化學(xué)水質(zhì)分析重點(diǎn)知識(shí)復(fù)習(xí)題集一、水質(zhì)指標(biāo)與水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)1.簡(jiǎn)述水質(zhì)指標(biāo)的定義及其在水質(zhì)評(píng)價(jià)中的作用。參考答案：水質(zhì)指標(biāo)是用以衡量水的各種特性的尺度，是對(duì)水中雜質(zhì)或污染物的種類、數(shù)量、形態(tài)以及某些性質(zhì)的綜合描述。其作用在于：客觀反映水體質(zhì)量狀況，為水質(zhì)評(píng)價(jià)、污染治理、水質(zhì)管理、水資源保護(hù)和開發(fā)利用提供科學(xué)依據(jù)。2.水質(zhì)指標(biāo)按其性質(zhì)可分為哪幾類？請(qǐng)各舉2-3例說(shuō)明。參考答案：可分為物理性指標(biāo)（如水溫、色度、濁度、嗅和味、電導(dǎo)率）、化學(xué)性指標(biāo)（如pH值、溶解氧、化學(xué)需氧量、重金屬離子、硬度、堿度）和生物性指標(biāo)（如細(xì)菌總數(shù)、大腸菌群數(shù)、藻類）。3.什么是水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)？我國(guó)現(xiàn)行的生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)主要關(guān)注哪些方面的指標(biāo)？參考答案：水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)是由國(guó)家或地方政府根據(jù)水環(huán)境質(zhì)量目標(biāo)和經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件，對(duì)水中各種污染物或其他物質(zhì)的允許濃度所做的規(guī)定。我國(guó)現(xiàn)行生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)（GB5749）主要關(guān)注對(duì)人體健康可能產(chǎn)生危害的指標(biāo)，包括微生物指標(biāo)、感官性狀和一般化學(xué)指標(biāo)、毒理學(xué)指標(biāo)（重金屬、有機(jī)物等）、放射性指標(biāo)等。二、水樣的采集與保存4.水樣采集的基本原則是什么？參考答案：代表性原則（核心原則）、及時(shí)性原則、規(guī)范性原則（采樣方法、容器、工具、流程規(guī)范）、安全性原則。5.水樣采集前應(yīng)做好哪些準(zhǔn)備工作？參考答案：明確采樣目的和要求，制定采樣計(jì)劃；選擇適宜的采樣容器（材質(zhì)、規(guī)格）并進(jìn)行清潔處理；準(zhǔn)備必要的采樣工具、保存劑、記錄表格、安全防護(hù)用品；對(duì)采樣人員進(jìn)行培訓(xùn)，熟悉采樣方法和注意事項(xiàng)。6.水樣保存的目的是什么？常用的水樣保存方法有哪些？并簡(jiǎn)述其適用范圍。參考答案：目的是減緩樣品中待測(cè)組分的物理、化學(xué)或生物變化，防止污染，確保分析結(jié)果的準(zhǔn)確性和代表性。常用方法包括：冷藏/冷凍（適用于大多數(shù)物理和化學(xué)指標(biāo)，如DO、BOD、揮發(fā)性有機(jī)物需特別注意）、添加化學(xué)試劑（如酸（保存金屬離子）、堿（保存氰化物、硫化物）、還原劑（保存溶解氧用NaN?或亞硫酸鈉）、生物抑制劑（如甲醛抑制微生物活性））。7.測(cè)定水中揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）時(shí)，采樣有何特殊要求？參考答案：應(yīng)使用密封性良好的玻璃容器（如棕色瓶），通常采用“滿瓶采樣法”，即水樣充滿容器，不留頂部空間，并確保無(wú)氣泡，以防VOCs揮發(fā)損失。必要時(shí)需加入適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)保存劑（如抗壞血酸去除余氯干擾），并盡快低溫運(yùn)輸和分析。三、水樣的預(yù)處理技術(shù)1.水樣預(yù)處理的目的是什么？常用的水樣預(yù)處理方法有哪些？參考答案：目的是去除干擾、富集濃縮待測(cè)組分、形態(tài)轉(zhuǎn)化（將待測(cè)組分轉(zhuǎn)化為易于測(cè)定的形態(tài)），以滿足分析方法對(duì)樣品狀態(tài)和濃度的要求。常用方法包括過(guò)濾、離心、消解（濕法消解、干法灰化、微波消解）、萃取（液液萃取、固相萃?。⒄麴s、富集（蒸發(fā)濃縮、離子交換）等。2.何為水樣的消解？其主要目的是什么？簡(jiǎn)述濕法消解的常用試劑和特點(diǎn)。參考答案：消解是破壞樣品基質(zhì)（尤其是有機(jī)物），使待測(cè)組分轉(zhuǎn)化為可溶于水的簡(jiǎn)單無(wú)機(jī)形態(tài)（通常為離子態(tài)）的過(guò)程。主要目的是消除有機(jī)物干擾，溶解懸浮性固體，將各種形態(tài)的待測(cè)元素轉(zhuǎn)化為同一可測(cè)形態(tài)。濕法消解常用試劑有硝酸、高氯酸、氫氟酸、硫酸等，可單獨(dú)或混合使用。特點(diǎn)是在加熱條件下進(jìn)行，反應(yīng)較劇烈，消解速度較快，但可能引入試劑空白，需注意安全（如高氯酸的易爆性）。3.固相萃取（SPE）技術(shù)的原理是什么？與傳統(tǒng)液液萃取相比，它有哪些優(yōu)點(diǎn)？參考答案：SPE原理是利用固體吸附劑選擇性吸附樣品中的目標(biāo)物，與樣品基質(zhì)和干擾物分離，再用適當(dāng)溶劑洗脫目標(biāo)物，達(dá)到分離和富集的目的。優(yōu)點(diǎn)包括：有機(jī)溶劑用量少、富集倍數(shù)高、操作簡(jiǎn)便、易于自動(dòng)化、可選擇的吸附劑種類多、能有效去除干擾等。四、物理性質(zhì)與基本化學(xué)參數(shù)測(cè)定1.簡(jiǎn)述測(cè)定水的pH值的意義，以及常用的測(cè)定方法和原理。參考答案：pH值是衡量水酸堿性的重要指標(biāo)，影響水中污染物的形態(tài)、遷移轉(zhuǎn)化及生物活性。常用測(cè)定方法為玻璃電極法，原理是利用pH玻璃電極作為指示電極，飽和甘汞電極作為參比電極，與水樣組成原電池，其電動(dòng)勢(shì)與水樣pH值符合能斯特方程，通過(guò)測(cè)量電動(dòng)勢(shì)即可求出pH值。2.什么是溶解氧（DO）？其在水質(zhì)評(píng)價(jià)中的意義是什么？簡(jiǎn)述碘量法測(cè)定溶解氧的基本原理。參考答案：DO指溶解于水中的分子態(tài)氧。意義：是衡量水體自凈能力的重要指標(biāo)，直接影響水生生物的生存，也是水體受污染程度的間接指標(biāo)。碘量法原理：在堿性條件下，水中溶解氧將Mn2?氧化為棕色的MnO(OH)?沉淀，加酸后，MnO(OH)?將I?氧化為I?，以淀粉為指示劑，用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定I?，根據(jù)硫代硫酸鈉的消耗量計(jì)算DO含量。3.濁度與色度的區(qū)別是什么？它們分別是如何產(chǎn)生的？參考答案：濁度是由水中的不溶性物質(zhì)（如泥沙、黏土、有機(jī)物、微生物等）引起的，表現(xiàn)為水的渾濁程度，是一種光學(xué)性質(zhì)，影響光線的透過(guò)。色度則是由水中的溶解性有色物質(zhì)（如天然有機(jī)物腐殖質(zhì)、工業(yè)染料、金屬離子絡(luò)合物等）引起的，表現(xiàn)為水的顏色。濁度是懸浮顆粒物造成的，色度是溶解物造成的。4.電導(dǎo)率的測(cè)定能反映水樣的什么性質(zhì)？其大小主要與哪些因素有關(guān)？參考答案：電導(dǎo)率反映了水樣傳導(dǎo)電流的能力，間接表示了水中溶解離子的總量或含鹽量。其大小主要與水中溶解離子的濃度、離子所帶電荷數(shù)、離子遷移速率以及水溫有關(guān)。五、金屬化合物的測(cè)定1.簡(jiǎn)述原子吸收分光光度法（AAS）測(cè)定水中金屬元素的基本原理。為何常需使用空心陰極燈作為光源？參考答案：基本原理：待測(cè)元素的基態(tài)原子蒸氣對(duì)其特征譜線有選擇性吸收，在一定條件下，其吸光度與試液中該元素的濃度成正比?？招年帢O燈能發(fā)射出待測(cè)元素的特征銳線光譜，且譜線強(qiáng)度大、穩(wěn)定性好、背景低，能滿足AAS對(duì)光源的要求，即提供與待測(cè)元素吸收線波長(zhǎng)一致的、半寬度更窄的銳線光源。2.水體中常見的重金屬污染物有哪些？簡(jiǎn)述鉛、鎘、汞、砷對(duì)人體健康的主要危害。參考答案：常見重金屬有鉛、鎘、汞、砷（類金屬）、鉻、銅、鋅、鎳等。鉛：損害神經(jīng)系統(tǒng)、造血系統(tǒng)、腎臟，尤其影響兒童智力發(fā)育。鎘：造成腎臟損害，導(dǎo)致骨痛病，具有致癌性。汞：損害中樞神經(jīng)系統(tǒng)，造成水俁病。砷：損害皮膚、消化系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)，有致癌、致畸、致突變作用。3.測(cè)定水中總硬度的方法是什么？其原理是什么？硬度通常以什么單位表示？參考答案：常用EDTA絡(luò)合滴定法。原理：在pH=10的氨性緩沖溶液中，以鉻黑T（或K-B指示劑）為指示劑，用EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定水中的Ca2?、Mg2?總量。終點(diǎn)時(shí)，EDTA奪取與指示劑絡(luò)合的金屬離子，使指示劑游離出來(lái)，溶液顏色發(fā)生變化。硬度單位通常以mg/L（以CaCO?計(jì)）表示，也可用mmol/L表示。4.何為“金屬形態(tài)分析”？為何說(shuō)金屬形態(tài)分析比總量分析更具環(huán)境意義？參考答案：金屬形態(tài)分析指識(shí)別和測(cè)定環(huán)境樣品中金屬元素的不同化學(xué)形式（如游離態(tài)離子、絡(luò)合態(tài)、吸附態(tài)、沉淀態(tài)、有機(jī)態(tài)、不同價(jià)態(tài)等）的過(guò)程。因?yàn)榻饘俚纳锒拘浴⑦w移性和生物可利用性不僅取決于其總量，更主要取決于其化學(xué)形態(tài)。例如，Cr(III)是人體必需微量元素，而Cr(VI)則毒性大；有機(jī)汞的毒性遠(yuǎn)大于無(wú)機(jī)汞。因此，形態(tài)分析能更準(zhǔn)確地評(píng)估其環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)和生物效應(yīng)。六、非金屬無(wú)機(jī)物的測(cè)定1.簡(jiǎn)述化學(xué)需氧量（COD）的定義。重鉻酸鉀法（CODcr）測(cè)定COD的原理是什么？為何該方法需要在強(qiáng)酸介質(zhì)和加熱回流條件下進(jìn)行？參考答案：COD是指在一定條件下，用強(qiáng)氧化劑處理水樣時(shí)所消耗氧化劑的量，以氧的mg/L表示。重鉻酸鉀法原理：在強(qiáng)酸性溶液中，以重鉻酸鉀為氧化劑，硫酸銀為催化劑，硫酸汞為氯離子掩蔽劑，加熱回流一定時(shí)間后，用硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定剩余的重鉻酸鉀，根據(jù)消耗的重鉻酸鉀量計(jì)算COD值。強(qiáng)酸介質(zhì)提供強(qiáng)氧化環(huán)境并溶解重鉻酸鉀；加熱回流是為了加快反應(yīng)速度，確保氧化反應(yīng)完全，使水中大部分有機(jī)物和還原性物質(zhì)被氧化。2.生化需氧量（BOD）的定義是什么？測(cè)定BOD?時(shí)，為何通常采用稀釋接種法？什么情況下水樣需要接種？參考答案：BOD是指在有溶解氧的條件下，好氧微生物分解水中有機(jī)物的生物化學(xué)過(guò)程中所消耗的溶解氧量。測(cè)定BOD?通常采用稀釋接種法是因?yàn)椋喝羲畼又杏袡C(jī)物濃度過(guò)高，會(huì)迅速耗盡水中溶解氧，無(wú)法在5天內(nèi)完成測(cè)定；若水樣中微生物數(shù)量不足或缺乏合適的微生物種群，則需要接種含有足夠微生物的接種液，以保證有機(jī)物的正常分解。當(dāng)水樣中含有有毒物質(zhì)抑制微生物生長(zhǎng)，或?yàn)榻?jīng)過(guò)處理的工業(yè)廢水、生活污水經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間存放微生物已死亡時(shí)，需要接種。3.氨氮、亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮在水環(huán)境中是如何相互轉(zhuǎn)化的？它們的測(cè)定對(duì)于評(píng)價(jià)水體污染和自凈狀況有何意義？參考答案：在有氧條件下，氨氮可通過(guò)硝化細(xì)菌作用氧化為亞硝酸鹽氮，進(jìn)一步氧化為硝酸鹽氮（硝化過(guò)程）；在缺氧或厭氧條件下，硝酸鹽氮可被反硝化細(xì)菌還原為亞硝酸鹽氮，再進(jìn)一步還原為氨氮或氮?dú)猓ǚ聪趸^(guò)程）。它們的含量變化反映了水體中含氮有機(jī)物的分解程度和水體的自凈能力。氨氮升高表明水體新近受到污染；亞硝酸鹽氮是中間產(chǎn)物，其積累可能指示硝化或反硝化過(guò)程的活躍；硝酸鹽氮是最終氧化產(chǎn)物，含量高可能表示污染已趨于穩(wěn)定或水體自凈完成，但過(guò)高也可能導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化。4.測(cè)定水中氰化物時(shí)，為何要進(jìn)行預(yù)蒸餾處理？常用的預(yù)蒸餾方法有哪兩種，各適用于何種情況？參考答案：預(yù)蒸餾目的是分離氰化物，消除水樣中濁度、色度以及其他干擾物質(zhì)對(duì)測(cè)定的影響，并將各種形態(tài)的氰化物（簡(jiǎn)單氰化物、絡(luò)合氰化物）轉(zhuǎn)化為可測(cè)定形態(tài)。常用方法有：①酒石酸-硝酸鋅預(yù)蒸餾法：適用于測(cè)定易釋放氰化物（簡(jiǎn)單氰化物和部分絡(luò)合氰化物）；②磷酸-EDTA預(yù)蒸餾法：適用于測(cè)定總氰化物（包括大部分穩(wěn)定的絡(luò)合氰化物）。5.簡(jiǎn)述水中硫化物測(cè)定時(shí)，樣品采集和預(yù)處理的注意事項(xiàng)。常用的測(cè)定方法有哪些？參考答案：采集時(shí)應(yīng)防止曝氣，采樣瓶充滿水樣并密封，必要時(shí)加入乙酸鋅溶液固定硫化物（生成硫化鋅沉淀），并加入氫氧化鈉溶液保持堿性，低溫保存。預(yù)處理常用酸化-吹氣-吸收法，將硫化物轉(zhuǎn)化為硫化氫氣體吹出，用吸收液吸收后測(cè)定。常用測(cè)定方法有亞甲基藍(lán)分光光度法、碘量法等。七、有機(jī)污染物的測(cè)定1.水中常見的揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）和半揮發(fā)性有機(jī)物（SVOCs）各有何特點(diǎn)？分別列舉2-3種代表性物質(zhì)。參考答案：VOCs具有沸點(diǎn)低（通常低于200℃）、蒸氣壓高、易揮發(fā)的特點(diǎn)，如苯系物（苯、甲苯、二甲苯）、鹵代烴（四氯化碳、三氯甲烷）、氯苯類等。SVOCs沸點(diǎn)相對(duì)較高（通常在____℃之間）、蒸氣壓較低，揮發(fā)性不如VOCs，但具有較高的脂溶性和生物累積性，如多環(huán)芳烴、鄰苯二甲酸酯類、有機(jī)氯農(nóng)藥、多氯聯(lián)苯等。2.什么是總有機(jī)碳（TOC）？TOC與COD、BOD相比，有何特點(diǎn)？參考答案：TOC是以碳的含量表示水中有機(jī)物總量的綜合指標(biāo)。特點(diǎn)：TOC能反映水中所有有機(jī)碳的總量，不受還原物質(zhì)（如硫化物、亞鐵離子）干擾，測(cè)定速度快，自動(dòng)化程度高，但它不能反映有機(jī)物的種類和生物可降解性。COD和BOD則反映的是能被化學(xué)氧化或生物氧化的有機(jī)物的量。3.簡(jiǎn)述氣相色譜法（GC）測(cè)定水中有機(jī)物的基本流程和關(guān)鍵部件的作用。參考答案：基本流程：樣品（經(jīng)預(yù)處理后）→進(jìn)樣口（氣化樣品）→色譜柱（分離不同組分）→檢測(cè)器（將組分濃度或質(zhì)量信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)）→數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)（記錄和分析信號(hào)）。關(guān)鍵部件作用：進(jìn)樣口：定量引入樣品并瞬間氣化。色譜柱：核心分離部件，利用不同組分在固定相和流動(dòng)相（載氣）間分配系數(shù)的差異實(shí)現(xiàn)分離。檢測(cè)器：將色譜柱流出的組分轉(zhuǎn)換為可測(cè)量的電信號(hào)。載氣：攜帶樣品通過(guò)色譜柱的惰性氣體。4.為何測(cè)定水中酚類化合物時(shí)，常需在酸性條件下進(jìn)行蒸餾預(yù)處理？參考答案：蒸餾預(yù)處理可去除水樣中的渾濁物、顏色以及大部分干擾物質(zhì)（如油類、還原性物質(zhì)等），并將揮發(fā)酚蒸出。在酸性條件下（通常用磷酸），可以抑制酚鹽的離解，使酚以分子形式存在，從而易于被蒸出；同時(shí)酸性條件也可防止某些金屬離子水解沉淀。八、數(shù)據(jù)處理與質(zhì)量控制1.水質(zhì)分析中，“空白試驗(yàn)”的目的是什么？常見的空白有哪幾種？參考答案：空白試驗(yàn)?zāi)康氖窍稍噭⑵髅?、環(huán)境以及操作過(guò)程等因素引入的系統(tǒng)誤差，以提高分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。常見的空白有方法空白（全程序空白）、試劑空白、器皿空白等。2.什么是準(zhǔn)確度和精密度？二者有何關(guān)系？如何提高分析結(jié)果的準(zhǔn)確度和精密度？參考答案：準(zhǔn)確度指測(cè)量結(jié)果與真實(shí)值的接近程度，反映系統(tǒng)誤差的大小。精密度指在相同條件下，多次平行測(cè)定結(jié)果之間的接近程度，反映隨機(jī)誤差的大小。關(guān)系：準(zhǔn)確度高，精密度一定高；精密度高，準(zhǔn)確度不一定高（可能存在系統(tǒng)誤差）。提高準(zhǔn)確度：選擇合適的分析方法、進(jìn)行儀器校準(zhǔn)、做空白試驗(yàn)、使用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)對(duì)照、回收試驗(yàn)等。提高精密度：嚴(yán)格控制實(shí)驗(yàn)條件、增加平行測(cè)定次數(shù)、規(guī)范操作等。3.在水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)報(bào)出前，應(yīng)從哪些方面對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行審核？參考答案：應(yīng)審核：采樣的規(guī)范性（點(diǎn)位、時(shí)間、方法、保存等）；樣品預(yù)處理的合規(guī)性；分析方法的適用性和操作的規(guī)范性；儀器設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和校準(zhǔn)情況；標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制和標(biāo)定；原始記錄的完整性和準(zhǔn)確性；數(shù)據(jù)計(jì)算的正確性；空白值、平行樣相對(duì)偏差、加標(biāo)回收率等質(zhì)量控制指標(biāo)是否符合要求；數(shù)據(jù)的合理性（與歷史數(shù)據(jù)、其他相關(guān)指標(biāo)的關(guān)聯(lián)性）等。4.簡(jiǎn)述標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制要求及在使用過(guò)程中應(yīng)注意的事項(xiàng)