环境监测实验教案.docx

1、环境监测实验教案环 境 监 测 实 验 教 案实验一：溶解氧的测定一 实验目的：1、正确地采集水样，并能顺利地固定溶解氧；2、掌握碘量法测定溶解氧的原理和步骤。3.了解测定溶解氧（dissolved oxygen，DO）的意义和方法。二 实验原理：水样中加入硫酸锰和碱性碘化钾，水中溶解氧将低价锰氧化成高价锰，一成四价锰的氢氧化物棕色沉淀。加酸后，氢氧化物沉淀溶解并与碘离子反应而释出游离碘。以淀粉作指示剂，用硫代硫酸钠定释出碘，可计算溶解氧的含量。三 实验方法：测定水中溶解氧常用碘量法及其修正法和膜电极法。清洁水可直接采用测定碘量法，大部分受污染的地面水和工业废水，必须采用修正碘量法或膜电极法测

2、定。本次实验所取水样较清洁，因此选用碘量法。四 实验所需仪器和试剂：仪器250300ml溶解氧瓶。试剂（1）硫酸锰溶液：称取480g硫酸锰（MnSO44H2O或364gMnSO4H2O）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300400ml水中，另称取150g碘化钾（或135gNal）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，则放置过夜后，倾出上清液，贮于棕色瓶中。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）1+5硫酸溶液。（4）1

3、%（m/v）淀粉溶液：称取1g可溶性淀粉，用水量水调成糊状，再用刚煮沸的水冲稀至100ml。冷却后，加入0.1g 水杨酸或0.4g氯化锌防腐。（5）0.02500mol（1/6K2Cr2O7）重铬酸钾标准溶液：称取于105110烘干2h并冷却的重铬酸钾1.2258g，溶于水，入1000ml容量瓶中，用水稀释至标线，摇匀。（6）硫代硫酸钠溶液：称取6.2g硫代硫酸钠(Na2S2O35H2O)溶于煮沸放冷的水中，加入0.2g碳酸钠，用水稀释至1000ml。贮于标色瓶中，使用前用0.02500mol/L重铬酸钾标准溶液标定，标定方法如下：（7）硫酸，p=1.84。五 实验步骤：1、溶解氧的固定用吸管

4、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。待棕色沉淀物降至瓶内一半时，再颠倒混合一次，待沉淀物下降到瓶底。一般在取样现场固定。2、析出碘轻轻打开瓶塞，立即用吸管插入液面下加入2.0ml浓硫酸。小心盖好瓶塞，颠倒混合摇匀，至沉淀物全部溶解为止，放置暗处5min。3、滴定吸取100.0ml上述溶液于250ml锥形瓶中，用硫代硫酸钠溶液滴定至溶液呈淡黄色，加入1ml淀粉溶液，继续滴定至蓝色刚好褪去为止，记录硫代硫酸钠溶液用量。4.计算：溶解氧（O2，mg/l）MV81000/100六 实验注意事项： （1）如果水样中含有氧化性物质（如游离氯大于0

5、.1mg/L时），应预先于水平中加入硫代硫酸钠去除。即用两个溶解氧瓶各取一瓶水样，在其中一瓶加入5ml 1+5硫酸和1g碘化钾，摇匀，此时游离出碘。以淀粉作指示剂，用硫代硫酸钠溶液滴定至蓝色刚褪，记下用量（相当于去除游离氯的量）。于另一瓶水样中，加入同样量的硫代硫酸钠溶液，摇匀后，按操作步骤测定。（2）如果水样呈强酸性或强碱性，可用氢氧化钠或硫酸溶液调至中性后测定。七思考题： 1. 水样采集后为什么要在现场固定？如不现场固定会对测定结果有何影响？ 2. 水样中藻类、悬浮物、氧化还原性物质怎样进行预处理？ 淠河水样同学实验结果大约滴定体积在4-5.5ml，则DO在8-11mg/L，各种温度下饱和

6、溶解氧值2008-12-20温度（)溶解氧（mg/L）温度（)溶解氧（mg/L）014.64189.46114.22199.27213.82209.08313.44218.90413.09228.73512.74238.57612.42248.41712.11258.25811.81268.11911.53277.961011.26287.821111.01297.691210.77307.561310.53317.431410.30327.301510.08337.18169.86347.07179.66356.95实验二 高锰酸盐指数的测定 一、 实验目的（1） 了解高锰酸盐指数的含义。（

7、2） 掌握酸性高锰酸钾法的原理及方法。二、 实验原理 高锰酸盐指数是反映水体中有机及无机可氧化物质污染的常用指标。定义为：在一定条件下，用高锰酸钾作氧化剂氧化水样中的某些有机物及无机还原性物质时所消耗的氧量。高锰酸盐指数不能作为理论需氧量或总有机物含量的指标，因为在规定条件下，许多有机物只能部分地被氧化，易挥发的有机物也不包含在测定值之内。因此，高锰酸盐指数常被作为水体受还原性有机物和无机物污染程度的一项指标，它只适用于地表水、饮用水和生活污水，不适用于工业废水。高锰酸盐指数的测定有酸性法和碱性法。酸性法氧化能力较强，可氧化cl，适合测cl浓度较低（cl300mg/l）。碱性法氧化能力较弱，不

8、能氧化cl，可测定含cl高（cl300mg/l）的水样，如海水。测定时，首先在样品中加入硫酸使呈酸性后，加入一定量且过量的高锰酸钾，在沸水浴中加热30min，高锰酸钾将样品中的某些有机物和无机还原性物质氧化，反应后加入过量的草酸钠还原剩余的高锰酸钾，再用高锰酸钾标准溶液回滴过量的草酸钠。通过计算得到样品中高锰酸盐指数。当水样的高锰酸盐指数值超过5mg/l需要进行稀释。 三、 实验所需仪器与试剂仪器1、 锥形瓶，250mL。2、 移液管，5、10mL。3、 水浴锅。4、 酸式滴定管，25或50mL。5、 量筒100ml。注：新的玻璃器皿必须用高锰酸钾溶液清洗干净。试剂1、（1+3）硫酸：在不断搅

9、拌下，将100ml硫酸慢慢加入到300ml水中。趁热加入数滴高锰酸钾溶液直至溶液出现粉红色。2、草酸钠标准贮备液，浓度C（1/2Na2C2O4）为 0.1000mol/L: 称取0.6705g经120烘干2h并放冷草酸（Na2C2O4）溶于蒸馏水中，移入100mL容量瓶中，用蒸馏水稀释至标线，混匀，置4保存。3、草酸钠标准溶液，浓度C1（1/2Na2C2O4）为0.0100mol/L:吸取10.00mL草酸钠贮备液于100mL容量瓶中，用蒸馏水稀释至标线，混匀。4、高锰酸钾标准贮备液，浓度C2（1/5KMnO4）约为0.1mol/L:称取3.2g高锰酸钾溶解于1.2升蒸馏水中，加热煮沸0.5-

10、1小时至体积减至1.0升，冷却静置过夜（盖上表面皿，以免尘埃入内）。用虹吸（或小心倾出）取上层清液，贮于棕色瓶中。5、高锰酸钾标准溶液，浓度C3（1/5KMnO4）约为0.01mol/L：吸取100mL高锰酸钾标准贮备液于1000mL容量瓶中，用水稀释至标线，混匀。此溶液在暗处可保存几个月，使用当天标定其浓度。 四、实验步骤1、 取100.0ml经充分摇动、混合均匀的水样（或分取适量，用水稀释至100Ml，当水样的高锰酸盐指数值超过5mg/l需要进行稀释。）置于250ml锥形瓶中，加入5.0mL13硫酸，用滴定管加入10.00m L0.01mol/l的高锰酸钾溶液，摇匀。将锥形瓶置于沸水浴内3

11、02min（水浴沸腾，开始计时）。2、 取出后用滴定管加入10.00m0.01mol/l草酸钠溶液摇匀至溶液变为无色。趁热用0.01mol/l高锰酸钾溶液滴定至刚出现粉红色，并保持s不退。记录消耗的高锰酸钾溶液体积V1。3、 向上述滴定完毕的溶液中加入10.00m0.01mol/l草酸钠溶液，（如果需要，将溶液加热至80）立即用0.01mol/l高锰酸钾溶液继续滴定至刚出现粉红色，并保持30s不退。记录下消耗的高锰酸钾溶液体积V2。4、 空白值测定：若水样用蒸馏水稀释时，则另取100m蒸馏水，按水样操作步骤进行空白试验，记录下耗用的高锰酸钾溶液体积V0。 五、 计算高锰酸钾溶液校正系数 K =

12、 10.00 / V2水样不经稀释高锰酸盐指数（O2，mg/L）=(10+V1)K-100.010081000/V水样V1回滴时高锰酸钾的耗用量（mL） K高锰酸钾溶液的校正系数。水样经稀释高锰酸盐指数（O2，mg/L）=（10+V1）K-10-（10+V0）K-10R0.10081000/V 水样V1测定水样回滴时高锰酸钾溶液的耗用量（ML）V0空白试验回滴时高锰酸钾溶液的耗用量（ML）R稀释的水样中所含蒸馏水的比值。(例如10.0ml水样用90ml水稀释至100ml，则 R 0.90)8氧（1/2O）的摩尔质量。六.实验注意事项 （）沸水浴的水面要高于锥形瓶内的液面。（）在水浴中加热完毕后

13、,溶液应仍保持淡红色，如变浅或全部褪去,说明高锰酸钾量不够，须重新取样，经稀释后测定。（实验时有的组红色完全褪去，说明应稀释2倍。）（）滴定时温度如低于，反应速度缓慢，因此应趁热滴定60-80度之间为宜)。淠河水样实验结果：有时水样无需稀释，有时需要稀释（CODMn 地表水环境质量标准值为2、4、6mg/L,为确保其间，实验时做个原样、稀释2倍水样的、空白水样。）水浴锅使用方法关闭放水阀门，将水浴锅内注入清水至适当的深度，一般不超过水浴锅容量的2/3。接上电源插头，调节“调温旋钮”顺时针至适当温度位置，开启电源开关，红灯亮表示通电加热。此时若红灯不亮可反复调节“调温旋钮”并观看红灯，如仍不亮，

14、应检查控制箱是否有短路失灵。 当温度计指示到距想要控制的温度约2度时，应反向转动“调温旋钮”至红灯熄灭止，此后红灯不断熄亮，表示恒温控制器发生作用。再略微调节“调温旋钮”即可达到预定的恒定温度。 讲解注意事项： 1、切记经常检查水位，水位一定要保持不低于电热管，否则将立即烧坏电热管。 2、不要让控制箱内部受潮，以防漏电损坏。并注意水箱是否有渗漏现象。 3、使用完毕，应注意关掉电源。长时间不用，应把水箱内的水倒掉。样品的保存采样后要加入硫酸，使样品PH在12并尽快分析。如保存时间超过6h，则需置暗处，05下保存，不得超过2天。 实验三 水中氨氮的测定钠氏试剂光度法一 实验目的：1、正确进行水样的

15、预处理；2、学会校准曲线的绘制和数据处理；3、正确使用分光光度计，并理解氨氮测定的基本原理。二 实验方法与原理：氨氮的测定方法有纳氏试剂比色法、滴定法和电极法。纳氏试剂比色法具有操作简便、灵敏等特点但水中的金属离子、硫化物、醛和酮类、颜色以及混浊等干扰测定，需作相应的预处理。电极法通常不需进行预处理和测量范围宽等优点。氨氮含量较高时可采用滴定法。本次实验测定地表水的氨氮，因此可选用纳氏试剂比色法。碘化汞和碘化钾的碱性溶液与氨反应生成淡红棕色胶态化合物，其色度与氨氮含量成正比，通常可在410-425nm范围内测其吸光度，计算其含量。本法最低检出浓度为0.025mg/L（光度法），测定上限为2mg

16、/L。水样作适 当的预处理后，本法可适用于地面水、地下水、工业废水和生活污水。三 实验所需仪器和试剂：1 仪器：A分光光度计； B50mL容量瓶，250 ml锥形瓶，漏斗，50 ml比色管，1 ml 5 ml移液管，50 ml量筒。2. 试剂：1）钠氏试剂：称取160g氢氧化钠，溶于500ml水中，充分冷却至室温。另称取70g碘化钾和100g碘化汞溶于水，然后将此溶液在搅拌下徐徐注入氢氧化钠溶液中，用水稀释至1000ml，贮于聚乙烯瓶中，密塞保存。分装两瓶并贴上标签（注明溶液名称）。2）酒石酸钾钠溶液：称取250g酒石酸钾钠溶于500ml水中，加热煮沸以除去氨，放冷，定容至500ml。分装两瓶

17、并贴上标签（注明溶液名称）。3）铵标准贮备液(1mg/ml)：称取3.819g经100度干燥过的氯化铵溶于水中，移入1000ml容量瓶中，稀释至标线。此溶液每毫升含1.0mg氨氮。4）铵标准使用液(10mg/l)：移取15ml铵标准贮备液于1500ml容量瓶中，用水稀释至标线。此溶液每毫升含0.01毫克氨氮。分装两瓶并贴上标签（注明溶液名称）。5）10硫酸锌溶液：称取10g硫酸锌溶于水，稀释至100ml。6）25氢氧化钠溶液：称取25g氢氧化钠溶于水，稀释至100ml，贮于聚乙烯瓶中（即塑料瓶）。7）硫酸，1瓶四 实验步骤：1. 水样预处理（本次实验使用絮凝沉淀法）：1） 絮凝沉淀法：（较清洁

18、水体）取100ml水样于具塞比色管中，加入1ml10硫酸锌溶液和0.10.2ml25氢氧化钠溶液，调节ph至10.5左右，混匀。放置使沉淀，用经无氨水充分洗涤过的中速滤纸过滤，弃去最初的20ml（或者静置后，轻轻倒取上清液）。2)蒸馏法（污染严重的水或工业废水）取250 mL水样（含氨氮含量较高，可取适量并加水至250 mL，使氨氮含量不超过2.5mg），移入凯氏烧 瓶中，加数滴溴百里酚蓝指示液，用氢氧化钠溶液和盐酸溶液调节至pH=7左右。加入0.25g轻质氧化镁和数粒玻璃珠，立即连接氮球和冷凝管，导管下端插入吸收液液面下。加热蒸馏，至馏出液达200 mL时，停止蒸馏。定容至250 mL。本次

19、实验选用絮凝沉淀法进行预处理。2.校准曲线的绘制：吸取0、0.50、1.00、3.00、5.00、7.00和10.00 mL铵标准使用液于50 mL比色管中，加水至标线，加1.0 mL酒石酸钾钠溶液，混匀。加1.5 mL纳氏试剂，混匀。放置10min后，在波长420nm处，用光程20mm比色皿，以水为参比，测定吸光度。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）对校正吸光度的校准曲线。3.水样的测定（1）分取适量经絮凝沉淀预处理后的水样（使氨氮含量不超过0.1mg）适量，正常为50ml，（如取样不是50ml，需稀释至刻线50ml）加入50 mL比色管中，加1

20、.0 mL酒石酸钾钠溶液。加1.5 mL纳氏试剂，混匀。放置10min后，同校准曲线步骤测量吸光度。或（2）适量经蒸馏预处理后的馏出液，加入50 mL比色管中，加一定量1mol/L氢氧化钠溶液以中和硼酸，稀释至标线。加1.5 mL纳氏试剂，混匀。放置10min后，同校准曲线步骤测量吸光度。4.空白试验：以无氨水代替水样，作全程序空白测定（其余操作步骤同水样完全相同）。5、计算:氨氮（N，mg/L）=1000m/V；式中，m-由校准曲线上查得的氨氮含量（mg）；V-水样体积（ml）【指步骤3中（1）分取水样的体积，一般为50ml】由水样测得的吸光度减去空白试验的吸光度后，从校准曲线上查得氨氮含量

21、（mg）。五. 实验数据处理1 实验数据列表吸取铵标准使用液（ml）00.501.003.005.007.0010.00空白样待测水样氨氮含量（mg）00.0050.010.030.050.070.10吸光度A1A2A3A4A5A6A7A1A8校正吸光度A1A1A2A1A3A1A4A1A5A1A6A1A7A1A8A12 绘制标准曲线以氨氮含量（mg）为横坐标，以校正吸光度为纵坐标，将标准曲线点绘在坐标中，并绘制校准曲线。标准曲线的制作方法有两种：绘图法：a、根据操作数据列表 b、绘图（7个点）回归法：a、根据操作数据列表 b、计算回归直线方程 Y = bx + a计算a、b值，列出回归直线方程

22、nxyxyb=nx2 (x)2 x2y xxya= nx2 (x)2c、回归直线的相关性检验r【（xix均）（yiy均）】/（xix均）2（yiy均）20.5r1 r值越接近1，说明所有点越靠近该直线，线性越好，否则越差。校准曲线合格性检验：(1)线性检验：检验校准曲线的精密度。求相关系数r绝对值大于等于0.9990，否则重绘找原因。（2）截距检验：即检验校准曲线的准确度。在线性检验合格基础上，对其进行线性回归（包括零浓度的标样），得回归方程：Y=a+bx b（xix均）（yiy均）/（xix均）2a=y均-bx均a与0作t检验，当取95%置信水平、经检验无显著性差异时a可作0处理；方程简化y

23、=bx则x=y/b。则通过此式可直接求试样浓度。当a与0有显著性差异时，则回归方程计算结果准确度不高，应找原因并重绘校准曲线，直至合格。截距检验方法：首先计算剩余标准差：s0=（yiy均）2-（xix均）（yiy均）/（xix均）2/(N-2)0.5再计算截距标准差sa=s0x2/n（xix均）20.5最后计算截距t值：t=|a-0|/sa再与临界t0.05（n）值比较（其中t（0.05,5）=2.57；t（0.05,6）=2.45；），进行t检验。如果tt0.05（n），差别无显著意义，此时a可作零处理；否则差别有显著意义。（3）斜率检验：即检验方法的灵敏度。随机误差导致斜率变化不应超出一定

24、允许范围。分子光度法要求其相对差值小于5%；检验合格后校准曲线方可投入使用，否则造成较大误差。最好在测定试样的同时绘制校准曲线最为理想。否则在测定试样同时，平行测定零浓度与中等浓度标样两份，取均值相减后与原校准曲线的相应点校核，其相对差值根据方法精密度不得大于5-10%，（绝对偏差d=xi-x均，相对偏差d/x均值5-10%。）否则重绘校准曲线。3.由待测水样的校正吸光度和校准曲线查的水样中氨氮含量。4.由计算公式计算水样氨氮含量。六 实验注意事项：1 静置后生成的沉淀应除去；2 滤纸中含痕量铵盐，使用时注意用无氨水洗涤。3 采集的水样应尽快分析并储于聚乙烯瓶或玻璃瓶内，必要时加硫酸酸化至ph

25、小于2,于25度下存放，应防止受到空气中氨影响。七思考题：测定水样氨氮时，什么时候必须对水样进行蒸馏预处理？备注：分光光度法的基本原理、 组成及722s型分光光度计操作使用1. 比色及分光光度法的基本原理用比较颜色的深浅来测定物质的浓度的方法叫比色分析法。随着近代分析仪器的发展，已普遍使用分光光度计进行比色分析。用分光光度计测定溶液吸光度进行定量分析被测物质的浓度的方法叫分光光度法。据入射光波长可分为紫外、可见分光光度法、红外光谱法等。肉眼可见的彩色光称为可见光，波长范围在400750nm：小于400nm的光线称为紫外光；大于750nm的光线称为红外光。722S型分光光度计主要在可见光范围测量

26、准确。基本原理可概括为两点：一是基于物质对光的选择吸收，二是吸收程度的大小符合朗白比尔定律。前者为选择波长的依据，后者为定量的基础。朗白比尔定律A=kcl k与波长，溶液性质，温度等有关。能在3401000nm波长范围内执行透过率 吸光度和浓度直接测定，广泛用于医学卫生 临床检验 生物化学 环保监测等部门作定性定量使用。3.722S分光光度计的基本组成1）光 源:卤素灯2）单色器:把混合光波分解为单波长光的装置.3）吸收池:(比色杯,比色皿,比色池)一般由玻璃,石英或熔凝石英制成,用来盛被测的溶液.在低于350 nm的紫外光区工作时,必须采用石英池或熔凝石英池. 吸收池(比色皿)必须与光束方向

27、垂直.此外,每套比色皿的质料,厚度应完全相同,以免产生误差.比色皿上的指纹,油污或壁上的沉积物都会显著地影响其透光性,因此在使用前务必彻底清洗.4）检测器-4操作使用4.1基本操作4.1.1 预热：开机后灯及电子部分需热平衡，故开机30min后可开始测定。4.1.2 调零： 目的：校正读数标尺二端，进入测试状态。调整时机：预热后，改变测试波长或测试一段时间后，以及作高精度测试前。操作：打开样品槽盖，按百分之0键，即可自动调整到零位。4.1.3 调百分之100T目的：校正读数标尺二端，进入测试状态。调整时机：同4.1.2操作：将空白样品液放入光路中，盖好盖按下“百分之100T”即可自动调百分之1

28、00T。注：调百分之100T可能影响百分之0，调整后请检查百分之0，如有变化可重调百分之0一次。4.1.4 调波长：用旋钮调节，波长显示窗读数时目光垂直观察。4.1.5 改变样品槽位置让不同样品进入光路槽有四位置，用拉杆改变，离测试者最近为“0”，依次为“1”、“2”、“3”位置,对应拉杆推向最内为“0”，依次向外拉为“1”、“2”、“3”位置。4.1.6 确定滤光片位置当测试波长在340380nm内作高精度测试可将拨杆推向前，通常不用此滤光片，可将其置于4001 000nm处。4.1.7 改变标尺（本仪器有四种标尺）TRANS透色率：用于透明液体和固体测量透射特点。ABS吸光度：用于标准曲线

29、法或绝对吸收法定量分析，在作动力学测试时可利用。FACT浓度因子：用于在浓度因子法浓度直读时设定浓度因子。CONC浓度直读：用于标样法浓度直读时，作设定和读出。注：各标尺的转换用MODE键并由各自指示灯指示。4.2 仪器的应用操作1)接通电源，使仪器预热30min。2)选择所需测量波长。3)将参比样品（一般为纯蒸馏水）置入样品室内，置透过标尺，盖下试样盖（打开光门），用100旋钮调至透光率为100，打开试样盖（关闭光门），调零，并再调100。目的是校正基本读数标尺二端，使仪器内部自动增益到位。4）置吸光度标尺，并将样品置入光路中，读取测量值。5）测量完毕后，清洗比色皿，并关闭电源，罩好仪器罩，填写仪器使用记录。5.仪器使用注意仪器应避免震动 阳光直射 灰尘及腐蚀；比色皿应用蒸馏水清洗用镜头纸擦净；电压22010v，温度1030度，环境湿度小于85。实验四 BOD测定-微生物膜电极法速测BOD一 实验目的：1、了解BOD含义、测定方法与意义；2、正确使用B-1型BOD速测仪，并理解微生物膜电极法测定BOD的基本原理。二 实验方法：生化需氧量测定方法有五天培养法，库仑法、 测压法、微生物膜电极法。本次选用微生物膜电极法速测法，本法可测定24000mg/L范围.本法可适用于地面水、地下水、工业废水和生活污水BOD测定。三 实验所需仪器和试剂：1.仪器：B-1型B