水质分析技术(王有志)（第二版）

1.水质分析技术　第二版紧密结合水质分析技术领域和职业岗位（群）的任职要求，突出了职业技能的培养和教材的实用性、实践性。2.水质分析技术　第二版尽量做到基本知识和基本原理简明扼要，充分考虑了教学内容与实际工作的一致性。适当增加了职业岗位所需知识和岗位操作训练的比重，以突出职业技能的培养。3.水质分析技术　第二版在各章的后面，除安排必要的思考题和习题外，还设置了相关的技能实训，使理论与实践完整统一。 

本书内容包括水质分析概述、水质分析技能基础知识、酸碱滴定法、氧化还原滴定法、重量分析法和沉淀滴定法、配位滴定法、分光光度法以及几种仪器分析法在水质分析中的应用，并对水质自动分析技术进行了简单介绍。本书根据高职高专环境类专业教材的基本要求编写而成，紧密结合水质分析技术领域和职业岗位（群）的任职要求，突出了职业技能的培养和教材的实用性、实践性。本书为高职高专环境类专业教材，亦可作为给水排水工程专业的教学用书或水质分析工作者的参考书。

王有志，黑龙江建筑职业技术学院，教授，（1）学习简历1978.7~1982.7 哈尔滨师范大学化学系 学生 1992.9~1995.7 哈尔滨建筑大学市政环境学院 学生（2）工作简历1982.7~1997.10 哈尔滨制革厂环保科 助理工程师、工程师、高级工程师 环保科负责人1997.10~2003.2 哈尔滨北方环保工程有限公司 副总工程师、总工程师2003.3~现在 黑龙江建筑职业技术学院市政工程学院 副教授、教授、环境工程专业主任2010.3~现在 黑龙江建筑职业技术学院设计院 注册公用设备师、环境工程专业主任1982年至1997年在哈尔滨制革厂工作，任环保科负责人，从事环境污染治理及研究工作。先后承担了该厂污水处理工程项目的施工、设备安装、运行管理及工程项目的技术改造。在此期间完成了哈市科委下达的《间歇式活性污泥法处理有机性工业废水的试验研究》和黑龙江省科技厅下达的《高分散系高传质好氧生化系统试验研究》科技攻关项目，完成了哈尔滨建筑大学硕士研究生学业，取得了工学硕士学位。1997年至2003年在哈尔滨北方环保工程有限公司工作，出任副总工程师、总工程师，兼任黑龙江省环境科学学会理事。先后主持了哈尔滨惠康食品有限公司、哈飞集团、哈尔滨利佳毛皮制衣有限公司、哈尔滨八区制油厂、哈尔滨仁皇药业有限公司、哈尔滨远大一洲制药有限公司等20余项污水处理工程的设计、施工安装和验收工作；主持完成了黑龙江省科技厅下达的“光合细菌处理中药废水的试验研究”、“污废水深度处理与回用关键技术与设备研究”、“废水深度处理及资源化再生利用系统技术研究”、“陶瓷膜系统设备在工业废水处理中的应用研究”等4项重点科技攻关项目，科技攻关项目中有2项成果达到国际先进水平，2项达到国内领先水平，其中由“光合细菌处理中药废水的试验研究”和“污废水深度处理与回用关键技术与设备研究”项目所开发的成套设备被黑龙江省科技厅和黑龙江省高新技术产品认定委员会任定为高新技术产品。 2003年3月开始在黑龙江建筑职业技术学院市政工程学院工作，任市政学院环境工程技术专业主任，先后承担了《水污染控制技术》、《环保设备与安装》、《水质分析技术》、《环境微生物技术》和《固体废物处理与处置》等课程的教学工作，其中《水污染控制技术》课程于2007年被评为国家精品课。主持的“以工作过程为导向的环境工程专业课程体系开发研究”教育科研课题与2010年获黑龙江省教育厅教育成果二等奖和中国高等职业技术教育研究会教育成果一等奖。2010年任黑龙江建筑职业技术学院设计院环境工程专业主任，并获黑龙江省注册公用设备师资格。2011年出任黑龙江省高职高专环境类专业教学指导委员会副秘书长。2014年被评为黑龙江省先进教师。

1 水质分析概述             1

1.1 水质分析的任务与内容       
1

1.1.1 水质分析的任务        
1

1.1.2 水质分析的内容        
2

1.2 水质指标和水质标准      
  4

1.2.1 水质指标           
4

1.2.2 水质标准           
8

1.3 水样的采集与保存         
8

1.3.1 水样的采集          
8

1.3.2 水样的保存          
9

1.4 水质分析的基本计算        
10

1.4.1 基准物质、基准溶液、标准溶液和标准滴定溶液          10

1.4.2 标准滴定溶液浓度的表示法   
10

1.4.3 滴定分析的计算        
11

1.5 水质分析结果的误差及其表示方法  
13

1.5.1 误差及其产生的原因      
13

1.5.2 误差的表示方法        
14

1.6 数据处理             
15

1.6.1 有效数字           
15

1.6.2 有效数字修约及计算规则    
17

思考题与习题             
18

2 水质分析技能基础知识        
19

2.1 常用玻璃仪器及其他器皿、器具   
19

2.1.1 常用玻璃仪器         
19

2.1.2 常用瓷器皿          
22

2.1.3 常用器具           
23

2.1.4 玻璃仪器的洗涤及保管     
24

2.2 化学试剂与试液          
26

2.2.1 化学试剂           
26

2.2.2 实验室分析用水        
28

2.2.3 溶液的配制          
30

2.3 实验室常用仪器设备        
32

2.3.1 天平             
32

2.3.2 电热设备           
34

2.3.3 其他设备           
35

2.4 滴定分析基本操作         
37

2.4.1 滴定管的使用         
37

2.4.2 吸管的使用          
40

2.4.3 容量瓶的使用         
41

思考题与习题             
43

技能实训1 分析天平的使用        43

技能实训2 滴定分析基本操作       45

技能实训3 色度的测定(目视比色法)   46

3 酸碱滴定法             
48

3.1 酸碱指示剂            
48

3.1.1 酸碱指示剂的变色原理     
48

3.1.2 指示剂的变色范围       
49

3.2 酸碱滴定曲线和指示剂的选择    
51

3.2.1 强碱(酸)滴定强酸(碱)    
51

3.2.2 强碱滴定弱酸         
53

3.2.3 强酸滴定弱碱         
53

3.3 酸碱滴定法的应用         
54

3.3.1 碱度的测定          
54

3.3.2 酸度及其测定         
58

3.3.3 氨氮的测定          
59

思考题与习题             
60

技能实训 碱度的测定(总碱度、重碳酸盐和碳酸盐)           60

4 氧化还原滴定法           
64

4.1 氧化还原反应的方向        
64

4.1.1 氧化还原反应和条件电极电位  
64

4.1.2 氧化还原反应进行的方向    
65

4.2 氧化还原反应速率的影响因素    
66

4.2.1 浓度的影响          
66

4.2.2 温度的影响          
67

4.2.3 催化剂的影响         
67

4.3 氧化还原滴定           
67

4.3.1 氧化还原滴定曲线       
67

4.3.2 氧化还原指示剂        
68

4.4 氧化还原滴定法在水质分析中的应用  
69

4.4.1 高锰酸钾法——水中高锰酸盐指数的测定             69

4.4.2 重铬酸盐法——水的化学需氧量的测定              71

4.4.3 碘量法——水中溶解氧的测定、生化需氧量的测定         73

4.4.4 溴酸钾法——水中酚的测定   
79

4.5 水中有机物污染综合指标      
80

4.5.1 高锰酸盐指数(PV)、COD、BOD5及其关系            80

4.5.2 总有机碳(TOC)        
81

4.5.3 总需氧量(TOD)        
82

4.5.4 紫外吸光度(UVA)——水中有机污染物的新综合指标        84

思考题与习题             
85

技能实训1 水中高锰酸盐指数的测定    86

技能实训2 水中化学需氧量CODCr的测定(重铬酸盐法)         87

技能实训3 水中溶解氧DO 的测定(碘量法)            89

技能实训4 水中生化需氧量BOD5的测定   92

5 重量分析法和沉淀滴定法      
95

5.1 重量分析法            
95

5.1.1 概述             
95

5.1.2 重量分析法的应用       
95

5.2 沉淀滴定法            
97

5.2.1 概述           
  97

5.2.2 莫尔法            
97

5.2.3 佛尔哈德法          
99

5.2.4 沉淀滴定法的应用      
100

思考题与习题             
101

技能实训1 悬浮性固体的测定      102

技能实训2 水中氯化物的测定(沉淀滴定法)            104

6 配位滴定法             
107

6.1 概述              
107

6.1.1 简单配合物         
107

6.1.2 螯合物           
108

6.2 EDTA及其螯合物        
109

6.2.1 EDTA和EDTA二钠      109

6.2.2 EDTA螯合物的稳定性    
109

6.2.3 EDTA在溶液中的分布    
110

6.2.4 EDTA的酸效应       
111

6.2.5 滴定反应的影响因素及条件稳定常数             112

6.2.6 pH值和酸效应曲线    112

6.3 金属指示剂           
113

6.3.1 金属指示剂的作用原理    
113

6.3.2 金属指示剂应具备的条件   
114

6.3.3 常用的金属指示剂      
114

6.4 提高配位滴定选择性的方法    
115

6.4.1 酸度控制法         
115

6.4.2 掩蔽剂的利用        
116

6.5 配位滴定方式及其应用      
117

6.5.1 配位滴定方式        
117

6.5.2 EDTA标准滴定溶液的配制与标定            118

6.5.3 配位滴定法的应用       119

思考题与习题             
122

技能实训 水中硬度的测定       
123

7 分光光度法             
126

7.1 概述              
126

7.2 分光光度法测定原理       
126

7.2.1 光的基本性质        
126

7.2.2 溶液的颜色和对光的选择性吸收 
127

7.2.3 朗伯-比耳定律         128

7.2.4 分光光度法的定量方法及误差 
128

7.3 分光光度计及其测定条件的选择  
130

7.3.1 分光光度计的结构      
130

7.3.2 分光光度计的工作原理    
131

7.3.3 测定条件的选择       
132

7.4 分光光度法在水质分析中的应用  
133

7.4.1 水中氨氮的测定       
133

7.4.2 水中亚硝酸盐的测定     
134

7.4.3 水中硝酸盐氮的测定     
135

7.4.4 水中总磷的测定       
135

7.4.5 水中六价铬的测定      
136

7.4.6 水中余氯的测定       
136

7.4.7 水中铁的测定        
137

思考题与习题             
138

技能实训1 水中铁的测定(邻二氮菲分光光度法)           138

技能实训2 氨氮的测定(纳氏试剂分光光度法)           141

技能实训3 挥发酚的测定(4-氨基安替吡啉三氯甲烷萃取分光光度法)   143

技能实训4 水中余氯的测定(分光光度法)            145

8 几种仪器分析法在水质分析中的应用 
148

8.1 电位分析法           
148

8.1.1 直接电位法         
148

8.1.2 电位滴定法         
150

8.2 电导分析法           
150

8.2.1 基本原理          
151

8.2.2 水样的分析         
152

8.2.3 电导法在水质分析中的应用  
152

8.3 原子吸收光谱法         
153

8.3.1 概述            
153

8.3.2 原子吸收光谱法基本原理   
153

8.3.3 原子吸收分光光度计的主要构造 
154

8.3.4 定量方法          
155

8.3.5 原子吸收光谱法在水质分析中的应用            156

8.4 气相色谱法           
157

8.4.1 气相色谱法的特点      
157

8.4.2 气相色谱法原理及构造    
157

8.4.3 气相色谱法的定性定量方法  
159

8.4.4 气相色谱法在水质分析中的应用 
160

8.5 高效液相色谱法         
162

8.5.1 高效液相色谱法的特点    
162

8.5.2 高效液相色谱法原理及构造  
162

8.5.3 高效液相色谱法的定量方法  
163

8.5.4 高效液相色谱法在水质分析中的应用            163

8.6 质谱法             
164

8.6.1 质谱法的特点        
164

8.6.2 质谱仪           
164

8.6.3 色谱-质谱联用技术简介     167

思考题与习题             
170

技能实训 水中金属离子锌和铅的测定(原子吸收光谱法)       171

9 水质自动分析技术简介       
173

9.1 地表水水质自动分析       
173

9.1.1 水温测定          
173

9.1.2 电导率测定         
173

9.1.3 pH值测定          
174

9.1.4 浊度测定          
175

9.1.5 溶解氧测定         
175

9.2 污水水质自动分析        
175

9.2.1 COD自动测定        
176

9.2.2 BOD自动测定        
176

9.2.3 总氮测定          
177

9.2.4 氨氮测定          
178

9.2.5 总磷测定          
178

9.2.6 UV自动分析仪        
178

9.2.7 金属离子测定        
180

思考题与习题             
180

附录                  
181

附录1 生活饮用水卫生标准(GB 5749—2006)         181

附录2 城市供水水质标准(CJ/T 206—2005)        183

附录3 地表水环境质量标准(GB 3838—2002)         185

附录4 城市污水再生利用城市杂用水水质(GB/T 18920—2002)       187

附录5 污水综合排放标准(GB 8978—1996)         188

附录6 弱酸、弱碱在水中的离解常数(25℃)           191

附录7 配合物的稳定常数(18～25℃)  
192

附录8 难溶化合物的溶度积(18～25℃)  
193

附录9 标准电极电位或条件电极电位(25℃)             194

附录10 常用基准物质及其干燥条件    197

附录11 常用酸碱的密度和浓度      197

附录12 国际相对原子质量表       198

参考文献               
199

 

前言本教材自2007年出版发行以来，受到同类职业院校和广大读者的的好评，并得到较广泛的应用。在此期间，水质分析方法及其仪器设备得到了快速的发展，特别是国家对水质检测方法标准及相关技术规范进行了系统的修订，同时也颁布了一些新的方法标准，使得本教材的个别内容变得陈旧，使用时会给同类院校的教学工作及分析化验人员参考带来不便。为此对本教材版进行适当修订，以使其与现行水质检测标准及技术规范相适应。本教材的修订继续围绕高职高专教育专业人才培养目标要求，融入水质分析技术的新发展和新成果。修订后的教材删除了陈旧内容，依据国家现行标准方法及技术规范对有关内容进行更新，突出重点；名词、术语、定义、公式和计量单位更加规范化，同时适当增补了质谱及色谱质谱联用技术等方面的知识介绍。本次修订的组织工作由王有志负责，全书的统编由王有志、杨丽英负责。修订编写工作人员分工如下：第1章、第4章、第8章（部分内容）由王有志负责；第2章、第8章（部分内容）、第9章由谢炜平负责；第3章、第6章、附录由马春香负责；第5章，第7章和全书教学课件由杨丽英负责。本教材在修订过程中，黑龙江建筑职业技术学院景海河教授给予了高度关注和大力支持，并提出了指导性意见和建议；边喜龙教授负责审定工作，同时提出了建设性意见，在此一并表示衷心的感谢。由于编写人员水平有限，教材中难免出现不妥之处，敬请广大读者批评、指正。编者2018年1月版前言本教材根据《高职高专教育专业人才培养目标及规格》《高职高专教育专门课程基本要求》，并结合水质分析技术领域和职业岗位（群）的任职要求编写而成。可作为高职高专环境类专业学生的教材，亦可作为给排水工程专业的教学用书或水质分析工作者的参考书。全书共分9章。主要包括水质分析概述、水质分析技能基础知识、酸碱滴定法、氧化还原滴定法、重量分析和沉淀滴定法、配位滴定法、分光光度法、几种仪器分析法在水质分析中的应用和水质自动分析技术等方面的知识。教材尽量做到基本知识和基本原理简明扼要，充分考虑了教学内容与实际工作的一致性。适当增加了职业岗位所需知识和岗位操作训练的比重，以突出职业技能的培养。在各章的后面，除安排必要的思考题和习题外，还设置了相关的技能实训，使理论与实践完整统一。本教材由王有志主编，谢炜平副主编。其中：第1章由王有志编写；第2章由谢炜平编写；第3章由马春香编写；第4章由王有志编写；第5章由杨丽英编写；第6章由马春香编写；第7章由杨丽英编写；第8章、第9章由谢炜平编写；附录由马春香、王有志编写。全书由王有志统稿，哈尔滨工业大学李建政教授担任主审。本教材在编写过程中，参考了大量国内分析化学和水质分析等方面的教材及专著，并邀请行业、企业专家对书稿进行了审阅。在此，谨对参考文献的原作者和对本教材提出宝贵意见及建议的行业、企业专家表示衷心的感谢。由于编者水平有限，教材中难免出现疏漏，敬请读者批评、指正。编者2007年2月