第三节 水样的理化检测

一、水中“三氮”的测定

“三氮”是指水中的氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮。水体被人畜粪便污染后，含氮有机物在微生物的作用下，逐渐分解成氨，在有氧条件下，水体中的含氮有机物氧化形成亚硝酸盐，再进一步分解为含氮有机物氧化分解的最终产物硝酸盐。当水中氨氮含量增高时，提示可能存在新近的人畜粪便污染。如亚硝酸盐含量高时，表明水中的有机物无机化过程正处于进行中，污染的危害仍然存在。如硝酸盐氮含量高，而氨氮、亚硝酸盐氮的浓度不高，表明含氮有机物污染的自净过程已完成。因此，根据水体中氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮含量的变化规律，可综合分析含氮有机污染物的污染和自净过程。

水中氨氮的测定——纳氏试剂分光光度法

（一）原理

水中氨与纳氏试剂（K2HgI4）在碱性条件下生成黄至棕色的化合物（NH2Hg2OI），其色度与氨氮含量成正比。

（二）器材

1．全玻璃蒸馏器（500ml）。

2．具塞比色管（50ml）。

3．分光光度计。

（三）试剂

本法所有试剂均需用不含氨的纯水配制。无氨水可用一般纯水通过强酸型阳离子交换树脂或者加硫酸和高锰酸钾后重蒸馏制得。

1．硫代硫酸钠溶液（3.5g/L）称取0.35g硫代硫酸钠（Na2S2O3·5 H2O）溶于纯水中，并稀释至100ml。此溶液0.4ml能除去200ml水样中含1mg/L的余氯。使用时可按水样中余氯的质量浓度计算加入量。

2．四硼酸钠溶液（9.5g/L）称取9.5g四硼酸钠（Na2B4O7·10H2O）用纯水溶解，并稀释至1000ml。

3．氢氧化钠溶液（4g/L）。

4．硼酸盐缓冲溶液量取88ml氢氧化钠溶液，用四硼酸钠溶液稀释至1000ml。

5．硼酸溶液（20g/L）。

6．硫酸锌溶液（100g/L）称取10g硫酸锌（ZnSO4·7 H2O），溶于少量纯水中，并稀释至100ml。

7．氢氧化钠溶液（240g/L）。

8．酒石酸钾钠溶液（500g/L）称取50g酒石酸钾钠（KNaC4H4O6·4 H2O），溶于100ml纯水中，加热煮沸以除去氨，冷却后再用纯水补充至100ml。

9．氢氧化钠溶液（320g/L）。

10．纳氏试剂称取100g碘化汞（HgI2）及70g碘化钾（KI），溶于少量纯水中，将此溶液缓缓倾入已冷却的500ml氢氧化钠溶液中，并不停搅拌，然后再以纯水稀释至1000ml。储于棕色瓶中，用橡胶塞塞紧，避光保存。试剂有毒，应谨慎使用。

注：配制试剂时应注意勿使碘化钾过剩。过量的碘离子将影响有色络合物的生成，使发色变浅。储存已久的纳氏试剂，使用前应先用已知量的氨氮标准溶液显色，并核对吸光度；加入试剂后2h内不得出现浑浊，否则应重新配制。

11．氨氮标准贮备溶液[ρ（NH3-N）=1.00mg/ml] 将氯化铵（NH4Cl）置于烘箱内，在105℃烘烤1h，冷却后称取3.8190g，溶于纯水中于容量瓶内定容至1000ml。

12．氨氮标准使用液[ρ（NH3-N）=10.00 μg/ml]（临用时配制）吸取10.00ml氨氮标准贮备溶液，用纯水定容到1000ml。

（四）操作步骤

1．水样的预处理 水样中氨氮不稳定，采样时每升水样加0.8ml硫酸（ρ20=1.84mg/L）, 4℃保存并尽快分析。无色澄清的水样可直接测定。色度、浑浊度较高和干扰物质较多的水样，需经过蒸馏或混凝沉淀等预处理步骤。

（1）蒸馏：取200ml纯水于全玻璃蒸馏器中，加入5ml硼酸盐缓冲液及数粒玻璃珠，加热蒸馏，直至馏出液用纳氏试剂检不出氨为止。稍冷后倾出并弃去蒸馏瓶中残液，量取200ml水样（或取适量，加纯水稀释至200ml）于蒸馏瓶中，根据水中余氯含量，计算并加入适量硫代硫酸钠溶液脱氯。用氢氧化钠溶液调节水样至呈中性。

加入5ml硼酸盐缓冲液，加热蒸馏。用200ml容量瓶为接收瓶，内装20ml硼酸溶液作为吸收液。蒸馏器的冷凝管末端要插入吸收液中。待蒸出150ml左右，使冷凝管末端离开液面，继续蒸馏以清洗冷凝管。最后用纯水稀释至刻度，摇匀，供比色用。

（2）混凝沉淀：取200ml水样，加入2ml硫酸锌溶液，混匀。加入0.8～1ml氢氧化钠溶液，使pH值为10.5，静置数分钟，倾出上清液供比色用。

经硫酸锌和氢氧化钠沉淀的水样，静置后一般均能澄清。如必须过滤时，应防止滤纸中含有的铵盐对水样的影响，需预先将滤纸用无氨纯水反复淋洗，至用纳氏试剂检查不出氨后再使用。

2．水样的测定

（1）取50.0ml澄清水样或经预处理的水样（如氨氮含量大于0.1mg，则取适量水样加纯水至50ml）于50ml比色管中。

（2）另取50ml比色管8支，分别加入氨氮标准使用溶液0ml、0.10ml、0.20ml、0.30ml、0.50ml、0.70ml、0.90ml、1.20ml，对高浓度氨氮的标准系列，则分别加入氨氮标准使用溶液0ml、0.50ml、1.00ml、2.00ml、4.00ml、6.00ml、8.00ml、10.00ml，用纯水稀释至50ml。

（3）向水样及标准溶液管内分别加入1ml酒石酸钾钠溶液（经蒸馏预处理过的水样，水样及标准管中均不加此试剂），混匀，加1.0ml纳氏试剂混匀后放置10min，于420nm波长下，用1cm比色皿，以纯水作参比，测定吸光度；如氨氮含量低于30 μg，改用3cm比色皿，低于10 μg可用目视比色。

注：经蒸馏处理的水样，只向各标准管中各加5ml硼酸溶液，然后向水样及标准管各加2ml纳氏试剂即可。

（4）标准曲线与结果计算：从曲线上查出样品管中氨氮含量，或目视比色，记录水样中相当于氨氮标准的质量。

式中：ρ（NH3-N）——水样中氨氮的质量浓度，mg/L；

m——从标准曲线上查得的样品管中氨氮的质量，μg；

V——水样体积，ml。

（五）注意事项

1．应用范围 纳氏试剂分光光度法适用于生活饮用水及其水源水中氨氮的测定。方法的最低检测质量为1.0 μg氨氮，取50ml水样测定，则最低检测质量浓度为0.02mg/L。

2．水中的干扰物质 水中常见的钙、镁、铁等离子能在测定过程中生成沉淀，可加入酒石酸钾钠掩蔽；水样中的余氯可与氨结合成氯胺，可先用硫代硫酸钠脱氯；水中的悬浮物可用硫酸锌和氢氧化钠混凝沉淀除去；水中的硫化物、铜、醛等可引起溶液浑浊；脂肪胺、芳香胺、亚铁等也可与碘化汞钾产生颜色；水本身带有的颜色亦影响比色结果，此时可用蒸馏法消除。

3．本方法主要参照GB/T5750-2006《生活饮用水标准检验方法》，其中规定适用于水中氨氮的测定的标准方法，还有酚盐分光光度法和水杨酸盐分光光度法。

水中亚硝酸盐氮的测定——重氮偶合分光光度法

（一）原理

在pH值1.7以下，水中亚硝酸盐与对氨基苯磺酰胺重氮化，再与盐酸N-（1-萘）-乙二胺产生偶合反应，生成紫红色的偶氮染料，比色定量。

（二）器材

1．具塞比色管（50ml）。

2．分光光度计。

（三）试剂

1．氢氧化铝悬浮液 称取125g硫酸铝钾[KAl（SO4）2· 12 H2O]或硫酸铝铵[NH4Al（SO4）2·12 H2O]，溶于1000ml纯水中。加热至60 ℃，缓缓加入55ml氨水（ρ20=0.88g/ml），使氢氧化铝沉淀完全。充分搅拌后静置，弃去上清液，用纯水反复洗涤沉淀，至倾出上清液中不含氯离子（用硝酸银硝酸溶液试验）为止。然后加入300ml纯水成悬浮液，使用前摇匀。

2．对氨基苯磺酰胺溶液（10g/L）称取5g对氨基苯磺酰胺（H2NC6H4SO3NH2），溶于350ml1∶6的盐酸溶液中，用纯水稀释至500ml。

3．盐酸N-（1-萘）-乙二胺溶液（1.0g/L）称取0.2g盐酸N-（1-萘）-乙二胺（C10 H7NH2CHCH2·NH2·2HCl），溶于200ml纯水中。冰箱内储存可稳定数周。如试剂颜色变深，应弃去重配。

4．亚硝酸盐氮标准贮备液[ρ（NO2-N）=50 μg/ml] 称取0.2463g在玻璃干燥器内放置24h的亚硝酸钠（NaNO2），溶于纯水中，并定容至1000ml。每升中加2ml三氯甲烷保存。

5．亚硝酸盐氮标准使用溶液[ρ（NO2-N）=0.10 μg/ml] 取10.00ml亚硝酸盐氮标准贮备液于容量瓶中，用纯水定容至500ml，再从中吸取10.00ml，用纯水于容量瓶中定容至100ml。

（四）操作步骤

1．若水样浑浊或色度较深，可先取100ml，加入2ml氢氧化铝悬浮液，搅拌后静置数分钟，过滤。

2．先将水样或处理后的水样用酸或碱调近中性。取50.0ml置于比色管中。

3．另取50ml比色管8支，分别加入亚硝酸盐氮标准液0、0.50、1.00、2.50、5.00、7.50、10.00和12.50ml，用纯水稀释至50ml。

4．向水样及标准色列管中分别加入1ml对氨基苯磺酰胺溶液，摇匀后放置2～8min。加入1.0ml盐酸N-（1萘）-乙二胺溶液，立即混匀。

5．取1cm比色皿，在540nm波长，以纯水作参比，在10min至2h内，测定吸光度。如亚硝酸盐氮浓度低于4 μg/L时，改用3cm比色皿。

6．标准曲线与计算：从曲线上查出水样中亚硝酸盐氮的含量。

式中：ρ（NO2-N）——水样中亚硝酸盐氮（N）的质量浓度，mg/L；

m——从标准曲线上查得样品管中亚硝酸盐氮的质量，μg；

V——水样体积，ml。

（五）注意事项

1．应用范围 重氮偶合分光光度法适用于生活饮用水及其水源水中亚硝酸盐氮的测定。方法的最低检测质量为0.05 μg亚硝酸盐氮，取50ml水样测定，则最低检测质量浓度为0.001mg/L。

2．水中的干扰物质 三氯胺可产生红色干扰，铁、铅等离子可产生沉淀而干扰结果，铜离子可催化分解重氮盐使结果偏低，其他有色离子也可产生干扰。

3．本方法主要参照GB/T5750-2006《生活饮用水标准检验方法》。

水中硝酸盐氮的测定——麝香草酚分光光度法

（一）原理

硝酸盐和麝香草酚在浓硫酸溶液中形成硝基酚化合物，在碱性溶液中发生分子重排，生成黄色化合物，比色测定。

（二）器材

1．具塞比色管（50ml）。

2．分光光度计。

（三）试剂

1．氨水（ρ20=0.88g/ml）。

2．乙酸溶液（1∶4）。

3．氨基磺酸铵溶液（20g/L）称取2.0g氨基磺酸铵（NH4SO3NH2），用乙酸溶液溶解，并稀释为100ml。

4．麝香草酚乙醇溶液（5g/L）称取0.5g麝香草酚[（CH3）（C3H7）C6H3OH, Thymol，又名百里酚]，溶于无水乙醇中，并稀释至100ml。

5．硫酸银硫酸溶液（10g/L）称取1.0g硫酸银（Ag2SO4），溶于100ml硫酸（ρ20=1.84g/ml）中。

6．硝酸盐氮标准贮备溶液称取7.2180g经105～110 ℃干燥1h的硝酸钾（KNO3），溶于纯水中，并定容至1000ml。加2ml三氯甲烷为保存剂。

7．硝酸盐氮标准使用溶液吸取5.00ml硝酸盐氮标准贮备溶液定容至500ml。

（四）操作步骤

1．取1.00ml水样于干燥的50ml比色管中。

2．另取50ml比色管6支，分别加入硝酸盐氮标准使用溶液0,0.05,0.10,0.30,0.50, 0.70和1.00ml，用纯水稀释至1.00ml。

3．向各管加入0.1ml氨基磺酸铵溶液，摇匀后放置5min。

4．各加0.2ml麝香草酚乙醇溶液。

注：由比色管中央直接滴加到溶液中，勿沿管壁流下。

5．摇匀后加2ml硫酸银硫酸溶液，混匀后放置5min。

6．加8ml纯水，混匀后滴加氨水至溶液黄色到达最深，并使氯化银沉淀溶解为止（约加9ml）。加纯水至25ml刻度，混匀。

7．于415nm波长，2cm比色皿，以纯水为参比，测量吸光度。

8．标准曲线与计算：从曲线上查出样品中硝酸盐氮的质量，并用下式计算。

式中：——水样中亚硝酸盐氮（N）的质量浓度，mg/L；

m——从标准曲线上查得样品管中亚硝酸盐氮的质量，μg；

V——水样体积，ml。

（五）注意事项

1．应用范围 麝香草酚分光光度法适用于生活饮用水及其水源水中硝酸盐氮的测定。最低检测质量为0.5 μg硝酸盐氮，取1.00ml水样测定，则最低检测质量浓度为0.5mg/L。

2．水中干扰物质 亚硝酸盐对方法有正干扰，可用氨基磺酸铵消除；而氯化物对方法有负干扰，可用硫酸银消除。

3．本方法主要参照GB/T5750-2006《生活饮用水标准检验方法》，其中规定适用于水中硝酸盐氮检测的标准方法，还有紫外分光光度法、离子色谱法和镉柱还原法。

（宋宏）

二、水中总硬度的测定

水的硬度是由溶解于水中的多种金属离子产生的，主要是钙，其次是镁。由于水中含有重碳酸钙与重碳酸镁而形成的硬度，经煮沸后可把硬度去掉，这种硬度称为暂时性硬度，又叫碳酸盐硬度；水中含硫酸钙和硫酸镁等盐类物质而形成的硬度，经煮沸后也不能去除，称为永久性硬度。暂时硬度和永久硬度之和，称为总硬度。我国《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）中规定，水的总硬度不得超过450mg/L（以碳酸钙计）。

测定总硬度常用乙二胺四乙酸二钠（Na2EDTA）滴定法，此法具有简便、快速、准确等优点。

（一）原理

乙二胺四乙酸二钠（Na2EDTA）在pH值为10的条件下与水中的钙、镁离子生成无色可溶性络合物，指示剂铬黑T则与钙、镁离子生成紫红色络合物，用Na2EDTA滴定钙、镁离子至终点时，钙、镁离子全部与Na2EDTA络合（其络合比为1∶1）而使铬黑T游离，溶液由紫红色变为蓝色。根据消耗Na2EDTA标准溶液的准确体积，便可求得水中的总硬度。

（二）仪器

1．三角烧瓶（150ml）。

2．滴管（10ml或25ml）。

（三）试剂

1．缓冲溶液 称取氯化铵16.9g，溶于143ml浓氨水中。称取硫酸镁（MgSO4·7 H2O）0.8g和Na2EDTA1.1g溶于50ml蒸馏水中，加入2ml上述氨-氯化铵溶液和5滴铬黑T指示剂，用Na2EDTA溶液滴定至溶液由紫红色变为蓝色。合并上述两种溶液，并用蒸馏水稀释至250ml。

2．铬黑T指示剂 称取0.5g铬黑T，溶于10ml缓冲溶液中，用95%乙醇稀释至100ml，放在冰箱中保存，可稳定1个月。

3.0.01mol/L乙二胺四乙酸二钠标准溶液 称取3.72g Na2EDTA溶于蒸馏水中，并稀释至1L。然后以锌基准物质标定其准确浓度。

4．硫化钠溶液 称取硫化钠（Na2S·9 H2O）5.0g，溶于蒸馏水中，并稀释至100ml。

5．盐酸羟胺溶液 称取1.0g盐酸羟胺（NH2OH·HCl），溶于蒸馏水中，并稀释至100ml。

（四）方法

1．取水样50ml（若硬度过大，可少取水样用蒸馏水稀释至50ml），置于150ml锥形瓶中。

2．若水样中含有金属干扰离子使滴定终点拖长或颜色发暗，可加入0.5ml盐酸羟胺溶液和1ml硫化钠溶液。

3．加入2ml缓冲溶液和5滴铬黑T指示剂，立即用Na2EDTA标准溶液滴定，当溶液由紫红色刚变为蓝色时，即为滴定终点。

4．计算

式中：C——水样的总硬度，以CaCO3计，mg/L；

V1——滴定时消耗Na2EDTA标准溶液的体积，ml；

V——所取水样的体积，ml；

M——Na2EDTA溶液的浓度，mol/L；

100.09——1ml浓度为1mol/LNa2EDTA溶液相当于CaCO3的毫克数。

（五）注意事项

1．本法适用于测定生活饮用水及其水源水中总硬度。

2．溶液的pH值对测定影响较大，如果酸度太强，将使络合反应不完全。滴定终点不明显；如果碱性太强，有可能析出碳酸钙和氢氧化镁沉淀。也会影响分析结果。因此，常用氨-氯化铵缓冲溶液控制pH值在10左右。

3．水样中如含较大量的有机物，对滴定终点的观察有影响。可取适量水样，经蒸干、灼烧，完全破坏有机物后，残渣用酸溶解，然后再按常规方法进行测定。

4．水样中某些金属离子对测定有干扰，如较大量的高价锰，将使滴定终点模糊。可加盐酸羟胺使其还原成二价锰离子去除干扰。其他金属离子，可加硫化钠等抑制剂，去除干扰。

5．铬黑T配成溶液后较易失效，如果在滴定时终点不敏锐，而且加掩蔽剂后仍不能改善，则应重新配制指示剂。如采用固体稀释剂（0.5份铬黑T加100份氯化钠，研磨均匀），则可稳定较长时间。

（张青碧）

三、水中“三氧”的测定

水中“三氧”指水中溶解氧（dissolved oxygen, DO）、生化需氧量（biochemical oxygen demand, BOD）、化学耗氧量（chemical oxygen demand, COD）的总称。

溶解氧的测定——碘量法

溶解氧是指溶解在水中的分子态氧。溶解氧含量可作为评价水体受有机性污染及其自净程度的间接指标。溶解氧含量高，一般说明水质清洁，具有自净能力；溶解氧含量低，说明水体受到污染，其自净能力较差。

（一）原理

水样中加入硫酸锰和碱性碘化钾生成二价氢氧化锰沉淀，样品中溶解氧将低价锰氧化成高价锰。加酸后，生成的高价锰化合物将碘化物氧化游离出等当量的碘，以淀粉做指示剂，用硫代硫酸钠滴定法测定游离碘，可计算出溶解氧的含量。其反应式为：

（1）MnSO4+2NaOH→ Mn（OH）2↓（肉色沉淀）+Na2SO4

（2）2Mn（OH）2+O2→2 H2MnO3

（3）H2MnO3+Mn（OH）2→ MnMnO3+2 H2O

（4）MnMnO3+3 H2SO4+2KI →2MnSO2+I2+3 H2O+K2SO4

（5）I2+2Na2S2O3→2NaI+Na2S4O6

（二）仪器

1．恒温箱（20 ±1℃）。

2．溶解氧瓶（250ml）。

3．碘量瓶（250ml）。

4．三角瓶（250ml）。

5．搅拌器和虹吸管。

6．量筒（1000ml）。

7．酸式和碱式滴定管（50ml）。

8．大玻璃瓶（20 L）。

（三）试剂

1．硫酸 比重1.84。

2．硫酸锰溶液 称取480g MnSO4·4H2O或364g MnSO4·H2O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。

3．碱性碘化钾溶液 称取500g NaOH溶解于300～400ml水中，另取150g KI（或135g NaI）溶于200ml水中，待NaOH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，将上清液倾入棕色瓶中，塞进橡皮塞，避光保存。此溶液酸化后，遇淀粉应不呈蓝色。

4.0.5%淀粉溶液 称取0.5g可溶性淀粉，加5ml水调成糊状后，再加入100ml沸水和0.02g碘化汞（防腐剂），并煮沸2～3min，至溶液透明，冷却。临用现配。

5.0.0250mol重铬酸钾标准溶液 称取于105～110 ℃烘干2h并冷却的重铬酸钾1.2258g，用水溶解移入1000ml容量瓶中并定容。

6.0.0250mol/L硫代硫酸钠标准溶液称取25g硫代硫酸钠（Na2S2O3·5 H2O），溶于1 L蒸馏水中，加入0.4g氢氧化钠以防分解，贮于棕色瓶中，放置1周后进行标定。

标定方法：准确称取经105℃干燥2h的分析纯碘酸钾两份，每份约0.1500g，分别放入250ml的碘量瓶中；于每瓶中各加入100ml蒸馏水，加热使碘酸钾溶解；再各加碘化钾3g和冰醋酸10ml，置于暗处5min，用待标定的硫代硫酸钠滴定至溶液呈淡黄色时，加入0.5%淀粉溶液1ml继续滴定至蓝色刚褪去即为终点，记录用量；硫代硫酸钠溶液的摩尔浓度可按下式计算，最后以两份的平均值表示结果。

式中：m——碘酸钾的质量；

V——硫代硫酸钠用量，ml；

35.669——碘酸钾摩尔质量的1/6。

将经标定过的0.1000mol/L硫代硫酸钠溶液用煮沸冷却后的蒸馏水稀释成0.0250mol/L。

（四）操作步骤

1．样品的采集 若取地表水样时，充满细口瓶至溢流，小心避免溶解氧浓度的改变，消除附着在玻璃瓶上的气泡，立即固定溶解氧。若从配水系统管路中取水样，将一惰性材料管的入口与管道连接，将管子出口插入到细口瓶的底部，用溢流冲洗的方式充入大约10倍细口瓶体积的水，最后注满瓶子，消除附着在玻璃瓶上的气泡，立即固定溶解氧。

2．固定溶解氧 取样之后最好在现场立即固定。向盛有样品的细口瓶中加1ml硫酸锰溶液、2ml碱性碘化钾溶液。使用细尖头的移液管，将试剂加到液面以下，小心盖上瓶塞，避免把气泡带入。将细口瓶上下颠倒转动几次，使瓶内成分充分混合，静置沉淀至少5min，然后再重新颠倒混合，保证混合均匀。此时可以将细口瓶运至实验室。

3．析出碘 确保所形成的沉淀物已沉降在细口瓶下1/3部分，轻轻打开瓶塞，立即用吸管插入液面下加2ml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。

4．滴定 吸取100ml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。

5．计算

式中：V——滴定时消耗硫代硫酸钠溶液体积，ml；

0.025——为硫代硫酸钠溶液浓度，mol/L；

8——为氧的摩尔质量的1/4。

（五）注意事项

1．此法适用于各种溶解氧浓度大于0.2mg/L和小于氧的饱和浓度两倍（约20mg/L）的水样。

2．测定水中溶解氧常采用碘量法及其修正法和膜电极法。清洁水可直接采用碘量法测定。对于大部分受污染的地表水和工业废水，必须采用修正的碘量法或膜电极法。

3．在有氧化或还原物质的情况下，需取2个试样。如果水样中含有氧化性物质，应预先加硫代硫酸钠去除；在有还原性物质时，其中一个试样加入过量次氯酸钠溶液，氧化其中的还原性物质。

4．如果水样呈强酸性或强碱性，可以用氢氧化钠或硫酸溶液调至中性后测定。

生化需氧量的测定——五日20℃培养法

生化需氧量（Biochemical Oxygen Demand，简称BOD）指水中有机物在有氧条件下被需氧微生物分解时消耗的溶解氧量。水中有机物愈多，生化需氧量愈高。因生物氧化过程与水温和水中有机物种类有关，为了使生化需氧量的测定值具有可比性，在实际工作中规定以20℃培养5d后，1L水中减少的溶解氧量为5d生化需氧量（）。它是评价水体污染状况的一项重要指标。

（一）原理

同溶解氧的测定原理。取水样两份，一份测定当时的溶解氧量，另一份置于20 ℃恒温箱内培养5d，再测定溶解氧含量，两者溶解氧的差值即值。

（二）仪器

见溶解氧测定。

（三）试剂

1．分析纯浓硫酸 见溶解氧测定。

2．硫酸锰溶液 见溶解氧测定。

3．碱性碘化钾溶液 见溶解氧测定。

4.0.5%淀粉溶液 见溶解氧测定。

5.0.0250mol/L硫代硫酸钠标准溶液 见溶解氧测定。

6．接种水 取生活污水于20℃放置24～36h，用上层清液。

7．稀释水 用20 L大玻璃瓶装入蒸馏水（或河水），每升水中加入下列盐类溶液各1ml，作为微生物的营养料：

（1）硫酸镁溶液：称取22.5g硫酸镁（MgSO4·7 H2O），溶于1 L蒸馏水中。

（2）三氯化铁溶液：称取0.25g三氯化铁（FeCl3·6 H2O）溶于1 L蒸馏水中。

（3）氯化钙溶液：称取27.5g氯化钙（CaCl2），溶于1 L蒸馏水中。

（4）磷酸盐缓冲溶液：称取8.5g磷酸二氢钾、21.75g磷酸氢二钾、33.4g磷酸氢二钠（含7 H2O）和1.7g氯化铵，溶于1 L蒸馏水中。此溶液pH值约为7.2。

加入上述营养料后，蒸馏水曝气两天。曝气时可在进气路中安装一个活性炭装置，使导入的空气经过过滤。曝气后应加盖静置，使溶解氧稳定。稀释水的五日生化需氧量应在0.2mg/L以下。

8.0.0050mol/L草酸溶液称取6.3035g分析纯草酸（H2C2O4·2 H2O），用蒸馏水溶解并稀释至1 L，其浓度为0.0500mol/L。再用蒸馏水稀释10倍，即为0.0050mol/L草酸溶液。

9.0.0020mol/L高锰酸钾溶液 称取3.16g分析纯高锰酸钾，溶于1 L蒸馏水中，煮沸10～15min，静置7～10d。临用时用0.0500mol/L草酸标定，然后稀释成0.0020mol/L。

10.1∶3硫酸溶液向3份（容积）蒸馏水中徐徐加入比重为1.84的浓硫酸1份。

（四）方法

1．稀释水样 较清洁的地表水，水样无需稀释，直接测定其5d前后的溶解氧含量即可。污染较重的水样应根据污染轻重给予不同程度的稀释。一般认为，恰当稀释后的水样，在20℃培养5d后，剩余溶解氧至少有1mg/L或溶解氧减少40%～60%较为合适。为了达到这一要求，通常一份水样需同时做2～3个稀释度；同时，事先可用下法估计适宜的稀释倍数：

（1）取适量水样，放入250ml三角瓶中，加蒸馏水至100ml；

（2）加1∶3硫酸溶液5ml；

（3）加0.0020mol/L高锰酸钾溶液10ml（V1）；

（4）加热煮沸10min，立即准确加入0.0050mol/L草酸溶液10ml，再用0.0020mol/L高锰酸钾溶液滴定至微红色为终点，记录高锰酸钾溶液用量（V2）；

（5）按下式计算耗氧量：

式中：V——最初水样体积；

0.08——0.0020mol/L高锰酸钾溶液1ml相当于氧的毫克数。

如耗氧量为10mg/L时，水样可稀释5、10和15倍。若水样耗氧量较高，也可多稀释几个倍数。确定稀释倍数后，即可按下法稀释水样，并装入溶解氧瓶内。

用虹吸管将所需体积的稀释水移入1L量筒内；将水样小心混匀，注意勿使其产生气泡。用虹吸管将水样加至1L刻度处；用搅拌器在水下面徐徐上下搅动4～5次，使充分混匀；用虹吸管将已稀释的水样移入已编号的两个溶解氧瓶内然后轻击瓶壁，以驱除可能附在瓶壁上的气泡；最后塞紧瓶塞。此为第一个稀释倍数。上述1L量筒内剩余的水，可供制备第二个稀释倍数使用。例如，4倍稀释，可用虹吸管放去部分稀释水样，使量筒内保存250ml；然后仿上法用虹吸管加稀释水至1L刻度处，用搅拌器混匀后再装入两个溶解氧瓶内。如此连续稀释，即可得不同稀释倍数的样品。

2．另取已编号的两个溶解氧瓶，用虹吸管装入稀释水，塞紧瓶塞，作为空白。

3．溶解氧的测定检查各瓶编号，并从每个稀释倍数中各取1瓶（包括空白），用蒸馏水封口（防止空气进入瓶内），放入20 ±1℃恒温箱中培养；其余各瓶分别测定其即时溶解氧。

测定方法：加2ml硫酸锰或氯化锰溶液于溶解氧瓶内（加试剂时应将吸管的尖端插入水面下）；再按同法加2ml碱性碘化钾溶液，盖紧瓶塞，将瓶颠倒数次，此时有棕黄色沉淀形成，放置1min，再将瓶颠倒数次，使充分混匀；然后加入浓硫酸2ml，颠倒混匀，放置5min，使沉淀完全溶解；用100ml球形吸管取100ml置于250ml碘量瓶内，一式两份，立即用0.0250mol/L硫代硫酸钠标准溶液滴定至溶液呈淡黄色，加入0.5%淀粉溶液1ml，继续滴定至蓝色刚褪去即为终点，记录用量V1（ml）；同法再滴定另一份，记录用量V2（ml）。按下式计算溶解氧量：

4．水样在20 ±1℃恒温箱培养过程中，每天应添加封口用的蒸馏水（同时检查一下恒温箱的温度），至培养整整5d后，取出溶解氧瓶，测定溶解氧含量。

5．计算

式中：D1——水样经稀释后即时的溶解氧；

D2——培养五日末的溶解氧；

B1——稀释水的即时溶解氧；

B2——稀释水培养五日末的溶解氧；

f1——水样中稀释水所占比例；

f2——水样中样品所占比例。

（五）注意事项

1．当水中亚硝酸盐大于0.1mg/L时，会使溶解氧测定结果偏高，为了清除上述干扰，需于每升稀释水中加入0.2mol/L叠氮化钠溶液3ml。

2．水中含游离酸或碱时，会抑制微生物生长，应先中和。

3．水中含过量有毒物质，会抑制微生物生长，此时需用稀释水稀释；同时，所用稀释水事先应加接种水，以引入微生物。

4．水中游离氯大于0.1mg/L时，应加硫代硫酸钠脱氯。其用量可按下法确定：取100ml水样于锥形瓶中，加入1ml浓硫酸和1ml 10%碘化钾溶液，摇匀，以淀粉作指示剂，用硫代硫酸钠滴定至终点；滴定所消耗的用量即为每100ml水样中需加入硫代硫酸钠溶液量。

5．稀释水样时，应将虹吸管插至量筒底部，然后徐徐放出稀释水，用开始部分稀释水将溶解氧瓶稍洗一下，弃去，然后放出，随着水位上升，慢慢提起虹吸管，但管口始终在水下面。将稀释的水样移入溶解氧瓶内时，虹吸管应先插至瓶底，边放水边往上提，直至装满后取出虹吸管，目的是尽量减少水样与空气接触。

6．搅拌器可以在玻璃棒一端套上一块比量筒口径略小、厚约1mm的圆形橡皮，或将玻璃棒的一端烧成盘香状制成。

水中化学耗氧量的测定——重铬酸钾法

化学耗氧量（chemical oxygen demand, COD）是指在一定条件下，用强氧化剂（如高锰酸钾、重铬酸钾等）氧化水中有机物所消耗的氧量，亦称化学需氧量或高锰酸盐指数或重铬酸钾指数。化学耗氧量代表水体中可被氧化的有机物和还原性无机物的总量，是测定水体中有机物含量的间接指标。化学耗氧量增高，间接说明有机污染严重。

（一）原理

在水样中加入已知量的溶液，并在强酸介质下以银盐做催化剂，经沸腾回流后，以试亚铁灵为指示剂，用硫酸亚铁铵滴定水样中未被还原的重铬酸钾，由消耗硫酸亚铁铵的量换算成消耗氧的质量浓度。

（二）仪器

1．全玻璃回流装置，取样量在30ml以下采用带250ml锥形瓶的全玻璃回流装置。若取样量在30ml以上（包括30ml）时，可采用带500ml锥形瓶的全玻璃回流装置。

2．加热装置。

3．酸式滴定管（25ml或50ml）。

（三）试剂

1．硫酸银（Ag2SO4）-硫酸（H2SO4）溶液向1 L比重为1.84的浓硫酸中加入10g硫酸银，放置1～2d使之溶解，并混匀。使用前小心摇动。

2.0.250mol/L重铬酸钾（K2Cr2O7）标准溶液将12.258g在105℃干燥2h后的重铬酸钾溶于水中，稀释至1000ml。

3.0.0250mol/L重铬酸钾标准溶液用0.250mol/L重铬酸钾稀释10倍而成。

4．试亚铁灵指示剂 溶解0.7g硫酸亚铁（FeSO4·7 H2O）于50ml蒸馏水中，加入1.5g 1,10-邻菲绕啉（1,10-phenanathroline monohydrate）搅拌至溶解，加水稀释至100ml。

5．浓度为 C≈0.10mol/L的硫酸亚铁铵标准滴定溶液 称取39g硫酸亚铁铵[（NH4）2Fe（SO4）2·6 H2O]溶于水中，加入20ml比重为1.84的浓硫酸中，待溶液冷却后稀释至1000ml。临用前必须用0.2500mol/L的重铬酸钾标准溶液准确标定此溶液的浓度。

标定方法：量取10.00ml 0.2500mol/L的重铬酸钾标准溶液于锥形瓶中，加入90ml蒸馏水，加入30ml比重为1.84的浓硫酸，混匀。冷却后，加3滴试亚铁灵指示剂，用硫酸亚铁铵标准滴定溶液滴定，溶液的颜色由黄色经蓝绿色变为红褐色即为终点。记录下硫酸亚铁铵的消耗量V（ml）。按下式计算硫酸亚铁铵标准滴定溶液的浓度：

6.0.010mol/L的硫酸亚铁铵标准滴定溶液 将0.10mol/L的硫酸亚铁铵标准滴定溶液稀释10倍，用0.0250mol/L的重铬酸钾标准溶液标定，标定步骤同上。

7.2.0824mmol/L邻苯二甲酸氢钾标准溶液 称取105 ℃干燥2h的邻苯二甲酸氢钾（HOOCC6H4COOK）0.4251g溶于水，并稀释至1000ml，混匀。以重铬酸钾为氧化剂，将邻苯二甲酸氢钾完全氧化的COD值为1.176gO2/g（指1g邻苯二甲酸氢钾耗氧1.176g），故该标准溶液的理论COD值为500mg/L。

（四）方法

1．样品的采集 水样要采集于玻璃瓶中，尽快分析。如不能立即分析时，应加入浓硫酸至pH＜2，置4℃下保存。但保存时间不超过5d。采集水样的体积不得少于100ml。

2．测定步骤

（1）将样品充分摇匀，取出20.0ml加入回流装置的锥形瓶中，加入10.0ml重铬酸钾标准溶液和几颗防爆沸玻璃珠，摇匀。

（2）将锥形瓶接到冷凝管的下端，接通冷凝水。从冷凝管上端缓慢加入30ml硫酸银-硫酸试剂，以防止低沸点有机物的逸出，不断摇动锥形瓶使之混合均匀。自溶液开始沸腾起回流2h。

（3）冷却后，用20～30ml蒸馏水自冷凝管上端冲洗冷凝管后，取下锥形瓶，再用水稀释至140ml左右。

（4）溶液冷却至室温后，加入3滴1,10-邻菲绕啉指示剂溶液，用硫酸亚铁铵标准滴定溶液滴定，溶液的颜色由黄色经蓝绿色变为红褐色即为终点。记下硫酸亚铁铵标准滴定溶液的消耗量V2（ml）。

（5）测定样品的同时，用20ml蒸馏水代替样品进行空白试验，其余试剂和样品测定相同，记录下空白滴定时硫酸亚铁铵标准滴定溶液的消耗量V1（ml）。

（6）校核试验按测定样品提供的方法分析20ml邻苯二甲酸氢钾标准溶液的COD值，用以检验操作技术及试剂纯度。该溶液的理论COD值为500mg/L如果校核试验的结果大于该值的96%，即可认为试验步骤基本上是适宜的。否则必须寻找失败的原因，重复试验，使之达到要求。

3．计算

式中：C——硫酸亚铁铵标准滴定溶液的浓度，mol/L；

V1——空白实验所消耗的硫酸亚铁铵标准滴定溶液体积，ml；

V2——样品测定所消耗的硫酸亚铁铵标准滴定溶液体积，ml；

V0——样品的体积，ml；

8000——1/4O2的摩尔质量以mg/L为单位的换算值。

（五）注意事项

1．该方法对未经稀释的水样其测定上限为700mg/L，超过此限时必须经稀释后测定。

2．对于COD值小于50mg/L的水样，应采用低浓度的重铬酸钾标准溶液氧化，加热回流以后，采用低浓度的硫酸亚铁铵标准溶液回滴。

3．对于污染严重的水样，可选取所需体积的1/10的样品和1/10的试剂，放入10mm×150mm试管中，摇匀后，用酒精灯加热煮沸数分钟，观察溶液是否变成蓝绿色。如成蓝绿色，应再适当少取样品，重复以上试验，直至溶液不变蓝绿色为止。从而确定待测水样适当的稀释倍数。

4．该实验的主要干扰物为氯化物，可加入硫酸汞部分除去，经回流后，氯离子可与硫酸汞结合成可溶性的氯汞络合物。当氯离子含量超过1000mg/L时，COD的最低允许值为250mg/L，如果COD值低于250mg/L结果的准确度就不可靠。

（张青碧）

四、水中砷的测定

二乙氨基二硫代甲酸银分光光度法

（一）原理

锌与酸作用产生新生态氢。在碘化钾和氯化亚锡存在下，使五价砷还原为三价砷。三价砷与新生态氢生成砷化氢气体。通过用乙酸铅棉花去除硫化氢的干扰，然后与溶于三乙醇胺-三氯甲烷中的二乙氨基二硫代甲酸银作用，生成棕红色的胶态银，比色定量。反应式为：

1.H3AsO4+2KI+2HCl=H3AsO3+I2+2KCl+H2O

I2+SnCI2+2HCI=2HI+SnCI4

2.H3AsO3+3Zn+6HCI=AsH3+3ZnCI2+3 H2O

3.AsH3+6Ag（DDC）=AsAg3·3Ag（DDC）+3H（DDC）

ASAg3+3Ag（DDC）+3NR3+3H（DDC）=As（DDC）3+6Ag+3（NR3H）（DDC）

式中NR3为三乙醇胶的反应基团。

（二）器材

1．砷化氢发生器，见图3-6。

2．分光光度计。

（三）试剂

1．三氯甲烷。

2．无砷锌粒。

3．硫酸溶液（1∶1）。

4．碘化钾溶液（150g/L）称取15g碘化钾（KI），溶于纯水中并稀释至100ml，储于棕色瓶内。

5．氯化亚锡（400g/L）称取40g氯化亚锡（SnCl2·2 H2O），溶于40ml盐酸（ρ20=1.19g/L）中，并加纯水稀释至100ml，投入数粒金属锡粒，贮于棕色瓶中。

6．乙酸铅棉花将脱脂棉浸入乙酸铅溶液（100g/L）中，2h后取出，让其自然干燥。

7．吸收溶液 称取0.25g二乙氨基二硫代甲酸银（C5H10NS2·Ag），研碎后用少量三氯甲烷溶解，加入1.0ml三乙醇胺[N（CH2CH2OH）3]，再用三氯甲烷稀释到100ml。必要时，静置，过滤至棕色瓶内，储存于冰箱中。本试剂溶液中二乙氨基二硫代甲酸银浓度以2.0～2.5g/L为宜，浓度过低将影响测定的灵敏度及重现性。溶解性不好的试剂应更换。实验室制备的试剂具有很好的溶解度。制备方法：是分别溶解1.7g硝酸银、2.3g二乙氨基二硫代甲酸钠于100ml纯水中，冷却到20℃以下，缓缓搅拌混合。过滤生成的柠檬黄色银盐沉淀，用冷的纯水洗涤沉淀数次，置于干燥器中，避光保存。

8．砷标准贮备溶液[ρ（As）=1mg/ml] 称取0.6600g经105 ℃干燥2h的三氧化二砷（As2O3），溶于5ml氢氧化钠溶液（200g/L）中。用酚酞作指示剂，以硫酸溶液（1∶17）中和到中性后，再加入15ml硫酸溶液（1∶17），转入500ml容量瓶，加纯水至刻度。

9．砷标准使用溶液[ρ（As）=1 μg/ml] 吸取砷标准贮备液10.00ml，置于100ml容量瓶中，加纯水至刻度，混匀。临用时，吸取此溶液10.00ml，置于1000ml容量瓶中，加纯水至刻度，混匀。

（四）操作步骤

1．吸取50.0ml水样，置于砷化氢发生瓶中。

2．另取砷化氢发生瓶8个，分别加入砷标准使用溶液0,0.50,1.00,2.00,3.00,5.00, 7.00ml和10.00ml，各加纯水至50ml。

3．向水样和标准系列中各加4ml1∶1硫酸溶液，2.5ml碘化钾溶液及2ml氯化亚锡溶液，混匀，放置15min。

4．于各吸收管中分别加入5.0ml吸收溶液，插入塞有乙酸铅棉花的导气管。迅速向各发生瓶中倾入预先称好的5g无砷锌粒，立即塞紧瓶塞，勿使漏气。在室温（低于15℃时可置于25℃温水浴中）反应1h，最后用三氯甲烷将吸收液体积补足到5.0ml。在1h内于515nm波长，用1cm比色皿，以三氯甲烷为参比，测定吸光度。

注：颗粒大小不同的锌粒在反应中所需酸量不同，一般为4～10ml，需在使用前用标准溶液进行预试验，以选择适宜的酸量。

5．标准曲线与计算：从曲线上查出水样管中砷的质量，并用下式计算。

式中：ρ（As）——水样中砷（以As计）的质量浓度，mg/L；

m——从工作曲线上查得的水样管中砷（以As计）的质量，μg；

V——水样体积，ml。

（五）注意事项

1．应用范围 二乙氨基二硫代甲酸银分光光度法适用于生活饮用水及其水源水中砷的测定。本方法的最低检测质量为0.5 μg。取50ml水样测定，则最低检测质量浓度为0.01mg/L。

2．水中干扰物质 钴、镍、汞、银、铂、铬和钼可干扰砷化氢的发生，但饮用水中这些离子通常存在的量不产生干扰。水中锑的含量超过0.1mg/L时对测定有干扰。用本法测定砷的水样不宜用硝酸保存。

3．本方法主要参照GB/T5750-2006《生活饮用水标准检验方法》，其中适用于生活饮用水及其水源水中砷测定的方法还有几种。①氢化物原子荧光法：是利用在酸性条件下，三价砷与硼氢化钠反应生成砷化氢，进一步在石英原子化器中受热分解为原子态砷。经砷空心阴极灯的照射，使基态砷原子被激发至高能态，在去活化回到基态时，发射出特征波长的荧光，其荧光强度与砷含量成正比，与标准系列比较定量。②锌-硫酸系统新二银盐分光光度法：是水中砷在碘化钾、氯化亚锡、硫酸和锌作用下还原为砷化氢气体，并与吸收液中银离子反应，在聚乙烯醇的保护下形成单质胶态银，呈黄色溶液，可比色定量。③砷斑法：是锌与酸作用产生新生态氢，在碘化钾和氯化亚锡存在下，使五价砷还原为三价砷，三价砷与新生态氢生成砷化氢气体，在溴化汞试纸上可生成黄棕色斑点，比较砷斑颜色的深浅定量。

（宋宏）

五、漂白粉中有效氯的含量、水的余氯量及需氯量的测定

漂白粉中有效氯含量的测定——碘量法

漂白粉（bleaching powder）系成分复杂的化合物，常用于分散式给水的消毒。其化学组分主要是3Ca（OCl）Cl·Ca（OH）2·nH2O，其中Ca（OCl）Cl称为有效氯（available chlorine），是起杀菌和氧化作用的主要成分。商品漂白粉中有效氯含量一般为28%～35%，漂粉精中有效氯含量为60%～70%。

（一）原理

含氯消毒剂中有效氯在酸性溶液中与碘化钾反应，释放出相当量的碘，用硫代硫酸钠标准溶液滴定，计算有效氯的含量。

2KI+2CH3COOH→2CH3COOK+2HI

2HI+Ca（OCl）Cl→CaCl2+H2O+I2

I2+2Na2S2O3→2NaI+Na2S4O6

（二）仪器

1．滴定管（50ml）。

2．碘量瓶（250ml）。

（三）试剂

1．碘化钾晶体。

2．冰乙酸（ρ20=1.06g/ml）。

3．硫酸溶液（1∶8）。

4．硫代硫酸钠标准溶液称取26g硫代硫酸钠（Na2S2O3·5H2O）及0.2g无水碳酸钠（Na2CO3），溶于新煮沸放冷的纯水中，并稀释至1000ml，摇匀。放置1周后过滤并标定浓度。

标定：准确称取3份0.11～0.14g于120℃干燥至恒重的基准级重铬酸钾（K2Cr2O7）置于250ml碘量瓶中。于每瓶中加入25ml纯水，溶解后加2g碘化钾及20ml硫酸溶液，混匀，于暗处放置10min。加150ml纯水，用硫代硫酸钠标准溶液滴定，至溶液呈淡黄色时，加3ml淀粉溶液。继续滴定至溶液由蓝色变为亮绿色，记录用量为 V1。同时做空白试验，记录用量为V0。按下式计算硫代硫酸钠标准溶液的浓度。

式中：C——（Na2S2O3）为硫代硫酸钠标准溶液的浓度，mol/L；

m——重铬酸钾的质量，g；

V1——滴定重铬酸钾的硫代硫酸钠标准溶液的体积，ml；

V0——滴定空白的硫代硫酸钠标准溶液的体积，ml；

0.04903——与1.00ml硫代硫酸钠标准溶液相当的以克表示

的重铬酸钾的质量。

5．淀粉溶液（5g/L）称取0.5g可溶性淀粉。用少许纯水调成糊状，边搅拌边倾入100ml沸水中，继续煮沸2min，冷后取上清液备用。

（四）操作步骤

1．将具有代表性的固体样品于研钵中研匀，用减量法称取1～2g，置于100ml烧杯中。加入少量纯水，将样品调成糊状。将样品全部转移至250ml容量瓶中，加纯水到刻度，混合均匀。

2．液体样品及可溶性样品可按产品标示的有效氯含量，吸取或称取适量于250ml容量瓶中稀释至刻度，混合均匀。

3．于250ml碘量瓶中加入1g碘化钾晶体，75ml纯水，使碘化钾溶解，加入2ml冰乙酸。从容量瓶中吸取25.0ml样品溶液，注入上述碘量瓶中，密塞，加水封口于暗处放置5min。

4．用硫代硫酸钠标准溶液滴定至溶液呈淡黄色时，加入1ml淀粉溶液，继续滴定至溶液蓝色刚消失为止，记录用量为V。

5．计算

式中：V——硫代硫酸钠标准溶液的用量，ml；

C——硫代硫酸钠标准溶液的浓度；

0.3545——与1.00ml硫代硫酸钠标准溶液相当的以克表示的有效氯的质量；

m——氯消毒剂的用量，g。

（五）注意事项

1．应用范围 本方法适用于固体或液体含氯消毒剂中有效氯的测定。

2．配制漂白粉悬浮液的烧杯应用蒸馏水充分洗涤，以保证漂白粉完全转移。

3．硫代硫酸钠滴定到溶液变浅黄色时应减慢速度，以防滴过终点。淀粉溶液不宜加入过多，以免导致结果偏低。

4．本方法主要参照GB/T5750-2006《生活饮用水标准检验方法》。

5．一般常用的漂白粉（有效氯含量25%～35%）和漂粉精（有效氯含量60%～70%），取样量为1～2g，其他含氯消毒剂的取样量可据此估算。

水中余氯的测定——N, N-二乙基对苯二胺（DPD）分光光度法

应用加氯法对饮用水消毒时，应该明确余氯、加氯量及需氯量的概念。余氯（residual chlorine）是指水体经加氯消毒，接触一定时间后，存留在水中的氯，其作用是使水体仍保持一定的杀菌能力。其存在形式包括：总余氯、化合性余氯和游离性余氯。

我国生活饮用水卫生标准中规定集中式供水的出厂水，游离性余氯含量不低于0.3mg/L，管网末梢水不得低于0.05mg/L。

加氯量（chlorine dose）即实际加入水样中的氯量。

需氯量（chlorine demand）=加氯量—余氯量

（一）原理

DPD与水中游离余氯迅速反应而产生红色；在碘化物催化下，一氯胺也能与DPD反应显色；先加入碘化物再加入DPD试剂时，部分三氯胺可与游离余氯一起显色，通过变换试剂的加入顺序可测得三氯胺的浓度。本法可用高锰酸钾溶液配制永久性标准系列。

（二）仪器

1．分光光度计。

2．具塞比色管（10ml）。

（三）试剂

1．碘化钾晶体。

2．碘化钾溶液（5g/L）称取0.50g碘化钾（KI），溶于新煮沸放冷的纯水，并稀释至100ml，储存于棕色瓶中，在冰箱中保存。溶液变黄应弃去重配。

3．磷酸盐缓冲溶液（pH值6.5）称取24g无水磷酸氢二钠（Na2HPO4）,46g无水磷酸二氢钾（KH2PO4）,0.8g乙二胺四乙酸二钠（Na2-EDTA）和0.02g氯化汞（HgCl2）。依次溶解于纯水中稀释至1000ml。

4.N, N-二乙基对苯二胺（DPD）溶液（1g/L）称取1.0g盐酸-N, N-二乙基对苯二胺[H2N·C6H4·N（C2H5）2·2HCI]，或1.5g硫酸-N, N-二乙基对苯二胺[H2N·C6H4·N（C2 H5）2·H2SO4·5 H2O]，溶解于含8ml硫酸溶液（1∶3）和0.2gNa2-EDTA的无氯纯水中，并稀释至1000ml。储存于棕色瓶中，在冷暗处保存。

5．亚砷酸钾溶液（5.0g/L）称取5.0g亚砷酸钾（KAsO2）溶于纯水中，并稀释至1000ml。

6．硫代乙酰胺溶液（2.5g/L）称取0.25g硫代乙酰胺（CH2CSNH2），溶于100ml纯水中。

7．需氯量为零的水 在纯水中加入少量含氯水或漂粉精溶液。使水中总余氯浓度约为0.5mg/L，加热煮沸除氯，冷却后备用。

8．氯标准贮备溶液称取0.8910g优级纯高锰酸钾（KMnO4），用纯水溶解并稀释至1000ml。

9．氯标准使用溶液吸取10.0ml氯标准贮备溶液，加纯水稀释至100ml，混匀后取1.00ml，再稀释至100ml。

（四）操作步骤

1．标准曲线绘制吸取0、0.1、0.5、2.0、4.0、8.0ml，氯标准使用溶液置于6支10ml具塞比色管中，用需氯量为零的水稀释至刻度。各加入0.5ml磷酸盐缓冲溶液，0.5mlDPD溶液，混匀，于波长515nm,1cm比色皿，以纯水为参比，测定吸光度，绘制标准曲线。

2．吸取10ml水样置于10ml比色管中，加入0.5ml磷酸盐缓冲溶液，0.5mlDPD溶液，混匀，立即于515nm波长，1cm比色皿。以纯水为参比测量吸光度，记录读数为A，同时测量样品空白值，在读数中扣除。

3．继续向上述试管中加入一小粒碘化钾晶体（约0.1mg），混匀后，再测量吸光度，记录读数为B。

4．再向上述试管加入碘化钾晶体（约0.1g），混匀，2min后，测量吸光度，记录读数为C。

5．另取两支10ml比色管，取10ml水样于其中一支比色管中，然后加入一小粒碘化钾晶体（约0.1mg），混匀，于第二支比色管中加入0.5ml缓冲溶液和0.5mlDPD溶液然后将此混合液倒入第一管中，混匀。测量吸光度，记录读数为N。

6．计算

游离余氯和各种氯胺，根据存在的情况计算，见表3-11。

根据表3-11中读数从标准曲线查出水样中游离余氯和各种化合余氯的含量，按下式计算水样中余氯的含量。

式中：m——从标准曲线上查得余氯的质量，μg；

V——水样体积，ml。

（五）注意事项

1．应用范围N, N-二乙基对苯二胺（DPD）分光光度法适用于经氯化消毒后的生活饮用水及其水源水中游离余氯和各种形态的化合性余氯的测定。方法的最低检测质量为0.1 μg，取10ml。水样测定，则最低检测质量浓度为0.01mg/L。

2．水中干扰物质 高浓度的一氯胺对游离余氯的测定有干扰，可用亚砷酸盐或硫代乙酰胺控制反应以除去干扰。氧化锰的干扰可通过做水样空白扣除。铬酸盐的干扰可用硫代乙酰胺排除。如果样品中二氯胺含量过高，可加入0.1ml新配制的碘化钾溶液（1g/L）。

3．本方法主要参照GB/T5750-2006《生活饮用水标准检验方法》，其中适用于生活饮用水余氯测定的方法还有3,3′,5,5′-四甲基联苯胺比色法。

4.HgCl2可防止霉菌生长，并可消除试剂中微量碘化物对游离余氯测定造成的干扰。HgCl2剧毒，使用时切勿入口和接触皮肤和手指。硫代乙酰胺是可疑致癌物，切勿接触皮肤或吸入。

5.DPD溶液不稳定，储存中如溶液颜色变深或褪色，应重新配制。

水中需氯量的测定

需氯量是指被测水体，在一定的条件（如温度、pH值、接触时间）下因杀灭细菌，氧化有机物以及产生氧化反应所消耗的氯量。水中加入的氯量除满足灭菌、氧化还原物质消耗的氯量外，还应保持水中存有一定量的游离余氯。

（一）原理

在水中加入不同量的氯，经一定接触时间后，用DPD比色法测定余氯，根据加氯量与余氯量之差，求出水体的最低需氯量。

（二）器材

1．烧杯（250ml）。

2．移液管（100ml）。

3．可调加样枪（1ml）。

（三）试剂

1.1%左右有效氯标准溶液 称取适量已知有效氯的漂白粉，加少量蒸馏水调成糊状，加蒸馏水稀释至200ml，迅速过滤一次，然后测定其有效氯含量。

2.0.10%有效氯标准溶液 根据计算结果吸取适量1%左右有效氯溶液，用需氯量为零的蒸馏水稀释至100ml，配成标准的0.10%有效氯标准溶液，因此液易分解必须临时配制。

3．需氯量为零的蒸馏水 若实验室的蒸馏水不含氨及亚硝酸盐，取蒸馏水煮沸5min，放冷后即可使用。或取蒸馏水3 L置于5 L蒸馏瓶中，加入0.2～0.3ml1%有效氯溶液，盖紧玻璃塞，用力振荡，放置过夜。第二日将蒸馏水曝于日光下照射，以破坏水中余氯或用活性炭脱氯。

（四）操作步骤

1．取3个250ml烧杯，分别加入200ml水样（一般称作三杯试验），然后用加样枪分别加入0.10%有效氯标准溶液0.10、0.25、0.50ml（或根据水样情况酌定），搅拌均匀，接触30min，测余氯（方法见DPD比色法测余氯）。

2．选择余氯在0.3～0.5mg/L之间的那一杯来计算加氯量及需氯量。

3．计算

式中：V1——0.10%有效氯标准溶液的体积，ml；

V——水样体积，ml；

l——0.10%有效氯标准溶液浓度是1mg/ml。

需氯量（mg/L）=加氯量（mg/L）-余氯（mg/L）

（宋宏）