水樣保存和預處理PPT課件

1、（3 3）需要冷藏、冷凍的樣品，須配備專用的）需要冷藏、冷凍的樣品，須配備專用的冷藏、冷凍箱或車運送；條件不具備時，可冷藏、冷凍箱或車運送；條件不具備時，可采用隔熱容器，并加入足量的制冷劑達到冷采用隔熱容器，并加入足量的制冷劑達到冷藏、冷凍的要求。藏、冷凍的要求。（4 4）冬季水樣可能結冰。如果盛水器用的是）冬季水樣可能結冰。如果盛水器用的是玻璃瓶，則采取保溫措施以免破裂。玻璃瓶，則采取保溫措施以免破裂。水樣的運輸時間，一般以水樣的運輸時間，一般以2424小時為最大允許小時為最大允許時間。時間。第1頁/共50頁水樣的保存水樣的保存 水樣允許保存的時間與水樣的性質、分水樣允許保存的時間與水樣的性

2、質、分析指標、溶液的酸度、保存容器和存放溫度析指標、溶液的酸度、保存容器和存放溫度等多種因素有關。等多種因素有關。 不同的水樣允許的存放時間也有所不同。不同的水樣允許的存放時間也有所不同。一般認為，水樣的最大存放時間為：一般認為，水樣的最大存放時間為： 清潔水樣清潔水樣 7272小時小時 輕污染水樣輕污染水樣4848小時小時 重污染水樣重污染水樣1212小時小時第2頁/共50頁水樣主要的保護性措施有：水樣主要的保護性措施有：(1) (1) 選擇合適的保存容器選擇合適的保存容器 不同材質的容器對水樣的影響不同，一般不同材質的容器對水樣的影響不同，一般可能存在吸附待測組分或自身雜質溶出污染水可能存

3、在吸附待測組分或自身雜質溶出污染水樣的情況，因此應該選擇性質穩(wěn)定、雜質含量樣的情況，因此應該選擇性質穩(wěn)定、雜質含量低的容器。一般常規(guī)監(jiān)測中，常使用聚乙烯和低的容器。一般常規(guī)監(jiān)測中，常使用聚乙烯和硼硅玻璃材質的容器。硼硅玻璃材質的容器。第3頁/共50頁保存藥劑的具體作用：保存藥劑的具體作用：生物抑制劑生物抑制劑 在水樣中加入適量的生物抑制在水樣中加入適量的生物抑制劑可以阻止生物作用。劑可以阻止生物作用。調節(jié)調節(jié)pHpH值值 加入酸或堿調節(jié)水樣的加入酸或堿調節(jié)水樣的pHpH值，可值，可以使一些處于不穩(wěn)定態(tài)的待測組分轉變成穩(wěn)定以使一些處于不穩(wěn)定態(tài)的待測組分轉變成穩(wěn)定態(tài)。態(tài)。氧化或還原劑氧化或還原劑

4、在水樣中加入氧化劑或還原在水樣中加入氧化劑或還原劑可以阻止或減緩某些組分氧化、還原反應的劑可以阻止或減緩某些組分氧化、還原反應的發(fā)生。發(fā)生。第4頁/共50頁第5頁/共50頁第6頁/共50頁常用的保存劑的作用和應用范圍常用的保存劑的作用和應用范圍保存劑保存劑作作 用用適用的監(jiān)測項目適用的監(jiān)測項目HgCl2細菌抑制劑細菌抑制劑各種形式的氮或磷各種形式的氮或磷HNO3 金屬溶劑，防止沉淀金屬溶劑，防止沉淀多種金屬多種金屬H2SO4細菌抑制劑，與有機細菌抑制劑，與有機物形成鹽類物形成鹽類有機水樣有機水樣(COD(COD、TOCTOC、油和油脂、油和油脂) )NaOH與揮發(fā)性化合物形成與揮發(fā)性化合物形成

5、鹽類鹽類氰化物、有機酸類、酚類等氰化物、有機酸類、酚類等冷藏或冷冷藏或冷凍凍細菌抑制劑，減緩化細菌抑制劑，減緩化學反應速率學反應速率酸度、堿度、有機物、酸度、堿度、有機物、BODBOD、色、色度、生物機體等度、生物機體等第7頁/共50頁（4 4）過濾和離心分離）過濾和離心分離 第8頁/共50頁水樣的預處理第9頁/共50頁樣品的消解樣品的消解第10頁/共50頁第11頁/共50頁 常用的消解氧化劑有單元酸體系、多元常用的消解氧化劑有單元酸體系、多元酸體系和堿分解體系。酸體系和堿分解體系。最常使用的單元酸為最常使用的單元酸為硝酸。采用多元酸的目的是提高消解溫度、硝酸。采用多元酸的目的是提高消解溫度、

6、加快氧化速度和改善消解效果。加快氧化速度和改善消解效果。在進行水樣在進行水樣消解時，應根據(jù)水樣的類型及采用的測定方消解時，應根據(jù)水樣的類型及采用的測定方法進行消解酸體系的選擇。法進行消解酸體系的選擇。 （1 1）硝酸消解法）硝酸消解法 （2 2）硝酸）硝酸- -硫酸消解法硫酸消解法 （3 3）硝酸）硝酸- -高氯酸消解法高氯酸消解法 （4 4）硝酸）硝酸- -氫氟酸消解法氫氟酸消解法 (5) (5) 多元消解法多元消解法 （6 6）堿分解法）堿分解法 （7 7）干灰化法）干灰化法 （8 8）微波消解法）微波消解法濕法消解濕法消解干法灰化干法灰化微波消解微波消解第12頁/共50頁硝硝 酸酸 消消

7、 解解 HNO3消解法適用于消解法適用于較清潔較清潔 的水樣。的水樣。HNO3具有氧化性，加熱濃具有氧化性，加熱濃HNO3可氧化分解可氧化分解樣品中的有機物質。樣品中的有機物質。水質水質 硒的測定硒的測定 石墨爐原子吸收分光光度法石墨爐原子吸收分光光度法水質水質 鉛、鎘、鋅的測定鉛、鎘、鋅的測定 雙硫腙分光光度法雙硫腙分光光度法應用實例應用實例適用范圍適用范圍第13頁/共50頁（1 1）硝酸消解法）硝酸消解法方法要點：方法要點： 取混勻的水樣50-200mL于錐形瓶中，加入5-10mL濃硝酸，在電熱板上加熱煮沸，緩慢蒸發(fā)至小體積，試液應清澈透明，呈淺色或無色，否則，應補加少許硝酸繼續(xù)消解。消解

8、至近干時，取下錐形瓶，稍冷卻后加2% HNO3 (或HCl) 20mL，溫熱溶解可溶鹽。若有沉淀，應過濾，濾液冷至室溫后于50mL容量瓶中定容，待分析。 第14頁/共50頁硝酸硝酸-硫酸硫酸 消解消解q 兩種酸都有較強的氧化能力，其中兩種酸都有較強的氧化能力，其中HNO3沸點沸點低，而低，而H2SO4沸點高（沸點高（338）；）；q熱的濃熱的濃H2SO4具有強的脫水能力和氧化能力，具有強的脫水能力和氧化能力，可以比較快地分解試樣，破壞有機物；可以比較快地分解試樣，破壞有機物；q二者結合使用，可提高消解溫度和消解效果。二者結合使用，可提高消解溫度和消解效果。第15頁/共50頁（2 2）硝酸）硝酸

9、- -硫酸消解法硫酸消解法 方法要點：方法要點： 10ml濃硝酸+10ml濃硫酸加入水樣后，在電熱板溫度控制在220C時，硝酸-硫酸-水三元混合溶液的溫度變化情況，從溶液溫度也可估計消解反應的進程。 消解時，先將硝酸加入待消解樣品中，加熱蒸發(fā)至小體積，稍冷后再加入硫酸、硝酸，繼續(xù)加熱蒸發(fā)至冒大量白煙，稍冷卻后加2% HNO3溫熱溶解可溶鹽。若有沉淀，應過濾，濾液冷至室溫后定容，待分析測定。 第16頁/共50頁（2 2）硝酸）硝酸- -硫酸消解法硫酸消解法第17頁/共50頁硝酸硝酸-高氯酸高氯酸 消解消解 消煮時消煮時HNO3具有強的氧化力，熱的濃具有強的氧化力，熱的濃HClO4是最強的氧化劑和

10、脫水劑，能將組分氧化成高價是最強的氧化劑和脫水劑，能將組分氧化成高價態(tài)。加熱時生成無水態(tài)。加熱時生成無水HClO4，可進一步與有機質，可進一步與有機質作用，使有機物很快被氧化分解成簡單的可溶性作用，使有機物很快被氧化分解成簡單的可溶性化合物，二氧化硅則脫水沉淀?；衔?，二氧化硅則脫水沉淀。 HNOHNO3 3-HClO-HClO4 4消解樣消解樣品是破壞有機物比較有效品是破壞有機物比較有效的方法，但要嚴格按照操的方法，但要嚴格按照操作程序，防止發(fā)生爆炸。作程序，防止發(fā)生爆炸。第18頁/共50頁（3 3）硝酸）硝酸- -高氯酸消解法高氯酸消解法 兩種酸都是強氧化性酸，聯(lián)合使用可消解含難氧化有機物

11、的環(huán)境樣品，如高濃度有機廢水、植物樣和污泥樣品等。方法要點：方法要點：取適量水樣或經適當潤濕的處理好的土壤等樣品于錐形瓶中，加5-10mL硝酸，在電熱板上加熱、消解至大部分有機物被分解。取下錐形瓶，稍冷卻，再加2-5mL高氯酸，繼續(xù)加熱至開始冒白煙，如試液呈深色，再補加硝酸，繼續(xù)加熱至冒濃厚白煙將盡，取下錐形瓶，稍冷卻后加2% HNO3溶解可溶鹽。若有沉淀，應過濾，濾液冷至室溫后定容，待分析測定。 因為高氯酸能與含羥基有機物反應激烈，有發(fā)生爆炸的危險，故應先加入硝酸氧化水樣中的羥基有機物，稍冷后再加高氯酸處理。 第19頁/共50頁（4 4）硝酸）硝酸- -氫氟酸消解法氫氟酸消解法 氫氟酸能與液

12、態(tài)或固態(tài)樣品中的硅酸鹽和硅膠態(tài)物質發(fā)生反應，形成四氟化硅而揮發(fā)分離，因此，該混合酸體系應用范圍比較專一，選擇性比較高。 但需要指出的是：氫氟酸能與玻璃材質發(fā)生反應，消解時應使用聚四氟乙烯材質的燒杯等容器。 SiO2 + 4HF = SiF4 + 2H2O 第20頁/共50頁(5) (5) 多元消解法多元消解法 為提高消解效果，在某些情況下（如處理總鉻廢水時），需要使用三元以上混合酸消解體系。通過多種酸的配合使用，克服單元酸或二元酸消解所起不到的作用，尤其在眾多元素均要求測定的復雜介質體系。例如，在地下水或土壤背景值調查時，常常需要進行全元素分析，這時采用HNOHNO3 3-HCl-HF-HCl

13、O-HCl-HF-HClO4 4體系，消解效果比較理想。 第21頁/共50頁多元多元 消解法消解法硝酸硝酸- -硫酸硫酸- -五氧化二礬消解法五氧化二礬消解法硝酸硝酸- -氫氟酸氫氟酸- -高氯酸消解法高氯酸消解法硝酸硝酸- -硫酸硫酸- -高錳酸鉀消解法高錳酸鉀消解法鹽酸鹽酸- -硝酸硝酸- -氫氟酸氫氟酸- -高氯酸消解法高氯酸消解法硝酸硝酸- -硫酸硫酸- -高氯酸消解法高氯酸消解法第22頁/共50頁水質銀的測定水質銀的測定 火焰原子吸收分光光度法火焰原子吸收分光光度法 食品中銻的測定食品中銻的測定 食品中錫的測定氫化物原子熒光光譜法食品中錫的測定氫化物原子熒光光譜法 土壤質量土壤質量

14、總砷的測定總砷的測定 二乙基二硫代氨二乙基二硫代氨基甲酸銀分光光度基甲酸銀分光光度 硝酸硝酸- -硫酸硫酸- -高氯酸消解法高氯酸消解法應用實例應用實例第23頁/共50頁硝酸硝酸- -氫氟酸氫氟酸- -高氯酸消解法高氯酸消解法土壤全量鈣、鎂的測定土壤全量鈣、鎂的測定 在土壤全鉀測定法中，稱樣量減少為在土壤全鉀測定法中，稱樣量減少為0.1g，在樣品消解完畢時，用去離子水定容，在樣品消解完畢時，用去離子水定容于于100ml容量瓶中。土壤中鐵、錳的測定中，容量瓶中。土壤中鐵、錳的測定中，樣品的消解也可以采用樣品的消解也可以采用HNO3-HF-HClO4消解消解法。法。應用實例應用實例第24頁/共50

15、頁（6 6）堿分解法）堿分解法 堿分解法適用于按上述酸消解法會造成某些元素的揮發(fā)或損失的環(huán)境樣品。方法要點：方法要點： 在各類環(huán)境樣品中，加入氫氧化鈉和過氧化氫溶液或者氨水和過氧化氫溶液，加熱至緩慢沸騰消解至近干時，稍冷卻后加入水或稀堿溶液，溫熱溶解可溶鹽。若有沉淀，應過濾，濾液冷至室溫后于50mL容量瓶中定容，待分析測定。第25頁/共50頁（7 7）干灰化法）干灰化法 干法灰化又稱燃燒法或高溫分解法。有機干法灰化又稱燃燒法或高溫分解法。有機樣品常采用干法灰化分解，這樣制備的試液空樣品常采用干法灰化分解，這樣制備的試液空白值較低，對微量元素的分析有重要意義白值較低，對微量元素的分析有重要意義。

16、操作要點操作要點 樣品置于坩堝中，在一樣品置于坩堝中，在一定溫度或氣氛下加熱，使有定溫度或氣氛下加熱，使有機樣品灰化分解，殘渣再用機樣品灰化分解，殘渣再用適當?shù)娜軇┤芙?，制備成分適當?shù)娜軇┤芙?，制備成分析試液。析試液。?6頁/共50頁高溫電爐直接灰化法高溫電爐直接灰化法移入馬弗爐移入馬弗爐52525 灼燒灼燒取出蒸發(fā)皿，冷卻取出蒸發(fā)皿，冷卻2.0ml 0.1mol/L HCl溶解灰分溶解灰分（定容）（定容）低溫炭化低溫炭化第27頁/共50頁（8 8）微波消解法）微波消解法 微波消解法采用微波加熱的工作原理，以待測樣品和消解酸的混合物為發(fā)熱體，從樣品內部對樣品進行激烈攪拌、充分混合和加熱，加快

17、了樣品的分解速度，縮短了消解時間，提高了消解效率。在微波消解過程中，樣品處于密閉容器中，也避免了待測元素的損失和可能造成的污染。第28頁/共50頁微波消解技術微波消解技術 v大大提高了反應速率；大大提高了反應速率；v縮短樣品制備的時間；縮短樣品制備的時間；v可控制反應條件，制樣精度更高；可控制反應條件，制樣精度更高；v減少對環(huán)境的污染；減少對環(huán)境的污染；v改善實驗人員的工作環(huán)境。改善實驗人員的工作環(huán)境。 優(yōu)點優(yōu)點第29頁/共50頁消解裝置消解裝置第30頁/共50頁樣品分離與富集樣品分離與富集（無機物和有機物）（無機物和有機物）第31頁/共50頁樣品分離與富集樣品分離與富集 為了選擇與評價分離、

18、富集技術，常涉及下面兩個概念： 回收因數(shù)（回收因數(shù)（RT） 指樣品中目標組分在分離、富集過程中回收的完全程度。即： 痕量回收：RT90%。0/TTTQQR 0/TTTQQR 0TTTQQR 第32頁/共50頁 富集倍數(shù)（富集倍數(shù)（F F）或與濃縮系數(shù)）或與濃縮系數(shù) 定義為欲分離或富集組分的回收率與基體的回收率之比，即：式中， 和 分別為富集前、后基體的量； 為基體的回收率。 MTMtMTRRQQQQF00MTMTMTRRQQQQF/000MQMQMRMR第33頁/共50頁 ( (一一) ) 氣提、頂空和蒸餾法氣提、頂空和蒸餾法 1.1.氣提法氣提法 該方法基于把惰性氣體通入調制好的水樣中，該方

19、法基于把惰性氣體通入調制好的水樣中，將欲測組分吹出，直接送入儀器測定，或導入吸將欲測組分吹出，直接送入儀器測定，或導入吸收液吸收富集后再測定收液吸收富集后再測定。 圖圖2.10 測定硫化物的吹氣分離裝置示意圖測定硫化物的吹氣分離裝置示意圖第34頁/共50頁第35頁/共50頁 3. 3.蒸餾法蒸餾法 蒸餾法是利用水樣中各污染組分具有不同的蒸餾法是利用水樣中各污染組分具有不同的沸點而使其彼此分離的方法，分為常壓蒸餾、減沸點而使其彼此分離的方法，分為常壓蒸餾、減壓蒸餾、水蒸汽蒸餾、分餾法等。壓蒸餾、水蒸汽蒸餾、分餾法等。揮發(fā)酚和氰化物蒸餾裝置示意圖揮發(fā)酚和氰化物蒸餾裝置示意圖氟化物水蒸氣蒸餾裝置示意

20、圖氟化物水蒸氣蒸餾裝置示意圖第36頁/共50頁 ( (二二) ) 萃取法萃取法 1.1.溶劑萃取法溶劑萃取法 溶劑萃取法是基于物溶劑萃取法是基于物質在互不相溶的兩種溶劑質在互不相溶的兩種溶劑中分配系數(shù)不同，進行組中分配系數(shù)不同，進行組分的分離和富集。分的分離和富集。式中：式中：V V水水水相體積；水相體積； D D分配比；分配比； V V有機有機有機相體積；有機相體積； E E萃取率。萃取率。公式公式萃取率與分配比的關系萃取率與分配比的關系有機水VVDDE100%分配比D萃取率E / %第37頁/共50頁第38頁/共50頁液液- -液萃取法液萃取法 液-液萃取也叫溶劑萃取，是基于物質在不同的溶

21、劑相中分配系數(shù)不同，而達到組分的富集與分離。在水相有機相中的分配系數(shù)（K）可用分配定律表示：有水MM水有MMKD第39頁/共50頁 由于待分離的組分往往在兩相中(或者在某一相中)存在副反應，例如水相中可能發(fā)生離解、絡合作用等，有機相中可能發(fā)生聚合作用等，導致組分在兩相中的存在形式有所不同。 分配比的定義：分配比的定義：溶質在有機相中的各種存在形態(tài)的總濃度與水相中各種形態(tài)的總濃度之比，用D表示。 D值越大，表示被萃取物質轉入有機相的數(shù)量越多(當兩相體積相等時)，萃取就越完全。在萃取分離中，一般要求分配比在10以上。分配比反映萃取體系達到平衡時的實際分配情況，具有較大的實用價值。 水有ccD 第4

22、0頁/共50頁 被萃取物質在兩相中的分配也可以用萃取百分率（E）表示，即E與分配比的關系為：當用等體積萃取時(V水=V有) ： 若要求E大于90%，則D必須大于9。增加萃取的次數(shù)，可提高萃取效率，但將增大萃取操作的工作量，在很多情況下是不現(xiàn)實的。 %100(%)被萃取物質總量的總量被萃取物質在有機相中E %100%水水有有有有VcVcVcE%100有水VVDD %1001%DDE第41頁/共50頁 2. 2.固相萃取法固相萃取法(SPE)(SPE) 固相萃取法的萃取劑是固相萃取法的萃取劑是固體，其工作原理基于：水固體，其工作原理基于：水樣中欲測組分與共存干擾組樣中欲測組分與共存干擾組分在固相萃取劑上作用力強分在固相萃取劑上作用力強弱不同，使它們彼此分離。弱不同，使它們彼此分離。固相萃取劑是含固相萃取劑是含C C1818或或C C8 8、腈基、氨基等基團的特殊填腈基、氨基等基團的特殊填料。料。膜片型固相萃取劑萃取裝置示意圖膜片型固相萃取劑萃取裝置示意圖第42頁/共50頁固相萃取法固相萃取法 研究對象：研究對象： 水介質中的有機水介質中的有機物物 核心技術：核心技術： 固相吸附劑固相吸附劑（極（極性、非極性、離子型、性、非極性、離子型、生物型等）生物型等） 洗脫