《环境监测与质量管理》课件 项目5实验室分析

生态环境修复技术环境监测与质量管理任务5-1-1样品预处理样品预处理常用方法：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。为什么要进行预处理？1）消解：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。测定六价铬能用消解法预处理吗？2）分离：最大限度去除干扰物3）富集：当水样中待测物的浓度低于方法的检出限时，通过预处理的方法，使其得到浓缩。基本要求：1）获得较好的回收率（准确度要求）；2）操作简便省时；3）成本低、对人体和环境无影响。预处理的目的消解方法样品预处理在进行水样消解时，应根据水样的类型及采用的测定方法进行消解酸体系的选择。消解后的水样应清澈、透明、无沉淀。

（1）硝酸消解法（2）硝酸-硫酸消解法（3）硝酸-高氯酸消解法（4）硝酸-氢氟酸消解法（5）多元消解法（比如：硝酸-高氯酸-氢氟酸）（6）碱分解法（7）干灰化法（1）-（6）湿式消解法

湿式消解法中常用强酸的沸点和氧化能力比较：沸点（与水的共沸体系）:硫酸H2SO4（95-98%，317℃）＞高氯酸HClO4（60%-70%，203℃）＞硝酸HNO3（60%-62%，120.5℃）＞氢氟酸HF（46%，115.2℃）＞盐酸HCl（35-37%，108.6℃）氧化能力：高氯酸HClO4（浓）＞硝酸HNO3＞硫酸H2SO4＞磷酸H3PO3络合能力：磷酸H3PO3图1单一酸和硝酸-硫酸混酸体系沸点沸点高、氧化能力强意味着什么？样品预处理1）硝酸消解法对于较清洁的水样，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。*注意：因为高氯酸能与羟基化合物反应生成不稳定的高氯酸酯，有发生爆炸的危险，故先加入硝酸氧化水样中的羟基化合物。稍冷后再加高氯酸处理。湿式消解法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5∶2。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。样品预处理湿式消解法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。6）多元消解法（比如：硝酸-高氯酸-氢氟酸）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。样品预处理作为水体受粪便污染的指标。湿式消解法常用设备加热板微波消解样品预处理作为水体受粪便污染的指标。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450～550℃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（如砷、汞、镉、硒、锡等）的水样。马弗炉消解操作的注意事项样品完全分解；避免引入干扰；不能造成样品损失；安全，如：消解升温不宜过猛，以免反应剧烈造成样品损失或人身损害。使用高氯酸进行消解时，不得直接向含有有机物的热溶液中加入高氯酸。消解操作必须在通风橱内进行。1234样品预处理2、分离富集是分离的一种，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。1、富集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。富集和分离的方法主要有：1）挥发；2）蒸发浓缩；3）蒸馏法；4）溶剂萃取法；5）离子交换法；6）共沉淀法；7）吸附法富集与分离富集和分离往往是不可分割、同时进行的。要结合具体情况选择使用。样品预处理挥发常采用气提法：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1测定硫化物的吹气分离装置示意图1-反应瓶；2-流量计；3-吸收管；4-水浴；5-加酸漏斗样品预处理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1挥发酚和氰化物蒸馏装置示意图图2氟化物水蒸气蒸馏装置示意图水质氨氮的测定纳氏试剂分光光度法（HJ535-2009）样品预处理6.2.3

预蒸馏

将50ml硼酸溶液(4.11)移入接收瓶内，确保冷凝管出口在硼酸溶液液面之下。分取250ml样品，移入烧瓶中，加几滴溴百里酚蓝指示剂(4.12)，必要时，用氢氧化钠溶液(4.9)或盐酸溶液(4.10)调整pH至6.0(指示剂呈黄色)~7.4(指示剂呈蓝色)，加入0.25g轻质氧化镁(4.2)及数粒玻璃珠。立即连接氮球和冷凝管。加热蒸馏，使馏出液速率约为10ml/min，待馏出液达200ml时，停止蒸馏，加水定容至250ml。定氮球接收瓶冷却水进口冷却水出口烧瓶水质六价铬的测定二苯碳酰二肼分光光度法（GB7467-87）样品预处理6.1

样品的预处理6.1.1

样品中不含悬浮物，是低色度的清洁地面水可直接测定。6.1.2

色度校正:如样品有色但不太深时，按6.3步另取一份试样，以2ml丙酮(3.1)代替显色剂，其他步骤同6.3。试份测得的吸光度扣除此色度校正吸光度后，再行计算。6.1.3

锌盐沉淀分离法:对混浊、色度较深的样品可用此法前处理。

取适量样品(含六价铬少于100ug)于150ml烧杯中，加水至50ml。滴加氢氧化钠溶液(3.4)，调节溶液pH值为7~8。在不断搅拌下，滴加氢氧化锌共沉淀剂(3.5)至溶液pH值为8~9。将此溶液转移至100ml容量瓶中，用水稀释至标线。用慢速滤纸干过滤,弃去10~20ml初滤液，取其中50.0ml滤液供测定。

注:当样品经锌盐沉淀分离法前处理后仍含有机物干扰测定时。可用酸性高锰酸钾氧化法破坏有机物后再测定。即取50.0ml滤液于150ml锥形瓶中,加入几粒玻璃珠,加入0.5ml硫酸溶液(3.2.1)、0.5ml磷酸溶液(3.3)摇匀。加人2滴高锰酸钾溶液(3.6)，如紫红色消褪，则应添加高经酸钾溶波保持紫红色。加热煮沸至溶液体积约剩20ml。取下稍冷，用定量中速滤纸过滤，用水洗涤数次。合并液和洗液至50ml比色管中。加入1ml尿素溶液(3.10)，摇匀，用滴管滴加亚硝酸钠溶液(3.11)、每加一滴充分摇匀，至高锰酸钾的紫红色刚好褪去。稍停片刻，待溶液内气泡逸尽，转移至50ml比色管中，用水稀释至标线，供测定用。6.1.4

二价铁、亚硫酸盐、硫代硫酸盐等还原性物质的消除:取适量样品(含六价铭少于50ug)于50ml比色管中，用水稀释至标线，加入4ml显色剂(Ⅱ)(3.13)，混匀，放置5min后,加入1ml硫酸溶液(3.2)摇匀。5~10min后，在540nm波长处，用10或30mm光程的比色皿，以水做参比，测定吸光度。扣除空白试验测得的吸光度后，从校准曲线查得六价铬含量。用同法做校准曲线。6.1.5

次氯酸盐等氧化性物质的消除:取适量样品(含六价铬少于50ug)于50ml比色管中，用水稀释至标线，加人0.5ml硫酸溶液(3.2)、0.5m1磷酸溶液(3.3)、1.0ml尿素溶液(3.10),摇匀,逐滴加人1ml亚硝酸钠溶液(3.11)，边加边摇，以除去由过量的亚硝酸钠与尿素反应生成的气泡，待气泡除尽后，以下步骤同6.3(免去加硫酸溶液和磷酸溶液)样品预处理萃取法分配比D萃取率E/%图1萃取率与分配比的关系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（或分配比）不同，进行组分的分离和富集。式中：V水——水相体积；D——分配比，预分离组分在有机相中各种存在形式的总浓度/预分离组分在水相中各种存在形式的总浓度；

V有机——有机相体积；E——萃取率，有机相中被萃取物的量/水相和有机相中被萃取物的总量。样品预处理萃取操作视频样品预处理萃取法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1膜片型固相萃取剂萃取装置示意图样品预处理去离子水制备原理视频离子交换法：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。一般操作程序为交换柱的制备、交换、洗脱。样品预处理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，并且通过灼烧可除去有机共沉淀剂，留下欲测元素。共沉淀法样品预处理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。按照吸附机理分类，可以分为物理吸附和化学吸附。吸附法感谢观看欢迎批评指正生态环境修复技术环境监测与质量管理任务5-2-1-1总磷的测定

总磷的测定一、概述磷是生物生长必需的元素之一。但水体中磷含量过高（如超过0.02mg/L），可造成藻类的过度繁殖，直至数量上达到有害的程度（称为富营养化），造成湖泊、河流透明度降低，水质变坏。因此，磷是评价水质的重要指标。总磷的测定一、概述在天然水和废水中，磷以正磷酸盐，缩合磷酸盐（焦磷酸盐、编磷酸盐和多磷酸盐）和有机结合的磷（如磷脂）等各种磷酸盐的形式存在，有的存在于溶液中，也有一部分存在于腐殖质粒子中或水生生物中。一般天然水中磷酸盐含量不高。化肥、冶炼、合成洗涤剂等行业的工业废水及生活污水中常含有较大量磷。总磷的测定二、样品采集与保存总磷测定，于水样采集后，加硫酸酸化至pH≤1保存。溶解性正磷酸盐的测定，不加任何保存剂，于2～5℃冷处保存，在24h内进行分析。总磷的测定三、方法选择及原理水中磷的测定，通常按其存在的形式而分别测定总磷、溶解性正磷酸盐和总溶解性磷，如图：水样消解总磷可溶性正磷酸盐用0.45μm过滤消解可溶性总磷酸盐总磷的测定三、方法选择及原理1、方法选择

正磷酸盐的测定可采用离子色谱法、钼酸盐分光光度法2、钼酸盐分光光度法原理

在酸性条件下，正磷酸盐与钼酸铵、酒石酸锑氧钾反应，生成磷钼杂多酸，被还原剂抗坏血酸还原，则变成蓝色络合物，通常即称磷钼蓝。PO43-+钼酸盐+抗坏血酸H+蓝色络合物（磷钼蓝）四、仪器与试剂总磷的测定1、仪器与设备

高压蒸汽灭菌锅分光光度计50mL比色管移液管纱布与细绳四、仪器与试剂总磷的测定2、试剂

5％过硫酸钾溶液（1+1）硫酸10%抗坏血酸钼酸盐溶液：钼酸铵、酒石酸锑氧钾、（1+1）硫酸配制而成磷酸盐贮备液：50.0ug/ml磷酸盐标准溶液：2.00ug/ml钼酸铵过硫酸钾溶液酒石酸锑氧钾磷酸二氢钾抗坏血酸硫

酸总磷的测定作为水体受粪便污染的指标。五、测定步骤１、预处理（过硫酸钾消解法）（１）水样吸取25.0ml混匀水样（必要时，酌情少取水样，并加水至25ml，使含磷量不超过30g）于50mL具塞比色管＋4mLK2S2O8加塞后管口包一小块双层纱布并用线扎紧。将具塞刻度管放在大烧杯中，置于高压蒸汽消毒器中消解。空白样也经相同处理。总磷的测定作为水体受粪便污染的指标。五、测定步骤１、预处理（过硫酸钾消解法）

（２）标准系列取七支50mL具塞比色管，分别加入磷酸盐标准使用液0、0.50、1.00、3.00、5.00、10.0、15.0mL，加蒸馏水至25ml＋4mLK2S2O8

，加塞捆纱布后，同样放在高压蒸汽消毒器中消解。锅内压力达1.1kg/cm2或蒸汽相对温度为120℃开始计时，30min后停止加热，待压力指针降至零后，取出放冷。总磷的测定作为水体受粪便污染的指标。五、测定步骤２．标准曲线的绘制将冷却后的校准系列＋蒸馏水至50mL+1mL抗坏血酸+2mL钼酸盐充分混匀,放置15min显色后，用10mm或30mm比色皿，于700nm处，以零浓度溶液为参比，测量吸光度绘制以磷含量（µg）对吸光度的校准曲线。总磷的测定作为水体受粪便污染的指标。五、测定步骤３、水样的测定将冷却后的水样＋蒸馏水至50mL+1mL抗坏血酸混匀+2mL钼酸盐充分混匀，放置15min显色。用10mm或30mm比色皿，于700nm波长处，以零浓度溶液为参比，测量吸光度。减去空白样的吸光度后，从校准曲线上查出含磷量。AAXmXm样品预处理六、计算结果

C(PO43-,mg/L)=mx/V

*mx—

由校准曲线查得的磷含量（ug）

*V—

水样体积（mL）

感谢观看欢迎批评指正生态环境修复技术环境监测与质量管理任务5-3-1-2化学需氧量的测定目录ContentsContents01指标意义与危害02定义03测量方法及原理04操作步骤及要点05结果计算06总结与讨论化学需氧量的测定化学需氧量反应水受到还原性污染物质污染程度的一个指标。一、指标意义与危害水中还原性物质有机物亚硝酸盐亚铁盐硫化物化学需氧量的测定一、指标意义与危害有机物还原性无机物还原性污染物质COD常作为有机物相对含量的指标之一。化学需氧量的测定一、指标意义与危害1、毒害

水生生物2、危害

人类健康2、缺氧

水体4、污染

环境有机物厌氧缺氧水体污染化学需氧量的测定二、定义化学需氧量（COD）

在强酸并加热条件下，用重铬酸钾作为氧化剂处理水样时所消耗的氧化剂的量，以氧的mg/L来表示。化学需氧量的测定1、测量方法重铬酸盐法2、测量原理在水样中加入一定量的重铬酸钾和催化剂硫酸银，在强酸性介质中加热回流一定时间，部分重铬酸钾被水样中还原性物质还原，再用硫酸亚铁铵滴定剩余的重铬酸钾。根据水样所消耗重铬酸钾的量计算COD的值。三、测量方法及原理化学需氧量的测定1.取消解样取10.00ml混合均匀的水样置于磨口回流锥形瓶中，准确加入5.00ml重铬酸钾及数粒洗净的玻璃珠，连接回流冷凝管。从冷凝管上口慢慢加入15ml硫酸-硫酸银，轻轻摇动锥形瓶使溶液混匀，加热回流2h（自开始沸腾计时）。3.滴定溶液再度冷却后，加3滴试亚铁灵指示液，用硫酸亚铁铵标准溶液滴定，溶液的颜色由黄色经蓝绿色至红褐色即为终点，记录硫酸亚铁铵标准溶液的用量。2.冷却冷却后，用45mL水从上部慢慢冲洗冷凝管壁，取下锥形瓶。4.空白试验测定水样的同时，取10.00mL重蒸馏水，按同样操作步骤作空白实验。记录滴定空白时硫酸亚铁铵标准溶液的用量。四、操作步骤及要点化学需氧量的测定五、计算结果

式中：

c—硫酸亚铁铵标准溶液的浓度(mol/L)V0—滴定空白时硫酸亚铁铵标准溶液用量(ml)V1—滴定水样时硫酸亚铁铵标准溶液用量(ml)V—水样的体积(ml)8—氧(1/2O)摩尔质量(g/mol)f—样品稀释倍数点击输入简要文字化学需氧量的测定六、总结与讨论OneTwoThreeFour取样体积，氧化剂、酸及催化剂的加入体积加热回流时间滴定终点的把握结果计算六、总结与讨论讨论一：

化学需氧量的测定可以用其他强氧化剂代替重铬酸钾吗？两者的测定结果是否具有可比性呢？讨论二：

若改变测定条件，如酸、催化剂的加入量或加热回流时间，测定结果是否一样？讨论三：

是否有其他消解方法？感谢观看欢迎批评指正生态环境修复技术环境监测与质量管理任务5-4-1-1悬