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akg240s · 发表于 2010-6-1 20:18:15

前两天准备开缸，结果用德彩测no2，发现水质爆红。居然自来水本身就是爆红的！！！！

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http://chem.cersp.com/xuesheng/200609/1417_2.html

珠江水和自来水(海珠区)中亚硝酸盐含量的现状与思考
作者：施大卫文章来源：《广州市 “我与化学”活动论文选编》点击数：1842 更新时间：2006-9-12

—、前言

随着社会的进步和经济的发展，人们的环保意识正在不断增强。但是，在环境保护和防止污染的工作中，人们的注意力往往放在废水、废气、废渣等这些显而易见的污染物上，而对污染物通过饮用水(特别是自来水)影响人体健康的问题，却重视不够。自来水公司往往只对生产出来的自来水进行卫生指标方面的检验，而很难了解到通过各种管道流入千家万户的居民实际饮用水的水质(管网末端的水质)。而普通人对此更是知之甚少。实际上自来水在输水管道中所受到的污染往往是不容忽视的。作为一个广州人，我们的母亲河——珠江的水质情况如何?而我们每天饮用的自来水的水质又如何?为了了解珠江水被污染的现状及居民家中自来水的水质现状，我对流经广州市区的珠江水及以珠江水为水源的自来水中的污染物——亚硝酸盐(NO-2)的含量及水样的色度和臭度作了测试及初步研究。

选择亚硝酸盐作为研究指标的原因是，亚硝酸盐是一种强烈的致癌物质，又是一种较为常用的评价水质的指标，分析方法也比较简单。

初步的研究结果表明：流经市区的珠江水中的亚硝酸盐含量高达900ppb(μg/L)；自来水厂的水处理工艺并不能有效地降低天然水中的亚硝酸盐含量；输水管道对自来水的污染严重，导致不同居民家用自来水中亚硝酸盐含量存在很大差异(极差超过三十倍)，最高浓度竟达1.41mg／L，远远超过了一些发达国家规定的0.1mg／L饮用水质标准，令人甚忧。

  二、方法与步骤

  1.采样

（1）采样时间、地点

  采集时间为10月上旬，样品取珠江水及自来水。采集地点如下图所示：



表1                采样时间与位置

样品编号
样品种类
采样时间
采样地点

1号样品
珠江水
10月7日
珠江洛溪渡口

2号样品
珠江水
10月7日
滨江西路

3号样品
珠江水
10月6日
中山大学北门外

4（1）号样品
自来水
10月8日
新港西路164号

4（2）号样品
自来水
10月8日
新港西路164号

5号样品
自来水
10月9日
中山大学

  （2）样品外观

在江水样品中，1、2号水样无色无臭，而3号水样的外观为黄色浑浊的液体，有强烈的腐臭味。经分析，3号水样的色度为2.34%,臭度为1.12%。

  “珠江水和自来水(海珠区)中亚硝酸盐含量的现状与思考”一文中所有的自来水水样均为无色无臭，均有微弱的氯气味。

   2.分析方法、仪器及测定原理

(1)分析方法

水样的分析方法参照国家水利部颁布的《水环境监测规范》和国家环保局、国家海洋局颁布的《海洋监测规范》进行。

色度和臭度采用稀释法，亚硝酸盐采用分光光度法。

(2)分析仪器

722S分光光度计。

(3)测定原理

用重氮-偶氮法测定水中的亚硝酸盐。亚硝酸盐在酸性条件下(pH=1.5~2.0)与磺胺发生重氮化反应，再与萘乙二胺盐酸盐偶合，生成紫红色染料，进行分光光度法测定，测量波长为543nm。亚硝酸盐的浓度与有色溶液的吸光值成正比。

akg240s · 发表于 2010-6-1 20:18:54

3.测定步骤

(1)在具塞比色管中量取水样25mL；

(2)分别精确吸取磺胺溶液及盐酸萘乙二胺溶液1mL，加入比色管中，摇匀后静置30分钟；

(3)用722S型可见分光光度机测定溶液对543nm波长的光的吸光度；

(4)以线性回归方程计算出溶液中的氮元素含量，再换算成NO2-含量。

三、实验数据分析与结论

1.测定结果

表2                   测定结果记录表

水样
吸光度
亚硝酸盐含量（ppb，按N计算）
亚硝酸盐含量（ppb，按NO2-计算）

纯水
0
0.000
0.000

标准溶液1号*
0.037
7．500
24．643

标准溶液2号*
0．057
15．000
49．286

标准溶液3号
0．105
30．000
98．286

标准溶液4号*
0．157
45．000
147．857

标准溶液5号*
0．206
60．000
197．143

1号样品
0．946
288．037
946．407

2号样品
0．899
273．575
898．890

3号样品
0．037
8．345
27．418

4（1）号样品
0．351
104．960
344．869

4（2）号样品
0．016
1．883
6．187

4（1）号样品煮沸5分钟
0．360
107．729
353．967

4（1）号样品在空气中静置24小时
0．356
106．498
349．923

5号样品
1．407
429．883
1412．473

  *实验室配制的亚硝酸盐标准溶液

   (y=0.00988+0.00325x，R=0.99955，  SD=0.00243

y——吸光值，x——浓度，R——相关系数，SD——标准偏差)

  2.分析与讨论

从上表可以看出，在珠江的水样中，1、2号样品亚硝酸盐的含量很高，而3号样品含量却反常的低。结合3号样品具有强烈的臭味、外观颜色及3号样品距离排污口不到200m的事实判断，3号样品中亚硝酸盐含量极低是因为在缺氧的情况下，微生物将亚硝酸盐还原为有机氮的缘故。3号样品对各波长的光的透过率如下图所示：

  图3 水样透光率与波长关系图

  测定3号样品的光透过率后发现，3号样品对于紫外光的吸收很强(说明其中氮元素含量高)，也印证了前面的说法。

目前自来水厂的水处理方法对除去水中污染物的效果有限。自来水的色度和臭度很低说明水厂的处理对除去水中的颗粒物和悬浮物是十分有效的；而自来水中亚硝酸盐的含量很高说明水厂的净水方法对除去亚硝酸盐效果比较有限。

我国目前对自来水的消毒方法多数是采用液氯，而液氯在水中产生的次氯酸(或其盐)并不能将亚硝酸盐氧化，反而有可能将水中的氨氧化为亚硝酸盐，增加了水中的亚硝酸盐含量，推测化学方程式如下：

NH+4+ 3HC1O = NO-2+ 5H+ + 3C1- + H2O(酸性环境）

NH+4 + 2OH- + 3C1O- = NO-2 + 5H+ + 3C1- + 3H2O(碱性环境）

自来水中亚硝酸盐的含量也相当高，不同居民家自来水中亚硝酸盐含量的差异甚大。取样地点不同，  自来水中亚硝酸盐含量的变化相当大，例如4号与5号样品，取样地点相距不到lkm，但水中亚硝酸盐含量相差高达4倍。而在同一个单位内，  自来水中亚硝酸盐的含量有更大差异，在4号采样点采得的两个样品中亚硝酸盐的含量相差55倍!我认为这样的差异是由于自来水管道内部原因(例如使用时间、微生物群、管道质量等)不同而造成的。但可惜由于实验条件和时间的限制，我无法对管道进行调查。

    从实验数据可知，将自来水放置或是煮沸并不能减少其中亚硝酸盐的含量。

akg240s · 发表于 2010-6-1 20:20:29

3.  几点建议

鉴于目前珠江水与自来水中亚硝酸盐含量很高的现状提出如下建议：

(1)应设法降低饮用水中亚硝酸盐的含量

从有关资料中得知，亚硝酸盐并非人体必需的营养成分。相反，亚硝酸盐对人体具有较强的毒性。亚硝酸盐能造成人体细胞缺氧，一次误服0.3g~0.5g即可造成急性中毒， 3g即可致死。亚硝酸盐也有慢性毒性，因为它在人体内能转化成亚硝胺，而后者是强的致癌物质。例如，二乙基亚硝胺每日给药量仅需每公斤体重1毫克，或更小剂量，就可使啮齿类动物致癌。

亚硝酸盐在水中是相当稳定的，普通的煮沸、久置等手段无法降低亚硝酸盐在水中的含量。因此，要降低亚硝酸盐的危害，必须从源头上治理。

  我国的水质标准中尚未有亚硝酸盐含量的规定，但并不能因此忽视水中含有亚硝酸盐的情况。江水中的亚硝酸盐的来源主要是陆地上农田中使用的化肥被冲入江中，在微生物的作用下形成的。因此，减少农用化肥的流失是控制河流水中亚硝酸盐含量的关键。植物能有效地利用亚硝酸盐，因此我们可以利用含亚硝酸盐的污水浇花、养草等，不但能除去亚硝酸盐，还能利用它。

(2)改进自来水厂的水处理工艺

   自来水厂对水的处理过程是水中亚硝酸盐的另一来源。我国的自来水厂普遍使用氯气来消毒，利用氯气(实际上是次氯酸)的氧化性来杀灭水中的微生物，但氯气能将水中的有机胺类氧化为亚硝酸盐，却不能将亚硝酸盐进一步氧化为硝酸盐。另外，用氯气消毒时会产生卤代烃，而后者也是一种强致癌物质。解决的方法是采用西方发达国家的作法：使用改进的消毒剂，例如二氧化氯或臭氧。这类消毒剂能将亚硝酸盐进一步氧化为低毒的硝酸盐，从而降低水中亚硝酸盐的含量。再用活性炭处理水以除去卤代烃。这样就可使水中的有害物质含量大大降低，从而确保饮用水的质量，保障人民的身体健康。

(3)促进有关立法

在查找资料时，我发现我国的各种水质标准(尤其是饮用水水质标准)尚未有亚硝酸盐含量的规定，而外国则有较为完善的规定，如下表所示：

表3    不同国家和地区饮用水中亚硝酸盐含量的规定

国家（地区）
颁布时间
最高含量（mg/L）

荷兰
1984年
0.1

比利时
1989年
0.1

欧盟
1998年
0.5

德国
1998年
0.1①

美国
2000年
1②

英国
2000年
0.1①

苏格兰
2000年
0.5

①按N03-离子质量计算

②按N元素质量计算

因此，立法限制水中亚硝酸盐的含量，是控制自来水中亚硝酸盐危害的重要一环。

四、感想

人类的进步给环境带来了一定的负面影响。如果不重视环境受到的负面影响，就会给社会的可持续发展带来不利因素。随着科学技术的发展，人类对环境污染的认识越来越深。为了减少环境污染和破坏对人类的影响，保证社会的可持续发展，除了提高人们的环保意识外，就必须用法律以及各类监测、控制标准来限制人们的行为，尽量减轻环境问题的负面影响。

自改革开放以来，国家确立了环境保护的基本国策，颁布了《环境保护法》、《水污染防治法》等一系列相关的法规，制定了《饮用水水质标准》等控制标准，也加强了环保教育方面的力度。因此，总的来说，我国对环境保护的成效是显著的。然而，我国的环保体系并非十全十美，尚存在不少纰漏。例如，在查找资料时，我发现我国的水质标准中尚未有限制亚硝酸盐含量的规定。虽然这次我测定的江水样品中亚硝酸盐含量远未达到急性中毒的阈值，但却可能在较长的时期内对饮水者的健康造成威胁。由于饮用来源于珠江的自来水的广州市民为数众多，饮水中的有害物质的危害性就显得尤为突出。在发达国家，因为其环境污染监控系统较为完善，因此能够有效地降低水中有害物质的危害。所以立法限制水中亚硝酸盐的含量是很重要的。

五、结束语

通过这次研究性学习，我得到了许多研究探索的亲身体验。由于自来水中含有的亚硝酸盐浓度较高，每次实验前必须仔细地用蒸馏水洗净比色管，实验完后也是如此。因此，在每一次实验中，仅仅洗试管一项内容，就要花掉半个小时的时间。以往在学校中做的实验的精度并不高，仪器也都是实验员准备好的，因此这对于我来说是一次新的体验。另外，在学校做实验时，实验的结论都是已知的，做实验记录的重要性往往被忽视，而在这次的研究性学习中，面对未知的结论，实验的每一个细微的环节、步骤、现象都要记录下来，以便日后利用。这对提高实践能力也是十分有益的。

这次研究性学习也让我明白了对于科学研究，实验只是整个研究的一个环节。在实验工作完成后，我获得了许多实验数据。为了验证我的观点，我通过图书馆和网络也得到了大量零散的文字资料。我需要将它们整理、总结出来，有些还要用表格和图表的方式表现出来，使我的研究性报告能更加清晰和直接地显示出我的观点与数据之间的联系。所以说，这次研究性学习是一次能力的提升。

总而言之，在这次研究性学习中，我不但对环境保护的重要性有了进一步的认识，还提高了动手实践的能力，掌握了一些科学研究的方法，对科学研究也有了更深一层的认识。

  （作者学校：广州市第6中学  指导老师：中国科学院南海海洋研究所徐继荣广州市第6中学  陈少华）