗涤剂 0.3(mg/ L)
? 硫酸盐 250(mg/ L)
? 氯化物 250(mg/ L)
? 溶解性总固体 1000(mg/ L)
? 耗氧量 (以 O2计 ) 3(mg/ L),特殊情况下不超
过 5mg/ L
? 共 17项
? 毒理学指标
? 砷 0.05(mg/ L)
? 镉 0.005(nlg/ L)
? 铬 (六价 ) 0.05(mg/ L)
? 氰化物 0.05(mg/ L)
? 氟化物 1.0(mg/ L)
? 铅 0.01(mg/ L)
? 汞 0.001(mg/ L)
? 硝酸盐 (以 N计 ) 20(mg/ L)
? 硒 0.01(mg/ L)
? 四氯化碳 0.002(mg/ L)
? 氯仿 0.06(mg/ L) 共 11项
? 细菌学指标
? 细菌总数 100(CFU/mL)
? 总大肠菌群 每 100mL水样中不得检出
? 粪大肠菌群 每 100mL水样中不得检出
? 游离余氯 在与水接触 30分钟后应不低于
0.3mg/ L,管网末梢水不应低于 0.05mg/ L(适
用于加氯消毒 )
? 放射性指标
? 总 α放射性 0.5(Bq/L),总 β放射性 1(Bq/ L)
? 4.2.2 生活饮用水水质 非常规检验项目
? 生活饮用水水质非常规检验项目及限值见
表 2。
? 表 2 生活饮用水水质非常规检验项目及限值
? 项 目 限 值
? 感官性状和一般化学指标
? 硫化物 0.02(mg/ L)
? 钠 200(mg/ L)
? 毒理学指标
? 锑 0.005(mg/ L)
? 钡 0.7(mg/ L)
? 铍 0.002(mg/ L)
? 硼 0.5(mg/ L)
? 钼 0.07(mg/ L)
? 镍 0.02(mg/ L)
? 银 0.05(mg/ L)
? 铊 0.0001(mg/ L)
? 二氯甲烷 0.02(mg/ L)
? 1,2-二氧乙烷 0.03(mg/ L)
? 1,1,1-三氯乙烷 2(mg/ L)
? 氯乙烯 0.005(mg/ L)
? 1,1-二氯乙烯 0.03(mg/ L)
? 1,2-二氯乙烯 0.05(mg/ L)
? 三氯乙烯 0.07(mg/ L)
? 四氯乙烯 0.04(mg/ L)
? 苯 0.01(mg/ L)
? 甲苯 0.7(mg/ L)
? 二甲苯 0.5(mg/ L)
? 乙苯 0.3(mg/ L)
? 苯乙烯 0.02(mg/ L)
? 苯并 ( a) 芘 0.00001(mg/ L)
? 氯苯 0.3(mg/ L)
? 1,2-二氯苯 1(mg/ L)
? 1,4-二氯苯 0.3(mg/ L)
? 三氯苯 ( 总量 ) 0.02(mg/ L)
? 邻苯二甲酸二 ( 2-乙基已基 ) 酯 0.008(mg/ L)
? 丙烯酰胺 0.0005(mg/ L)
? 六氯丁二烯 0.0006(mg/ L)
? 微囊藻毒素 -LR 0.001(mg/ L)
? 甲草胺 0.02(mg/ L)
? 灭草松 0.3(mg/ L)
? 叶枯唑 0.5(mg/ L)
? 百菌清 0.01(mg/ L)
? 滴滴涕 0.001(mg/ L)
? 溴氰菊酯 0.02(mg/ L)
? 内吸磷 0.03(mg/ L)(感官限值 )
? 乐果 0.08(mg/ L)(感官限值 )
? 2,4—滴 0.03(mg/ L)
? 叶枯唑 0.5(mg/ L)
? 百菌清 0.01(mg/ L)
? 滴滴涕 0.001(mg/ L)
? 溴氰菊酯 0.02(mg/ L)
? 内吸磷 0.03(mg/ L)(感官限值 )
? 乐果 0.08(mg/ L)(感官限值 )
? 2,4-滴 0.03(感官限值 )
? 丂氯 0.0004(mg/ L)
? 丂氯环氧化物 0.0002(mg/L)
? 六氯苯 0.001(mg/L)
? 六六六 0.005(mg/ L)
? 林丹 0.002(mg/L)
? 马拉硫磷 0.25(mg/L)(感官限值 )
? 对硫磷 0.003(mg/ L)(感官限值 )
? 甲基对硫磷 0.02(mg/ L)(感官限值 )
? 五氯酚 0.009(mg/ L)
? 亚氯酸盐 0.2(mg/ L)(适用于二氧化氯消毒 )
? 一氯胺 3 (mg/ L)
? 2,4,6 三氯酚 0.2(mg/ L)
? 甲醛 0.9(mg/ L)
? 三卤甲烷 ① 该类化合物中每种化合物的实测浓
度与其各自限值的比值之和不得超过 1
? 溴仿 0.1(mg/ L)
? 二溴一氯甲烷 0.1(mg/ L)
? 一溴二氯甲烷 0.06(mg/ L)
? 二氯乙酸 0.05(mg/L)
? 三氯乙酸 0.1(mg/ L)
? 三氯乙醛 (水合氯醛 ) 0.01(mg/ L)
? 氯化氰 (以 CN—计 ) 0.07(mg/ L)
? 注,① 三卤甲烷包括氯仿, 溴仿, 二溴一
氯甲烷和一溴二氯甲烷共四种化合物 。
? 5 生活饮用水水源水质要求
? 附录 A 饮用水源水中有定物质的限值
? 项 目 限 值 (mg/ L)
? 乙腈 5.0;丙烯腈 2.0 ;乙醛 0.05;
? 三氯乙醛 0.01; 甲醛 0.9 ;丙烯醛 0.1;
? 二氯甲烷 0.02 ; 1,2—二氯乙烷 0.03 ;
? 环氧氯丙烷 0.02 ;二硫化碳 2.0 ;
? 苯 0.01 ;甲苯 0.7 ;二甲苯 0.5 ;
? 乙苯 0.3; 氯苯 0.3; 二硝基苯 0.5 ;
? 硝基氯苯 0.05 ;二硝基氯苯 0.5 ;
? 三氯苯 6.02 ;三硝基甲苯 0.5 ;
? 四氯苯 0.02 ;六氯苯 0.05 ;
? 异丙苯 0.25; 苯乙烯 0.02 ;
? 丙烯酰胺 0.0005; 氯乙烯 0.005 ;
? 三氯乙烯 0.07;四氯乙烯 0.04 ;
? 邻苯二甲酸二 (2—乙基己基 )酯 0.008 ;
? 氯丁二烯 0.002 ;水合肼 0.01
? 四乙基铅 0.0001 ;石油 (包括煤油, 汽油 ) 0.3 ;
吡啶 0.2 ;松节油 0.2 ; 苦味酸 0.5 ;
? 丁基黄原酸 0.005 ;活性氯 0.01 ;
? 硫化物 0.02 ; 黄磷 0.003 ;钼 0.07 ;
? 钴 1.0 ;铍 0.002 ;硼 0.5 ;锑 0.005 ;
? 镍 0.02 ;钡 0.7 ;钒 0.05;钛 0.1 ;
? 铊 0.0001 ;马拉硫磷 (4049) 0.25 ;
? 内吸磷 (E059) 0.03 ;甲基对硫磷 (甲基 E605)
0.02 ;对硫磷 (E605) 0.003 ;乐果 0.08 ;
? 林丹 0.002 ;百菌清 0.01; 甲荼威 0.05 ;
? 溴氰菊酯 0.02 ;叶枯唑 0.5 。
? 对生活饮用水水质卫生规范中的某些指标是要
记忆的。