二、饮用水水质卫生评价方法
(一)水样的采集和保存
水样首先要有代表性,选点要合理。采集的方法、次数、深度、时间等, 均应由分析目的而定。
采水容器可用 1~2 升的无色硬质玻璃瓶或乙烯塑料瓶。一般应有磨口玻璃瓶塞。水样瓶应事先洗净、晾干备用。供细菌学检验的水样瓶应用灭菌的磨口瓶塞细口瓶。测定微量金属离子的水样,则以塑料瓶为佳。
采水样时,应先将采样容器用水样冲洗 2~3 次,然后再将水样收集于瓶中。
采集自来水或具有抽水机设备的井水时,应先放水数分钟,使积存在水管中的水充分流出后,再将水样收集于瓶中。
采集井水、江、河、湖水时,可将采样器浸入水中,使水样采集器的瓶口位于水面下约 20~50 厘米,拉开采集器的瓶塞,采入水样。贴上编号,备检。
如河水水面较宽或水较深,应在不同地点和深度分别采集水样,以具有代表性。
供细菌学检验的水样,应按无菌操作手续进行,避免受外界微生物所污染。采集已加氯消毒的水样做细菌检验时,水样瓶在未消毒前,按每 500 毫升水样加 2 毫升 1.5%的硫代硫酸钠作为脱氯剂,以除去水样中的余氯。
水样采集后,应尽速化验,供理化检验用的水样,未受污染的水保存时间不超过 72 小时,轻微污染的水 48 小时,污染较重的水应在 12 小时内化验。实验报告中,应记录水样保存的时间。
水温、pH、浑浊度、臭味、耗氧量、挥发性酚、氰化物等项目,应立即分析,否则,需冷藏保存。
细菌学检验的水样,一般从取样到检验不超过 4 小时,若条件不允许时,
可在冰箱中保存,但也不应超过 12 小时。
(二)饮用水理化检验
【主要物理性状检验】
-
水温应在采样现场测定,并记录当时的气温。将棒状的水银温度计, 插入水面下约 20~30 厘米处,约 3~5 分钟后取出立即读数。如需将水样取出测定水温时,水样体积应不少于 1 升,并应在水样取出后立即测定。
-
透明度(1)肉眼观察法将 500 毫升水样倒入白色瓷杯内,凡能清彻见底者为“透明水”;凡稍见悬浮物,但仍可清楚见到杯底者为“轻度混浊水”; 凡悬浮物较多,不能看到杯底者则为“混浊水”,此法简便,但只作为粗略的估计。
- 透明度测定器法将水样倒入透明度测定器内至 30cm
处,于测定器下面放铅字符号(符号大小相当标准近视力表第三排符号之大小),或报纸一条(老宋 6 号字体)置于光线充足处(避免直射阳光),用眼由透明度测定器垂直向下看,若下面字样笔划看得清晰,则为水样透明度在 30cm 以上;若字体笔划模糊,则缓慢放出水样直至字体笔划能看清为止,记录水柱高度(厘米),即为该水样的透明度。< 10cm 为非常混浊的水; 10~20cm 为混浊水;
20~30cm 是轻度混浊水; >30cm 是透明的水。
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颜色 可将水样直接倒入白色瓷碗内详细观察其颜色。如水混浊时,可先静置澄清或离心后取上清液观察。水的颜色一般以无色、淡黄色、黄色、深黄色、棕黄色等表示。
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气味 取新鲜水样约 50~100ml 置于三角烧瓶内,瓶口塞好,振荡后打开瓶塞立即嗅其气味;然后再将瓶塞盖好,将水样加热至沸,打开瓶塞,振荡后再嗅其气味。水的气味一般可用无臭、泥土气味、霉气味、腥气味等表示。
-
味道 量取少量水样,经过加热煮沸后,放口中尝其味道,可用无味、稍苦味、稍咸味、酸味、涩味等表示。如怀疑水中含有剧毒类物质时,则不宜直接用口尝试。
【主要化学性状检验】
-
pH 值可用广泛 pH 试纸检验,将试纸浸入水样片刻,取出后与标准色列比色,则立即可读出水样的 pH 值。
-
总硬度
-
原理:乙二胺四乙酸二钠(EDTA-Na2)可与水中的钙、镁离子作用而生成无色可溶性络合物。指示剂铬黑 T 能与钙、镁离子生成紫红色的络合物, 但其稳定性较低,故在使用 EDTA-Na2 滴定到终点时,与铬黑 T 指示剂形成络合物的钙、镁离子即与 EDTA-Na2 络合成无色的络合物,而使铬黑 T 游离,溶液可由紫红色变为浅蓝色。
-
器材:50 毫升量筒 1 个,100ml 三角烧瓶 1 个;50 毫升滴定管 1 支; 1ml 吸管 1 支;小药匙 1 个。
-
试剂
1) EDTA-Na2 标准溶液取 EDTA-Na2(A.R.)1.33g,用蒸馏水溶解并稀释至 1 升(摩尔浓度为 0.00421)。测定时用水样 20ml,故用此液 1ml 即为总硬度 1 度。
总硬度 = EDTA - Na 2 标准液用量(ml) × 0.00421 × 1000 ×4.762 20
=EDTA-Na2 标准液用量(ml)×0.421×1.402
=EDTA-Na2 标 准 液 用 量 (ml)×1 2)缓冲溶液取氯化铵(A.R.)20g,溶于 20%氢氧化铵 100ml 中,再用
蒸馏水稀释到 1L。
3)铬黑 T 指示剂取铬黑 T0.5g,氯化钾 99.5g,研细混匀,避光保存。(4)操作步骤
-
取水样 20ml 置于 100ml 三角烧瓶中。
-
加入缓冲溶液 1ml,铬黑 T 指示剂一小勺,立即用 EDTA-Na2
标准溶液滴定至终点。滴定中要充分振摇混匀,直至溶液呈浅蓝色时,即达到终点。
(5)计算
所用 EDTA-Na2 标准溶液 ml 数,即为总硬度的度数。
(三)饮用水的消毒及消毒效果评价法
为使水质符合细菌学的卫生标准,防止介水传染病的传播,确保饮水安全,水经沉淀、过滤后,还必需进行消毒。消毒的方法,有煮沸、紫外线照射、超声波法,另外还可用消毒剂消毒,如氯、臭氧、高锰酸钾、溴、碘等
氧化剂。但最常用的是氯化消毒法(chlorination)。氯化消毒常用漂白粉 [Ca
(OCl) Cl]、漂白粉精 [Ca(OCl)2]及氯胺(NH2Cl 或 NHCl2),其消毒的效果,常用余氯量来评价。接触消毒剂 30 分钟后,游离性余氯不得低于0.3mg/L。集中式给水,出厂水应符合上述要求外,管网末梢水不低于
- mg/L。
【漂白粉加入量的测定】
-
原理:一定量的漂白粉加入水中,经过一定时间达到消毒效果后,使其在水中仍存在有适当的余氯(0.3mg/L)。为此,可先取一定体积的水样数份,分别加入不同量的已知浓度的漂白粉稀释液,半小时后,观察余氯,取其余氯最适合(0.3mg/L)的水样,计算出漂白粉的加入量。本法较简便实用, 不需事先测定漂白粉的有效氯的含量。漂白粉中有效氯含量在 15%以上时, 即可用本法测定加入量。
-
器材:白瓷碗(或烧杯)5 个,能容纳 100ml 水样者;100ml 量筒 2 个;研钵 1 个; 5ml 吸管 1;玻棒 1 根。
-
试剂:漂白粉(有效氯含量在 15%以上)。(4)操作步骤:
-
配制 0.01%漂白粉溶液。称取 1g 漂白粉置于研钵中,加蒸馏水少许, 研磨后倒入 100ml 量筒内,再加蒸馏水稀释至 100ml。此溶液 1ml 0.1mg 漂白粉。
-
将 5 个白瓷碗(或烧杯)依次排列好,每碗(或杯)中倒入 100ml 水样。
3)用吸管吸取 0.01%漂白粉溶液 0.5、1.0、1.5、2.0、2.5ml,分别依次加入以上各杯中。以上各杯中所含漂白粉量分别为 0.5、1.0、1.5、2.0、2.5mg/L。用玻棒搅拌均匀,静置半小时。
-
半小时后,用测定余氯方法(淀粉碘化钾法或甲土立丁法)测定各杯中余氯含量(见余氯测定法)。选择余氯在 0.3mg/L 左右的一杯,计算此杯中的漂白粉加入量,即为消毒水样所需的加入量。如以上各杯都不含余氯, 说明水的需氯量较大,所加的漂白粉量尚不够,应按比例再依次加大 0.01% 漂白粉溶液的量,重复上述实验,找到有适宜余氯时为止。
-
计算:水样漂白粉加入量(mg/L)=相当于余氯 0.3mg/L 的一杯中所加入 0.01%漂白粉溶液的毫升数。例如第 3 杯所呈现的余氯相当于 0.3mg/L 时,则该水样的漂白粉加入量即为 1.5mg/L。
【余氯测定】
- 邻联甲苯胺比色法(甲土立丁法)
-
原理:水中余氯与邻甲苯胺作用产生黄色的联苯醌化合物,根据其颜色的深浅进行比色定量。
-
器材:余氯比色测定器 1 个;10ml 刻度小试管 3 支;1ml 吸管 2
支。(3)试剂:0.1%邻联甲苯胺(甲土立丁)溶液:称取甲土立丁 1g 于研钵
中,加入 5ml3∶7 盐酸调成糊状,用蒸馏水稀释成 1000ml(或按以上比例少量配制),存于棕色瓶中,在阴暗处保存半年左右即可使用。如溶液变黄则不能使用。
(4)操作步骤
- 取 10ml 刻度试管,加入 0.5ml(或 10 滴)甲土立丁溶液,加水样至
10 刻度处,混匀。静置数分钟后在余氯比色测定器中比色,可测出水样中余
氯含量(mg/L)。水样温度在 15~20℃时显色最好。如水温较低时,可适当加温再进行比色。如产生淡蓝绿色,可能由于水样碱度过高所致,可加入 1∶ 2 的稀盐酸 1ml 再进行比色。
- 如无余氯比色器,可用标准色列进行比色,标准色列配制方法见表 5
-2。
表 5 - 2 永久性余氯标准比色列的配制
余氯 |
100 毫升比色 管中标准重 |
余氯 |
100 毫升比色 管中标准重 |
余氯 |
100 毫升比色 管中标准重 |
---|---|---|---|---|---|
(毫克/升) 酸钾量(毫升) (毫克/升) |
酸钾量(毫升) |
(毫克/升) |
酸钾量(毫升) |
||
0.01 | 1 |
0.20 |
20 |
0.50 |
50 |
0.02 | 2 |
0.25 |
25 |
0.60 |
60 |
0.05 | 5 |
0.30 |
30 |
0.70 |
70 |
0.07 | 7 |
0.35 |
35 |
0.80 |
80 |
0.10 |
10 |
0.40 |
40 |
0.90 |
90 |
0.15 |
15 |
0.45 |
45 |
1.00 |
100 |
- 淀粉碘化钾法本法较为简便,可用作定性或粗略定量。用 100 毫升水
样,加入 2 滴淀粉碘化钾溶液(10%碘化钾溶液中加入适量的淀粉溶液)。如水样中有余氯存在,可将碘化钾氧化而析出碘,碘与淀粉呈现蓝色反应,根据蓝色反应的深浅来估计氯的含量,一般呈天蓝色反应时,余氯含量约为0.2~0.4 毫克/升左右。
【漂白粉有效氯含量测定】
- 原理:漂白粉在酸性溶液中能氧化碘化钾析出碘,再用硫代硫酸钠滴定析出的碘量即可算出漂白粉中的有效氯含量。
CaOCl2+2KI+2HCl→CaCl2+2KCl+H2O+I2 I2+2Na2S2O2→Na2S4O6+2NaI
-
器材:250 毫升三角烧瓶 1 个,100 毫升量筒 1 个,5 毫升吸管 1 支, 10 毫升吸管 1 支,碱性滴定管 1 支;小药匙 1 个。
-
试剂:1%漂白粉溶液;1∶3 的稀盐酸;结晶碘化钾;1%淀粉溶液; 0.7%硫代硫酸钠标准溶液(1 毫升 有效氯 1 毫克)。
-
操作步骤
-
在三角烧瓶内加 100 毫升蒸馏水。
-
加入稀盐酸 5 毫升,碘化钾 1 小匙(约 200 毫克)或 5%碘化钾溶液 2
毫升,充分搅匀。
-
加入 1%漂白粉溶液 10 毫升,摇匀,此时溶液呈红色或棕黄色。
-
用 0.7%硫代硫酸钠标准液滴定到溶液转为淡黄色时,加 10 滴
1%淀粉溶液,溶液即成蓝色。继续滴定至溶液蓝色消失,即为终点。记录二次用去的硫代硫酸钠溶液的总量。
- 计算
漂白粉有效氯(%)=滴定用去 0.7%硫代硫酸钠 ml 数
因 0.7%硫代硫酸钠标准液每 ml 1mg 有效氯,即每 0.1g(100mg)漂白粉中含有效氯的 mg 数,亦即含有效氯的百分数。