環(huán)境化學實驗講義全

1、實驗有機物的正辛醇 水分配系數(shù)有機化合物的正辛醇-水分配系數(shù)Kow 是指平衡狀態(tài)下化合物在正辛醇和水相 中濃度的比值。它反映了化合物在水相和有機相之間的遷移能力，是描述有機化合物 在環(huán)境中行為的重要物理化學參數(shù)，它與化合物的水溶性、土壤吸附常數(shù)和生物濃縮 因子密切相關。通過對某一化合物分配系數(shù)的測定，可提供該化合物在環(huán)境行為方面 許多重要的信息，特別是對于評價有機物在環(huán)境中的危險性起著重要作用。測定分配 系數(shù)的方法有振蕩法、產生柱法和高效液相色譜法。一、實驗目的1、掌握有機物的正辛醇 水分配系數(shù)的測定方法；2、學習使用紫外分光光度計。二、實驗原理正辛醇 水分配系數(shù)是平衡狀態(tài)下化合物在正辛醇相和

2、水相中濃度的比值，即：Kow = co/cw式中：K ow 分配系數(shù)；co平衡時有機化合物在正辛醇相中的濃度；Cw平衡時有機化合物在水相中的濃度。本實驗采用振蕩法使對二甲苯在正辛醇相和水相中達平衡后，進行離心，測定水 相中對二甲苯的濃度，由此求得分配系數(shù)。K ow= c0V 0 cwV w / cwVw式中：C0、Cw 分別為平衡時有機化合物在正辛醇相和水相中的濃度；Vo、Vw分別為正辛醇相和水相的體積。、儀器與試劑1、儀器1紫外分光光度計2恒溫振蕩器3離心機4具塞比色管： 10mL5玻璃注射器： 5mL6容量瓶： 5mL ，10mL2、試劑1正辛醇：分析純2乙醇： 95，分析純3對二甲苯：分

3、析純 四、實驗容及步驟1標準曲線的繪制移取 1.00mL 對二甲苯于 10mL 容量瓶中，用乙醇稀釋至刻度，搖勻。取該溶液O.IOmL于25mL容量瓶中，再用乙醇稀釋至刻度，搖勻，此時濃度為 400卩L/L在5 只25mL容量瓶中各參加該溶液1.00、2.00、3.00、4.00和5.00mL，用水稀釋至刻度， 搖勻。在紫外分光光度計上于波長 227nm 處，以水為參比，測定吸光度值。利用所測 得的標準系列的吸光度值對濃度作圖，繪制標準曲線。2溶劑的預飽和將20mL正辛醇與200mL二次蒸餾水在振蕩器上振蕩 24h，使二者相互飽和，靜 止分層后，兩相別離，分別保存?zhèn)溆谩?平衡時間確實定及分配系

4、數(shù)的測定1移取0.40mL對二甲苯于10mL容量瓶中，用上述處理過的被水飽和的 正辛醇稀 釋至刻度，該溶液濃度為4X104卩L/L2分別移取 1.00mL 上述溶液于 6 個 10mL 具塞比色管中，用上述處理過的被正辛 醇飽和的二次水稀釋至刻度。蓋緊塞子，置于恒溫振蕩器上，分別振蕩 0.5、1.0、1.5、2.0、2.5和3.0h，離心別離，用紫外分光光度計測定水相吸光度。取水樣時，為防止正辛醇的污染，可利用帶針頭的玻璃注射器移取水樣。首先在玻璃注射器吸入局部空 氣，當注射器通過正辛醇相時，輕輕排出空氣，在水相中已吸取足夠的溶液時，迅速 抽出注射器，卸下針頭后，即可獲得無正辛醇污染的水相。五

5、、實驗數(shù)據(jù)處理1、根據(jù)不同時間化合物在水相中的濃度， 繪制化合物平衡濃度隨時間的變化曲線， 由 此確定實驗所需要的平衡時間。2、利用到達平衡時化合物在水相中的濃度，計算化合物的正辛醇 水分配系數(shù)。六、思考題1 、正辛醇 水分配系數(shù)的測定有何意義？2、振蕩法測定化合物的正辛醇 水分配系數(shù)有哪些優(yōu)缺點？實驗二 環(huán)境空氣中揮發(fā)性有機物的污染評價揮發(fā)性有機化合物Volatile Organic Compounds是指沸點在50260C之間、室溫 下飽和蒸汽壓超過 1mmHg 的易揮發(fā)性化合物，是室外空氣中普遍存在且組成復雜的 一類有機污染物。它主要來自有機化工原料的加工和使用過程，木材、煙草等有機物

6、的不完全燃燒過程，汽車尾氣的排放。此外，植物的自然排放物也會產生VOCs。隨著工業(yè)迅速開展，建筑物結構發(fā)生了較大變化，使得新型建材、保溫材料及室 裝璜材料被廣泛使用；同時各種化裝品、除臭劑、殺蟲劑和品種繁多的洗滌劑也大量 應用于家庭。其中有機化合物有的可直接揮發(fā)，有的可在長期降解過程中釋放出低分 子有機化合物，由此造成環(huán)境空氣有機物的污染。由于 VOCs 的成分復雜，其毒性、 刺激性、致癌作用等對人體健康造成較大的影響。因此，研究環(huán)境中 VOCs 的存在、 來源、分布規(guī)律、遷移轉化及其對人體健康的影響一直受到人們的重視，并成為國外 研究的熱點。一、實驗目的1. 了解VOCs的成分、特點。2.

7、了解氣相色譜法測定環(huán)境中 VOCs的原理，掌握其根本操作。二、實驗原理將空氣中苯、甲苯、乙苯、二甲苯等揮發(fā)性有機化合物吸附在活性炭采樣管上， 用二硫化碳洗脫后，經(jīng)色譜柱別離，火焰離子化檢測器測定，以保存時間定性，峰高 或峰面積外標法定量。本法檢出限：苯1.25ng；甲苯1.00ng；二甲苯包括鄰、間、對及乙苯均為2.50ng 當采樣體積為100L時，最低檢出濃度苯為0.005mg/m3;甲苯為0.004 mg/m3;二甲苯 (包括鄰、間、對)及乙苯均為 0.010mg/m3。三、儀器設備及試劑1. 儀器 容量瓶：5mL、100mL。(2) 移液管：1mL、5mL、10mL、15mL 及 20m

8、l。(3) 微量注射器：10訃(4) 帶火焰離子化檢測器(FID)氣相色譜儀。(5) 空氣采樣器：流量圍0.01.0 L/min。 采樣管：取長10cm,徑6mm玻璃管，洗凈烘干，每支裝 2050目粒狀活性 炭0.5g (活性炭應預先在馬福爐經(jīng)350T通高純氮灼燒3h,放冷后備用)分A , B二 段，中間用玻璃棉隔開，見圖2-1。圖2-1活性炭吸附采樣管1, 2, 3玻璃棉；4，5粒狀活性炭2. 試劑(1) 苯、甲苯、乙苯、鄰二甲苯、對二甲苯、間二甲苯均為色譜純試劑。(2) 二硫化碳：使用前須純化，并經(jīng)色譜檢驗。進樣5 L在苯與甲苯峰之間不出峰方可使用。(3) 苯系物標準貯備液：分別吸取苯、甲

9、苯、乙苯、鄰、間、對二甲苯各10.0 Z于裝有 90mL 經(jīng)純化的二硫化碳的 100mL 容量瓶中，用二硫化碳稀釋至標線，再取上 述標液10.0mL于裝有80mL純化過的二硫化碳的100mL容量瓶中，并稀釋至標線， 搖勻，此貯備液在4C可保存一個月。此貯備液含苯 8.8卩g/mL乙苯8.7卩g/n；甲苯 8.7卩g/mL對二甲苯8.6卩g/mL間二甲苯8.7卩g/mL令B二甲苯8.8卩g/m。儲藏液中苯系物含量計算公式如下：P苯系物=10/105*10/100* P *10式中，苯系物濃 度，卩g/mL P為苯系物的密度，g/mL。四、實驗步驟1. 采樣用乳膠管連接采樣管 B 端與空氣采樣器的

10、進氣口。 A 端垂直向上， 處于采樣位置。 以0.5L/min流量，采樣100400min。采樣后，用乳膠管將采樣管兩端套封，樣品放 置不能超過 10天。2. 標準曲線的繪制分別取苯系物貯備液 0、0.5、10.0、15.0、20.0、25.0mL于100mL容量瓶中，用純 化過的二硫化碳稀釋至標線，搖勻。其濃度見表 2-1。另取6只5mL容量瓶，各參加 0.25g粒狀活性炭及16號的苯系物標液2.00mL，振蕩2min，放置20min后，進行 色譜分析。色譜進行條如件下： 色譜柱：長 2m, 徑 3mm 不銹鋼柱，柱填充涂附 2.5%DNP 及 2.5%Bentane的 Chromosorb

11、 WHP DMCS;柱溫：64C；氣化室溫度：150C ；檢測 室溫度：150C； 載氣氮氣流量：50mL/min ;燃氣氫氣流量：46mL/min ;助燃氣空氣流量：320mL/min ;進樣量5.0卩。測定標樣的保存時間及峰高或峰面積，以峰 高峰面積對含量繪制標準曲線。表苯系物標斎液的配制編號123456蒔品漲栗物標隆貯備液棒積jmL05.010.015.020 025 0稀釋悻視/mL1D01001D01001001DQ苯瀋液的標推儂度00 44Q跖1.321.762 2D甲禾濤液的榻準濃度/陀mL10D.440871311.74218乙苯潯液的標唯濃虞巾電的00.440S71 311.

12、74218鄰二甲假設誣的標陡儂度中第mL100 44Q貂1.321.76220間二甲繭懿的襪淮濃度呃itiL100.440871311.74218嚴二甲購蓉懣的標刪朗幗 nd糾00.4306.1.291.722153. 樣品測定將采樣管A段和B段活性炭，分別移入2只5mL容量瓶中，參加純化過的二硫 化碳2.00mL，振蕩2min。放置20min后，吸取5.0 L解吸液注入色譜儀，記錄保存 時間和峰高或峰面積，以保存時間定性，峰高或峰面積定量。五、數(shù)據(jù)處理根據(jù)下式計算苯系物各成分的濃度：p苯系物=W1+W2 /Vn0式中：苯系物濃度，mg/m3; Wi為A段活性炭解吸液中苯系物的含量，卩g W2

13、為B段活性炭解吸液中苯系物的含量，ig Vn為標準狀況下的采樣體積，L o六、思考題1. 根據(jù)測定的結果，評價環(huán)境空氣中 VOCs的污染狀況。2. 除氣相色譜外，VOCs還有哪些測定方法，它們各有哪些特點 ？七、考前須知1. 本實驗模擬在室通風條件較差的情況下，進行油漆的噴涂操作，并測定此條件下的 室空氣VOCs 苯系物污染。2. 二硫化碳和苯系物屬有毒、易燃物質，在利用其配置標準樣品以及對進行其保管時 應注意平安。3. 利用公式進行計算時，應將采樣體積換算成標準狀態(tài)下的體積。實驗三水體富營養(yǎng)化程度的評價富營養(yǎng)化(eutrophication)是指在人類活動的影響下，生物所需的氮、磷等營養(yǎng)物質

14、 大量進入湖泊、河口、海灣等緩流水體，引起藻類及其他浮游生物迅速繁殖，水體溶 解氧量下降，水質惡化，魚類及其他生物大量死亡的現(xiàn)象。在自然條件下，湖泊也會 從貧營養(yǎng)狀態(tài)過渡到富營養(yǎng)狀態(tài)，沉積物不斷增多，先變?yōu)檎訚?，后變?yōu)殛懙?。這種 自然過程非常緩慢，常需幾千年甚至上萬年。而人為排放含營養(yǎng)物質的工業(yè)廢水和生 活污水所引起的水體富營養(yǎng)化現(xiàn)象，可以在短期出現(xiàn)。水體富營養(yǎng)化后，即使切斷外 界營養(yǎng)物質的來源，也很難自凈和恢復到正常水平。水體富養(yǎng)化嚴重時，湖泊可被某 些繁生植物及其殘骸淤塞，成為沼澤甚至干地。局部海區(qū)可變成死?；虺霈F(xiàn)赤潮 現(xiàn)象。植物營養(yǎng)物質的來源廣、數(shù)量大，有生活污水、農業(yè)面源、工業(yè)廢水、垃

15、圾等。 每人每天帶進污水中的氮約50 g。生活污水中的磷主要來源于洗滌廢水，而施入農田 的化肥有50%80%流入江河、湖海和地下水體中。許多參數(shù)可用作水體富營養(yǎng)化的指標，常用的是總磷、葉綠素-a含量和初級生產率的大小(見下表)。S7-1休富営莽化程度劃分富營養(yǎng)化程度初級生產宰她q總磷，隅L1無機8U曲 L10-136切0051.500、實驗目的1掌握總磷、葉綠素-a及初級生產率的測定原理及方法;2、評價水體的富營養(yǎng)化狀況二、儀器與試劑1儀器 1可見分光光度計。2移液管： 1mL，2mL， 10mL3容量瓶： 100mL ，250mL4錐型瓶： 250mL5比色管： 25mL6BOD 瓶： 25

16、0mL7具塞小試管： 10mL8玻璃纖維濾膜、剪刀、玻棒、夾子9多功能水質檢測儀2、試劑l 過硫酸銨固體 。2濃硫酸。3硫酸溶液： 1mol/L 。4鹽酸溶液： 2mol/L 。5氫氧化鈉溶液： 6mol/L 。6 1%酚酞：1g酚酞溶于90mL乙醇中，加水至100mL。7丙酮：水：溶液=9: 1。8 酒石酸銻鉀溶液：將4.4g KSbOC4H4O6 1/2H2O溶于200mL蒸餾水中，用棕色瓶在4 C時保存。9鉬酸銨溶液：將20 gNH46MO7O24 4H2O溶于500mL蒸餾水中，用塑料瓶在4C 時保存。(10) 抗壞血酸溶液：0.1 mol/L。溶解1.76g抗壞血酸于100mL蒸餾水

17、中，轉入棕色 瓶。假設在4C以下保存，可維持一個星期不變。(11) 混合試劑：50mL 2mol/L硫酸、5mL酒石酸銻鉀溶液、15mL鉬酸銨溶液和30mL 抗壞血酸溶液?；旌锨?，先讓上述溶液到達室溫，并按上述次序混合。在參加酒石酸 銻鉀或鉬酸銨后，如混合試劑有渾濁，須搖動混合試劑，并放置幾分鐘，至澄清為止。 假設在4C下保存，可維持1個星期不變。(12) 磷酸鹽儲藏液(1.00mg/mL磷)：稱取1.098 g KH2PO4，溶解后轉入250mL容 量瓶中，稀釋至刻度，即得 1.00mg/mL 磷溶液。(13) 磷酸鹽標準溶液：量取1.00mL儲藏液于100mL容量瓶中，稀釋至刻度，即得 磷

18、含量為10卩g/mL的標準液。三、實驗過程(一) 磷的測定1 、原理在酸性溶液中，將各種形態(tài)的磷轉化成磷酸根離子(PO43_)。隨之用鉬酸銨和酒石酸銻鉀與之反響，生成磷鉬銻雜多酸，再用抗壞血酸把它復原為深色鉬藍。砷酸鹽與磷酸鹽一樣也能生成鉬藍 0.1卩g/m的砷就會干擾測定。六價鉻、二價銅 和亞硝酸鹽能氧化鉬藍，使測定結果偏低。2、步驟(1)水樣處理：水樣中如有大的微粒，可用攪拌器攪拌23mi n,以至混合均勻。量取100mL 水樣(或經(jīng)稀釋的水樣)兩份，分別放入兩只 250mL 錐型瓶中，另取 100mL 蒸餾水于250mL錐型瓶中作為對照，分別參加 1mL 2mol/LH 2SO4，3g

19、( NH4) 2S2O8, 微沸約1h，補加蒸餾水使體積為2550mL(如錐型瓶壁上有白色凝聚物，須用蒸餾水 將其沖入溶液中 )，再加熱數(shù)分鐘。冷卻后，加 1 滴酚酞，并用 6mol/L NaOH 將溶液 中和至微紅色。再滴入 2mol/L HCl 使粉紅色恰好褪去，轉入 100mL 容量瓶中，加水 稀釋至刻度，移取 25mL 至 50mL 比色管中，加 1mL 混合試劑，搖勻后放置 10min， 加水稀釋至刻度，再搖勻，放置10min，以試劑空白作參比，用1cm比色皿，于波長 880nm處測定吸光度假設分光光度計不能測定 880nm處的吸光度，可選擇710nm波 長。2標準曲線的繪制：分別吸

20、取10卩g/mL磷的標準溶液0.00、0.50、1.00、1.50、2.00、 2.50、3.00mL于50mL比色管中，加水稀釋至約 25mL，參加1mL混合試劑，搖勻后 放置10 min，加水稀釋至刻度，再搖勻，10 min后，以試劑空白作參比，用1cm比色 皿，于波長880nm 或 710nm處測定吸光度。根據(jù)吸光度與濃度的關系，繪制方法 的標準曲線。3、結果處理由標準曲線查得磷的含量，按下式計算水中磷的含量：P=Wp/V式中：p水中磷的含量，mg/L;W p由標準曲線上查得磷含量，卩gV測定時吸取水樣的體積本實驗 V = 25.00mL。二生產率的測定1 、原理綠色植物的生產率是光合作

21、用的結果，與氧的產生量成比例。因此，測定水體中 的氧可看作對生產率的測量。然而植物在任何水體中都有呼吸作用產生，要消耗一部 分氧。因此在計算生產率時，還必須測量因呼吸作用所損失的氧。本實驗采用測定兩 只無色瓶和兩只深色瓶中相同樣品溶解氧變化量的方法測定生產率。此外，測定無色 瓶中氧的減少量，提供校正呼吸作用的數(shù)據(jù)。2、步驟 1 取樣：取 4 只 BOD 瓶，其中 2 只用鋁箔包裹使之不透光，分別記作 “亮和“暗瓶。從水體上半部的中間取出水樣，測量水溫和溶解氧。本實驗中溶解氧采用多功能 水質檢測儀測定(如欲采用碘量法測定參見本實驗十) 。如果此水體的溶解氧未過飽和， 那么記錄此值為八)，然后將水

22、樣分別注入一對 “亮和“暗瓶中。假設水樣中溶解氧過飽和， 那么緩緩地給水樣通氣，以除去過剩的氧。重新測定溶解氧并記作pOi。按上法將水樣分別注入一對 “亮和“暗瓶中。從水體下半部的中間取出水樣，按上述方法同樣處理。將兩對 “亮和“暗瓶分別懸掛在與取樣相同的水深位置，調整這些瓶子，使能充 分照射。一般將瓶子暴露幾個小時，暴露期為清晨至中午，或中午至黃昏，也可清晨 到黃昏。為方便起見，可選擇較短的時間。(2)測定：暴露期結束即取出瓶子，逐一測定溶解氧，分別將“亮和“暗瓶的數(shù)值記為 pO1 和 pOd 03、結果處理 呼吸作用：氧在暗瓶中的減少量 R=poi pOd凈光合作用：氧在亮瓶中的增加量 P

23、n= PO1 pOi總光合作用：Pg=呼吸作用十凈光合作用=(pOi pOd) + ( pO1 pOi) = pO1 pd 計算水體上下兩局部值的平均值0 通過以下公式計算來判斷每單位水域總光合作用和凈光合作用的日速率：a. 把暴露時間修改為日周期Pg (mg O2 L-1 d-1)=每日光周期時間/暴露時間b. 將氧生產率單位從 mg/L改為mg/m2，這表示1 m2水面下水柱的總產生率。為此 必須知道產生區(qū)的水深：Pg (mg O2 m-2 d-1) =PgX每日光周期時間/暴露時間X103X水深(m)103是體積濃度mg/L換算為mg/m3的系數(shù)。c. 假設全日24 h呼吸作用保持不變，

24、計算日呼吸作用：R (mg O2 m-2 d-1)= RX24/暴露時間(h) X03X水深(m)d. 計算日凈光合作用：Pn ( mg O2 L-1 d-1 )= Pg R 假設符合光合作用的理想方程(CO2+ H2OCH2O+O2),將生產率的單位轉換成固定碳的單位：Pm (mg C m-2 d-1)= Pn (mg O2 m-2 d-1) x 12/32(三) 葉綠素-a的測定1、原理測定水體中的葉綠素-a的含量，可估計該水體的綠色植物存在量。將色素用丙酮 萃取，測量其吸光度值，便可以測得葉綠素-a的含量。2、實驗過程 將100500 mL水樣經(jīng)玻璃纖維濾膜過濾，記錄過濾水樣的體積。將濾

25、紙卷成香煙狀，放入小瓶或離心管中。加10 mL或足以使濾紙淹沒的90%丙酮液，記錄體積， 塞住瓶塞，并在4C下暗處放置4h。如有渾濁，可離心萃取液。將一些萃取液倒入1 cm 玻璃比色皿，加比色皿蓋，以試劑空白為參比，分別在波長665 nm和750nm處測其吸光度。 加1滴2 mol/L鹽酸于上述兩只比色皿中，混勻并放置1 min，再在波長665 nm和750 nm處測定吸光度。3、結果處理酸化前：A=A 665 A 750酸化后：Aa = A 665a A 750a在665 nm處測得吸光度減去750 nm處測得值是為了校正渾濁液。用下式計算葉綠素-a的濃度(卩g/L:葉綠素-a=29 (A

26、Aa) V 萃取液/ V樣品式中：V萃取液一萃取液體積，mL ;V 樣品樣品體積， mL 。根據(jù)測定結果，并查閱有關資料，評價水體富營養(yǎng)化狀況四、思考題1、水體中氮、磷的主要來源有哪些？2、在計算日生產率時，有幾個主要假設？3、被測水體的富營養(yǎng)化狀況任何？實驗四 水中重金屬的污染評價由于重金屬在工業(yè)生產過程中應用廣泛，因此，大量的重金屬隨著工業(yè)廢水的排 放而進入天然水體，從而導致水體的重金屬污染。由于重金屬在進入水體后不會自動 消失，而且特別容易在生物體積累，因此重金屬對生態(tài)環(huán)境和人體健康的危害是非常 嚴重的。盡管重金屬在進入環(huán)境后會以各種形態(tài)存在，而且不同形態(tài)的重金屬其生物 毒性也是不一樣的

27、，但測定水體中金屬總量對于我們了解水體的重金屬污染狀況，制 定相應的污染控制對策也是很有幫助的。一、實驗目的了解水中重金屬的測定方法，掌握原子吸收分光光度分析技術。二、實驗原理 原子吸收光度法是根據(jù)某元素的基態(tài)原子對該元素的特征譜線產生選擇性吸收來 進行測定的分析方法，原子吸收光度法具有較高的靈敏度。三、儀器和試劑1.儀器原子吸收光譜儀。2.試劑 1甲基異丁酮 MIBK ：分析純。22%APDC水溶液：稱取1.0 g吡咯烷二硫代氨基甲酸銨溶于去離子水中，用中速定量濾紙濾去不溶物，用去離子水稀釋到 50 mL。臨用前配制。四、實驗步驟1標準系列溶液的配制將標準曲線濃度控制在00.5 mg/L圍。

28、2.樣品的采集用聚乙烯塑料瓶采樣。使用前用 2%的硝酸水溶液浸泡 24 h，然后用去離子水沖洗干凈。采樣時，用水樣洗滌容器 23次。水樣采集后，立即向 1L 水樣中參加 2.0 mL 濃硝酸加以酸化，體系 pH 約為 1.5。3樣品的預處理取2份100 mL水樣，各參加5 mL濃硝酸，在電熱板上加熱消解到10 mL左右。稍冷卻，再參加5 mL濃硝酸和2 mL高氯酸，繼續(xù)加熱消解，蒸 至近干。冷卻后用 0.2硝酸溶解殘渣， 溶解時稍加熱。 冷卻后，用快速定量濾紙過濾。 濾紙用 0.2硝酸洗數(shù)次。濾液用 0.2硝酸稀釋到一定體積，供測定用。同時平行處 理兩個空白樣品。4. 標準系列和樣品的富集取5

29、種濃度的標準系列溶液各100 mL，及預處理過 的空白和樣品2份,每份各100 mL。分別置于9個250 mL分液漏斗中，用1 : 1或1 : 10 的氨水和1 : 1或1 : 10的鹽酸溶液調pH為3.0 用pH計或變色圍為0.55.0的pH 試紙指示。參加2.0 mL 2%的APDC溶液，搖勻，靜置1 min。參加10 mL MIBK萃 取1 min，靜置分層，棄去水相。用濾紙吸干分液漏斗頸的殘留液。有機相置于 10 mL 具塞試管中，加塞，供測定用。如果試樣中含有鐵等能和 APDC 反響的組分，萃取時， MIBK 相呈糊狀甚至出現(xiàn) 沉淀。此時，需要再用 10 mL MIBK 重復萃取一次

30、，合并有機相，進行測量。標準系 列要重復相同的操作。5. 試樣的測定和標準曲線的繪制按照原子吸收分光光度計工作站使用說明書進行測定。五、數(shù)據(jù)處理根據(jù)樣品的吸光度值確定樣品中重金屬的含量。六、思考題1. 在進行原子吸收測定時常見的干擾因素有哪些？怎樣消除？2. 根據(jù)國家有關環(huán)境標準對所測水樣的重金屬污染狀況進行評價。實驗五 土壤對銅的吸附土壤中重金屬污染主要來自于工業(yè)廢水、農藥、污泥和大氣降塵等。過量的載金 屬可引起植物的生理功能紊亂、 營養(yǎng)失調。由于重金屬不能被土壤中的微主物所降解， 因此可在土壤中不斷地積累，也可為植物所富集并通過食物鏈危害氣體健康。重金屬在土壤中的遷移轉化主要包括吸附作用、

31、配合作用、沉淀溶解作用和氧化 復原作用。其中又以吸附作用最為重要。銅是植物生長所必不可少的微量營養(yǎng)元素，但含量過多也會使植物中毒。土壤的 銅污染主要是來自于銅礦開采和冶煉過程。進人到土壤中的銅會被土壤中的粘土礦物 微粒和有機質所吸附，其吸附能力的大小將影響銅在土壤中的遷移轉化。因此，研究 土壤對銅的吸附作用及其影響因素具有非常重要的意義。一、實驗目的1、了解影響土壤對銅吸附作用的有關因素。2、學會建立吸附等溫式的方法。二、實驗原理不同土壤對銅的吸附能力不同，同一種土壤在不同條件下對銅的吸附能力也有很 大差異。而對吸附影響比擬大的兩種因素是土壤的組成和pH.。為此，本實驗通過向土壤中添加一定數(shù)量

32、的腐殖質和調節(jié)待吸附銅溶液的pH，分別測定上述兩種因素對土壤吸附銅的影響。土壤對銅的吸附可采用 Freundlich 吸附等溫式來描述。即：Q= Kp1/n式中：Q土壤對銅的吸附量，mg/g；吸附達平衡時溶液中銅的濃度，mg/L；K, n經(jīng)驗常數(shù)，其數(shù)值與離子種類、吸附劑性質及溫度等有關。 將Freundlich吸附等溫式兩邊取對數(shù)，可得：11g Q = lgK+ _lg pn以1gQ對1gp作圖可求得常數(shù) K和n,將K、n代人Freundlich吸附等溫式，便可確 定該條件下的Freundlich吸附等溫式方程，由此可確定吸附量(Q)和平衡濃度(p之 間的函數(shù)關系。三、儀器和試劑1、儀器(1

33、) 分光光度計。(2) 恒溫振蕩器。(3) 離心機。(4) 酸度計。(5) 復合電極。(6) 容量瓶：50mL，250mL，500mL。(7) 聚乙烯塑料瓶：50mL。2、試劑(1) 50%酒石酸鉀鈉溶液：稱取50g分析純酒石酸鉀鈉，溶于蒸餾水中，并稀釋至 100ml。(2) 1: 5氨水：將100mL分析純濃氨水加至500mL蒸餾水中。(3) 0.25%淀粉溶液：將0.25g可溶性淀粉用少量蒸餾水調成糊狀， 再加剛煮沸的蒸 餾水至100ml。(4) 二乙基二硫代氨基甲酸鈉溶液：稱取 0.1g分析純二乙基二硫代氨基甲酸鈉 N(C2H5)2 CSNa，溶于100mL蒸餾水中，存放于棕色試劑瓶中，

34、并放在黑暗的地方， 防止光線照射。硫酸銅標準溶液：稱取0.3929g分析純CuSd 5H2O，溶于蒸餾水中，并稀釋至 1000mL。吸取5mL，再用蒸餾水稀釋至100mL,那么此溶液每毫升含5.00卩銅。(6) 二氯化鈣溶液(0.01 mol/L):稱取1.5g CaCl2 2H2O溶于1L水中。(7) 硫酸溶液： 0.5mol/L。(8)氫氧化鈉溶液：1mol/L0(9) 銅標準系列溶液(pH=2.5):分別吸取 10.00、15.00、20.00、25.00、30.00mL 的銅標準溶液于250mL燒杯中，加0.01mol/L CaCl2溶液，稀釋至240mL,先用0.5mol/L H2S

35、O4調節(jié)pH = 2,再以1mol/L NaOH溶液調節(jié)pH = 2.5,將此溶液移入250mL容量 瓶中，用0.01mol/L CaCl2溶液定容。該標準系列溶液濃度為 40.00、60.00、80.00、100.00、 120.00mg/L。按同樣方法，配制 pH=5.5 的銅標準系列溶液。(10) 腐殖酸(生化試劑) 。(11)1 號土壤樣品：將新采集的土壤樣品經(jīng)過風干、磨碎，過 0.15mm (100目)篩后裝瓶備用(1 2)2號土壤樣品：取1號土壤樣品300g,加人腐殖酸10g，磨碎，過0.15mm (100目)篩后裝瓶備用。四、實驗步驟1、標準曲線的繪制于7支50mL比色管中，分別

36、參加硫酸銅標準溶液 0、0.50、1.0、2.0、3.0、4.0 及5.0mL，用蒸餾水稀釋至25mL左右。依次參加0.5mL 50%酒石酸鉀鈉溶液，2.5mL 1:5 氨水， 0.5mL 0.25%淀粉溶液及 2.5mL 二乙氨基二硫代甲酸鈉溶液，再加蒸餾水至 50mL0每參加一種試劑后均需混合均勻。放置 5min 后，用 10mm 比色皿，于 420nm 波長處，以空白作參比，測量吸光度， 繪制吸光度 濃度曲線2、土壤對銅的吸附平衡時間的測定分別稱取1、2號土壤樣品各8份，每份1g于50mL聚乙烯塑料瓶中。(2) 向每份樣品中各加人50mg/L銅標準溶液50mL。(3) 將上述樣品在室溫下

37、進行振蕩，分別在振蕩1.0、2.0、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0和6.0h后，離心別離，迅速吸取上層清液10mL于50mL比色管中，用蒸餾水稀釋 至25mL左右。依次參加 0.5mL 50%酒石酸鉀鈉溶液，2.5mL 1:5氨水，0.5mL 0.25% 淀粉溶液及2.5mL二乙氨基二硫代甲酸鈉溶液，再加蒸餾水至50mL，每參加一種試劑后均需混合均勻。然后放置5min后用分光光度計測定吸光度。以上容分別用 pH為 2.5和5.5的100mg/L的銅標準溶液平行操作。根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制溶液中銅濃度對反響 時間的關系曲線，以確定吸附平衡所需時間。3. 土壤對銅的吸附量的測定分別稱取1、2號土

38、壤樣品各10份，每份1g，分別置于50mL聚乙烯塑料瓶中。(2) 依次參加 50ml pH 為 2.5 和 5.5、濃度為 40.00、60.00、80.00、100.00、120.00mg/L 銅標準系列溶液，蓋上瓶塞后置于恒溫振蕩器上。(3) 振蕩達平衡后，取15mL 土壤渾濁液于離心管中，離心 10min,吸取上層清液 10mL于50mL比色管中，用蒸餾水稀釋至25mL左右。依次參加0.5mL 50%酒石酸鉀 鈉溶液，2.5mL 1:5氨水，0.5mL 0.25%淀粉溶液及2.5mL二乙氨基二硫代甲酸鈉溶液， 再加蒸餾水至50mL，每參加一種試劑后均需混合均勻。然后放置 5min后用分光

39、光度 計測定吸光度。(4) 剩余土壤渾濁液用酸度計測定pH。五、數(shù)據(jù)處理1. 土壤對銅的吸附量可通過下式計算：c)V1000W 式中： Q 土壤對銅的吸附量， mg/g；p溶液中銅的起始濃度，mg /L ;p 容液中銅的平衡濃度，mg/L；V 溶液的體積，mL;W 烘干土樣重量， g。 由此方程可計算出不同平衡濃度下土壤對銅的吸附量。2. 建立土壤對銅的吸附等溫線以吸附量Q對濃度p作圖即可制得室溫下不同 pH條件下土壤對銅的吸附等溫 線。3. 建立 Freundlich 方程以1gQ對1gp作圖，根據(jù)所得直線的斜率和截距可求得兩個常數(shù)K和n,由此可確定室溫時不同 pH 條件下不同土壤樣品對銅吸

40、附的 Freundlich 方程。六、思考題1、土壤的組成和溶液的 pH 值對銅的吸附量有何影響？為什么？2、 本實驗得到的土壤對銅的吸附量應為表觀吸附量，它應當包括銅在土壤外表上哪些 作用的結果？實驗六 底泥對苯酚的吸附作用底泥 /懸浮顆粒物是水中污染物的源和匯。水體中有機污染物的遷移轉化途徑很 多，如揮發(fā)、擴散、化學或生物降解等，其中底泥 /懸浮顆粒物的吸附作用對有機污染 物的遷移、轉化、歸趨及生物效應有重要影響，在某種程度上起著決定作用。底泥對 有機物的吸附主要包括分配作用和外表吸附。苯酚是化學工業(yè)的根本原料，也是水體中常見的有機污染物。底泥對苯酚的吸附 作用與其組成、結構等有關。吸附作

41、用的強弱可用吸附系數(shù)表示。探討底泥對苯酚的 吸附作用對了解苯酚在水 /沉積物多介質的環(huán)境化學行為， 乃至水污染防治都具有重要 的意義。本實驗以兩種不同組成的底泥為吸附劑，吸附水中的苯酚，測出吸附等溫線后， 用回歸法求出底泥對苯酚的吸附常數(shù)，比擬它們對苯酚的吸附能力。一、實驗目的1、繪制兩種底泥對苯酚的吸附等溫線，求出吸附常數(shù)，比擬它們對苯酚的吸附能力；2、了解水體中底泥的環(huán)境化學意義及其在水體自凈中的作用。二、實驗原理 試驗底泥對一系列濃度苯酚的吸附情況，計算平衡濃度和相應的吸附量，通過繪 制等溫吸附曲線，分析底泥的吸附性能和機理。本實驗采用 4-氨基安替比林法測定苯酚。 即在 pH10.00

42、.2 介質中，在鐵氰化鉀存 在下，苯酚與 4-氨基安替比林法反響，生成的吲哚酚安替比林染料，其水溶液在波長 510nm 處有最大吸收。用 2cm 比色皿測量時，苯酚的最低檢出濃度為 0.1mg/L。三、儀器與試劑1、儀器1恒溫調速振蕩器2低速離心機3可見光分光光度計4碘量瓶： 150mL5離心管： 25mL6比色管： 50mL7移液管： 2mL，5mL， 10mL，20mL2、試劑1無酚水：于1L水中參加0.2 g經(jīng)200C活化0.5 h的活性炭粉末，充分振蕩后， 放置過夜。用雙層中速濾紙過濾，或加氫氧化鈉使水呈堿性，并滴加高錳酸鉀溶液至 紫紅色，移入蒸餾瓶中加熱蒸餾，收集流出液備用。本實驗應

43、使用無酚水。注：無酚水應貯備于玻璃瓶中，取用時應防止與橡膠制品橡皮塞或乳膠管接 觸。2 淀粉溶液：稱取1g可溶性淀粉，用少量水調成糊狀，加沸水至100mL，冷卻， 置冰箱保存。3溴酸鉀一溴化鉀標準參考溶液ci/6KBrO3 = 0.1mol/L稱取2.784g溴酸鉀溶于水 中，參加10g溴化鉀，使其溶解，移入1000 mL容量瓶中，稀釋至標線。4碘酸鉀標準參考溶液C1/6KIO3 =0.0125 mol/L 稱取預先在180C烘干的碘酸鉀 0.4458 g溶于水中，移入1000mL容量瓶中，稀釋至標線。5硫代硫酸鈉標準溶液cNa?S2O3 0.0125mol/L：稱取3.1g硫代硫酸鈉溶于煮沸

44、 放冷的水中，參加0.2g碳酸鈉，釋釋至1000mL，臨用前，用碘酸鉀標定。標定方法：取10.0mL碘酸鉀溶液置于250mL碘量瓶中，加水稀釋至100mL，加 1g碘化鉀，再加5mL 1: 5硫酸，加塞，輕輕搖勻。置暗處放置 5min，用硫代硫酸鈉 溶液滴定至淡黃色，加 1mL 淀粉溶液，繼續(xù)滴定至藍色剛褪去為止，記錄硫代硫酸鈉溶液用量。按下式計算硫代硫酸鈉溶液濃度( mol/L )：cNa2S2O3= 0.0125 V4/ V3式中： V 3硫代硫酸鈉溶液消耗量， mL ;V4 移取碘酸鉀標準參考溶液量， mL ;0 . 0 1 25碘酸鉀標準參考溶液濃度， mol/L 。(6) 苯酚標準儲藏液：稱取1.00 g無色苯酚溶于水中，移入1000mL容量瓶中，稀釋 至標線。在冰箱保存，至少穩(wěn)定 1 個月。標定方法：吸取10.00 ml,苯酚儲藏液于250mL碘量瓶中，加水稀釋至100mL, 加10.0mL 0.1mol/L溴酸鉀一溴化鉀溶液，立即參加 5mL，鹽酸，蓋好瓶塞，輕輕搖 勻，在暗處放置10min。參加1g碘化鉀，蓋好瓶塞，再輕輕搖勻，在暗處放置5min。用0.0125mol/L硫代硫酸鈉標準溶液滴定至淡黃色，參加1mL淀粉溶液，繼續(xù)滴定至藍色剛好褪去，記錄用量。同時以水代替苯酚儲藏液作