《水分析化学-1》理论课讲稿第一次课(2h)一、自我介绍二、课程介绍1、提问：（1）纯净水、自来水、地下水、矿泉水、河湖水、海水、城市污水等本质的区别是什么？科学的鉴别方法是什么？（2）环境水体质量如何表征？水中有哪些污染物？含量是多少？对环境、生物有没有危害？（3）城市给水、污水处理工艺的确定依据是什么？处理效果的如何评定？春秋时的管子称：“水者，何也？万物之本原，诸生之宗室也”（《管子·水地篇》）2、课程定位•给水排水工程专业的专业技术基础课，是专业指导委员会指定十门骨干课程之一。
•教学时数56学时，其中课堂教学40学时，实验教学16学时。
•先修课程：普通化学、有机化学和物理化学3、水分析化学课程的学习目标：“6、2、1“•掌握6个基本点：基本概念、理论、原理、方法、操作、技能•注重2个培养：注重培养严谨的科学态度、培养独立分析和解决分析化学中实际问题的能力——分析数据是决策依据和技术参考•树立1个“量”概念：强化并树立准确“量”的观念——避免工作失误4、本课程与传统分析化学的关系建立在传统分析化学基础之上，以水质指标体系为讲授脉络，突出水质指标的工程应用地位，由水质分析技术引出相关的分析化学理论内容。
5、授课内容及安排•*第1章绪论（6h）•*第2章酸碱滴定法（4h）•*第3章络合滴定法（4h）•阶段复习与习题课（2h）•第4章沉淀滴定法(2h)•*第5章氧化还原滴定法（6h）•容量分析法总结与讨论（2h）•*第6章吸收光谱法（4h）•第7章电化学分析（2h）•*第8章色谱法与原子吸收光谱法（6h）•总复习（2h）注：带星号章节为重点内容。
6、实验内容及安排•实验一分析天平的称量练习（2h）•实验二滴定分析基本操作(2h)•实验三水中碱度的测定（酸碱滴定法）(2h) •实验四水中硬度的测定(络合滴定法)(2h)•实验五水中Cl-的测定(沉淀滴定法) (2h)•实验六水中溶解氧的测定（或BOD5）(2h) •实验七水中高锰酸盐指数的测定(2h)•实验八分光光度法测水中的铁(2h)7、教学方式•课程讲授：核心的、最具价值的知识点，深讲；把握学科的思维方式和研究方法。
难点问题和实际操作用图片和动画演示说明•内容总结、讨论、习题课、参观：围绕课程知识点归类总结、大型仪器应用演示与认识参观等•课程作业：多做多练(强化科学训练）；综合开放的题目•课程考试：平时小测验2~3次，期末考试•课程材料：教材、多媒体教学课件包8、学习方法与答疑安排•学习方法:•（1）预习、听讲、记笔记、自学；•（2）复习总结、做作业；•（3）实验验证；•（4）课堂讨论；•答疑安排：每周四下午1：30~4：30。
地点：建工楼市政实验室214室9、实验教学方式•课堂仿真演示：结合课堂内容，引入虚拟仿真实验课件•实际操作：利用实验项目培养学生规范的操作技能和分析问题解决问题的能力•考核方式：实际操作、口试相结合10、教学要求及成绩评定•课后作业：1~3题/次课，1篇综述性论文或方案设计•平时小测验：1次/2章•成绩评定: 平时作业和小考20%；实验30%；期末50%11、教材和主要参考书•黄君礼，水分析化学，第二版，中国建工出版社•郝瑞霞，吕鉴等，水质工程学试验与技术，北京工业大学出版社•国家环境保护总局、《水和废水检测分析方法》编委会，水和废水检测分析方法，第四版•北京大学：分析化学教程(2005)•武汉大学教研室编：分析化学（第四版）•华东理工大学、成都科学技术大学分析化学教研室编，分析化学（第四版）12、第1章绪论（1）• 1.1 水分析化学的地位及作用• 1.2 水质指标与水质标准• 1.3 取水样、保存、预处理• 1.4 水质分析方法的分类• 1.5 分析方法的评价体系• 1.6 数据分析• 1.7标准溶液和物质的量浓度13、第1章教学要求•1、掌握水质指标体系组成，常用的水质指标的分类及应用•2、熟悉水样的取样原则、保存方法及预处理要求•3、掌握水质分析方法的分类及应用•4、了解分析方法的评价方法，掌握提高分析方法准确度和精密度的方法途径•5、熟练掌握标准溶液的配置方法•6、掌握容量分析的定量计算14、第1章教学重点与难点•教学重点：•（1）本课程的地位和任务，水质指标体系组成，常用的有机物水质指标及其应用•（2）水样的取样原则和保存方法；容量分析法的基本概念、要求；分析结果准确度和精密度评价；标准溶液的配置；容量分析的定量计算。
•难点：•（1）有机物水质指标的表示方法•（2）误差分析•（3）基本单元的概念•（4）容量分析的定量计算。
三、教学内容1、1.1水分析化学的地位与作用分析化学(analytical chemistry)是发展和应用各种方法、仪器和策略，以获得有关物质在空间和时间方面组成和性质的信息科学。
分析化学几乎应用到基础科学和工程领域的方方面面。
2、水的特性与水质污染水是万物之宗，是人类重要的物质资源。
水（氧化氢）与同族元素硫化氢比较，具有很多异常特性，其中强溶解性、强反应能力和强流动能力使得水在自然循环和社会循环过程中混进杂质、受到物理的、化学的和生物型污染。
3、水分析化学的任务•研究水及其杂质、污染物的组成、性质•研究水中杂质的含量及其变化情况•研究水中杂质的分析方法4、水分析化学的作用：水环境保护和治理的“眼睛”和“哨兵”•具体表现在：分析测试结果是给水排水设计、水处理工艺选择、水环境评价、废水综合利用效果评价的依据5、一般样品分析过程：首先根据需要提出问题，以污水处理工艺选择为例，污水中有哪些污染物需要去除，用那些指标表示；采集有代表性的水样；样品进行预处理；这些指标有哪些分析方法，如何选择分析方法；整理分析数据；提交分析报告。
6、1.2 水质指标与水质标准由于水的强溶解性、反应性和流动性使得水中杂质成分复杂，现有技术水平不可能将所有杂质测定出来，可根据杂质的性质和危害，选择适当的参数表示水中杂质的组成和特性，即水质指标，根据水的用途和杂质的危害制定相应的水质指标限值（水质标准），用以衡量水质的好坏。
水质指标可按水中杂质的性质和测定过程，分为：物理性指标：表示水样的感官特性，测定过程不发生化学变化。
化学性指标：表示水样中杂质的化学成分和特性，包括无机物指标、有机物指标微生物指标：7、颜色指标——色度的测量方法（1）颜色分类真色：过滤除去悬浮固体后的污水颜色表色：未经沉淀、分离的原水颜色（2）测量方法:铂钴比色法（清洁水) K2PtCl6+CoCl2·6H2O 1度= 1mg/L Pt.0.5mg/L Co稀释倍数法（污染严重水）8、臭味测量方法文字描述法：臭强度报告（无、微弱、明显、强、很强）臭阈值法：用无臭水稀释至闻出最低可辨臭气时的稀释倍数9、固体物质含量的测量溶解性固体（DS）有机物（1）总固体（TS）（滤液蒸干103～105℃或180 ℃烘干恒重）水样蒸干无机物:总含盐量105～110℃烘干恒重悬浮固体（SS）漂浮物有机物VSS（总残渣）（总不可过滤残渣过滤悬浮物（（600℃灼烧）103～105℃烘干恒重）可沉物无机物NVSS（2）浊度概念：浑浊程度，由悬浮物、胶体杂质、有机物质微生物、浮游生物引起，影响光线透过，使水生生物生态发生变化。
对于污水由于悬浮物高、只测悬浮物含量不测浊度浊度的测定方法：a.目视比浊法：用具塞比色管配制标准浊度系列，将水样与标准系列俯视对比确定1度=1mg/L漂白土产生的浊度。
b.分光光度法：680nm分光光度计测定标准浊度单位（1.25mg硫酸肼/L和12.5mg六次甲基四胺/L形成甲臜聚合物为1度，测定结果单位FTU）c.散射法，浊度仪（也以甲臜聚合物为标准浊度单位，测定结果单位NTU）10、其它物理指标：电导率、氧化还原电位ORP、UV A254等自学p9有关ORP、UV254的概念、应用11、水质化学指标：1）植物营养性氮磷指标：TN、KN、NH3、NO3-、NO2-、TP2）pH与酸碱度测定方法——酸碱滴定法（3）硬度与重金属含量测定：络合滴定和原子吸收法（4）其他无机物指标：各种阴离子、阳离子、溶解氧、余氯等（5）有机物综合指标，包括COD、BOD、TOC、高锰酸盐指数等12、水中有机物的表示方法——有机物综合指标直接测定技术上有困难，间接利用有机物均可被氧化的特性(思考：为什么？)即：用氧化所消耗的氧量或产生CO2量表示有机物总量）O2（高温燃烧耗氧、化学氧化耗氧、微生物降解耗氧）C、H、O、N、S 、P CO2、H2O、NO3-、SO42-、PO43-13、有机物污染指标的比较（1）数值大小排序：对水质比较稳定的污水。
ThOD > TOD > COD Cr >BODu > BOD5 > TOC（2）含义ThOD、TOD 反映各种有机物的总量（以需氧量表示）。
COD Cr几乎可表示有机物的全部含量（含有少量无机物），但不能反映被微生物氧化分解的有机物。
BODu 、BOD5基本反映有机物进入水体后，由于微生物作用分解所消耗的氧量，能直接说明有机物的生物降解过程。
TOC 可表示有机物的总量（以碳计）（3）实际应用价值ThOD 是理论值，无实际应用价值。
TOD 测定仪器昂贵。
COD Cr、COD Mn 测定迅速，有实际指导、设计、评价等意义。
BOD5测定时间长，不能及时指导生产实际，对有毒的废水测定会受到抑制而影响测定结果。
TOC 测定迅速。
（4）BOD5/COD —可生化性指标：判断污水是否适宜于采用生物处理。
当BOD5/COD > 0.3时，可生化性好。
（5）应用条件BOD5：从卫生学水体自净角度，表明污水可生化有机物含量。
COD Cr：有毒性抑制的污水，难生物降解有机物浓度高时，需快速确定污水中有机物含量时采用。
COD Mn：多应用于地表水、地下水等天然水源中的有机物含量。
14、微生物指标（1）大肠菌群数与大肠菌群指数：反映污水被粪便污染程度。
（2）细菌总数：各种细菌病毒的总和，反映污水中病原菌、病毒存在的可能性。
个（细菌落）/mL（水样）（3）病毒:确定病毒与病原菌的存在15、环境标准分类水质标准：标准体系和常用的水质标准及用途。
介绍常用的水质标准。
16、样品测定指标的确定根据样品测定目的、要求、测定条件选择测定项目。
第二次课（2h）一、教学内容：第一章绪论（2）1.3 取水样、保存、预处理1、水样采集和保存的主要原则是：（1）水样必须具有足够的代表性；（2）水样不能受到任何意外的污染。
2、取水样：根据取样目的、要求确定下列内容：取样点：河流水系沿上下游和深度布设，处理设施在进出水口取样量：保证分析用量3倍以上，至少做2次平行样容器：玻璃或塑料瓶，容器清洁（化学指标）或无菌（微生物指标）采样方法与采样器3、水样类型：根据取样方法分：（1）瞬时水样；（2）等时混合水样（平均混合水样）；（3）综合水样；（4）流量比例混合水样4、水样保存：水样采集后由于条件限制不能马上分析测定时，须采取一些措施终止或减缓各种反应速度，主要包括：①冷藏②控制pH值，加酸调pH <2，个别指标加NaOH ③加保存试剂注意：水样的最大存放时间为：清洁水样72小时；轻污染水样48小时；重污染水样12小时5、预处理：样品测定前，须对样品进行必要的预处理，使样品的状态和浓度适应所选择的分析技术要求。