水及废水的监测6其他金属的测定

1、第二章 水及废水的监测,第六节 金属化合物的测定,二、汞,汞及其化合物,剧毒,有机汞毒性无机汞,天然水：0.1g/L,饮用水标准：0.001mg/L,汞污染源,仪表厂,食盐电解,贵金属冶炼,军工,（一）冷原子吸收法,汞原子蒸汽对波长为253.7nm的紫外光有选择性吸收。水样经消解后，将各种形态的汞转变成二价汞，再用氯化亚锡将二价汞还原为元素汞，用载气（N2或干燥清洁的空气）将产生的汞蒸汽带入测汞仪的吸收池测定吸光度，与汞标准溶液吸光度进行比较定量。,冷原子吸收法测汞原理,有机汞,无机汞,H+,氧化剂 95,测其吸光度,标准曲线定量,Hg2+,253.7nm,Hg蒸汽,N2 or 空气,测汞仪的

2、吸收池,（二）冷原子荧光法,将水样中的汞离子用氯化亚锡还原为基态汞原子蒸气，吸收253.7 nm的紫外光后，被激发而产生特征共振荧光，在一定条件下荧光强度与汞浓度成正比,冷原子荧光法测汞原理,有机汞,无机汞,H+,氧化剂 95,测共振荧光强度,标准曲线定量,Hg2+,Hg蒸汽,N2 or 空气,吸收253.7nm,激发态,两种方法的区别,冷原子吸收测汞仪： 测定特征紫外光在吸收池中被汞蒸气吸收后的透射光强。,冷原子荧光测汞仪： 测定汞原子蒸气吸收特征紫外光后被激发所发射的特征荧光（波长较紫外光长）强度。,光分析法,1. 原子发射光谱分析法（AES） 以火焰、电弧、等离子炬等作为光源，使气态原子

3、的外层电子受激发射出特征光谱。 2. 原子吸收光谱分析法（AAS） 利用特殊光源发射出待测元素的共振线，并将溶液中离子转变成气态原子后，测定气态原子对共振线吸收。,光分析法,3. 原子荧光分析法 气态原子吸收特征波长的辐射后，外层电子从基态或低能态跃迁到高能态，在10-8s后跃回基态或低能态时，发射出与吸收波长相同或不同的荧光辐射，在与光源成90的方向上，测定荧光强度。,光分析法仪器的基本流程,五个基本单元： 光源； 单色器； 样品； 检测器； 显示与数据处理。,（三）阳极溶出伏安法测汞原理,有机汞,无机汞,H+, KMnO4 ,测溶出电流,标准曲线定量,Hg2+,Hg溶出,Hg沉积,伏安仪,

4、电压,电极 电位 “-” “+”,水样于95，在酸性介质中用高锰酸钾和过硫酸钾消解，将无机汞和有机汞转变为二价汞。用盐酸羟胺还原过剩的氧化剂，加入双硫腙溶液，与汞离子生成 橙色 螯合物，用三氯甲烷或四氯化碳萃取，再用碱溶液洗去过量的双硫腙，于485nm波长处测定吸光度，以标准曲线法定量。,（四）双硫腙分光光度法,还原高价锰、Fe3+及其它共存的氧化性物质，以免双硫腙被氧化,双硫腙分光光度法测汞原理,有机汞,无机汞,H+,氧化剂 95,测其吸光度,标准曲线定量,Hg2+,485nm,橙 色 螯合物,CCl4 萃取,酸性介质,双硫腙分光光度法测定水中金属,水样经消解后，在不同pH和化学物质存在的条

5、件下，金属离子与双硫腙生成具有特征颜色的螯合物，用三氯甲烷或四氯化碳萃取后，在相应特征波长下比色可进行相应金属含量的测定。,双硫腙: 二苯基硫卡巴腙,+ Mn+,M,双硫腙,铅、锌、镉、汞,有色络合物,金属与双硫腙反应的条件及显色,掩蔽共存金属离子 保护双硫腙不被氧化,掩蔽Ag+、Hg2+、Cu2+、Zn2+、Cd2+、Ni2+、Co2+等；,络合Al3+、Cr3+、Fe3+、Ca2+、Mg2+等，防止在碱性溶液中水解沉淀,掩蔽钙、镁、铁、铝等离子，防止在碱性介质中形成氢氧化物沉淀,能与双硫腙络合的金属共有20多种。在用双硫腙络合金属时，需注意以下几方面的条件： 溶液的pH 双硫腙的浓度 加入

6、掩蔽剂以排除其它金属元素的干扰,金属与双硫腙反应的条件及显色,分光光度计,三、镉,镉及其化合物,损害肾脏,骨痛病事件,淡水：1ug/L,海水：0.15g/L,镉污染源,电镀,采矿,染料,电池,化学工业,测定镉的方法,原子吸收分光光度法（AAs） 双硫腙分光光度法 示波极谱法 阳极溶出伏安法,（一）原子吸收分光光度法（AAs）,将含待测元素的溶液通过原子化系统雾化，随载气进入火焰并在其中解离成基态原子，当空心阴极灯辐射出待测元素特征波长光通过火焰时，被其吸收，在一定条件下，特征波长光强的变化与火焰中待测元素基态原子的浓度有定量关系，从而与试样中待测元素的浓度C有定量关系。,（二） 双硫腙分光光度

7、法,在强碱性介质中，镉离子与双硫腙生成红色螯合物，用三氯甲烷萃取分离后，于518nm 处测其吸光度，与标准溶液比较定量。,双硫腙分光光度法测镉原理,在强碱溶液中，水样中的Cd2+，可与双硫腙反应，生成红色络合物，其三氯甲烷萃取液在518nm波长处进行分光光度测定，可得到Cd2+ 的含量。其反应式为：,双硫腙,红色络合物,四、铅,铅化合物,血液、神经机能、肾脏,水生物安全浓度：0.16mg/L,抑制水体自净：0.1g/L,铅污染源,蓄电池,冶炼、五金,涂料,机械,和电镀工业,测定铅的方法,原子吸收分光光度法（AAs） 双硫腙分光光度法 示波极谱法 阳极溶出伏安法,双硫腙分光光度法,在pH=8.5

8、9.5的氨性柠檬酸盐-氰化物的还原介质中，铅与双硫腙反应生成红色螯合物，用三氯甲烷（或四氯化碳）萃取后于510nm波长处比色测定。,双硫腙分光光度法测铅原理,在pH 8.5-9.5的氨性柠檬酸盐-氰化物的还原介质中，Pb2+ 与双硫腙反应生成淡红色螯合物，其三氯甲烷萃取液在510nm波长处进行比色测定，可得到Pb2+ 的含量。其反应式为：,五、铜,人体微量元素。缺铜：贫血、腹泻等 鱼对铜化合物敏感：0.002ug/L、0.01mg/L,淡水：3ug/L,铜含量,海水：0.25ug/L,测定水中铜的方法,原子吸收分光光度法 二乙氨基二硫代甲酸钠萃取分光光度法 新亚铜灵萃取分光光度法 阳极溶出伏安

9、法,二乙氨基二硫代甲酸钠（DDTC）萃取分光光度法,pH 9-10氨性溶液中，铜离子与DDTC作用，生成黄棕色胶体络合物，用四氯化碳萃取，于440nm处测吸光度。 最低检测浓度：0.01mg/L 测定上限：2.0mg/L,新亚铜灵萃取分光光度法,将水样中的二价铜离子用盐酸羟胺还原为亚铜离子，在中性或微酸性介质中，亚铜离子与新亚铜灵反应，生成黄色络合物，用三氯甲烷-甲醛混合溶剂萃取，于457nm处，10mm比色皿测吸光度 最低检出浓度：0.06 mg/L 测定上限：3mg/L,六、锌,人体有益元素,锌污染源,电镀 冶金 颜料 化工,成人：摄入80mg/kg天,危害鱼类和其他水生生物 鱼类安全浓度

10、：0.1mg/L 抑制水体自净过程,儿童：摄入0.3mg/kg 天,锌的危害,锌的测定方法,原子吸收分光光度法 双硫腙分光光度法 阳极溶出伏安法 示波极谱法,双硫腙分光光度法,pH4.0-5.5的乙酸缓冲介质中，锌离子与双硫腙反应生成红色螯合物，用四氯化碳或三氯甲烷萃取后于535nm处，20mm比色皿，测吸光度，用标准曲线法定量 最低检测浓度：0.005mg/L,+ Zn2+,Zn,双硫腙,红色螯合物,七、砷,元素砷毒性极低，砷的化合物均有剧毒 三价砷化合物毒性最强：如As2O3,采矿 冶金 化工 化学制药 农药生产 玻璃 制革,砷污染主要来源,测定水体中砷的方法,新银盐分光光度法 二乙氨基二硫代甲酸银分光光度法 原子吸收分光光度法,新银盐分光光度法,硼氢化钾在酸性溶液中产生新生态氢，将水样中无机砷还原为砷化氢气体，以HNO3-AgNO3-聚乙烯醇-乙醇溶液吸收，则砷化氢将吸收液中的银离子还原为单质胶态银，使溶液显黄色，其颜色强度与生成氢化物的量成正比，于400nm处测其吸光度OD值。 检测限为：0.4-12g/L,二乙氨基二硫代甲酸银分光光度法,在碘化钾、酸性氯化亚锡作用下，五价砷被还原为三价砷，并与