实验四、五水体富营养化程度的评价
许多参数可用作水体富营养化的指标，常用的是总磷和叶绿素-a含量的大小（见表7-1）。

一、实验目的
1. 掌握总磷、叶绿素-a及初级生产率的测定原理及方法。

2. 评价水体的富营养化状况。

二、实验原理和步骤
1. 磷的测定
(1)原理：在酸性溶液中，将各种形态的磷转化成磷酸根离子(PO4 3- )。

随之用钼酸铵和酒石酸锑钾与之反应，生成磷钼锑杂多酸，再用抗坏血酸把它还原为深色钼蓝。

砷酸盐与磷酸盐一样也能生成钼蓝，0.1 μg/mL的砷就会干扰测定。

六价铬、二价铜和亚硝酸盐能氧化钼蓝，使测定结果偏低。

(2)步骤：①水样处理：移取25 mL水样至50 mL比色管中，加1 mL混合试剂，摇匀后，放置10 min，加水稀释至刻度再摇匀，放置10 min，以试剂空白作参比，用1cm比色皿，于波长880 nm处测定吸光度（若分光光度计不能测定880 nm处的吸光度，可选择710 nm波长）。

②标准曲线的绘制：分别吸取10 μg / mL磷的标准溶液0.00、0.50、1.00、1.50、2.00、2.50、3.00 mL于50 mL比色管中，加水稀释至约25 mL，加入1 mL混合试剂，摇匀后放置10 min，加水稀释至刻度，再摇匀，10 min后，以试剂空白作参比，用1 cm 比色皿，于波长880 nm处测定吸光度。

（3）结果处理：由标准曲线查得磷的含量，按下式计算水中磷的含量：
式中，P为水中磷的含量，g/L；Pi为由标准曲线上查得磷含量，μg；V为测定时吸取水样的体积（本实验V=25.00mL）。

2.叶绿素- a的测定
(1)原理：测定水体中的叶绿素-a的含量，可估计该水体的绿色植物存在量。

将色素用丙酮萃取，测量其吸光度值，便可以测得叶绿素- a的含量。

(2)实验步骤：将200mL水样经玻璃纤维滤膜（0.46um）过滤，记录过滤水样的体积。

将滤纸卷成香烟状，放入刻度试管。

加10 mL或足以使滤纸淹没的90%丙酮液，记录体积，在60摄氏度水浴中消煮10分钟（至滤纸消解完全）。

将一些萃取液倒入1 cm玻璃比色皿，以试剂空白为参比，分别在波长665 nm和750 nm处测其吸光度；加1滴2 mol/L盐酸于上述两只比色皿中，混匀并放置1 min，再在波长665 nm和750 nm处测定吸光度；结果处理酸化前： A=A665-A750；酸化后： Aa=A665a-A750a；在665 nm处测得吸光度减去750 nm 处测得值是为了校正浑浊液；用下式计算叶绿素- a的浓度（μg/L）：
根据测定结果，评价水体富营养化状况。

三、思考题
1.水体中氮、磷的主要来源有哪些？
2.在计算日生产率时，有几个主要假设？
3.被测水体的富营养化状况如何？
实验六、七底泥对苯酚的吸附作用
本实验以组成不同的两种底泥为吸附剂，吸附水中的苯酚，测出吸附等温线后，用回归法求出它们对苯酚的吸附常数，比较它们对苯酚的吸附能力。

一、实验目的
1. 测定两种底泥对苯酚的吸附等温线，求出吸附常数，比较它们对苯酚的吸附能力。

2. 了解水体中底泥的环境化学意义及其在水体自净中的作用。

二、实验原理
计算平衡浓度和相应的吸附量，通过绘制等温吸附曲线，分析底泥的吸附性能和机理。

采用4-氨基安替比林法测定苯酚，即在pH 10.0±0.2 介质中，在铁氰化钾存在下，与4-氨基安替比林法反应，生成橙色的吲哚酚安替比林染料，其水溶液在波长510 nm处有最大吸收。

用2 cm比色皿测量时，酚的最低检出浓度为0.1 mg/L。

三、实验步骤
1. 标准曲线的绘制
在9支50 mL比色管中分别加入0.0、1.00、3.00、5.00、7.00、10.00、12.00、15.00、18.00 mL浓度为10 μg/mL的苯酚标准液，用水稀释至刻度。

加0.5 mL缓冲溶液，混匀。

再加1.0 mL铁氰化钾溶液，充分混匀后，放置10 min，立即在510 nm波长处，以蒸馏水为参比，用2 cm比色皿，测量吸光度，记录数据。

经空白校正后，绘制吸光度对苯酚含量（μg/mL）的标准曲线。

2. 吸附实验：取10只干净的150 mL碘量瓶，分为A、B两组。

分别在每个瓶内放入1.0 g 左右的沉积物样品A、B（称准到0.0001克，以下同）。

然后按表16-1加入浓度为2000 μg/ml的苯酚使用液和无酚水，加塞密封并摇匀后，将瓶子放入振荡器中，在25±1.0℃下，以每分钟150～175转的转速振荡（此后为实验七的内容）8 h，静置30 min后，在离心机上以3000 r/min速度离心5 min，移出上清液10 ml至50 mL容量瓶中，用水定容至刻度，摇匀，然后移出数毫升（视平衡浓度而定）至50 mL比色管中，用水稀释至刻度。

按同绘制标准曲线相同步骤测定吸光度，从标准曲线上查出苯酚的浓度，并计算出苯酚的平衡浓度。

四、数据处理
1. 计算平衡浓度ce及吸附量Q：
式中，c0是起始浓度，μg/mL；ce是平衡浓度，μg/mL；c1是吸光度在工作曲线上查得的测量浓度，μg/mL；n是溶液的稀释倍数；V是吸附实验中所加苯酚溶液的体积，mL；m是吸附实验所加底泥样品的量，g；Q是苯酚在底泥样品上的吸附量，mg/g。

2. 利用平衡浓度和吸附量数据绘制苯酚在底泥上的吸附等温线。

3. 利用吸附方程Q=KC1/n，通过回归分析求出方程中的常数K及n，比较两种底泥的吸附能力。

五、思考题
1. 影响底泥对苯酚吸附系数大小的因素有哪些？
2. 哪种吸附方程更能准确描述底泥对苯酚的等温吸附曲线？
实验八土壤阳离子交换量的测定
一、实验目的：理解CEC的环境化学意义。

掌握CEC的测定原理和方法。

二、实验原理：本实验采用的是快速法来测定阳离子交换量。

土壤中存在的各种阳离子可被某些中性盐（BaCl2）水溶液中的阳离子（Ba2+）等价交换。

由于在反应中存在交换平衡，交换反应实际上不能进行完全。

当增大溶液中交换剂的浓度、增加交换次数时，可使交换反应趋于完全。

交换离子的本性，土壤的物理状态等对交换反应的进行程度也有影响。

再用强电解质（硫酸溶液）把交换到土壤中的Ba2+交换下来，这由于生成了硫酸钡沉淀，而且氢离子的交换吸附能力很强，使交换反应基本趋于完全。

这样通过测定交换反应前后硫酸含量的变化，可以计算出消耗硫酸的量，进而计算出阳离子交换量。

用不同方法测得的阳离子交换量的数值差异较大，在报告及结果应用时应注明方法。

三、实验步骤：取1只100 mL离心管，分别称出其重量（准确至0.0001 g,下同）。

在其中
1.0 g土壤样品，并作标记。

向各管中加入20 mL氯化钡溶液，用玻棒搅拌4 min后，以5000r/min离心5分钟。

在各离心管内加20 mL蒸馏水，用玻棒搅拌1 min后，离心沉降，弃去上清液。

称出离心管连同土样的重量。

移取25.00 mL 0.1 mol/L硫酸溶液至各离心管中，搅拌15 min后，放置5min，离心沉降，将上清液倒入试管中。

再从各试管中移取10.00 mL 上清液至100 mL锥形瓶中。

同时，分别移取10.00 mL 0.1 mol/L硫酸溶液至另外2只锥形瓶中。

在这6只锥形瓶中分别加入10 mL蒸馏水、1滴酚酞指示剂，用标准氢氧化钠滴定，溶液转为红色并数分钟不褪色为终点。

四、数据处理
按下式计算土壤阳离子交换量（CEC）：
CEC：土壤阳离子交换量，cmol/kg； A：滴定0.1 mol/L硫酸溶液消耗标准氢氧化钠溶液体积mL；B：滴定离心沉降后的上清液消耗标准氢氧化钠溶液体积mL；G：离心管连同土样的重量g；W：空离心管的重量g；W0：称取的土样重g；N：标准氢氧化钠溶液的浓度mol/L。

五、思考题
1. 除了实验中所用的方法外，还有那些方法可以用来测定土壤阳离子交换容量？各有什么优缺点？
2. 试述土壤的离子交换和吸附作用对污染物迁移转化的影响。