水質(zhì)污染與水質(zhì)監(jiān)測南開大學(xué)

水質(zhì)污染與水質(zhì)監(jiān)測南開大學(xué)第1頁/共79頁

（二）水體自凈和水體環(huán)境容量

污染物進入水體后首先被稀釋，隨后經(jīng)過復(fù)雜的物理、化學(xué)和生物轉(zhuǎn)化，使污染物濃度降低、性質(zhì)發(fā)生變化，水體自然地恢復(fù)原樣的過程稱為自凈。自凈能力決定著水體的環(huán)境容量（潔凈水體所能承載的最大污染物量。水解酶

生活污水（淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪等）好氧菌

氨基酸、脂肪酸、甘油、低分子糖

CO2、H2O、無機鹽第2頁/共79頁

（三）污染狀況(2002年中國海域環(huán)境質(zhì)量狀況)1.水環(huán)境質(zhì)量2.赤潮3.溢油4.海洋生物質(zhì)量第3頁/共79頁1.水環(huán)境質(zhì)量

2002年，我國海域未達到清潔海域的面積約17.4萬km2，與2001年基本持平。其中，較清潔海域和中度污染海域面積約1.1萬km2和1.8萬km2

，較上年分別增加近1.2萬km2和0.2萬km2

；輕度污染海域和嚴重污染海域面積約為2.0萬km2和2.6萬km2

，較上年分別減少近0.6萬km2和0.7萬km2

。第4頁/共79頁

嚴重污染海域主要分布在長江口（杭州灣）、珠江口、遼河口等海域和少數(shù)人口集中、工業(yè)發(fā)達的大中城市沿海近岸海域；2002年，全海域海水中的主要污染物是無機氮、磷酸鹽和鉛；油類的污染程度明顯減輕；全海域海水中鉛的污染范圍顯著擴大，污染程度有所加重。第5頁/共79頁

渤海污染程度仍然較重，未達到清潔海域的面積約3.2萬km2

，占渤?？偯娣e的比例由上年的24.6%增加到41.3%，主要是受鉛污染的海域面積明顯增加。主要污染物是無機氮、磷酸鹽、鉛和汞。

渤海海水環(huán)境質(zhì)量狀況圖

第6頁/共79頁珠江口海水環(huán)境質(zhì)量狀況圖

第7頁/共79頁長江口（杭州灣）海水環(huán)境質(zhì)量狀況圖

第8頁/共79頁2.赤潮2002年我國海域共發(fā)現(xiàn)赤潮73次，赤潮發(fā)生面積累計超過1萬km2

；部分海域及養(yǎng)殖區(qū)多次檢測出亞歷山大藻（Alexandrium）和裸甲藻（Gymnodrium）等有毒赤潮藻類，并在小范圍內(nèi)監(jiān)測到有毒赤潮，在某些貝類中檢測出赤潮毒素；11月福建連江海域發(fā)生的裸甲藻赤潮對當(dāng)?shù)氐乃a(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)造成了近千萬元的經(jīng)濟損失。第9頁/共79頁赤潮發(fā)生時的紅色波濤船行過赤潮海域時的紅色浪花2000年發(fā)生在渤海灣的大面積赤潮第10頁/共79頁圖2.12002年中國沿海各省、市、自治區(qū)赤潮發(fā)現(xiàn)次數(shù)圖2.22002年中國沿海各省、市、自治區(qū)赤潮發(fā)生面積百分比第11頁/共79頁3.溢油2002年我國無重大海上溢油事件發(fā)生。1976—1997年，我國海域共發(fā)生2300起溢油事故；

溢油量超過25000噸；

年平均溢油事故110起，

年重大溢油事故5到7起；

每次重大事故直接經(jīng)濟損失：幾百萬至上千萬元第12頁/共79頁圖2.3海上溢油事故發(fā)生的海域第13頁/共79頁4.海洋生物質(zhì)量

監(jiān)測結(jié)果表明，與2001年相比，2002年全國近岸部分海域海洋貝類體內(nèi)的鉛、砷、鎘等重金屬含量較上年有所升高，石油烴含量總體水平無顯著變化，糞大腸菌群含量偏高，個別地點貝類體內(nèi)檢測出赤潮毒素。第14頁/共79頁圖2.4海洋生物污染監(jiān)測樣品——魚內(nèi)臟的采集第15頁/共79頁二、水質(zhì)監(jiān)測的對象和目的水質(zhì)監(jiān)測的分類

環(huán)境水體監(jiān)測水污染源監(jiān)測水質(zhì)監(jiān)測的對象

環(huán)境水體：地表水（江、河、湖、庫、海水）

地下水

水污染源：工業(yè)廢水生活污水和醫(yī)院污水等第16頁/共79頁水質(zhì)監(jiān)測的目的：

(1)對江、河、水庫、湖泊、海洋等地表水和地下水中的污染因子進行經(jīng)常性的監(jiān)測，以掌握水質(zhì)現(xiàn)狀及其變化趨勢。

(2)對生產(chǎn)、生活等廢（污）水排放源排放的廢（污）水進行監(jiān)視性監(jiān)測，掌握廢（污）水排放量及其污染物濃度和排放總量，評價是否符合排放標(biāo)準(zhǔn)，為污染源管理提供依據(jù)。

(3)對水環(huán)境污染事故進行應(yīng)急監(jiān)測，為分析判斷事故原因、危害及制訂對策提供依據(jù)。

(4)為國家政府部門制定水環(huán)境保護標(biāo)準(zhǔn)、法規(guī)和規(guī)劃提供有關(guān)數(shù)據(jù)和資料。

(5)為開展水環(huán)境質(zhì)量評價和預(yù)測預(yù)報及進行環(huán)境科學(xué)研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和技術(shù)手段。第17頁/共79頁三、監(jiān)測項目監(jiān)測項目受人力、物力、財力的限制，不可能將所有的監(jiān)測項目都加以測定，只能是對那些優(yōu)先監(jiān)測污染物加以監(jiān)測。優(yōu)先監(jiān)測污染物：標(biāo)準(zhǔn)中要求控制、在環(huán)境中難以降解；危害大、毒性大、影響范圍廣；出現(xiàn)頻率高，有可靠檢測方法。第18頁/共79頁

（一）地表水監(jiān)測項目

水溫、pH值、溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、化學(xué)需氧量、五日生化需氧量、氨氮、總氮（湖、庫）、總磷、銅、鋅、硒、砷、汞、鎘、鉛、鉻（六價）、氟化物、氰化物、硫化物、揮發(fā)酚、石油類、陰離子表面活性劑、糞大腸菌群。第19頁/共79頁

（二）生活飲用水監(jiān)測項目

常規(guī)檢驗項目：肉眼可見物、色、嗅和味、渾濁度、pH、總硬度、鋁、鐵、錳、銅、鋅、揮發(fā)酚類、陰離子合成洗滌劑、硫酸鹽、氯化物、溶解性總固體、耗氧量、砷、鎘、鉻（六價）、氰化物、氟化物、鉛、汞、硒、硝酸鹽、氯仿、四氯化碳、細菌總數(shù)、總大腸菌群、糞大腸菌群、游離余氯、總α放射性、總β放射性。第20頁/共79頁

（三）廢（污）水

監(jiān)測項目第一類：

是在車間或車間處理設(shè)施排放口采樣測定的污染物，包括總汞、烷基汞、總鎘、總鉻、六價鉻、總砷、總鉛、總鎳、苯并（a）芘、總鈹、總銀、總α放射性、總β放射性。第二類：

是在排污單位排放口采樣測定的污染物，包括pH、色度、懸浮物、生化需氧量、化學(xué)需氧量、石油類、動植物油、揮發(fā)性酚、總氰化物、硫化物、氨氮、氟化物、磷酸鹽、甲醛、苯胺類、硝基苯類、陰離子表面活性劑、總銅、總鋅、總錳。第21頁/共79頁四、水質(zhì)監(jiān)測分析方法1.國家或行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)分析方法其成熟性和準(zhǔn)確度好，是評價其他監(jiān)測分析方法的基準(zhǔn)方法，也是環(huán)境污染糾紛法定的仲裁方法；《水和廢水標(biāo)準(zhǔn)分析方法》（第四版）2.統(tǒng)一分析方法是經(jīng)研究和多個單位的實驗驗證表明是成熟的方法。3.試用方法是在國內(nèi)少數(shù)單位研究和應(yīng)用過，或直接從發(fā)達國家引進，供監(jiān)測科研人員試用的方法。標(biāo)準(zhǔn)分析方法和統(tǒng)一分析方法均可在環(huán)境監(jiān)測與執(zhí)法中使用。第22頁/共79頁（一）選擇監(jiān)測分析方法的原則（二）監(jiān)測分析方法的分類1.用于測定無機污染物的方法

原子吸收法 分光光度法 等離子發(fā)射光譜（ICP-AES）法 電化學(xué)法 離子色譜法其他方法：化學(xué)法、原子熒光法、等離子發(fā)射光譜-質(zhì)譜（ICP-MS）法、氣相分子吸收光譜法等。第23頁/共79頁2.用于有機污染物的監(jiān)測分析方法

氣相色譜法（GC）高效液相色譜法（HPLC）氣相色譜-質(zhì)譜法（GC-MS）其他方法：有機污染物類別測定、耗氧有機物測定第24頁/共79頁五、污染物形態(tài)分析

1.污染物形態(tài)

污染物形態(tài)是指污染物在環(huán)境中呈現(xiàn)的化學(xué)狀態(tài)、價態(tài)和異構(gòu)狀態(tài)。一定形態(tài)的污染物在環(huán)境中有其發(fā)生和演變過程，并且在不同的條件下可轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌螒B(tài)，具有不同強度的毒性。

2.了解污染物形態(tài)的意義

深入認識其環(huán)境行為正確評價對環(huán)境的影響設(shè)計污染物分析監(jiān)測方案和治理方法

第25頁/共79頁3.對污染物形態(tài)進行分析常用的方法

直接測定法：專一性的化學(xué)方法或物理化學(xué)方法，測定樣品中污染物的各種形態(tài)，如用離子選擇電極法測定離子態(tài)元素。分離測定法：是將樣品中不同形態(tài)的待測組分用物理法（離心、超濾、滲析等）或物理化學(xué)法（萃取、層析、離子交換等）先進行分離，然后逐一測定。干法：是用電子探針、X射線衍射儀、核磁共振波譜儀等對顆粒狀樣品或生物樣品進行非破壞性的形態(tài)分析。理論計算法：是利用被研究體系有關(guān)熱力學(xué)數(shù)據(jù)進行計算，確定其形態(tài)的方法。

第26頁/共79頁第二節(jié)水質(zhì)監(jiān)測方案制訂第27頁/共79頁

基礎(chǔ)資料的收集監(jiān)測斷面和采樣點的設(shè)置采樣時間和采樣頻率的確定采樣及監(jiān)測技術(shù)的選擇結(jié)果表達、質(zhì)量保證及實施計劃一、地面水水質(zhì)監(jiān)測方案的制訂第28頁/共79頁

（一）基礎(chǔ)資料的收集（1）水體的水文、氣候、地質(zhì)和地貌資料。如水位、水量、流速及流向的變化；降雨量、蒸發(fā)量及歷史上的水情；河流的寬度、深度、河床結(jié)構(gòu)及地質(zhì)狀況；湖泊沉積物的特性、間溫層分布、等深線等。（2）水體沿岸城市分布、工業(yè)布局、污染源及其排污情況、城市給排水情況等。（3）水體沿岸的資源現(xiàn)狀和水資源的用途；飲用水源分布和重點水源保護區(qū)；水體流域土地功能及近期使用計劃等。（4）歷年水質(zhì)監(jiān)測資料。第29頁/共79頁

（二）監(jiān)測斷面和采樣點的設(shè)置

1.監(jiān)測斷面的設(shè)置原則應(yīng)在水質(zhì)、水量發(fā)生變化及水體不同用途的功能區(qū)處設(shè)置監(jiān)測斷面（1）大量廢水排入河流的居民區(qū)、工業(yè)區(qū)上下游；（2）湖泊、水庫的主要出入口；（3）飲用水源區(qū)、水資源區(qū)域等功能區(qū)；（4）入海河流的河口處、較大支流匯合口上游和匯合后與干流混合處；（5）國際河流出入國際線的出入口處；（6）盡可能與水文測量斷面重合。第30頁/共79頁2.監(jiān)測斷面和采樣點的設(shè)置

為評價完整江河水系的水質(zhì)，需要設(shè)置背景斷面、對照斷面、控制斷面和削減斷面；對于某一河段，只需設(shè)置對照、控制和削減（或過境）三種斷面。(1)背景斷面：設(shè)在基本上未受人類活動影響的河段，用于評價一完整水系污染程度。(2)對照斷面：為了解流入監(jiān)測河段前的水體水質(zhì)狀況而設(shè)置。一個河段一般只設(shè)一個對照斷面。(3)控制斷面：控制斷面的數(shù)目應(yīng)根據(jù)城市的工業(yè)布局和排污口分布情況而定，設(shè)在排污區(qū)（口）下游，污水與河水基本混勻處。(4)削減斷面：是指河流受納廢水和污水后，經(jīng)稀釋擴散和自凈作用，使污染物濃度顯著降低的斷面，通常設(shè)在城市或工業(yè)區(qū)最后一個排污口下游1500m以外的河段上。第31頁/共79頁第32頁/共79頁第33頁/共79頁3.采樣點位的設(shè)置

設(shè)置監(jiān)測斷面后，應(yīng)根據(jù)水面的寬度確定斷面上的采樣垂線，再根據(jù)采樣垂線處水深確定采樣點的數(shù)目和位置。第34頁/共79頁第35頁/共79頁第36頁/共79頁第37頁/共79頁第38頁/共79頁第39頁/共79頁

（三）采樣時間和采樣頻率的確定

（1）飲用水源地全年采樣監(jiān)測12次，采樣時間根據(jù)具體情況選定。（2）對于較大水系干流和中、小河流，全年采樣監(jiān)測次數(shù)不少于6次。采樣時間為豐水期、枯水期和平水期，每期采樣兩次。流經(jīng)城市或工業(yè)區(qū)，污染較重的河流，游覽水域，全年采樣監(jiān)測不少于12次。采樣時間為每月一次或視具體情況選定。底質(zhì)每年枯水期采樣監(jiān)測一次。（3）潮汐河流全年在豐、枯、平水期采樣監(jiān)測，每期采樣兩天，分別在大潮期和小潮期進行，每次應(yīng)采集當(dāng)天漲、退潮水樣分別測定。第40頁/共79頁

（4）設(shè)有專門監(jiān)測站的湖泊、水庫、每月采樣監(jiān)測一次，全年不少于12次。其他湖、庫全年采樣監(jiān)測兩次，枯、豐水期各1次。有廢（污）水排入，污染較重的湖、庫應(yīng)酌情增加采樣次數(shù)。（5）背景斷面每年采樣監(jiān)測一次，在污染可能較重的季節(jié)進行。（6）排污渠每年采樣監(jiān)測不少于3次。（7）海水水質(zhì)常規(guī)監(jiān)測，每年按豐、平、枯水期或季度采樣監(jiān)測2～4次。（四）采樣及監(jiān)測技術(shù)的選擇

要根據(jù)監(jiān)測對象的性質(zhì)、含量范圍及測定要求等因素選擇適宜的采樣、監(jiān)測方法和技術(shù)，其詳細內(nèi)容將在本章以下各節(jié)中分別介紹。第41頁/共79頁

（五）結(jié)果表達、質(zhì)量保證及實施計劃

1.結(jié)果表達水質(zhì)監(jiān)測所測得的眾多化學(xué)、物理以及生物學(xué)的監(jiān)測數(shù)據(jù)，是描述和評價水環(huán)境質(zhì)量，進行環(huán)境管理的基本依據(jù)，必須進行科學(xué)地計算和處理，并按照要求的形式在監(jiān)測報告中表達出來。

2.質(zhì)量保證質(zhì)量保證概括了保證水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)正確可靠的全部活動和措施。質(zhì)量保證貫穿監(jiān)測工作的全過程。詳細內(nèi)容參閱第九章。

3.實施計劃實施計劃是實施監(jiān)測方案的具體安排，要切實可行，使各個環(huán)節(jié)工作有序、協(xié)調(diào)地進行。第42頁/共79頁

（一）調(diào)查研究和收集資料（1）收集、匯總監(jiān)測區(qū)域的水文、地質(zhì)、氣象等方面的有關(guān)資料和以往的監(jiān)測資料。例如，地質(zhì)圖、剖面圖、測繪圖、水井的成套參數(shù)、含水層、地下水補給、徑流和流向，以及溫度、濕度、降水量等。（2）調(diào)查監(jiān)測區(qū)域內(nèi)城市發(fā)展、工業(yè)分布、資源開發(fā)和土地利用情況，尤其是地下工程規(guī)模、應(yīng)用等；了解化肥和農(nóng)藥的施用面積和施用量；查清污水灌溉、排污、納污和地面水污染現(xiàn)狀。二、地下水監(jiān)測方案制訂第43頁/共79頁

（3）測量或查知水位、水深，以確定采水器和泵的類型，所需費用和采樣程序。（4）在完成以上調(diào)查的基礎(chǔ)上，確定主要污染源和污染物，并根據(jù)地區(qū)特點與地下水的主要類型把地下水分成若干個水文地質(zhì)單元。（二）采樣點的布設(shè)

對照監(jiān)測井控制監(jiān)測井（三）采樣時間和采樣頻率的確定

采樣時間采樣頻率第44頁/共79頁三、水污染源監(jiān)測方案制訂

（一）采樣點的設(shè)置

1.工業(yè)廢水

（1）在車間或車間處理設(shè)施的廢水排放口設(shè)置采樣點監(jiān)測一類污染物；在工廠廢水總排放口布設(shè)采樣點，監(jiān)測二類污染物。（2）已有廢水處理設(shè)施的工廠，在處理設(shè)施的總排放口布設(shè)采樣點。如需了解廢水處理效果，還要在處理設(shè)施進口設(shè)采樣點。第45頁/共79頁2.城市污水

(1)城市污水管網(wǎng)的采樣點設(shè)在：非居民生活排水支管接入城市污水干管的檢查井；城市污水干管的不同位置；污水進入水體的排放口等。

(2)城市污水處理廠：在污水進口和處理后的總排口布設(shè)采樣點。如需監(jiān)測各污水處理單元效率，應(yīng)在各處理設(shè)施單元的進、出口分別設(shè)采樣點。另外，還需設(shè)污泥采樣點。第46頁/共79頁(二)采樣時間和采樣頻率

工業(yè)廢水和城市污水的排放量和污染物濃度隨工廠生產(chǎn)及居民生活情況常發(fā)生變化，采樣時間和頻率應(yīng)根據(jù)實際情況確定。第47頁/共79頁第三節(jié)水樣的采集和保存第48頁/共79頁一、水樣的類型（一）瞬時水樣瞬時水樣是指在某一時間和地點從水體中隨機采集的分散水樣。（二）混合水樣混合水樣是指在同一采樣點于不同時間所采集的瞬時水樣的混合水樣，有時稱“時間混合水樣”，以與其他混合水樣相區(qū)別。（三）綜合水樣把不同采樣點同時采集的各個瞬時水樣混合后所得到的樣品稱綜合水樣。第49頁/共79頁二、地表水樣的采集

(一)采樣前的準(zhǔn)備

選擇適宜材質(zhì)的盛水容器和采樣器，并清洗干凈。準(zhǔn)備好交通工具。交通工具常使用船只。

(二)采樣方法和采樣器（或采水器）第50頁/共79頁圖2.5簡易采水器和急流采水器示意圖第51頁/共79頁圖2.6泵式采水器示意圖第52頁/共79頁圖2.7廢（污）水自動采水器示意圖第53頁/共79頁三、地下水樣的采集

井水、泉水、自來水四、廢（污）水樣的采集

(一)淺層廢（污）水可從淺埋排水管、溝道中采樣，用采樣容器直接采集，也可用長把塑料勺采集。

(二)深層廢（污）水可用深層采水器或固定在負重架內(nèi)的采樣容器，沉入檢測井內(nèi)采樣。

(三)自動采樣采用自動采水器可自動采集瞬時水樣和混合水樣。第54頁/共79頁五、采集水樣注意事項

(1)測定懸浮物、pH、溶解氧、生化需氧量、油類、硫化物、余氯、放射性、微生物等項目需要單獨采樣；其中，測定溶解氧、生化需氧量和有機污染物等項目的水樣必須充滿容器；pH、電導(dǎo)率、溶解氧等項目宜在現(xiàn)場測定。另外，采樣時還需同步測量水文參數(shù)和氣象參數(shù)。

(2)采樣時必須認真填寫采樣登記表；每個水樣瓶都應(yīng)貼上標(biāo)簽（填寫采樣點編號、采樣日期和時間、測定項目等）；要塞緊瓶塞，必要時還要密封。第55頁/共79頁六、流量的測量

(一)地表水流量測量

1.流速-面積法

首先將測量斷面分成若干小塊，測出每小塊的面積和流速，計算出相應(yīng)的流量，再將各小斷面的流量累加，即為斷面上的水流量。

2.浮標(biāo)法是一種粗略測量小型河、渠中水流速的簡易方法。測量時，選擇一平直河段，測量該河段2m間距內(nèi)起點、中點和終點三個過水橫斷面面積，求出平均橫斷面面積。在上游投入浮標(biāo)，測量浮標(biāo)流經(jīng)確定河段（L）所需時間，重復(fù)測量幾次，求出所需時間的平均值（t），即可計算出流速（L/t）。第56頁/共79頁

(二)廢（污）水流量測量

1.流量計法

2.容積法將污水導(dǎo)入已知容積的容器或污水池中，測量流滿容器或污水池的時間，然后用其除受納容器或池的容積，即可求知流量。該方法簡單易行，適用于測量污水流量較小的連續(xù)或間歇排放的污水。

3.溢流堰法適用于不規(guī)則的污水溝、污水渠中水流量的測量。該方法是用三角形或矩形、梯形堰板攔住水流，形成溢流堰，測量堰板前后水頭和水位，計算流量。如果安裝液位計，可連續(xù)自動測量液位。第57頁/共79頁式中：Q——水流量；h——過堰水頭高度；K——流量系數(shù)；D——從水流底至堰緣的高度；B——堰上游水流寬度。公式：圖2.8直角三角堰示意圖第58頁/共79頁七、水樣的運輸與保存

(一)水樣的運輸

(1)為避免水樣在運輸過程中震動、碰撞導(dǎo)致?lián)p失或沾污，將其裝箱，并用泡沫塑料或紙條擠緊，在箱頂貼上標(biāo)記。

(2)需冷藏的樣品，應(yīng)采取致冷保存措施；冬季應(yīng)采取保溫措施，以免凍裂樣品瓶。第59頁/共79頁(二)水樣的保存方法

1.冷藏或冷凍法冷藏或冷凍的作用是抑制微生物活動，減緩物理揮發(fā)和化學(xué)反應(yīng)速度。

2.加入化學(xué)試劑保存法（1）加入生物抑制劑HgCl2可抑制生物的氧化還原作用；用H3PO4調(diào)至pH為4時，加入適量CuSO4，即可抑制苯酚菌的分解活動。第60頁/共79頁(2)調(diào)節(jié)pH值

測定金屬離子的水樣常用HNO3酸化至pH為1～2，既可防止重金屬離子水解沉淀，又可避免金屬被器壁吸附；測定氰化物或揮發(fā)性酚的水樣加入NaOH調(diào)至pH為12時，使之生成穩(wěn)定的酚鹽等。(3)加入氧化劑或還原劑測定汞的水樣需加入HNO3(至pH＜1)和K2Cr2O7(0.05%)，使汞保持高價態(tài)；測定硫化物的水樣，加入抗壞血酸，可以防止被氧化；測定溶解氧的水樣則需加入少量硫酸錳和碘化鉀固定溶解氧（還原）等。第61頁/共79頁(三)水樣的過濾或離心分離

如欲測定水樣中某組分的含量，采樣后立即加入保存劑，分析測定時充分搖勻后再取樣。

如果測定可濾（溶解）態(tài)組分含量，所采水樣應(yīng)用0.45μm微孔濾膜過濾，除去藻類和細菌，提高水樣的穩(wěn)定性，有利于保存。如果測定不可過濾的金屬時，應(yīng)保留過濾水樣用的濾膜備用。對于泥沙型水樣，可用離心方法處理。對含有機質(zhì)多的水樣，可用濾紙或砂芯漏斗過濾。用自然沉降后取上清液測定可濾態(tài)組分是不恰當(dāng)?shù)?。?2頁/共79頁第四節(jié)水樣的預(yù)處理第63頁/共79頁為什么要進行預(yù)處理環(huán)境水樣所含組分復(fù)雜，并且多數(shù)污染組分含量低，存在形態(tài)各異，所以在分析測定之前，往往需要進行預(yù)處理，以得到欲測組分適合測定方法要求的形態(tài)、濃度和消除共存組分干擾的試樣體系。預(yù)處理的目的破壞有機物溶解懸浮性固體將各種價態(tài)的欲測元素氧化成單一高價態(tài)或轉(zhuǎn)變成易于分離的無機化合物。

第64頁/共79頁水樣預(yù)處理的原則：最大限度去除干擾物回收率高操作簡便省時成本低、對人體和環(huán)境無影響一、水樣的消解圖2.9消解用微波爐第65頁/共79頁

（一）濕式消解法

1.硝酸消解法

對于較清潔的水樣，可用硝酸消解。

2.硝酸-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的水樣。

3.硝酸-硫酸消解法

兩種酸都有較強的氧化能力，其中硝酸沸點低，而硫酸沸點高，二者結(jié)合使用，可提高消解溫度和消解效果。常用的硝酸與硫酸的比例為5∶2。

第66頁/共79頁4.硫酸-磷酸消解法兩種酸的沸點都比較高，其中硫酸氧化性較強，磷酸能與一些金屬離子如Fe3+等絡(luò)合，故二者結(jié)合消解水樣，有利于測定時消除Fe3+等離子的干擾。

5.硫酸-高錳酸鉀消解法

該方法常用于消解測定汞的水樣。高錳酸鉀是強氧化劑，在中性、堿性、酸性條件下都可以氧化有機物，其氧化產(chǎn)物多為草酸根，但在酸性介質(zhì)中還可繼續(xù)氧化。

6.多元消解法

為提高消解效果，在某些情況下需要采用三元以上酸或氧化劑消解體系。例如，處理測總鉻的水樣時，用硫酸、磷酸和高錳酸鉀消解。第67頁/共79頁7.堿分解法當(dāng)用酸體系消解水樣造成易揮發(fā)組分損失時，可改用堿分解法，即在水樣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，加熱煮沸至近干，用水或稀堿溶液溫?zé)崛芙狻＃ǘ└苫一ㄓ址Q高溫分解法。其處理過程是：取適量水樣于白瓷或石英蒸發(fā)皿中，置于水浴上或用紅外燈蒸干，移入馬福爐內(nèi)，于450～550℃灼燒到殘渣呈灰白色，使有機物完全分解除去。取出蒸發(fā)皿，冷卻，用適量2%HNO3（或HCl）溶解樣品灰分，過濾，濾液定容后供測定。本方法不適用于處理測定易揮發(fā)組分（如砷、汞、鎘、硒、錫等）的水樣。

第68頁/共79頁二、富集與分離富集

富集是分離的一種，即從大量試樣中搜集欲測定的少量物質(zhì)至一較小體積中，從而提高其濃度至其測定下限之上。分離分離是將欲測組分從試樣中單獨析出，或?qū)讉€組分一個一個地分開，或者根據(jù)各組分的共同性質(zhì)分成若干組。第69頁/共79頁(一)氣提、頂空和蒸餾法

1.氣提法

該方法基于把惰性氣體通入調(diào)制好的水樣中，將欲測組分吹出，直接送入儀器測定，或?qū)胛找何崭患笤贉y定。圖2.10測定硫化物的吹氣分離裝置示意圖第70頁/共79頁2.頂空法

該方法常用于測定揮發(fā)性有機物（VOCs）水樣的預(yù)處理。例如，測定水樣中的揮發(fā)性有機物（VOCs）或揮發(fā)性無機物（VICs）時，先在密閉的容器中裝入水樣，容器上部留存一定空間，再將容器置于恒溫水浴中，經(jīng)一定時間，容器內(nèi)的氣液兩相達到平衡。第71頁/共79頁式中：K——預(yù)測組分在兩相中的分配系數(shù)；

β——兩相體積比；

[X]G——平衡