环境监测---第二章 水和废水监测(2.4--2.5).ppt

保 存 剂剂作 用适 用 范 围围 HgCl2 HNO3 H2SO4 NaOH 抑制微生物生长 防止金属沉淀 抑制微生物生长， 与碱作用 防止化合物的挥发 各种形式的氮和磷 多种金属 含有机物水样（CODTOC 、油和油脂）、胺类 氰化物、有机酸、酚类 第四节 水样的预处理 目的： 得到欲测组分适于测定方法要求的形态、浓 度和消除共存组分干扰的试样体系 原因： 组成复杂，污染组分含量低，存在形态各异 一、水样的消解 适用：测定含有机物水样中的无机元素 目的：破坏有机物，溶解悬浮性固体，将各种价态的 欲测元素氧化成单一高价态或转变成易于分离 的无机化合物。 要求：消解后的水样应清澈、透明、无沉淀 5.HNO3-KMnO4 6.多元消解法 (一)湿式消解法 1硝酸消解法 适用：较清洁的水样 方法要点： 混匀水样 加入浓硝酸加热煮沸 蒸发（试液应清澈透明，呈浅色或无色） 稍冷后加2HNO3(或HCl)，溶解可溶盐。 若有沉淀，应过滤。 2硝酸高氯酸消解法 可消解含难氧化有机物的水样 3硝酸硫酸消解法 提高消解温度和消解效果 不适用于处理测定易生成难溶硫酸盐组分的水样 。 4硫酸磷酸消解法 有利于测定时消除Fe3等离子的干扰 5硫酸高锰酸钾消解法 常用于消解测定汞的水样。 6多元消解方法提高消解效果 7碱分解法 当用酸体系消解水样造成易挥发组 分损失时 (二)干灰化法 （高温分解法） 处理过程： 水样于水浴上蒸干 450-550灼烧 (分解有机物) 冷却 用适量2HNO3(或HCl)溶解样品灰分 过滤滤液定容后供测定 不适用于处理测定易挥发组分的水样。 v（一）挥发、蒸发与蒸馏法 v（二）萃取法 v（三）吸附法 v（四）离子交换法 v（五）共沉淀法 v (六）其他富集分离预处理方法 （一）挥发（气提）、蒸发（顶空）与蒸馏法 (volatilize,evaporating and stilling) 蒸 馏 法 各污染组分具有不同沸点 常压蒸馏 减压蒸馏 分馏法 蒸馏法 如：用分光光度法测定水中的硫化物时，先加磷酸生 成硫化氢，再用氮气载入乙酸锌乙酸钠溶液吸收， 实现分离. l挥发酚、氰化物 蒸馏装置 l氟化物水蒸汽蒸馏装置 （二）萃取法 1、溶剂萃取法(液一液萃取) （solvent extraction method） ：利用水溶液中的某些物质在有机溶液中分配比的 不同,选择性地转移到有机溶液进行物质的分离或富 集的过程。在湿法冶金中,常用于从水溶液提取有价 金属或作为溶液净化的一种手段。因为接触的水溶 液和有机溶液两相都是液相,因而也常把溶剂萃取称 为液-液萃取。 (二)萃取法 基于物质在互不相溶的两种溶剂中分配系数不同 K 有机相中被萃取物浓度 水相中被萃取物浓度 K值大时，则容易进入有机相，而K值很小 的组分仍留在溶液中。 1溶剂萃取法 条件：欲分离组分在两相中的存在形式相同 实际并非如此 分配比 组分A在有机相中各种存在 形式的总浓度 D A有机相 A水相 组分A在水相中各种存在 形式的总浓度 反映萃取体系达到平衡时的实际分配情况， 具有较大的实用价值。 萃取率 E（） 有机相中被萃取物的量 水相和有机相中被萃取物的总量 D和E的关系 E（） 100 D D V水 V有机 当水相和有机相的体积相同时： D时，E100，一次即可萃取完全； Dl00时，E99，一次萃取不完全，需 要萃取几次； D1时，E50，要萃取完全相当困难。 D10时，E90，需连续萃取才趋于完全； 无机物的萃取： 先加入一种试剂，使其与水相中的离子态组分 相结合，生成一种不带电、易溶于有机溶剂的物质 。 有机物质的萃取： 有机溶剂萃取分散在水相中的有机污染物质(富集) 萃取体系: 螯合物萃取体系 离子缔合物萃取体系 三元络合物萃取体系 协同萃取体系 应用较多 2、固相萃取法（Solid Phase Extraction，SPE） 萃取剂固相，含C18或C8、腈基、氨基等 基团的特殊填料 原理：水样中欲测组分与共存干扰组分在固相 萃取剂上作用力强弱不同，使它们彼此分离。 l 欲测组分吸附于萃取剂，后用洗脱液淋洗 下来。 v(三)吸附法 按吸附机理： 物理吸附范德华引力 化学吸附发生了化学反应 (四) 离子交换法 离子交换剂与溶液中的离子发生交换反应进行分离 离子交换法(ion exchange process)是液相中的离子和固相中离子间所进行的的 一种可逆性化学反应，当液相中的某些离子较为离子交换固体所喜好时，便 会被离子交换固体吸附，为维持水溶液的电中性，所以离子交换固体必须释 出等价离子回溶液中。 离子交换剂： 无机离子交换剂、有机离子交换剂（多用） (五)共沉淀法 选择性较高、沉淀较纯净、通过灼烧可除去 A、利用吸附作用的共沉淀分离 B、利用生成混晶的共沉淀分离 C、用有机共沉淀剂进行共沉淀分离 (六）其他富集分离预处理方法 v（1）膜分离方法在压力驱动下，借助气体中各组 分在高分子膜表面上的吸附能力以及在膜内溶解扩散上 的差异，即渗透速率差来进行分离的。 v（2）泡沫浮选法 浮选是根据矿物颗粒表面物理化 学性质的不同，从矿石中分离有用矿物的技术方法（即按 矿物可浮性的差异进行分选的方法）。浮选法广泛用于细 粒嵌布的金属矿物、非金属矿产、化工原料矿物等的分选 。 v（3）离心分离法 v（4）纸色谱法和薄层色谱法 等 v色谱：又称色层法或层析法，是一种物理化 学分析方法，它利用不同溶质（样品）与固定 相和流动相之间的作用力（分配、吸附、离子 交换等）的差别，当两相做相对移动时，各溶 质在两相间进行多次平衡，使各溶质达到相互 分离。 环境监测环境监测 Environmental MonitoringEnvironmental Monitoring 第 2 章 水与废水监测(5) 第2章 目 录 2.1 水质污染与监测 2.2 水质监测方案的制订 2.3 水样的采集和保存 2.4 水样的预处理 2.5 物理性质的检验 2.6 金属化合物的测定 2.7 非金属无机物的测定 2.8 有机污染物的测定 2.9 底质监测 2.10 活性污泥性质的监测 2.5 物理性质的测定 v 1）熟练掌握水体各项物理指标： v 2）水温、色度、臭和味道、残渣 、电导率、浊度、透明度、矿化度、氧化还原 电位等的检验方法原理、适用情况和注意事项 。 本节 要求： 1. 水温 v地下水（比较稳定） 常为812 v地上水变化较大 030 影响：溶解性气体的溶解度、水生生物和微生物活动 、化学和生物化学反应速度及盐度、pH值等。 应在现场测量 测定方法:常用的测量仪器有水温计、颠倒温度计和热敏电阻温度计 （一）水温计法 注意事项：1、放入水中3min, 2、同时测气温、水的pH值， 3、工业废水多次读数 v测温范围通常为-6oc41oc，最小分度为0.2。测温时将其插入一定深 度的水中，放置5min后，迅速提出水面并读数。 （二）颠倒温度计法：测深层水温 一般装在采水器上使用。它由主温表和辅温表构成。 测量时，将其沉入预定深度水层，感温7min，提出水面后立 即读数，并根据主、辅温度表的读数，用海洋常数表进行校正 2 . 臭和味 v 水中的臭和味主要来源于生活污水和工业废水 中污染物、天然物质的分解或与之有关的微生物活动 。 v测定方法 （1）定性描述法 （2）臭阈值（稀释倍数）法 v 嗅：这种检验方法的要点是：取lOOmL水样于250mL锥 形瓶中，检验人员依靠自己的嗅觉，分别在20和煮沸稍冷 后闻其臭，用适当的词语描述其臭特征，并按表划分的等级 报告臭强度。2-15臭强度等级 v 味：只有清洁的水或已经确认经口接触对人体健康无害 的水样才能进行味的检验。 检验方法：分别取20和煮沸冷却后的水样放入口中， 尝其味道，用适当词语（酸、甜、咸、苦、涩等）描述，并 参照表2-15记录味的强度。 定性描述法 表2-15臭强度等级 臭阈值法(odor threshold quantity method) 要点: 用水样和无臭水在锥形瓶中配制水样稀释系列(稀释 倍数不要让检验人员知道)，在水浴上加热至601；检验 人员取出锥形瓶，振荡23次，去塞，闻其臭气，与无臭水 比较，确定刚好闻出臭气的稀释样，计算臭阈值。 v臭阈值=水样体积无臭水体积/水样体积 3. 色度 v1、测定意义 （1）颜色的分类 表色未除去悬浮物的颜色 真色除去悬浮物的颜色 （2）应测“真色” v2、测定方法 （1）铂钴标准比色法 较清洁的、带有 黄色色调的天然水和饮用水 （2）稀释倍数法污水 （3）分光光度法 （1）、铂钴标准比色法 v 本方法是用氯铂酸钾（重铬酸钾）与氯化钻（硫酸钴 ）配成标准色列，再与水样进行目视比色确定水样的色度。 规定1毫克升以氯铂酸离子形式存在的铂产生的颜色作为1 度。 4. 浊度 v一、测定意义 悬浮于水中的胶体颗粒产生的散射现象，以 浊度表示水中悬浮物对光线透过时所发生的阻碍程 度。适用于天然水和饮用水的测定 1浊度1mgSiO2/1L蒸馏水的浊度 v二、测定方法 1、目视比色法（黑底板上比色） 2、分光光度法（680nm处） 3、浊度计法 目视比浊法 v1方法原理 将水样与用精制的硅藻土(或白陶土)配制的系列浊度标准 溶液进行比较，来确定水样的浊度。 v2测定要点 (1)用通过0.1mm筛孔(150目)，并经烘干的硅藻土和蒸馏水 配制浊度标准贮备液。 (2)视水样浊度高低，用浊度标准贮备液和具塞比色管或具 塞无色玻璃瓶配制系列浊度标准溶液。 (3)取与系列浊度标准溶液等体积的摇匀水样或稀释水样， 与系列浊度标准溶液比较，视觉效果相近的标准液，即为水样的 浊度。如用稀释水样，测得浊度应再乘以稀释倍数。 分光光度法 v1方法原理 以甲腊聚合物(由硫酸肼和六次甲基四胺反应 而成)配制标准浊度溶液，用分光光度计于680 nm波 长处测其吸光度，与在同样条件下测定水样的吸光 度比较，得知其浊度。 v 分光光度法 v2测定要点 (1)取浓度为10 mgmL的硫酸肼(NH2)2H2SO4溶液和浓度 100 mgmL的六次甲基四胺溶液各5.00mL。于100mL容量瓶 中，混匀，于25士3下反应24 h，冷却后用无浊度水稀释 至刻度，制得浊度为400甲腊浊度单位(NTU)的贮备液。 (2)用甲腊标准贮备液配制系列浊度标准溶液(浊度范围视水 样浊度大小决定)。 (3)用分光光度计于680 nm波长处，以无浊度水作参比，测 定系列浊度标准溶液的吸光度，绘制标准曲线。 (4)将水样摇匀，按照测定系列浊度标准溶液方法测其吸光 度，并由标准曲线上查得相应浊度。 浊度仪法 v 浊度仪是通过测量水样对一定波 长光的透射或散射强度而实现浊度测定 的专用仪器，有透射光式浊度仪、散射 光式浊度仪和透射光散射光式浊度仪 。 v 浊度=K散射光通量/透过光通量 = KTd/Tp K：比例常数 Tp 透过光通量 Td散射光通量 实例 v甜蜜素(环已基氨基磺酸钠) - 经盐酸酸化后与氯 化钡和亚硝酸钠反应，生成一种环已基氨基硫酸钡乳自色沉 淀(也可称为甜蜜素特性反应)，这种沉淀在溶液中沉降极其 缓慢，而且即使沉入底部，摇晃后，溶液马上可旱混浊状态 ，稳定性较好，而且混浊度与溶液中甜蜜素的含量成正比。 测量溶液的浊度，代入标准曲线后，可得样品中甜蜜素的含 量。 5. 透明度 v一、定义：透明度是指水样的澄清程度，洁净的水 是透明的。 v二、测定方法： 1.铅字法 2.塞氏盘法 3.十字法 (1)、铅字法 v 该方法用透明度计测定。透明度计是一种长33cm，内 径2.5cm，并具有刻度的无色玻璃圆筒，筒底有一磨光玻璃 片和放水侧管。测定时，将摇匀的水样倒入筒内，从筒口向 下观察，并缓慢由放水口放水，直至刚好能看清放在底部的 标准铅字印刷符号，则筒中水柱高度(以cm计)即为被测水样 的透明度，读数估计至0.5cm。水位超过30cm时为透明水样 。 受检验人员的主观影响较大，在保证照明等条件尽可能一 致的情况下，应取多次或数人测定结果的平均值。 (2)、塞氏盘法 v 这是一种现场测定透明度的方法。塞氏盘 为直径200mm黑白各半的圆盘，中心穿一带铅锤 的铅丝，将其沉入水中，以刚好看不到盘面的白 色时的水深(cm)表示透明度。 (3)、十字法 v 在内径为30mm，长为0.5或1.0m，具刻度 的玻璃筒底部放一白瓷片，上有宽度为1mm黑色 十字和四个直径为1mm的黑点，将混匀的水样倒 入筒内，从筒下部徐徐放水，直至明显看到十 字，而看不到黑点为止。大于1m算透明。 6. 残渣（水中固体） v一、定义：水蒸发后，残余物质称为残渣 v二、分类： 1、总残渣（总固体） 2、过滤性残渣（溶解固体） 3、非过滤性残渣（悬浮固体） v三、相关因素 1、蒸发温度 2、蒸发时间 包括：不溶于水的泥砂、各种污染物、微生物及难溶无机物等。 常用滤器：滤纸、滤膜、石棉坩锅。报告结果时应注明。 总残渣总不可滤残渣总可滤残渣 残渣（水中固体） 四、测定方法烘干温度 总残渣（总固体 ） 103105 ， 直接水浴上蒸干，烘干 可过滤性残渣 （溶解固体） 103105 ， 过滤后水样，水浴上蒸干，烘 干 不可滤残渣 （悬浮固体） 103105 ， 不可过滤的残渣，烘干 7. 矿化度 v一、测定意义：用于评价水中的总含盐量，是农 田灌溉用水适用性评价的主要指标之一。该指标一 般只用于天然水 。 v二、测定方法 重量法、电导法、阴阳离子加和法、离子交 换法、比重法等，其中重量法是比较通用的方法。 测定原理是取适量经过滤除去悬浮物及沉降物的水