水监测第四节样品的预处理课件

1、第二章 水体监测第四节 样品的预处理一、水样的预处理二、底质样品的预处理 为什么要进行预处理环境水样所含组分复杂，并且多数污染组分含量低，存在形态各异，所以在分析测定之前，往往需要进行预处理，以得到欲测组分适合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。 预处理的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。 第四节 样品的预处理一、水样的预处理(一) 水样的消解(二) 富集与分离水样预处理的原则：最大限度去除干扰物回收率高操作简便省时成本低、对人体和环境无影响(一)水样的消解图2.9 消解用微波炉 湿式消解法 1. 硝酸消解法 对于较

2、清洁的水样，可用硝酸消解。 2. 硝酸-高氯酸消解法 两种酸都是强氧化性酸，联合使用可消解含难氧化有机物的水样。 3. 硝酸-硫酸消解法 两种酸都有较强的氧化能力，其中硝酸沸点低，而硫酸沸点高，二者结合使用，可提高消解温度和消解效果。常用的硝酸与硫酸的比例为52。 4.硫酸-磷酸消解法 两种酸的沸点都比较高，其中硫酸氧化性较强，磷酸能与一些金属离子如Fe3+等络合，故二者结合消解水样，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 该方法常用于消解测定汞的水样。高锰酸钾是强氧化剂，在中性、碱性、酸性条件下都可以氧化有机物，其氧化产物多为草酸根，但在酸性介质中还可继续氧化。 6

3、.多元消解法 为提高消解效果，在某些情况下需要采用三元以上酸或氧化剂消解体系。例如，处理测总铬的水样时，用硫酸、磷酸和高锰酸钾消解。 7.碱分解法 当用酸体系消解水样造成易挥发组分损失时，可改用碱分解法，即在水样中加入氢氧化钠和过氧化氢溶液，或者氨水和过氧化氢溶液，加热煮沸至近干，用水或稀碱溶液温热溶解。 干灰化法 又称高温分解法。其处理过程是：取适量水样于白瓷或石英蒸发皿中，置于水浴上或用红外灯蒸干，移入马福炉内，于450550灼烧到残渣呈灰白色，使有机物完全分解除去。取出蒸发皿，冷却，用适量2%HNO3（或HCl）溶解样品灰分，过滤，滤液定容后供测定。 本方法不适用于处理测定易挥发组分（如

4、砷、汞、镉、硒、锡等）的水样。 （二）富集与分离富集 富集是分离的一种，即从大量试样中搜集欲测定的少量物质至一较小体积中，从而提高其浓度至其测定下限之上。分离 分离是将欲测组分从试样中单独析出，或将几个组分一个一个地分开，或者根据各组分的共同性质分成若干组。 气提、顶空和蒸馏法 1.气提法 该方法基于把惰性气体通入调制好的水样中，将欲测组分吹出，直接送入仪器测定，或导入吸收液吸收富集后再测定。 图2.10 测定硫化物的吹气分离装置示意图 2.顶空法 该方法常用于测定挥发性有机物（VOCs）水样的预处理。例如，测定水样中的挥发性有机物（VOCs）或挥发性无机物（VICs）时，先在密闭的容器中装入

5、水样，容器上部留存一定空间，再将容器置于恒温水浴中，经一定时间，容器内的气液两相达到平衡。式中：K预测组分在两相中的分配系数；两相体积比；XG平衡状态下预测物X在气相中的浓度；XL平衡状态下预测物X在液相中的浓度；VG气相体积；VL液相体积。欲测物气相中的平衡浓度XG和水样中原始浓度XL0之间的关系： 3.蒸馏法 蒸馏法是利用水样中各污染组分具有不同的沸点而使其彼此分离的方法，分为常压蒸馏、减压蒸馏、水蒸汽蒸馏、分馏法等。图2.11 挥发酚和氰化物蒸馏装置示意图图2.12 氟化物水蒸气蒸馏装置示意图 萃取法 1.溶剂萃取法 溶剂萃取法是基于物质在互不相溶的两种溶剂中分配系数不同，进行组分的分离

6、和富集。式中：V水水相体积； D分配比； V有机有机相体积； E萃取率。公式图2.13 萃取率与分配比的关系分配比D萃取率E / % 2.固相萃取法(SPE) 固相萃取法的萃取剂是固体，其工作原理基于：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。固相萃取剂是含C18或C8、腈基、氨基等基团的特殊填料。图2.14 膜片型固相萃取剂萃取装置示意图 吸附法 吸附法是利用多孔性的固体吸附剂将水样中一种或数种组分吸附于表面，再用适宜溶剂、加热或吹气等方法将欲测组分解吸，达到分离和富集的目的。 离子交换法 该方法是利用离子交换剂与溶液中的离子发生交换反应进行分离的方法。离子交

7、换剂分为无机离子交换剂和有机离子交换剂两大类，广泛应用的是有机离子交换剂，即离子交换树脂。 操作程序物理吸附化学吸附 按照吸附机理分类交换柱的制备交换洗脱 共沉淀法 1. 利用吸附作用的共沉淀分离 共沉淀法系指溶液中一种难溶化合物在形成沉淀（载体）过程中，将共存的某些痕量组分一起载带沉淀出来的现象。共沉淀现象在常量分离和分析中是力图避免的，但却是一种分离富集痕量组分的手段。 2. 利用生成混晶的共沉淀分离 当欲分离微量组分及沉淀剂组分生成沉淀时，如具有相似的晶格，就可能生成混晶共同析出。 3. 用有机共沉淀剂进行共沉淀分离 有机共沉淀剂的选择性较无机沉淀剂高，得到的沉淀也较纯净，并且通过灼烧可

8、除去有机共沉淀剂，留下欲测元素。 二、底质样品的预处理 底质样品送交实验室后，应在低温冷冻条件下保存，并尽快进行处理和分析。如放置时间较长，则应在约一20冷冻柜中保存。处理方法应视待测污染物组分性质而定，处理过程应尽量避免玷污和污染物损失。(一) 底质样品的脱水 (二) 底质样品的筛分制备(三) 柱状样品处理(四) 底质样品的分解与浸提(一) 底质样品的脱水 底质中含大量的水分应采用下列方法之一除去。1. 自然风干：待测组分较稳定，样品可置于阴凉、通风处晾干。2. 离心分离：待测组分如为易挥发或易发生各种变化的污染物(如硫化物、农药及其他有机污染物)，可用离心分离脱水后立即取样进行分析，同时另

9、取一份烘干测定水分，对结果加以校正。3. 真空冷冻干燥：适用于各种类型样品，特别适用于含有对光、热、空气不稳定的污染物的样品。4. 无水硫酸钠脱水：适用于油类等有机污染物的测定。 (二) 底质样品的筛分制备将脱水干燥后的底质样品平铺于硬质白纸板上，用玻璃棒等压散(勿破坏自然粒径)。 剔除大小砾石及动植物残体等杂物(必要时取此样品作泥砂颗粒粒径分布分析)。样品过20目筛，直至筛上物不含泥土，弃去筛上物，筛下物用四分法缩分，至获得所需量样品(四分法弃去的那部分样品，也应用另一瓶分装备查)。用玛瑙研钵(或玛瑙粉碎机)研磨至样品全部通过80200目筛(粒度要求按项目分析方法确定，但对Hg、As等易挥发

10、元素和需要测低价铁、硫化物等时，样品不可用粉碎机粉碎)，装入棕色广口瓶中，贴上标签后取样分析或冷冻保存待用。所用筛网材质在测定金属时应使用尼龙制品，测定有机污染物时使用铜或不锈钢制品。(三) 柱状样品处理柱状样品从管式泥芯采样器中小心挤出时，尽量不要使其分层状态破坏，按要求填写好记录，经干燥后，用不锈钢小刀刮去样柱表层，然后按上述表层底质方法处理。如为了了解各沉积阶段污染物质的成分及含量变化，可将柱状样品用不锈钢制小刀沿横断面截取不同部位(如泥质性状分层明显，按性状相同段截取；分层不明显，可分段截取。一般上部段间距小，下部段间距大)样品分别进行预处理及测定。(四) 底质样品的分解与浸提1.选择样品分解方法的原则2.全分解方法3.浸溶法4.其它消解方法1选择样品分解方法的原则(1) 监测目的：样品分解方法随监测目的的不同而异。 (2) 元素的性质(3) 试液介质对测定的影响：经过样品分解制备的试液必须对以后的测定没有干扰，或干扰很小，且易于消除。 2全分解方法(1)