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1、關(guān)于主要環(huán)境污染物的檢測(cè)第一張,PPT共一百二十九頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月1概述 環(huán)境污染物,特別是那些化學(xué)污染物大多是有害物質(zhì),對(duì)人和生物會(huì)產(chǎn)生即時(shí)的或潛在的危險(xiǎn),表現(xiàn)為毒性、致癌性、致畸性、致突變性、腐蝕性等。為采取防治措施、制定法規(guī)、了解污染情況、預(yù)報(bào)污染趨勢(shì)、評(píng)價(jià)治理效果,有必要對(duì)環(huán)境污染物進(jìn)行監(jiān)測(cè)。 根據(jù)環(huán)境監(jiān)測(cè)的對(duì)象,環(huán)境監(jiān)測(cè)內(nèi)容分為水質(zhì)污染物監(jiān)測(cè)、大氣污染物監(jiān)測(cè)、固體廢物監(jiān)測(cè)、生物監(jiān)測(cè)、生態(tài)監(jiān)測(cè)、物理污染監(jiān)測(cè)等。 第二張,PPT共一百二十九頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月(1)水污染監(jiān)測(cè)。水污染監(jiān)測(cè)可分為兩類:一類是反映水質(zhì)污染的綜合指標(biāo),如溫度、色度、濁度、pH值、電導(dǎo)率、懸浮物、溶解
2、氧(DO)、化學(xué)需氧量(COD)和生化需氧量(BOD)等;另一類是一些有毒害性的物質(zhì),如酚、氰、砷、鉛、鉻、鎘、汞、鎳、有機(jī)農(nóng)藥等。(2)大氣污染物監(jiān)測(cè)。大氣污染物以分子狀和粒子狀兩種形態(tài)存在于大氣中。常見的分子狀污染物主要有SO2、NOx、CO、HCN、NH3、Hg、碳?xì)浠衔?、鹵化氫、氧化劑、甲醛、揮發(fā)酚等;常見的粒子狀污染物有總懸浮微粒(TSP)、灰塵自然沉降量、塵粒的化學(xué)組成(鉻、鉛、砷化物等)。第三張,PPT共一百二十九頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月(3)固體廢物監(jiān)測(cè)。固體廢物主要包括工業(yè)固體廢物和城市垃圾。固體廢物的污染主要是指固體廢物的有害性質(zhì)和有害成分對(duì)土壤、水體、空氣和動(dòng)植物的危害
3、,如固體廢物中的鉻、鉛、鎘、汞等重金屬在自然條件下浸出,有機(jī)農(nóng)藥殘留農(nóng)作物中等。(4)生物監(jiān)測(cè)。污染物通過(guò)大氣、水體和土壤進(jìn)入動(dòng)植物體內(nèi),從而抑制、損害其生長(zhǎng)和繁殖,甚至導(dǎo)致死亡。對(duì)污染物導(dǎo)致動(dòng)植物這種變化的監(jiān)測(cè)即為生物監(jiān)測(cè)。如水生生物監(jiān)測(cè)、植物對(duì)大氣污染物反應(yīng)及指示作用的監(jiān)測(cè)、生物體內(nèi)有害物的監(jiān)測(cè)、環(huán)境致突變物的監(jiān)測(cè)等,具體監(jiān)測(cè)項(xiàng)目依據(jù)需要而定,如砷、鎘、汞、有機(jī)農(nóng)藥等。第四張,PPT共一百二十九頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月(5)生態(tài)監(jiān)測(cè)。就是觀測(cè)與評(píng)價(jià)生態(tài)系統(tǒng)對(duì)自然變化及人為變化所做出的反應(yīng),著重于生物群落和種群的變化。(6)物理污染監(jiān)測(cè)。是指對(duì)造成環(huán)境污染的噪聲、振動(dòng)、電磁輻射、放射性等物理
4、能量進(jìn)行監(jiān)測(cè)。 按污染物的形態(tài),可分為氣體污染物、液體污染物和固體污染物。本章主要介紹常見氣體污染物和液體污染物的檢測(cè)。第五張,PPT共一百二十九頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月2污染物的檢測(cè)方法 21化學(xué)分析法 化學(xué)分析法是以特定的化學(xué)反應(yīng)為基礎(chǔ)的分析方法,分為重量分析法和容量分析法。 重量分析法是將待測(cè)物質(zhì)以沉淀的形式析出,經(jīng)過(guò)過(guò)濾、烘干,用天平稱其質(zhì)量,通過(guò)計(jì)算得出待測(cè)物質(zhì)的含量。由于重量分析法的手續(xù)繁瑣、費(fèi)時(shí)費(fèi)力,因而在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用較少。但是重量分析法準(zhǔn)確度比較高,環(huán)境監(jiān)測(cè)中的硫酸鹽、二氧化硅、殘?jiān)腋∥镉椭?、可吸入顆粒物和降塵等的標(biāo)準(zhǔn)分析方法仍建立在重量分析法基礎(chǔ)上。第六張,PPT共一
5、百二十九頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月 容量分析法的特點(diǎn)是操作簡(jiǎn)便、迅速、結(jié)果準(zhǔn)確、費(fèi)用低,在環(huán)境監(jiān)測(cè)中得到較多的應(yīng)用。如測(cè)定水中的酸堿度、化學(xué)需氧量、溶解氧、揮發(fā)性酚、總氮、硫化物和氰化物等。滴定分析是容量分析的一種,它是用一種已知準(zhǔn)確濃度的溶液(標(biāo)準(zhǔn)溶液),滴加到含有被測(cè)物質(zhì)的溶液中,根據(jù)反應(yīng)完全時(shí)消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積和濃度,計(jì)算出被測(cè)物質(zhì)的含量。滴定分析方法簡(jiǎn)便,測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確度也較高,不需貴重的儀器設(shè)備,是一種重要的分析方法。根據(jù)化學(xué)反應(yīng)類型的不同,滴定分析分為酸堿滴定、配位滴定、沉淀滴定和氧化還原滴定四種方法。第七張,PPT共一百二十九頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月211酸堿滴定法 酸堿滴定法是將
6、酸或堿滴定劑加到被測(cè)堿或酸試液中,用指示劑指示終點(diǎn)的到達(dá),然后由所用滴定劑的濃度和用量計(jì)算被測(cè)物的含量,此法是應(yīng)用十分廣泛的一種方法,許多化工產(chǎn)品如燒堿、純堿主成分的含量和鋼鐵及某些原材料中C、S、P、Si和N等元素,常用酸堿滴定法測(cè)定。第八張,PPT共一百二十九頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月212配位滴定法配位滴定法是以配合反應(yīng)為基礎(chǔ)的一種滴定分析方法。如用AgNO3溶液來(lái)滴定CN-時(shí),其反應(yīng)如下。 當(dāng)Ag+過(guò)量時(shí),則 沉淀析出,表明終點(diǎn)到達(dá)。配合物的穩(wěn)定性以配合物穩(wěn)定常數(shù)k酸表示,如上例中的穩(wěn)定常數(shù)為 從各配合物穩(wěn)定常數(shù)的大小可以判斷配合反應(yīng)完成的程度和它是否可用于滴定分析。目前,應(yīng)用最廣泛的一
7、類配合物是乙二胺四乙酸(EDTA)。第九張,PPT共一百二十九頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月213沉淀漓定法 沉淀滴定法是以沉淀反應(yīng)為基礎(chǔ)的一種滴定分析方法。雖然能形成沉淀的反應(yīng)很多,但并不是所有的沉淀反應(yīng)都能用于滴定分析,因?yàn)楹芏喑恋淼慕M成不恒定,或溶解度較大,或容易形成過(guò)飽和溶液,或達(dá)到平衡的速度緩慢,或共沉淀現(xiàn)象嚴(yán)重,或缺少合適的指示劑。目前應(yīng)用較廣的是生成微溶性銀鹽的反應(yīng),如以這類反應(yīng)為基礎(chǔ)的沉淀滴定法稱為銀量法,用銀量法可以測(cè)定Cl-、Br-、I-、Ag+、CN-、SCN-等離子。銀量法可分為直接法和間接法:直接法是用AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液直接滴定被沉淀的物質(zhì);間接法是先于待測(cè)試液中加入一定過(guò)
8、量的AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液,再用NH4SCN標(biāo)準(zhǔn)溶液來(lái)滴定剩余的AgNO3溶液。第十張,PPT共一百二十九頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月214氧化還原滴定法 氧化還原滴定法是以氧化還原反應(yīng)為基礎(chǔ)的滴定分析方法。氧化還原反應(yīng)是基于電子轉(zhuǎn)移的反應(yīng),反應(yīng)機(jī)理較為復(fù)雜,有的反應(yīng)除主反應(yīng)外,還常伴有副反應(yīng)發(fā)生,在氧化還原反應(yīng)中,可以利用指示劑在化學(xué)計(jì)量點(diǎn)附近時(shí)顏色的改變來(lái)指示終點(diǎn)。常用的氧化還原指示劑有本身發(fā)生氧化還原的指示劑(二苯胺磺酸鈉)、自身指示劑(KMnO4)和顯色指示劑(淀粉)3種類型。和其他滴定方法一樣,隨著滴定劑的加入,被滴定物質(zhì)的氧化態(tài)和還原態(tài)的濃度逐漸改變,電對(duì)的電勢(shì)也隨之改變,并可用滴定曲線表
9、示。氧化還原滴定法可用于無(wú)機(jī)物和有機(jī)物含量的直接或間接測(cè)定中。第十一張,PPT共一百二十九頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月22儀器分析法 儀器分析法是利用被測(cè)物質(zhì)的物理或物理化學(xué)性質(zhì)來(lái)進(jìn)行分析的方法。儀器分析法具有靈敏度高、選擇性強(qiáng)、簡(jiǎn)便快速、可以進(jìn)行多組分分析、容易實(shí)現(xiàn)連續(xù)自動(dòng)分析等優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)分析原理和儀器的不同,環(huán)境監(jiān)測(cè)中常用到如下幾類。 221色譜分析法 色譜分析法是一種分離分析方法。包括氣相色譜法、高效液相色譜法、薄層色譜法、離子色譜法等。(1)氣相色譜法(gas chromatography,GC) 以氣體為流動(dòng)相的色譜分析法稱氣相色譜法。由所用第十二張,PPT共一百二十九頁(yè),創(chuàng)作于2022
10、年6月固定相的狀態(tài)不同,可分為氣固色譜(GSC)和氣液色譜(GLC)。在環(huán)境監(jiān)測(cè)中,氣相色譜法是各類色譜法中應(yīng)用最為廣泛的,是水、大氣、固體廢物和土壤等環(huán)境樣品中各種有機(jī)污染物的主要測(cè)定方法,還可以應(yīng)用于永久性氣體的測(cè)定。(2)高效液相色譜法(high performace liquid chromatography,HPLC) 相對(duì)于氣相色譜,把流動(dòng)相為液體的色譜過(guò)程稱為液相色譜。高效液相色譜是在液體柱色譜基礎(chǔ)上,引入氣相色譜的理論,采用高壓泵、高效固定相和高靈敏度的檢測(cè)器,實(shí)現(xiàn)了分析快速、分離效率高和操作自動(dòng)化。氣相色譜法雖然具有分離能力好、靈敏度高、分析速度快、操作方便等優(yōu)點(diǎn),但是受技術(shù)
11、條件的限制,不宜或不能分析沸點(diǎn)太高或熱穩(wěn)定性差的物質(zhì)。而高效液相色譜法,只要求樣品能制成溶液,不需要汽化,因此不受樣品揮發(fā)性的第十三張,PPT共一百二十九頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月限制,對(duì)于高沸點(diǎn)、熱穩(wěn)定性差、相對(duì)分子量大的有機(jī)物(幾乎占有機(jī)物總數(shù)的7580%),原則上都可以用高效液相色譜法來(lái)進(jìn)行分離、分析,非常適用于分離與生物、醫(yī)學(xué)有關(guān)的大分子和離子型化合物、不穩(wěn)定的天然產(chǎn)物以及很多高分子化合物。(3)離子色譜法(ion chromatography,IC) 是20世紀(jì)70年代美國(guó)DOW化學(xué)試劑分公司Small等化學(xué)家提出并發(fā)展的一種新技術(shù),是一種分析離子的專用儀器,具有以下一些優(yōu)點(diǎn):能同時(shí)分
12、析多種陽(yáng)離子或陰離子,靈敏度高,檢測(cè)范圍為10-810-9。樣品用量少,實(shí)際用量0.51mL左右,且一般不需要復(fù)雜的前處理。檢測(cè)線性良好,在3個(gè)數(shù)量級(jí)的濃度范圍內(nèi)呈直線。第十四張,PPT共一百二十九頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月快速、分辨率高。離子色譜法可用于大氣、水、固體廢物等多種環(huán)境樣品的分析。通常,可以同時(shí)測(cè)定一個(gè)樣品中的多種成分,如F-、Cl-、Br-、NO2-、NO3-、SO32-、SO42-、H2PO4-等陰離子和K+、Na+、NH4+、Ca2+、Mg2+等陽(yáng)離子。(4)薄層色譜法(thin layer chormatography,TLC) 薄層色譜法又稱為薄層層析,在環(huán)境監(jiān)測(cè)中主要用
13、于樣品的預(yù)分離、純化或制各標(biāo)準(zhǔn)樣品。薄層分離是在薄板上點(diǎn)上試樣,和溶劑在溶劑槽中即可完成展開,展開時(shí)間一般1060min,樣品的預(yù)處理比較簡(jiǎn)單,對(duì)分離樣品的性質(zhì)沒有限制,靈敏度及分辨率高。薄層色譜圖具有直觀性、可比性,但是與其他儀器分析方法相比,薄層色譜法費(fèi)時(shí)費(fèi)力,在環(huán)境監(jiān)測(cè)中較少采用,但薄層色譜法可以與其他技術(shù)聯(lián)用。第十五張,PPT共一百二十九頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月222光學(xué)分析法 光學(xué)分析法是根據(jù)物質(zhì)發(fā)射、吸收輻射能或物質(zhì)與輻射能相互作用建立的分析方法,其種類很多,以分子光譜法和原子光譜法應(yīng)用較多。(1)分子光譜法(molecule absorption spectrometry,MAS
14、)。分子光譜法包括紅外吸收、可見和紫外吸收、分子熒光等方法。紅外吸收光譜法。紅外吸收光譜法也稱為紅外分光光度法,其最突出的特點(diǎn)是高度的特征性。除光學(xué)異構(gòu)體外,每種化合物都有自己的紅外吸收光譜,因此,它是有機(jī)物、聚合物和結(jié)構(gòu)復(fù)雜的天然或合成產(chǎn)物定性鑒定和測(cè)定分子結(jié)構(gòu)的最有效的方法之一。第十六張,PPT共一百二十九頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月在生物化學(xué)中,紅外吸收光譜法還可用于快速鑒定細(xì)菌,甚至可對(duì)細(xì)胞和活體組織的結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究。紅外光譜對(duì)于固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)樣品均可測(cè)定,且分析速度快、樣品用量少、分析時(shí)不破壞樣品。由于這些優(yōu)點(diǎn),紅外光譜已成為常規(guī)分析方法??梢娮贤夥止夤舛确?。某些物質(zhì)的分子吸收了2008
15、00nm光譜區(qū)的輻射后發(fā)生分子軌道上電子能級(jí)間的躍遷,從而產(chǎn)生分子吸收光譜,據(jù)此可以分析測(cè)定這些物質(zhì)的量,即為可見紫外分光光度法,可測(cè)定多種無(wú)機(jī)和有機(jī)污染物質(zhì),是環(huán)境監(jiān)測(cè)中最常用的重要方法之一。第十七張,PPT共一百二十九頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月分子熒光分析法。處于基態(tài)的分子吸收適當(dāng)能量后,其價(jià)電子從成鍵分子軌道或非成鍵軌道躍遷到反鍵分子軌道上去,形成激發(fā)態(tài),激發(fā)態(tài)很不穩(wěn)定,將很快返回基態(tài),并伴隨光子輻射,這種現(xiàn)象稱為發(fā)光。某些物質(zhì)(分子)受激后產(chǎn)生特征輻射即分子熒光,通過(guò)測(cè)量熒光強(qiáng)度即可對(duì)這些物質(zhì)進(jìn)行分析,即為分子熒光分析法。分子熒光分析法在水和大氣污染監(jiān)測(cè)中都有應(yīng)用,例如Be、Se、油類、
16、苯并a芘的測(cè)定。第十八張,PPT共一百二十九頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月(2)原子光譜法。包括原子發(fā)射、原子吸收和原子熒光光譜法。目前應(yīng)用最多的是原子吸收光譜法。原子吸收光譜法(atomic absorption spectrometry,AAS)。原子吸收光譜法又稱原子吸收分光光度法,簡(jiǎn)稱為原子吸收法。它是基于蒸汽相中被測(cè)元素的基態(tài)原子對(duì)其原子共振輻射的吸收強(qiáng)度來(lái)測(cè)定樣品中被測(cè)元素含量的一種方法。在環(huán)境監(jiān)測(cè)方面,原子吸收光譜法被列為測(cè)定地表水、廢水、大氣、廢氣、土壤等樣品中有關(guān)金屬元素的標(biāo)準(zhǔn)分析方法。第十九張,PPT共一百二十九頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月原子發(fā)射光譜法。氣態(tài)原子受熱或電激發(fā)時(shí),會(huì)發(fā)
17、射紫外和可見光域內(nèi)的特征輻射。根據(jù)譜線波長(zhǎng)可作元素定性,根據(jù)譜線強(qiáng)度可作元素定量。由于近年來(lái)等離子體新光源的應(yīng)用,促使等離子體發(fā)射光譜法(ICP-AES)快速發(fā)展,已用于清潔水、廢水、廢質(zhì)、生物樣品很多元素的同時(shí)測(cè)定,一次進(jìn)樣可同時(shí)測(cè)定幾十種元素。原子熒光光譜法。被輻射激發(fā)的原子返回基態(tài)的過(guò)程中,伴隨著發(fā)射出來(lái)的一種波長(zhǎng)相同或不同的特征輻射即熒光,通過(guò)測(cè)定熒光發(fā)射強(qiáng)度,可以定量檢測(cè)待測(cè)元素。第二十張,PPT共一百二十九頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月223電化學(xué)分析法 電化學(xué)分析法是依據(jù)物質(zhì)的電學(xué)及電化學(xué)性質(zhì)測(cè)定其含量的分析方法,通常是使待分析的樣品試液構(gòu)成化學(xué)電池,根據(jù)電池的某些物理量與化學(xué)量之間的
18、內(nèi)在聯(lián)系進(jìn)行定量分析。電化學(xué)分析可以分為極譜法、溶出伏安法、電導(dǎo)分析法、電位分析法、離子選擇電極法、庫(kù)侖分析法等。(1)電導(dǎo)分析法。通過(guò)測(cè)量溶液的電導(dǎo)率或電阻來(lái)確定被測(cè)物質(zhì)的含量,如水質(zhì)監(jiān)測(cè)中電導(dǎo)率的測(cè)定就非常簡(jiǎn)便快速。第二十一張,PPT共一百二十九頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月(2)電位分析法。用一個(gè)指示電極和一個(gè)參比電極與試液組成化學(xué)電池,根據(jù)電池電動(dòng)勢(shì)(或指示電極電位)分析待測(cè)物質(zhì)。電位分析法廣泛應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測(cè)中,如pH值測(cè)定和離子選擇性電極測(cè)定。離子選擇性電極可以快速測(cè)定環(huán)境樣品中的F-、C1-、CN-、S2-、NO2-、K+、Na+等離子。(3)庫(kù)侖分析法。待測(cè)物質(zhì)定量進(jìn)行某一電極反應(yīng),或
19、者待測(cè)物質(zhì)與某一電極反應(yīng)產(chǎn)物定量進(jìn)行化學(xué)反應(yīng),根據(jù)此過(guò)程所消耗的電量(庫(kù)侖數(shù))可以定量分析待測(cè)物質(zhì)濃度,即為庫(kù)侖分析法,如庫(kù)侖法測(cè)定化學(xué)需氧量就是根據(jù)此原理實(shí)現(xiàn)的。(4)伏安和極譜法。用微電極電解被測(cè)物質(zhì)的溶液,根據(jù)所得到的電流-電壓(或電極電位)極化曲線來(lái)測(cè)定物質(zhì)含量的方法。此法在環(huán)境監(jiān)測(cè)中應(yīng)用廣泛,是測(cè)定水、大氣、固體廢物、土壤等樣品中多種金屬元素的常用方法。第二十二張,PPT共一百二十九頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月224質(zhì)譜分析法 質(zhì)譜分析法是利用分析物質(zhì)的分子或原子電離,生成具有一定質(zhì)量和電荷的離子,通過(guò)質(zhì)量分析器使離子按質(zhì)量和電荷比,即質(zhì)荷比(mz)的不同分離,收集和記錄離子信號(hào),構(gòu)成離
20、子按mz大小排列的質(zhì)譜,實(shí)現(xiàn)樣品成分和結(jié)構(gòu)測(cè)定。根據(jù)研究對(duì)象不同,質(zhì)譜分析分為:同位數(shù)質(zhì)譜、無(wú)機(jī)質(zhì)譜和有機(jī)質(zhì)譜。有機(jī)質(zhì)譜是質(zhì)譜學(xué)中最年輕也是現(xiàn)代發(fā)展最快的一個(gè)分支。第二十三張,PPT共一百二十九頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月225其他監(jiān)測(cè)分析方法 (1)生物指示分析法。生物指示分析法是利用生物體(主要是植物)對(duì)環(huán)境中某些污染物所產(chǎn)生的反應(yīng)性來(lái)判斷環(huán)境污染的一種手段,它能反映出污染物對(duì)生物體的慢性和急性作用。此法不需昂貴的儀器設(shè)備和名目繁多的化學(xué)試劑,只要有一定生物學(xué)知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的人員就可開展工作,具有簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠和無(wú)污染等特點(diǎn)。(2)結(jié)構(gòu)分析法。結(jié)構(gòu)分析法是分析污染物的物理化學(xué)狀態(tài)或結(jié)構(gòu)的方法。
21、污染物的狀態(tài)有物理(氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài))和化學(xué)(原子的結(jié)合狀態(tài)、原子的電子狀態(tài)、分子的激發(fā)狀態(tài)、聚集狀態(tài)和分子的不同結(jié)構(gòu))之分。事實(shí)表明,化學(xué)污染物的狀態(tài)、結(jié)構(gòu)決定它在環(huán)境中的選擇性,第二十四張,PPT共一百二十九頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月不同狀態(tài)和結(jié)構(gòu)的污染物對(duì)動(dòng)植物和人體毒性也不同。結(jié)構(gòu)分析對(duì)研究污染物的形成過(guò)程、反應(yīng)機(jī)制、污染效應(yīng),并制定環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)、確定治理措施、監(jiān)測(cè)污染狀況均有重要的理論和實(shí)際意義。 常用的結(jié)構(gòu)分析法有:紫外光譜、紅外光譜、激光拉曼光譜、質(zhì)譜、核磁共振、順磁共振、X射線衍射法、旋光光譜與圓二色譜、電子能譜和莫斯包爾譜等。(3)放射化學(xué)分析法。放射化學(xué)分析法是專門測(cè)定環(huán)境樣
22、品中的放射性污染物的方法。(4)酶分析法。酶是一種生物化學(xué)催化劑,酶分析法是利用酶催化反應(yīng)測(cè)定污染物含量的方法,具有專一性,靈敏度高,在環(huán)境分析中逐步得到應(yīng)用。第二十五張,PPT共一百二十九頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月3水質(zhì)中污染物的檢測(cè) 31金屬污染物的檢測(cè)7311pH值測(cè)定1、水的PH值的定義pH是法語(yǔ)“Pouvoir Hydrogne”一詞的縮寫,亦稱氫離子活度指數(shù),是溶液中氫離子活度的一種標(biāo)度,也就是通常意義上溶液酸堿程度的衡量標(biāo)準(zhǔn),pH=-logH+。pH值越趨向于0表示溶液酸性越強(qiáng),反之,越趨向于14表示溶液堿性越強(qiáng),在常溫下,pH=7的溶液為中性溶液。第二十六張,PPT共一百二十九頁(yè)
23、,創(chuàng)作于2022年6月由pH值的定義可知,pH值是衡量溶液酸堿性的尺度,在很多方面需要控制溶液的酸堿,這些地方都需要知道溶液的pH值:醫(yī)學(xué)上:人體血液的pH值通常在7.35-7.45之間,如果發(fā)生波動(dòng),就是病理現(xiàn)象。唾液的pH值也被用于判斷病情。化學(xué)和化工上:很多化學(xué)反應(yīng)需要在特定的pH值下進(jìn)行,否則得不到所期望的產(chǎn)物。農(nóng)業(yè)上:很多植物有喜酸性土壤或堿性土壤的習(xí)性,如茶的種植。控制土壤的pH值可以使種植的植物生長(zhǎng)的更好。第二十七張,PPT共一百二十九頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月水的pH值即表示水的酸堿性強(qiáng)弱的程度。它主要指水中含氫離子(H+)的濃度大小而言。我國(guó)各部地區(qū)水的酸堿程度差異很大,pH值
24、一般定為114,pH7時(shí)定為中性水,當(dāng)pH7時(shí)為堿性水,pH時(shí)為酸性水,水的pH值對(duì)鍋爐,以及采暖系統(tǒng)的用水有較大意義。 表示水的酸堿性程度可按pH值劃分如下: pH5.5時(shí),水呈強(qiáng)酸性; pH5.56.5時(shí),水呈弱酸性; pH6.57.5時(shí),水呈中性; pH7.510時(shí),水呈弱堿性; pH10時(shí),水呈強(qiáng)堿性。第二十八張,PPT共一百二十九頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月電鍍時(shí),許多鍍液的工藝條件中都注意要控制一定的pH值范圍。如果pH值不在工藝范圍,不論是偏高還是偏低,都得不到良好的鍍層。那么pH值是怎么一回事呢?pH值代表了溶液中氫離子或氫氧根離子的濃度,由于氫離子或氫氧根離子的濃度有時(shí)是很小的數(shù)
25、值,為了方便表達(dá),規(guī)定pH值為溶液中氫離子摩爾濃度的負(fù)對(duì)數(shù),其取值范圍從114。pH值大,表示溶液中氫氧根離子的濃度大,氫離子的濃度小,溶液呈堿性;pH值小,表示溶液中氫氧根離子少,氫離子的濃度大,溶液呈酸性。由于水的氫離子和氫氧根離子相等,指數(shù)都是7,所以pH=7表示中性。 第二十九張,PPT共一百二十九頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月由此可知7以上至14是堿性,數(shù)值越大,堿性越強(qiáng);7以下至1是酸性,并且數(shù)值越小,酸性越強(qiáng)。同時(shí)由于pH值的數(shù)字是對(duì)數(shù)的指數(shù),因此pH值每變化一個(gè)值,溶液中離子濃度變化10倍。比如pH值由6變到5,表明溶液中氫離子的濃度增加了10倍。pH值的測(cè)定最簡(jiǎn)便的方法是用pH試紙
26、。分為精密和廣泛兩種。精密試紙的測(cè)量范圍比較小,通常在39之間,但所測(cè)得的pH值較為精密,可精確到0.1左右。廣泛試紙的測(cè)量范圍在114,但只能測(cè)到整數(shù)位的pH值。試紙法測(cè)得的pH值只是近似值,并且受溶液本身顏色的干擾。因此在需要了解精確的pH值,要用pH計(jì)來(lái)測(cè)量?,F(xiàn)在已經(jīng)有數(shù)字式玻璃電極pH計(jì),用起來(lái)比較方便,但仍要注意校準(zhǔn)和防止測(cè)量頭的損壞。第三十張,PPT共一百二十九頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月水的pH值測(cè)定方法:除有規(guī)定外,水溶液的pH值應(yīng)以玻璃電極為指示電極,用酸度計(jì)進(jìn)行測(cè)定。酸度計(jì)應(yīng)定期檢定,使精密度和準(zhǔn)確度符合要求。第三十一張,PPT共一百二十九頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月2、水的pH值
27、測(cè)定方法注意事項(xiàng)(1)測(cè)定前,按各品種項(xiàng)目的規(guī)定,選擇二種PH值約相差3個(gè)單位的標(biāo)準(zhǔn)緩沖液,使供試液的PH值處于二者之間。(2)取與供試液PH值較接近的第一種標(biāo)準(zhǔn)緩沖液對(duì)儀器進(jìn)行校正(定位),使儀器示值與表列數(shù)值一致。(3)儀器定位后,再用第二種標(biāo)準(zhǔn)緩沖液核對(duì)儀器示值,誤差應(yīng)不大于0.02PH單位。若大于此偏差,則應(yīng)小心調(diào)節(jié)斜率,使示值與第二種標(biāo)準(zhǔn)緩沖液的表列數(shù)值相符。重復(fù)上述定位與斜率調(diào)節(jié)操作,至儀器示值與標(biāo)準(zhǔn)緩沖液的規(guī)定數(shù)值相差不大于0.02PH單位。否則,須檢查儀器或更換電極后,再行校正至符合要示。 第三十二張,PPT共一百二十九頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月(4)每次更換標(biāo)準(zhǔn)緩沖液或供試液前
28、,應(yīng)用純化水充分洗滌電極,然后將水吸盡,也可用所換的標(biāo)準(zhǔn)緩沖液或供試液洗滌。(5)在測(cè)定高PH值的供試品時(shí),應(yīng)注意堿誤差的問題,必要時(shí)選用適當(dāng)?shù)牟Aщ姌O測(cè)定。(6)對(duì)弱緩沖液(如水)的pH值測(cè)定,先用鄰苯二甲酸氫鉀標(biāo)準(zhǔn)緩沖液校正儀器后測(cè)定供試液,并重取供試液再測(cè),直至pH值的讀數(shù)在1分鐘內(nèi)改變不超過(guò)0.05為止;然后再用硼砂標(biāo)準(zhǔn)緩沖液校正儀器,再如上法測(cè)定;二次pH值的讀數(shù)相差應(yīng)不超過(guò)0.1,取二次讀數(shù)的平均值為其pH值。(7)配制標(biāo)準(zhǔn)緩沖液與溶解供試品的水,應(yīng)是新沸過(guò)的冷蒸餾水,其pH值應(yīng)為5.57.0。(8)標(biāo)準(zhǔn)緩沖液一般可保存23個(gè)月,但發(fā)現(xiàn)有渾濁、發(fā)霉或沉淀等現(xiàn)象時(shí),不能繼續(xù)使用。第三
29、十三張,PPT共一百二十九頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月312水質(zhì)中非重金屬類污染物的檢測(cè) 若水中存在鈣、鎂、碳酸根離子、氯離子等,在一般情況下,這些離子數(shù)量與溶解鹽分的濃度成正比,用測(cè)量水的電導(dǎo)率的方法,便可得知溶解鹽分的數(shù)值。 電導(dǎo)率是用每立方厘米液體的電阻的倒數(shù)來(lái)表示,單位為西門子每厘米(Scm)。一般用其百萬(wàn)分之一,記為Scm。第三十四張,PPT共一百二十九頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月由于水的電導(dǎo)率因溫度的不同有很大的變化,在不同的溫度下,其電導(dǎo)率也產(chǎn)生相應(yīng)的變化。因此,在按電導(dǎo)率進(jìn)行水質(zhì)比較時(shí),必須用相同溫度下的電導(dǎo)率值,通常采用25作為標(biāo)準(zhǔn)溫度。但由于控制水溫使其保持標(biāo)準(zhǔn)溫度較困難,實(shí)際測(cè)試
30、中首先測(cè)出液溫t1及該溫度下的電導(dǎo)率K1,然后按式(71)換算成標(biāo)準(zhǔn)溫度ts下的電導(dǎo)率Ks值。其換算公式為 (71)式中kt測(cè)量液標(biāo)準(zhǔn)溫度時(shí)的溫度系數(shù),當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)溫度取25時(shí),用kt =0.02。第三十五張,PPT共一百二十九頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月 液體電導(dǎo)率的測(cè)定一般采用電極法,其測(cè)定原理如P、154圖71所示。其電極由鉑作成,放于被測(cè)液中,通過(guò)電極間液體的電阻來(lái)測(cè)定電導(dǎo)率。 第三十六張,PPT共一百二十九頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月在工業(yè)中多用變位法來(lái)測(cè)定電導(dǎo)率,即在電極間加一定幅值的交流電壓e,從流過(guò)電極間的電流i來(lái)求電導(dǎo)率K,如P、155圖72所示。圖中IC為運(yùn)算放大器,R為反饋電阻,測(cè)定池
31、中加交流電壓后電極間的電流為反相輸入的電壓放大,若要求同相,則需要再加一級(jí)放大。 第三十七張,PPT共一百二十九頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月 另外一種測(cè)定方法為電磁感應(yīng)法,如P、155圖73所示,相當(dāng)于一個(gè)具有短路線圈的變壓器,而且線圈是由被測(cè)液形成的。當(dāng)變壓器初級(jí)加以交變電壓后,在被測(cè)液體中便有與其電導(dǎo)率成正比的電流流動(dòng),此電流在變壓器次級(jí)線圈中感應(yīng)出與磁通(即與電導(dǎo)率)成正比的電壓。第三十八張,PPT共一百二十九頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月313水質(zhì)中重金屬類的檢測(cè) (1)汞。汞廣泛應(yīng)用于氯堿、電器儀表、油漆、醫(yī)藥等工業(yè),其廢液、廢渣等都是水和土壤汞污染的來(lái)源。礦物燃料的燃燒也是水體和土壤中汞的重
32、要來(lái)源。 汞及其化合物屬于劇毒物質(zhì),特別是有機(jī)汞化合物。天然水中含汞極少,一般不超過(guò)0.1gL。我國(guó)飲用水標(biāo)準(zhǔn)限值為0.001mgL。 常用的汞測(cè)定方法有比色法、冷原子吸收法、冷原子熒光法、電化學(xué)法和中子活化法等。雙硫腙分光光度法。雙硫腙(二苯硫代卡巴腙)是比色測(cè)定汞中使用最廣泛的試劑,此試劑非常靈敏,摩爾吸光數(shù)485=7.12104,可以測(cè)定0.001mgL的汞。第三十九張,PPT共一百二十九頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月 水樣于95、酸性介質(zhì)中用高錳酸鉀和過(guò)硫酸鉀消解,將無(wú)機(jī)汞和有機(jī)汞轉(zhuǎn)化為二價(jià)汞。用鹽酸羥胺將過(guò)剩的氧化劑還原,在酸性條件下,汞離子與雙硫腙生成橙色螯合物,用有機(jī)溶劑萃取,再用堿液
33、洗去過(guò)剩的雙硫腙,于485nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度,以標(biāo)準(zhǔn)曲線法求水樣中汞的含量。冷原子吸收法。汞蒸氣對(duì)波長(zhǎng)為253.7nm的紫外光有選擇性吸收,在一定的濃度范圍內(nèi),吸光度與汞濃度成正比。水樣中的汞化合物經(jīng)酸性高錳酸鉀熱消解,轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)的二價(jià)汞離子,再經(jīng)亞錫離子還原為單質(zhì)汞,用載氣或振蕩使之揮發(fā)。該原子蒸氣對(duì)來(lái)自汞燈的輻射顯示出選擇性吸收。 第四十張,PPT共一百二十九頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月 測(cè)定水樣前,先用HgCl2配制系列汞標(biāo)準(zhǔn)溶液,測(cè)定吸光度,以經(jīng)過(guò)空白校正的吸光度為縱坐標(biāo),相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)溶液的汞濃度為橫坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。 水樣經(jīng)氧化處理后,與標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行同樣的操作測(cè)定吸光度,扣除空白值從標(biāo)準(zhǔn)曲
34、線上查得汞濃度。冷原子熒光法。冷原子熒光法是一種發(fā)射光譜法。汞燈發(fā)射光束經(jīng)過(guò)由水樣所含汞元素轉(zhuǎn)化的汞蒸氣云時(shí),汞原子吸收特定共振波的能量,使其由基態(tài)激發(fā)到高能態(tài),而當(dāng)被激發(fā)的原子回到基態(tài)時(shí),將發(fā)出熒光,通過(guò)測(cè)定熒光強(qiáng)度的大小,即可測(cè)出水樣中汞的含量。 冷原子熒光法簡(jiǎn)單、線性范圍廣、靈敏度高、干擾少,能測(cè)出110-9gL級(jí)的汞。第四十一張,PPT共一百二十九頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月(2)鎘。鎘的測(cè)定方法主要有原子吸收光譜法、雙硫腙分光光度法、陽(yáng)極溶出伏安法等。雙硫腙分光光度法。雙硫腙分光光度法是利用鎘離子在強(qiáng)堿性條件下與雙硫腙生成紅色螯合物,用三氯甲烷萃取分離后,于518nm波長(zhǎng)處測(cè)其吸光度,與
35、標(biāo)準(zhǔn)溶液比較定量。 最大吸收波長(zhǎng)為518nm,鎘雙硫腙螯合物的摩爾吸光系數(shù)為8.56104。 水樣中含鉛20mgL、鋅30mgL、銅40mgL、錳和鐵4mgL,不干擾測(cè)定,鎂離子濃度達(dá)20mgL時(shí),需要加酒石酸鉀鈉掩蔽。當(dāng)有大量有機(jī)物污染時(shí),需把水樣消解后測(cè)定。本法適用于受鎘污染的天然水和廢水中鎘的測(cè)定,測(cè)定前應(yīng)對(duì)水樣進(jìn)行消解處理。本法檢測(cè)限為0.001mgL,測(cè)定上限為0.06mgL。第四十二張,PPT共一百二十九頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月原子吸收光譜法(AAS)a、直接吸入火焰原子吸收光譜法測(cè)定。將樣品或消解處理好的試樣直接吸入火焰,火焰中形成的原子蒸氣對(duì)光源發(fā)射的特征電磁輻射產(chǎn)生吸收。將測(cè)
36、得的樣品吸光度和標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度進(jìn)行比較,確定樣品中被測(cè)元素的含量。測(cè)定條件和方法適用濃度范圍見P、156表71所示。第四十三張,PPT共一百二十九頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月 清潔水樣可不經(jīng)預(yù)處理直接測(cè)定,污染的地面水和廢水需要硝酸或硝酸-高氯酸鉀消解,并進(jìn)行過(guò)濾、定容。 本法適用于測(cè)定地面水、地下水和廢水中的鎘、鉛、銅和鋅。b、萃取火焰原子吸收光譜法測(cè)定。本法適用于含量較低,需進(jìn)行富集后測(cè)定的水樣。對(duì)一般儀器的適用范圍為鎘150gL、鉛10200gL。 清潔水樣或經(jīng)消解的水樣中待測(cè)金屬離子在酸性介質(zhì)中與砒咯烷二硫代氨基甲酸銨(APDC)生成配合物,用甲基異丁基甲酮(MIBK)萃取后吸入第四十四
37、張,PPT共一百二十九頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月火焰進(jìn)行原子吸收光譜測(cè)定。c、離子交換火焰原子吸收光譜法測(cè)定。用強(qiáng)酸型陽(yáng)離子交換樹脂吸附富集水樣中的鎘、銅、鉛離子,再用酸作為洗脫液洗脫后吸入火焰進(jìn)行原子吸收測(cè)定。 該方法適用于較清潔地表水的監(jiān)測(cè)。 該方法檢測(cè)限為鎘0.1gL、銅0.93gL、鉛1.4gL。(3)鉛。鉛的測(cè)定方法有雙硫腙分光光度法、原子吸收光譜法、陽(yáng)極溶出伏安法和示波極譜法。原子吸收光譜法參見鎘的測(cè)定,下面介紹雙硫腙分光光度法。第四十五張,PPT共一百二十九頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月 在PH值為8.59.5的氨性檸檬酸鹽-氰化物的還原性介質(zhì)中,鉛與雙硫腙形成可被三氯甲烷(或四氯化碳)
38、萃取的淡紅色的雙硫腙鉛螫合物。 有機(jī)相可于最大吸光波長(zhǎng)510nm處測(cè)量,利用工作曲線法求得水樣中鉛的含量,該法的線性范圍為0.010.3mgL。鉛一雙硫腙螯合物的摩爾吸光系數(shù)為6.7104。該法適用于地面水和廢水中痕量鉛的測(cè)定。(4)銅二乙氨基二硫代甲酸鈉萃取分光光度法。銅離子在pH值為910的氨性溶液中與二乙氨基二硫代甲酸鈉(銅試劑,簡(jiǎn)寫為DDTC)作用,生成摩爾比為1:2的黃棕色膠體配合物第四十六張,PPT共一百二十九頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月 用四氯化碳或三氯甲烷萃取,波長(zhǎng)為440nm條件下測(cè)定。水樣中含鐵、錳、鎳、鈷和鉍等離子時(shí),對(duì)銅的測(cè)定干擾較大??捎肊DTA及檸檬酸銨掩蔽消除,鉍干擾
39、可以通過(guò)加入氰化鈉予以消除。 當(dāng)水樣中含銅較高時(shí),可加入明膠、阿拉伯膠等膠體保護(hù)劑,在水相中直接進(jìn)行分光光度測(cè)定。 該法檢測(cè)限0.01mgL、測(cè)定上限可達(dá)2.0mgL。適用于地面水和工業(yè)廢水的測(cè)定。新亞銅靈萃取分光光度法。水樣中的二價(jià)銅離子用鹽酸羥胺還原為亞銅離子。在中性或微酸性介質(zhì)中,亞銅離子與新亞銅靈(2,9-二甲基-1,10-菲啰啉)反應(yīng),生成摩爾比為1:2的黃色配合物第四十七張,PPT共一百二十九頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月 用三氯甲烷甲酸混合溶劑萃取,于457nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度,用標(biāo)準(zhǔn)曲線法進(jìn)行定量測(cè)定。 鈹、大量鉻()、錫()等氧化性離子及氰化物、硫化物、有機(jī)物對(duì)測(cè)定有干擾。若在水樣
40、中和之前加入鹽酸羥胺和檸檬酸鈉,則可消除鈹?shù)母蓴_。大量鉻()可用亞硫酸鹽還原,錫()等氧化性離子可用鹽酸羥胺還原。樣品通過(guò)消解可除去氰化物、硫化物和有機(jī)化合物的干擾。 該方法檢測(cè)限為0.06mgL,測(cè)定上限為3.0mgL,適用于地面水、生活污水和工業(yè)廢水的測(cè)定。第四十八張,PPT共一百二十九頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月(5)鋅。鋅的測(cè)定方法有雙硫腙分光光度法、陽(yáng)極溶出伏安法或示波極譜法。原子吸收光譜法測(cè)定鋅,靈敏度較高、干擾少,適用于各種水體。 下面簡(jiǎn)單介紹雙硫腙分光光度測(cè)定法。 在pH=4.05.5的乙醇緩沖介質(zhì)中,鋅離子與雙硫腙反應(yīng)生成紅色螯合物,用四氧化碳或二氯甲烷萃取后,于其最大吸收波長(zhǎng)5
41、35nm處,以四氯化碳作為參比,測(cè)其經(jīng)空白校正后的吸光度,用標(biāo)準(zhǔn)曲線法進(jìn)行定量計(jì)算。 水中存在少量鉍、鎘、鈷、銅、鉛、汞、鎳、亞錫等金屬離子時(shí),有干擾,可用硫代硫酸鈉作為掩蔽劑和控制溶液的pH值而予以消除。 該法檢測(cè)限為0.005mgL,適用于天然水和輕度污染的地面水中鋅的測(cè)定。第四十九張,PPT共一百二十九頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月(6)鉻。鉻測(cè)定方法主要有二苯碳酰二肼分光光度法、原于吸收光譜法、硫酸亞鐵銨滴定法等。六價(jià)鉻的測(cè)定。在酸性介質(zhì)中,六價(jià)鉻與二苯碳酰二肼(DPC)反應(yīng),生成紫紅色配合物其色度在一定濃度范圍內(nèi)與含量成正比,于540nm波長(zhǎng)處進(jìn)行比色測(cè)定,利用標(biāo)準(zhǔn)曲線法求水樣中鉻的含量。
42、 當(dāng)取樣體積為50mL,使用光程為30mm的比色皿時(shí),方法檢測(cè)限為0.004mgL鉻,使用光程為10mm的比色皿時(shí),方法檢測(cè)限為1mgL鉻。由于在保存期間會(huì)損失,水樣應(yīng)在取樣當(dāng)天分析。第五十張,PPT共一百二十九頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月總鉻的測(cè)定。由于三價(jià)鉻不與二苯碳酰二肼反應(yīng),因此必須先將水樣中三價(jià)鉻用酸性高錳酸鉀法或堿性高錳酸鉀氧化成六價(jià)鉻后,再用比色法測(cè)定水中的總鉻。硫酸亞鐵銨滴定法。硫酸亞鐵銨滴定法適用于總鉻質(zhì)量濃度大于1mgL的廢水。其原理為:在酸性介質(zhì)中,以銀鹽作為催化劑,用過(guò)硫酸銨將三價(jià)鉻氧化成六價(jià)鉻;加少量氯化鈉并煮沸,除去過(guò)量的過(guò)硫酸銨和反應(yīng)中產(chǎn)生的氯氣;以苯基代鄰氨基苯甲酸
43、作為指示劑,用硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,至溶液呈亮綠色。根據(jù)硫酸亞鐵銨溶液的濃度和進(jìn)行試劑空白校正后的用量,可計(jì)算水中總鉻的含量。第五十一張,PPT共一百二十九頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月(7)砷。水體中砷的測(cè)定方法有新銀鹽分光光度法、二乙氨基二硫代甲酸銀分光光度法和原子吸收光譜法等。新銀鹽分光光度法。硼氫化鉀(KBH4)在酸性溶液中,產(chǎn)生新生態(tài)氫,將水樣中無(wú)機(jī)砷還原成砷化氫(AsH3,即胂)氣體。以硝酸-硝酸銀-聚乙烯醇溶液為吸收液,砷化氫將吸收液中的銀離子還原為單質(zhì)膠態(tài)銀,使溶液呈黃色,其顏色深淺與生成氫化物的量成正比。黃色溶液在400nm處有最大吸收,且吸收峰形對(duì)稱。第五十二張,PPT共一百二
44、十九頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月 本法適用于地面水、地下水、飲用水中痕量砷的測(cè)定。當(dāng)取250mL樣,用1cm吸收池時(shí),檢測(cè)限為0.4gL,測(cè)定上限為12gL。二乙氨基二硫代甲酸銀分光光度法。酸性條件下,五價(jià)砷被碘化鉀氯化亞錫還原為三價(jià)砷,并與新生態(tài)氫反應(yīng)生成氣態(tài)砷化氫(胂),被吸收于二乙氨基二硫代甲酸銀(AgDDC)-三乙醇胺的三氯甲烷溶液中,生成紅色的膠體銀,在510nm波長(zhǎng)處,以三氯甲烷為參比測(cè)其經(jīng)空白校正后的吸光度,用標(biāo)準(zhǔn)曲線法定量。 該法檢測(cè)跟為0.007mgL,測(cè)定上限為0.5gL。第五十三張,PPT共一百二十九頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月32非金屬污染物的檢測(cè) 321氰化物的檢測(cè) 氰化物包
45、括簡(jiǎn)單氰化物、配合氰化物和有機(jī)氰。氰化物易溶于水、毒性大,配合氰化物在水體中受pH值、水溫和光照等影響離解為簡(jiǎn)單氰化物。氰化物的測(cè)定方法有容量測(cè)定法、分光光度法和離子選擇電極法。通常先將水樣在酸性介質(zhì)中進(jìn)行蒸餾,把能形成氰化氫的氰化物蒸出,使之與干擾組分分離。(1)容量滴定法。取一定量蒸餾液,調(diào)節(jié)至pH11,以銀靈作為指示劑,用硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,氰離子與銀離于生成氰氧配合物Ag(CN)2-,稍過(guò)量的銀離子與銀靈反應(yīng),使溶液由黃色變?yōu)槌燃t色,即為終點(diǎn)。第五十四張,PPT共一百二十九頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月根據(jù)消耗硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)溶液體積,按式(72)計(jì)算水樣中氰化物濃度。 (72)式中VA滴定水樣消
46、耗硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)溶液量,mL; VB空白消耗硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)溶液量,mL; c硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)溶液物質(zhì)的量濃度,molL; V1水樣體積,mL; V2餾出液總體積,mL; V3測(cè)定時(shí)所取餾出液體積,mL; 52.04氰離子(2CN-)的摩爾質(zhì)量,gmol。本法適用于氰含量1mgL的水樣,測(cè)定上限為100mgL。第五十五張,PPT共一百二十九頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月(2)分光光度法異煙酸-吡唑啉酮分光光度法。調(diào)節(jié)pH值至中性,氰離子與氯胺T反應(yīng)生成氯化氰(CNCl),氯化氰再與異煙酸作用,經(jīng)水解生成戊烯二醛,與吡唑啉酮進(jìn)行縮合反應(yīng),生成藍(lán)色染料,在638nm下進(jìn)行測(cè)定。水樣中氰化物濃度按式(73)計(jì)算。 (73
47、)式中m從標(biāo)準(zhǔn)曲線上查出的試樣的氰化物含量,g;mb從標(biāo)準(zhǔn)曲線上查出的空白試樣的氰化物含量,g;第五十六張,PPT共一百二十九頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月 V預(yù)蒸餾所取水樣體積,mL;V1水樣預(yù)蒸餾餾出液體積,mL;V2顯色測(cè)定所取餾出液體積,mL。 本法適用于飲用水、地面水、生活污水和工業(yè)廢水,其最低檢測(cè)質(zhì)量濃度為0.004mgL,測(cè)定上限為0.25mgL(CN-)。吡啶-巴比妥酸分光光度法。pH值中性條件下,氰離子被氯胺T氧化生成氯化氰,氯化氰與吡啶反應(yīng)生成戊烯二醛,戊烯二醛再與巴比妥酸發(fā)生縮合反應(yīng),生成紅紫色染料,于580nm下測(cè)定。 本法檢測(cè)限為0.002mgL,檢測(cè)上限為0.45mgL。
48、第五十七張,PPT共一百二十九頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月322氟化物的檢測(cè)氟化物的測(cè)定方法有氟離子選擇電極法、氟試劑分光光度法、茜素磺酸鋯目視比色法、離子色譜法和硝酸釷滴定法。(1)氟離子選擇電極法。氟離子選擇電極是一種以氟化鑭(LaF3)單晶片為敏感膜的傳感器。電極的結(jié)構(gòu)如P、160圖74所示,測(cè)量時(shí)與參比電極組成原電池。第五十八張,PPT共一百二十九頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月 用晶體管毫伏計(jì)或電位計(jì)測(cè)量上述原電池的電動(dòng)勢(shì),并與用氟離子標(biāo)準(zhǔn)溶液測(cè)得的電動(dòng)勢(shì)相比較,即可求得水樣中氟化物的濃度。如果用專用離子計(jì)測(cè)量,經(jīng)校準(zhǔn)后,可以直接顯示被測(cè)溶液中F-的濃度。定量測(cè)定,宜采用標(biāo)準(zhǔn)加入法。 Al3+、
49、Fe3+等高價(jià)陽(yáng)離子及H+對(duì)測(cè)定有干擾,堿性溶液中,氫氧根離子濃度大于氟離子濃度的110時(shí)也有干擾,常采用加入總離子強(qiáng)度調(diào)節(jié)劑(TISAB)的方法消除。TISAB是一種含有強(qiáng)電解質(zhì)、配位劑、pH緩沖劑的溶液,其作用是消除標(biāo)準(zhǔn)溶液與被測(cè)溶液的離子強(qiáng)度差異,使離子活度系數(shù)保持一致。第五十九張,PPT共一百二十九頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月(2)氟試劑分光光度法 氟試劑即茜素配位劑(ALC),化學(xué)名稱為1,2-二羥基蒽醌-3-甲胺N,N-二乙酸。 氟試劑為橙色固體粉末,微溶于水,水溶液顏色隨pH值改變。pH=4.3時(shí)為黃色,pH=610時(shí)為紅色,pH13時(shí)為藍(lán)色。 在PH=4.06.0的乙酸鹽緩沖溶液介
50、質(zhì)中,氟試劑與氟離子和硝酸鑭反應(yīng)生成藍(lán)色的三元配合物,于620nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度。第六十張,PPT共一百二十九頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月 本法測(cè)定干擾有:Pb2+、Zn2+、Cu2+、Co2+、Cd2+等與ALC反應(yīng)生成紅色螯合物;Al3+、Be2+等與F-生成穩(wěn)定的配離子;大量PO43-,SO42-能與La3+反應(yīng)等。將水樣進(jìn)行預(yù)蒸餾,可消除干擾。 本法檢測(cè)限為0.05mgL,測(cè)定上限為1.80mgL。適用于地面水、地下水和工業(yè)廢水中氟化物的測(cè)定。第六十一張,PPT共一百二十九頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月323硫化物的檢測(cè)水中的硫化物可以不同的形態(tài)存在,可能存在的形態(tài)有:溶解性H2S、HS-和S
51、2-,酸溶性的金屬硫化物,以及不溶性的硫化物和有機(jī)硫化物。其具體存在形態(tài)視水體的pH值和共存組分而定,在低pH值及還原狀態(tài)下,水中的硫化物主要以H2S形式存在;而在高pH值及還原狀態(tài)時(shí),則主要為S2-;在氧化狀態(tài)時(shí),可能會(huì)轉(zhuǎn)化為硫酸鹽;與汞、銅、銀等金屬離子共存時(shí),主要為不溶性金屬硫化物;與鋅、鎘等金屬離子共存時(shí),則主要為酸溶性金屬硫化物。水中含有硫化物時(shí),硫化氫氣體逸散到空氣中而造成感官指標(biāo)惡化,它也可大量消耗水中溶解氧而使水生生物死亡,第六十二張,PPT共一百二十九頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月因此,水中檢出硫化物往往說(shuō)明水質(zhì)已受到嚴(yán)重污染。 通常所測(cè)定的硫化物系指溶解性的及酸溶性的硫化物。 測(cè)
52、定水中硫化物的方法有對(duì)氨基二甲基苯胺分光光度法、碘量法、電位滴定法、離子色譜法、極譜法、庫(kù)侖滴定法、比濁法等,以前三種應(yīng)用較廣泛。(1)對(duì)氨基二甲基苯胺分光光度法。在含高鐵離子的酸性溶液中,硫離子與對(duì)氨基二甲基苯胺反應(yīng),生成藍(lán)色的亞甲藍(lán)染料,于665nm波長(zhǎng)下測(cè)定。 該法檢測(cè)限為0.02mgL (S2-),測(cè)定上限為0.8mgL。第六十三張,PPT共一百二十九頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月(2)碘量法。水樣中的硫化物與乙酸鋅生成白色硫化鋅沉淀,將其用酸溶解后,加入過(guò)量碘溶液,則碘與硫化物反應(yīng)析出硫,用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定剩余的碘,根據(jù)硫代硫酸鈉溶液消耗量計(jì)算硫化物的含量。反應(yīng)式如下。 (白色) 測(cè)
53、定結(jié)果按式(74)計(jì)算。 (74)第六十四張,PPT共一百二十九頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月式中V0空白試驗(yàn)硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液用量,mL; V1滴定水樣消耗硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液用量,mL; V水樣體積,mL; c硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液物質(zhì)的量濃度,molL; 16.03硫離子(12S2-)摩爾質(zhì)量,gmol。 本法適用于測(cè)定硫化物含量大于1mgL的水樣。檢測(cè)限為0.02mgL, 測(cè)定上限為0.8mgL。第六十五張,PPT共一百二十九頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月(3)電位滴定法。用硝酸鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定硫離子,生成硫化鉛沉淀。以硫離子選擇電極作為指示電極,雙鹽橋飽和甘汞電極作為參比電極,與被測(cè)水樣組成原電池。用晶
54、體管毫伏計(jì)或酸度計(jì)測(cè)量原電池電動(dòng)勢(shì)的變化,根據(jù)滴定終點(diǎn)電位突躍,求出硝酸鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液用量,即可計(jì)算出水樣中硫離子的含量。 電位滴定法不受色度、濁度的影響。硫離子易被氧化,加入抗氧緩沖溶液(SAOB)予以保護(hù)。SAOB溶液中含有水楊酸和抗壞血酸。水楊酸能與Fe2+、Fe3+、Cu2+、Cd2+、Zn2+、Cr3+等多種金屬離子生成穩(wěn)定的配合物;抗壞血酸能還原Ag+、Hg2+等,消除它們的干擾。 本法適宜測(cè)定硫離子濃度范圍為10-110-3mol/L,檢測(cè)限為0.2mgL。第六十六張,PPT共一百二十九頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月324氨氮的檢測(cè) 氨氮(NH3-N)以游離氨(NH3)或銨鹽(NH4+)形
55、式存在于水中,兩者的組成比取決于水的pH值。當(dāng)pH值偏高時(shí),游離氨的比例較高,反之,則銨鹽的比例為高。 氨氮的測(cè)定方法通常有納氏比色法、苯酚次氯酸鹽(或水楊酸-次氯酸鹽)比色法和電極法等。納氏試劑比色法具有操作簡(jiǎn)便、靈敏等特點(diǎn)。水中鈣、鎂和鐵等金屬離子、硫化物、醛和酮類、顏色以及渾濁等均干擾測(cè)定,需做相應(yīng)的預(yù)處理。苯酚-次氯酸鹽比色法具有靈敏、穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn),干擾情況和消除方法同納氏試劑比色法。電極法通常不需要對(duì)水樣進(jìn)行預(yù)處理和具有測(cè)量范圍寬等優(yōu)點(diǎn)。氨氮含量較高時(shí),可采用蒸餾-酸滴定法。第六十七張,PPT共一百二十九頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月(1)納氏試劑比色法原理。碘化汞和碘化鉀的堿性溶液與氨反應(yīng)
56、生成從黃色到淡紅棕色的化合物,在波長(zhǎng)為425nm下用分光光度法或比色法測(cè)定。反應(yīng)式為 2K2HgI4+NH3+3KOHNH2Hg2I3(黃棕色)+5KI+2H2O 2HgI42-+NH3+3OH-NH2Hg2I3(黃棕色)+5I-+2H2O測(cè)定步驟。測(cè)定時(shí)先繪制氨氮含量(mg)對(duì)校正吸光度的標(biāo)準(zhǔn)曲線,然后取適量經(jīng)預(yù)處理的水樣按校準(zhǔn)曲線相同步驟測(cè)量其吸光度。計(jì)算結(jié)果。由水樣測(cè)得的吸光度減去空白試驗(yàn)的吸光度后,從校準(zhǔn)曲線上查得氨氮量(mg)。 (75)第六十八張,PPT共一百二十九頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月式中m由校準(zhǔn)曲線查得的氨氨量,mg; V水樣體積,mL。適用范圍。納氏試劑比色法的檢測(cè)限為:目
57、視比色法為0.02mgL;分光光度法為0.025mgL,測(cè)定上限為2mgL。水樣做適當(dāng)?shù)念A(yù)處理后,該法可適用于地面水、地下水、工業(yè)廢水和生活污水的氨氮測(cè)定。(2)水楊酸次氯酸鹽光度法原理。在亞硝基鐵氰化鈉作為催化劑的條件下,銨與水楊酸鹽和次氯酸離子在堿性條件下反應(yīng)生成藍(lán)色化合物,在波長(zhǎng)697nm具有最大吸收?;衔锏念伾珴舛扰c氨氮濃度成比例,因此,可以用分光光度法來(lái)測(cè)定NH3-N的濃度。第六十九張,PPT共一百二十九頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月測(cè)定步驟。測(cè)定時(shí)先繪制氨氮含量(g)對(duì)校正吸光度的校準(zhǔn)曲線,然后取適量經(jīng)預(yù)處理的水樣于比色管中,與校準(zhǔn)曲線相同操作步驟進(jìn)行顯色和測(cè)量吸光度。計(jì)算結(jié)果。由水樣
58、測(cè)得的吸光度減去空白試驗(yàn)的吸光度后,從校準(zhǔn)曲線上查得氨氮量(g)。 (76)式中 m由校準(zhǔn)曲線查得的氨氮量,g; V水樣體積,mL。適用范圍。該方法檢測(cè)限為0.01mgL,測(cè)定上限為1mgL,適用于飲用水、生活污水和大部分工業(yè)廢水中氨氮的測(cè)定。第七十張,PPT共一百二十九頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月33有機(jī)污染物的檢測(cè) 有機(jī)污染物主要是指以碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪、氨基酸等形式存在的天然有機(jī)物質(zhì)及某些可生物降解人工合成的有機(jī)物質(zhì)。城市污水中的固體約有4070%為有機(jī)物。衡量有機(jī)物污染的程度,一般多用有機(jī)污染的綜合指標(biāo)來(lái)間接反映水質(zhì)有機(jī)污染的程度。331化學(xué)需氧量(COD)的檢測(cè) COD表示化學(xué)需氧
59、量,是污水中有機(jī)物被分解氧化時(shí)所需氧化劑的量,并表示氧的消耗量。此值愈高說(shuō)明污水中有機(jī)物含量愈高。第七十一張,PPT共一百二十九頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月 化學(xué)需氧量的測(cè)定分為采用高錳酸鉀法(CODMn)和重鉻酸鉀法(CODCr)。(1)高錳酸鉀法(CODMn)具體檢測(cè)方法是:水樣在酸性條件下,加入高錳酸鉀溶液,在沸水浴中加熱30min,使水中有機(jī)物被氧化,剩余的高錳酸鉀以草酸滴定,把滴定試劑呈淺紅色的點(diǎn)作為終點(diǎn),來(lái)進(jìn)行檢測(cè)。測(cè)定結(jié)果按式(77)或式(78)計(jì)算。水樣不經(jīng)稀釋 (77)第七十二張,PPT共一百二十九頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月式中V1滴定水樣消耗高錳酸鉀標(biāo)液量,mL; K校正系數(shù)(每
60、毫升高錳酸鉀溶液相當(dāng)于草酸鈉標(biāo)液的毫升數(shù)); c草酸鈉標(biāo)液( )濃度,molL; 8氧( )的摩爾質(zhì)量,gmol; 100取水樣體積。水樣經(jīng)稀釋 (78) 式中V1空白實(shí)驗(yàn)消耗高錳酸鉀標(biāo)液量,mL; V2分取水樣體積,mL; nf稀釋水樣中含稀釋水的比值。第七十三張,PPT共一百二十九頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月(2)重鉻酸鉀法(CODCr) 在水樣中加入已知量的重鉻酸鉀溶液,并在強(qiáng)酸介質(zhì)下以銀鹽作為催化劑,經(jīng)沸騰回流后以試亞鐵靈為指示劑,用硫酸亞鐵銨滴定水樣中未被還原的重鉻酸鉀,由消耗的硫酸亞鐵銨的量換算成消耗氧的質(zhì)量濃度。測(cè)定結(jié)果按式(79)計(jì)算; (79)式中V1測(cè)定水樣所消耗硫酸亞鐵銨標(biāo)液
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