22典型水质监测外表1

　　2.2.1pH值检测外表 pH值是最常用的水质目标之一。他标明水的酸碱性的强弱，而酸度和碱度 是水中所含酸或碱物质的含量。 2.2.1.1pH丈量原理 pH是氢离子活度的负对数，其间p仅仅标明离子 pH=-lgα 和变量之间有一种指数相关的数学联系。 常用电极电位法

　　电极电位的原理是用两个电极插在被丈量溶液中，其间一个电极为指示电 极（如：玻璃pH电极），他的输出电位随被测溶液中的氢离子活度改动 而改动；另一个电极为参比电极（如：氯化银电极）其电位是固定不变的。 上述两电极在溶液中构成了一个原电池，该电池所发生的电动势E的巨细 与溶液的pH值有关，能够用E=E*-D.pH

　　E——丈量电池发生的电动势 E*——丈量电池的电动势常数（与温度有关） pH——溶液的pH值 D——丈量电极的相应极差（与温度有光）

　　依据电极电位法原理构成的pH丈量体系，都由发送器（即电极部 分）和丈量仪器（如变送器等）两大部分组成。

　　由发送器所得的毫伏信号经由丈量外表扩大仅仅其pH值。该发送器所得的 毫伏信号实践上是由指示电极、参比电极和被测溶液所组成的原电池的电 动势

　　包含pH计和pH变送器（工业pH计），它们两者在功用和结构上的 差异在于是否具有信号阻隔作用。 工业在线检测用的pH设备，有必要运用具有信号阻隔作用的pH丈量 外表，不然形成显现不安稳，使差错增大。

　　计量特色：高输入阻抗、低输入电流，高安稳性，低漂移，低显现差错； 调理特色：要求有零点（定位）调理，斜率（灵敏度）调理，温度补偿 调理和等电位点调理。 运用性能，要求有pH显现，信号阻隔和电流或电压信号输入。

　　要确保丈量差错小于千分之一，外表输入阻抗以大于丈量电池内阻 （即pH电极内阻）的999倍。 pH丈量外表的输入电流不得大于1×10-12A。

　　是一项综合性目标，外表不安稳将影响读数的精确度和重现性。 对安稳性要求高。 外表的丈量规模及分辨率 丈量规模0-14pH,高精度的pH计的分辨率能够到达 0.001pH；工业现场运用的在线pH变送器，分辨率大都为0.01pH或0.1pH

　　于±60mV。 斜率（灵敏度）调理 电极的斜率与理论斜率有必定的差错，且跟着 电极的运用和老化，斜率不断发生改动，为确保丈量的精确性，pH丈量外表 的斜率补偿规模应不小于理论值的90%-105% 温度补偿调理 一般温度补偿规模为0-60℃，特别场合要求-20-120℃ 等电位点补偿 在非等温环境中丈量pH，若想丈量精确，有必要运用具 有等电位点调理的外表。

　　（1）新式温度补偿pH丈量外表 品种：手动和主动温度补偿两种，别的还有“灵敏膜电阻对数温度 补偿法” 原理：改动扩大器增益或模数转换器的输出。 主动温度补偿通常是由铂或镍热电阻与pH电极一同置于被测溶液 中，被测溶液温度改动，将引起该热电阻阻值改动，已到达主动补 偿的意图。 主动补偿由于电极温度与热敏电阻温度很难到达平衡，所以补偿误 差较大。 灵敏膜电阻对数温度补偿法的原理：运用pH玻璃电极内阻（膜电 阻）的对数简直都正比于温度的倒数这个特色虽然各电极之间电阻 不同，但其温度系数大致都是±0.006pH/℃。因此若能对pH电极 内阻加以丈量，就能够换算出pH电极灵敏球泡的工作温度，然后 进行高精度温度补偿。 （2）智能化的pH丈量外表 智能化的pH丈量外表控制器的中心是一个微型数据处理器（CPU）。

　　电导度（电导）：是电解质溶液的导电才能的强弱。 水的电导率：是指电流经过横截面积个位1cm2，相距1cm的两电极之间水 样的电导。 电导率的影响要素：离子的性质和浓度、溶液的温度和黏度等。 作用：测定水和溶液的电导，能够了解水被杂质污染的程度和溶液中所含盐 分或其他离子的量。 2.2.2.1测定办法及原理

　　一般，溶液的电导运用丈量电阻的办法来测定的。 依据欧姆规则，在温度必守时，电阻与导体的长度（电极间 的间隔）成正比，与导体的截面积成反比，则有

　　L-电极间的间隔 A-电极的截面积 ρ-电阻率（成为比电阻），标明两电极间间隔为1cm、电极截面为1cm2的体积 内溶液的电阻值。

　　Q是电导池常数，又名电极常数（cm-1） 关于特定的电导率仪有确认的电极常数。依据此电极常数和在此条件下 测得的溶液的电导，便可算出溶液的电导率。 由此可见，只需测得溶液的电阻便可知道溶液的电导，实践上丈量电导 的仪器便是丈量电阻的仪器。

　　2.2.2.2 电导仪 组成：电导池体系和丈量仪器 依据丈量电导的原理不同，电导仪可分为： 平衡电桥式电导仪 电阻分压式电导仪 电流丈量式电导仪 电磁诱导式电导仪等

　　2.2.3 溶解氧检测外表 溶解氧：溶解在水中的分子态氧。他是水生生物的首要生计条 件之一。 溶解氧的含量与大气压力、水温及含盐量等要素有关。 2.2.3.1测定办法及原理 测定办法： 碘量法 批改碘量法 氧电极法 清洁水可用碘量法。 受污染的地表水和工业废水选用碘量法或氧电极法

　　（1）碘量法 在水中参加硫酸锰和碱性碘化钾，水中的溶解氧将二价锰氧 化成四价锰，并生成氢氧化物沉积。加酸后，沉积溶解，四 价锰又可氧化碘离子二释放出与溶解氧量适当的游离碘。以 淀粉为指示剂，用硫代硫酸钠规范溶液滴定释放出的碘，可 算出溶解氧含量

　　 当水样中含亚硝酸盐会搅扰碘量法测定溶解氧，这时能够选用叠氮化 钠将亚硝酸盐分化后再用碘量法测定。  当水中三价铁离子含量较高时，也会搅扰测定，可参加氟化钾或用磷 酸代替硫酸酸化来消除这种搅扰。 测定成果：

　　M——硫代硫酸钠规范溶液浓度（mol/L） V——滴定耗费硫代硫酸钠规范溶液体积（ml） V水——水样的体积（ml） 8——氧换算值

　　2）高锰酸钾批改法 适用于水样中含很多亚铁离子，不含其它复原剂及有机物的 状况。用高锰酸钾氧化亚铁离子，消除搅扰。生成的高价铁用 氟化钾掩蔽。

　　电极法测溶解氧的长处： • 不受水样色度、浊度及化学滴定法中搅扰物质的影响 • 快速快捷，适用于现场测定，易于完成主动接连丈量 留意： 水样中含有藻类、硫化物、碳酸盐、油类等物质时，会使 薄膜阻塞或损坏，应及时替换薄膜。

　　2.2.3.2溶解氧检测外表 在水质接连主动监测体系中，广泛选用隔阂电极法测定水中 溶解氧。 有两种隔阂电极：  原电池式隔阂电极  极谱式隔阂电极 极谱式隔阂电极运用中性内充溶液，保护简洁，适用于主动 监测体系中。该仪器设有清洗设备，守时主动清洗粘附在电 极上的污物。

　　• 2.2.4浊度检测外表 浊度： 所含杂质假如溶解于水中（杂质的粒径在10-6mm以 下，成离子和低分子状况时），将不影响水的透 明度。若杂 质颗粒大于10-6mm，则会影响水的透明度，形成光学的综 合现象，使人视觉上呈有污浊的形象。对这一光学现象的度 量目标便是浊度。  出厂水的浊度下降， 水中的细菌也按份额下降。  浊度是联系水质卫生安全的重要参数。

　　与浊度有关的光学现象有：  光能被吸收。是光线折射透过水样后的亮度有所削弱。  水中悬浊物颗粒尺度大于照耀光线的半波波长时，则光线 被反射。若此颗粒为透明体，则将同时发生折射现象。  颗粒巨细小于照耀光线的半波长时，光线将发生散射（或 称漫反射、衍射） 因此，当射入试样水的光束强度固守时，透过水样后的光束 强度或散射光的强度将与悬浊物的成分、浓度等形成函数 联系。依据比尔-朗伯规则和雷莱方程式，有如下函数式： 透射光度的强度

　　按所测浊度规模的凹凸：  低浊度仪  中浊度仪  高浊度仪 按表达示数的办法：  指针指示式  数字计数式  主动记录式 按用处不同：  实验室用（间歇式）  进程监控用（接连式）  高温或高压用处等 等等

　　2.2.4.4 浊度仪的根本结构及特色 （1）透射光测定法 透射光式浊度仪现在已较少选用。 原理：射入液槽的平行测定光束，经过水样遭到衰减后到 达受光部的光电池或光电管。当液槽经过活动的水样时， 则成为接连测定型的仪器。 特色：结构简略，测定规模广，可测定高浊度； 液槽窗口易被污染，可选用主动清洗办法； 搅扰多，安稳性差； 光束穿过水样悉数长度，受水样色度的影响大； 仪器线性差，严重影响外表的各项质量目标。

　　（2）散射光测定法 原理：来自光源的光束投射到试样水中，由于水中存在悬浊 物而发生散射，这一散射光的强度与悬浮颗粒的数量和体积 （反映浊度状况）成正比。 依照测定散射光和入射光的视点不同，能够分为：  90°散射光式  前散射办法  后散射办法 特色：  有测定窗  散射光法比透射光法能够取得较好的线性，检测感度能够进步（到达 0.02NTU以上）  色度影响较小  丈量低浊度作用显着（低浊度仪多选用散射光法） 当时运用的浊度仪首要是依据散射光法测定。 世界通用的浊度规范也是一这类浊度仪为根底拟定的。

　　（3）透射光和散射光比较测定法 原理：同时或替换测定透射光和散射光的强度，求出二者之比 值来标明浊度的办法。 规则：  若水中没有悬浮杂质，则悉数的射入光线都能透射而没有 散射，浊度即为0。  关于有浊度的水样，散射光强度I1将随浊度增大而成份额地 进步；透射光强度I2将反份额地缩小，由于两者向相反的方 向差动，其比值 I1/I2会有较大的改动率.  可进步灵敏度，感度可到达0.005NTU。 长处：  能够把散射光和透射光的光路做成持平，因此水样色度影 响小；  由于运用同一光源和I1/I2的数学式，补偿了电源变化、光源 劣化及环境搅扰的影响；  窗口触摸污染的影响也相对减小

　　（4）外表散射光测定法 办法：把试样水溢流，往溢流面照耀斜光，在上方测定散射 光的强度来求出浊度。 长处：  无测定窗污染  线性好  色度影响小于散射光法  丈量规模广  在各种取样流量的规模内都能运用  能够用规范散射板进行校对，日常校对时不需要规范液 缺陷：  杂质散布不均匀就会形成差错 原理：如图P93

　　2.2.5生化需氧量（BOD）检测外表 生化学氧量：是指在 有溶解氧的条件下，好氧微生物在分化 水中的有机物的生物化学氧化进程中所耗费的溶解氧量。 2.2.5.1测定办法和原理 办法： • 五天培育法； • 检压法； • 库伦法； • 微生物电极法等

　　（1）五天培育法 在20℃条件下培育5天，求出培育前后水样中溶解氧含量， 两者的差值即为BOD5，若未超越7mg/L,则培育前不用稀 释，可直接丈量。 （2）检压法 将水样置于装有一个以CO2吸收剂小池的密闭培育瓶中，当 水样中的有机物被微生物氧化分化时，耗费的溶解氧则由气体管 中的氧气弥补，发生的CO2被吸收池中的吸收剂吸收，成果导致 密闭体系内的压力下降，用压力计测出压力下降值来求出水样的 BOD值，在实践丈量中，先用葡萄糖-谷氨酸规范溶液校对压力 计，即可从压力计直接读出水样的BOD值。

　　（3）库伦法 库伦法是在检压法的根底上发展起来的一种BOD检测技能。与检 压法不同的是，库伦法中微生物氧化分化有机物所耗费的氧由电解 发生的氧气来供应和弥补。 （4）微生物电极法 微生物电极是一种将微生物技能与电化学检测技能相结合 的传感器。 首要由溶解氧电极和紧贴其透气膜外表的固定化微生物。 原理：当将其刺进恒温、溶解氧浓度必定的不含BOD物质的 底液时，由于微生物的呼吸活性必定，底液中的溶解氧分子 经过微生物膜涣散进入氧电极的速率必定，微生物电极输出 一稳态电流；假如将BOD物质参加底液 中，则该物质的分子 与氧分子一同涣散进入微生物膜，由于膜中的微生物对BOD 物质发生同化作用而耗氧，导致进入氧电极的氧分子削减， 并在几分钟内进入新的稳态值。 在适合的BOD物质浓度规模内，电极输出电流下降值与BOD物质浓度 之间呈线BOD监测仪  微生物膜电极BOD测定仪

　　记录仪 滤网 标 准 液 1 溢流槽 磷酸盐 缓冲液 恒温水浴 标 准 液 2 清 洗 水 传感器

　　化学需氧量(COD)：是指水样在必定的条件下，氧化1升水 样中复原性物质所耗费的氧化剂的量，以氧的mg/l.标明。 2.2.6.1测定办法和原理  重铬酸钾法  酸性高锰酸钾法  其他测定办法（密封管法、比色法、氧化复原电位法、滴 定法及恒电流库伦法）

　　2.2.6.2COD监测仪 COD主动测定仪的原理是将化学法测定 COD的程序主动化、仪器化。  库仑式COD测定仪  高锰酸钾指数主动监测仪器

　　 紫外可见分光光度法是选必定波长的光照耀被测物质溶液， 丈量其吸光度，再依据吸光度计算出被测组分的含量。计 算的理论依据是“吸收规则”，即朗伯－比尔规则。、  朗伯比尔规则：是指当一束平行单色光经过均匀、非散射 的稀溶液时，溶液对光的吸收程度与溶液的浓度及液层厚 度的乘积成正比，即：A=KCL K-份额系数

　　2.2.8 TOC检测外表 总有机碳TOC是以碳的含量标明水中有机物质总量的一项综 合项目标，单位为mg C/L。 2.2.8.1测定办法和原理 办法：焚烧氧化-非涣散红外吸收法 测定原理：将必定量水样注入高温炉内的石英管，在900－ 950℃温度下，以铂和三氧化二铬为催化剂，使有机物焚烧裂 解转化为二氧化碳，然后用红外线含 量，然后确认水样中碳的含量。（碳酸盐也分化发生二氧化 碳，因此为总碳TC ） 为取得有机碳含量,有两种办法： • 将水样预先酸化，通入氮气曝气，去除各种碳酸盐分化生 成的二氧化碳后再注入仪器测定。 • 运用高温炉和低温炉皆有的TOC测定仪。别离得到TC和IC。 两者之差即为总有机碳。

　　• （2）TOC检测仪 • TOC主动检测仪是依据非涣散红外线吸收法原理规划的， 有单通道和双通道两品种型 TOC水质接连主动监测仪

　　2.2.9总需氧量（TOD）检测外表 总需氧量(TOD)是指水中有机物和复原性无机物在高温下燃 烧生成安稳的氧化物时的需氧量，用TOD标明， 单位为mg O2/L。 TOD和TOC的壁纸能够供给水中有机碳品种的信息，对不含 氮的有机物，理论上比值为O2/C=32/12=2.67. 大于4.0则应考虑水中含有很多的含S、P的有机物。 当小于2.6时，应考虑水中硝酸盐亚硝酸盐就多