第7章水和废水的监测2.ppt

7.3 水中的氯化物和余氯 7.3.1水中的氯离子 氯化物几乎存在于所有的水和废水中。天然淡水中氯离子含量较低，约为几毫克/升，其来源主要为水源流经含氯化物的地层时所带入；而在海水、盐湖及某些地下水中，氯离子可高达数十克/升；因为食盐是人们日常饮食所必需，且经过消化系统后不发生任何变化，因此生活污水中含有相当数量的氯离子；不少工业废水也含有大量氯离子。通常，氯离子的含量随水中矿物质的增加而增多。 饮用水中氯离子含量较低时，于人体无害；含量较高时，会因相应阳离子的存在而影响其口感。如当氯离子含量为250mg/L时，若相应阳离子为钠时，就会感觉到咸味；而当氯离子含量高达1000mg/L时，若相应阳离子为钙、镁时，也不会有显著的咸味。工业用水中氯离子含量过高，会对金属管道、锅炉和构筑物有腐蚀作用。另外，过多的氯离子会妨碍植物的生长，不适合灌溉。 水中氯离子的测定可采用容量法，包括硝酸银滴定法(GB 11896-89)、硝酸汞滴定法和电位滴定法、离子色谱法。 7.3.1.1 容量法 (1)硝酸银滴定法 在中性或弱碱性溶液中，以铬酸钾为指示剂，用硝酸银标准溶液滴定氯离子，由于氯化银的溶解度小于铬酸银的溶解度，首先生成白色的氯化银沉淀，当水中氯离子被沉淀完全后，稍过量的硝酸银即与铬酸钾生成砖红色铬酸银沉淀，指示滴定终点的到达。 注意事项：必须调节水样的pH值为6.5～10.5。在酸性介质中CrO42-会生成Cr2O72-，影响滴定终点时Ag2CrO4的生成；在强碱性介质中Ag＋将生成AgOH沉淀。由于眼睛能观察到终点的砖红色时往往AgNO3已经过量，因此需同时做空白试验来消除误差。K2CrO4指示剂的加入量要适宜，否则会过早或过迟形成Ag2CrO4沉淀，影响测定结果。当水样浑浊或有色时，可先用氢氧化铝悬浮液进行沉淀过滤以去除干扰。 氯可以与水中许多物质发生反应，尤其是还原性物质(包括无机物和有机物)，这些反应也要消耗氯。氯与水中的酚反应产生一氯酚、二氯酚、三氯酚等使水产生臭味的物质。氯和次氯酸还会与水中的腐殖质反应生成多种卤代副产物，其中最有代表性的是三卤甲烷(THMs)，这是一类可疑致癌物质。基于上述种种原因，目前人们致力于研究其他更为安全的消毒剂，二氧化氯即是较有前途的一种。 它的消毒效率与次氯酸不相上下，在较高pH值条件下也能发挥作用，它不与氨生成氯胺，也不与有机物生成三卤甲烷，此外，它还可以有效破坏酚类化合物，不会使水产生异味。当然，二氧化氯的使用也受到一些制约，如它很不稳定，必须在现场制备等。目前为止，氯消毒这一传统方法还有着很强的生命力，其他消毒剂的使用还相对较少且也存在这样那样的问题，但对它们的研究还是很有价值的。 7.3.3 水的余氯与需氯量 在水的氯化消毒过程中，所投加的氯经过一定接触时间以后除了与水中的细菌和还原性物质发生作用被消耗外，还应有适量的剩余氯留在水中以保证持续的杀菌能力，这部分氯称为余氯。 水中具有杀菌能力的C12、HOCl和OCl-称为游离性余氯，NH2Cl、NHCl2和NCl3等称为化合性余氯。在相同时间内，游离性余氯的杀菌能力更强，二者之和称为总余氯。 在水的氯化消毒处理中，若加氯量过少，不能完全达到杀菌的目的；若加氯量过多，既不经济又会使水产生难闻的嗅味。因此，选择合适的加氯量是一个非常实际的问题，它是通过需氯量试验来确定的。 需氯量就是指在一定条件(温度、pH值、接触时间等)下，单位体积水样中所投加的氯量与为达到预期氯化结果所需的剩余氯量之差，即：需氯量＝加氯量-余氯。也就是说，需氯量是水中细菌和其他还原性物质(包括部分无机物和有机物)所消耗的氯量及氯在水中被光氧化分解的量。 7.3.3.1余氯的测定 通常，余氯的测定都是依据其氧化能力进行的，因而水中的其他氧化剂会影响测定结果。亚硝酸盐和高于二价的锰是水中常见的干扰物质。 余氯在水中很不稳定，易见光分解，取样后需立即测定。 (1)碘量法 测总余氯在酸性条件下，余氯与碘化钾作用释放出游离单质碘，使水样呈棕黄色，用标准硫代硫酸钠溶液滴定至变成淡黄色，加入淀粉指示剂，遇碘变为蓝色，继续滴定至蓝色消失，根据所消耗硫代硫酸钠的量计算总余氯的含量。该法适合测定总余氯(以Cl2计，mg/L)含量大于lmg/L的水样。反应式如下 (2)游离性余氯和化合性余氯的测定 ①N，N—二乙基对苯二胺(DPD)-硫酸亚铁铵滴定法(GB 11897-89) ② N，N-二乙基对苯二胺(DPD)光度法(GBll898-89) 7.7水中的含磷化合物 磷在地球上分布很广，由于它极易被氧化，因此在自然界中没有单质磷。 天然水中的磷含量通常很少，一般不应超过0.1mg/L。生活污水会含有比较大量的磷，主要来源为合成洗涤剂和食物中蛋白质的分解产物。化肥、农药、合成洗