分析實(shí)驗(yàn)室用水

1、分析實(shí)驗(yàn)室用水課件第1頁(yè)，共39頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)51分，星期一 水資源與水量平衡 地球上的水資源，從廣義來說是指水圈內(nèi)水量的總體。 海水是咸水，不能直接利用，所以通常所說的水資源主要是指陸地上的淡水資源，如河流水、淡水、湖泊水、地下水和冰川等。陸地上的淡水資源只占地球上水體總量2.53，其中近70是固體冰川，即分布在兩極地區(qū)和中、低緯度地區(qū)的高山冰川，還很難加以利用。目前人類比較容易利用的淡水資源，主要是河流水、淡水湖泊水，以及淺層地下水，儲(chǔ)量約占全球淡水總儲(chǔ)量的0.3，只占全球總儲(chǔ)水量的十萬分之七。據(jù)研究，從水循環(huán)的觀點(diǎn)來看，全世界真正有效利用的淡水資源每年約有9000千立

2、方米。節(jié)約水資源是我們每個(gè)人都要做到的！LNF第2頁(yè)，共39頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)51分，星期一化工企業(yè)用水一. 產(chǎn)品生產(chǎn)上的用水（工藝用水） 冷卻、循環(huán)、原料 等二. 化驗(yàn)室用水 自來水、分析實(shí)驗(yàn)室用水 等LNF第3頁(yè)，共39頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)51分，星期一化驗(yàn)室用水一、自來水 自來水是將天然水經(jīng)過初步凈化處理制得的，仍然含有很多雜質(zhì)。 比如：各種鹽類 有機(jī)物 顆粒物質(zhì) 微生物 因此，自來水一般只用于儀器的初步洗滌、作冷卻或熱浴用水（但電熱恒溫水浴最好不用），而不能用于配制溶液及過程分析工作。LNF第4頁(yè)，共39頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)51分，星期一分析

3、實(shí)驗(yàn)室用水分析實(shí)驗(yàn)室用水： 將自來水純化，能滿足分析實(shí)驗(yàn)室工作要求的專用水。習(xí)慣上稱之為純水。 分析實(shí)驗(yàn)室用水有相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T6682-1992），具有級(jí)別等級(jí)的限定。不同的化學(xué)分析方法，標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定需使用不同級(jí)別的分析實(shí)驗(yàn)室用水。LNF第5頁(yè)，共39頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)51分，星期一不同級(jí)別純水的應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用領(lǐng)域純水級(jí)別相關(guān)參數(shù)高效液相色譜（HPLC）氣相色譜（GC）原子吸收（AA）電感耦合等離子體光譜（ICP）電感耦合等離子體質(zhì)譜（ICP-MS）分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)和細(xì)胞培養(yǎng)等I級(jí)水電阻率(M.cm)：18.0 TOC含量（ppb）：10熱原(Eu/ml)：0.03顆粒（u

4、nits/ml）：1硅化物 (ppb)：10細(xì)菌（clu/ml）：1.0 TOC含量（ppb）：50熱原(Eu/ml)：0.25顆粒（units/ml）：NA硅化物 (ppb)：100細(xì)菌（clu/ml）：0.05 TOC含量（ppb）：200熱原(Eu/ml)：NA顆粒（units/ml）：NA硅化物 (ppb)：1000細(xì)菌（clu/ml）：1000pH：5.0-7.5第6頁(yè)，共39頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)51分，星期一純水的制備一、源水雜質(zhì)（共5類） A. 電解質(zhì) B. 有機(jī)物 C. 顆粒物質(zhì) D. 微生物 E. 溶解氣體 LNF第7頁(yè)，共39頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)

5、51分，星期一電解質(zhì)：水中的電解質(zhì)包括可溶性無機(jī)物，有機(jī)物，以及帶電的膠體粒子。影響水的電導(dǎo)率。通常水的雜質(zhì)越多，水的電導(dǎo)率就會(huì)高。我們知道，雜質(zhì)多的水，對(duì)我們的化學(xué)分析會(huì)產(chǎn)生很不利的影響。電解質(zhì)中尤以陰陽(yáng)離子為主。一般可以通過用離子色譜法或原子吸收光譜法對(duì)其進(jìn)行含量測(cè)定。也可聯(lián)用質(zhì)譜法分析，對(duì)其中的位未知組分初步鑒定。LNF第8頁(yè)，共39頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)51分，星期一有機(jī)物：水中所含的有機(jī)物通常指有機(jī)酸和有機(jī)金屬化合物，測(cè)定方法通常為測(cè)定其化學(xué)耗氧量。顆粒物質(zhì)：泥沙、塵埃、有機(jī)物、微生物等?？梢杂脤ｉT的顆粒測(cè)定器測(cè)定LNF第9頁(yè)，共39頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)51

6、分，星期一微生物： 細(xì)菌，浮游生物，藻類等溶解氣體： N2 、O2、 CL2 、 CO 、 CO2 等，可以用氣相色譜法測(cè)定其含量LNF第10頁(yè)，共39頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)51分，星期一二、水的純化方法簡(jiǎn)介 1. 離子交換 2. 電滲析 3. 反滲透 4. 超濾和微孔過濾 5. 活性炭吸附 6. 紫外線殺菌LNF第11頁(yè)，共39頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)51分，星期一離子交換法：原理： 離子交換類高分子材料（如樹脂）將自身的離子與溶液中的同號(hào)離子進(jìn)行交換（氫離子和陽(yáng)離子，氫氧根離子和陰離子）。 優(yōu)點(diǎn)： 成本低、出水電導(dǎo)率低，電解質(zhì)剩余量少，可以酸或堿再生。缺點(diǎn)： 不能除去

7、非電解質(zhì)的膠態(tài)物質(zhì)和有機(jī)物。LNF第12頁(yè)，共39頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)51分，星期一電滲析法：原理： 基于膜分離技術(shù)，在外加電場(chǎng)的作用下，使一部分水中的離子遷移到另一部分水中。從而是一部分水成為純水，另一部分水排除循環(huán)。優(yōu)點(diǎn)： 成本低，操作工藝簡(jiǎn)單，速度快。缺點(diǎn)： 一次性出水純度不是太高，最好配合離子交換法進(jìn)行，效果最佳。LNF第13頁(yè)，共39頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)51分，星期一反滲透法：（允許溶劑分子透過而不允許溶質(zhì)分子透過的一種功能性的半透膜 )。原理： 利用濃度差產(chǎn)生的滲透現(xiàn)象，在高濃度液體一端施加一個(gè)高于滲透壓的操作壓力使得滲透現(xiàn)象逆向進(jìn)行從而使高濃度端的溶劑

8、向低濃度端滲透，從而達(dá)到對(duì)溶質(zhì)的去除。優(yōu)點(diǎn)： 能阻擋幾乎所有溶解性鹽及分子量大于200的有機(jī)物 ，可有效去除細(xì)菌等微生物，鐵、錳、硅等無機(jī)物。如果與離子交換結(jié)合可大大降低生產(chǎn)負(fù)荷。缺點(diǎn)： 成本高，源水利用率低。LNF第14頁(yè)，共39頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)51分，星期一超濾和微孔過濾法：原理： 利用膜的篩孔大小分離雜質(zhì)。 超孔濾膜： 0.0015m 微孔濾膜： 320m優(yōu)點(diǎn)： 選擇方便，可多級(jí)使用或配合使用。一般的微粒、膠體、細(xì)菌、 有機(jī)離子等去除的比較干凈。缺點(diǎn)： 無機(jī)離子不好去處LNF第15頁(yè)，共39頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)51分，星期一活性炭吸附：原理： 利用自身結(jié)構(gòu)

9、中晶格間疏松的微孔，其上面的C分子要達(dá)到內(nèi)外力平衡，從而吸附雜質(zhì)使受力均勻以達(dá)到凈水目的。優(yōu)點(diǎn)： 比表面積大，吸附力強(qiáng)，可以吸附大部分無機(jī)和有機(jī)物質(zhì)，可再生利用。缺點(diǎn)： 前處理麻煩，要注意不能讓炭粉滲漏污染水。LNF第16頁(yè)，共39頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)51分，星期一紫外線殺菌：原理： 細(xì)菌吸收紫外線后（一般在253.7nm處，選用低壓汞燈），引起DNA鏈斷裂，造成核酸和蛋白的交聯(lián)破裂，殺滅核酸的生物活性，紫外線照射使蛋白質(zhì)變性，細(xì)菌喪失代謝能力，導(dǎo)致細(xì)菌和微生物死亡。 優(yōu)點(diǎn)： 環(huán)保，效率高，對(duì)各類微生物和細(xì)菌有很好的殺傷去除效果。缺點(diǎn)： 有的時(shí)候不容易控制力度，導(dǎo)致過殺傷。LNF

10、第17頁(yè)，共39頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)51分，星期一分析實(shí)驗(yàn)室用水規(guī)格項(xiàng)目一級(jí)二級(jí)三級(jí)外觀（目視觀察）無色透明液體PH值范圍（25）_5.0 - 7.5電導(dǎo)率（25） 0.010.100.50可氧化物 _0.080.4吸光度（254nm，1cm光程） 0.0010.01_蒸發(fā)殘?jiān)?05 2 _1.02.0可溶性硅 0.010.02_第18頁(yè)，共39頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)51分，星期一術(shù)語解釋 PH值： 亦稱氫離子濃度,是溶液中氫離子活度的一種標(biāo)度,也就是通常意義上溶液酸堿程度的衡量標(biāo)準(zhǔn)。 計(jì)算公式：PH= -Lg H+ LNF第19頁(yè)，共39頁(yè)，2022年，5月20日

11、，10點(diǎn)51分，星期一電導(dǎo)率(s cm-1) ： 以數(shù)字表示的溶液傳導(dǎo)電流的能力，特指邊長(zhǎng)1cm的立方體所含溶液的電導(dǎo)。 電導(dǎo)率（ K ）= 1 / 電阻率（ ）電阻率（ cm ）： 長(zhǎng)1cm, 截面積是1M2的某種物質(zhì)的電阻。 電導(dǎo)池常數(shù)（J）= L （兩電板間有蓋距離）/ A（空間截面積） 電阻率（）= 電阻（R）/ 電導(dǎo)池常數(shù)（J）LNF第20頁(yè)，共39頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)51分，星期一可氧化物質(zhì) (mg*L-1) ： 水中容易氧化的物質(zhì)，利用高錳酸鉀溶液的變色來判定，以O(shè)計(jì)。吸光度（A）： 是指光線通過溶液或某一物質(zhì)前的入射光強(qiáng)度 與該光線通過溶液或物質(zhì)后的透射光強(qiáng)度比值

12、的對(duì)數(shù)，影響它的因素有溶劑、濃度、溫度，吸收介質(zhì)的厚度等等 。 分子吸收光譜法基于測(cè)定在光程長(zhǎng)度為b （cm）的透明池中，對(duì)溶液的吸光度A進(jìn)行定量分析。通常被分析物質(zhì)的濃度C與吸光度A呈線性關(guān)系。此為朗伯比爾定律，標(biāo)準(zhǔn)曲線常用。 LNF第21頁(yè)，共39頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)51分，星期一蒸發(fā)殘?jiān)? 稱取蒸發(fā)后的殘?jiān)?，與指標(biāo)核對(duì)?？扇苄怨瑁╩g*L-1)： 以sio2計(jì)，比色管目視比較法，顏色不得深于標(biāo)準(zhǔn)。LNF第22頁(yè)，共39頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)51分，星期一分析用水各指標(biāo)項(xiàng)目檢驗(yàn)方法外觀（目視觀察）PH值范圍（25）電導(dǎo)率（25）可氧化物吸光度（254nm，1cm

13、光程）蒸發(fā)殘?jiān)?05 2 可溶性硅LNF第23頁(yè)，共39頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)51分，星期一分析實(shí)驗(yàn)室用水的儲(chǔ)存和選用一、三級(jí)水1.選用： 三級(jí)水一般用蒸餾法或離子交換法制取，所用原水應(yīng)為飲用水或適當(dāng)純度的水。三級(jí)水用于一般化學(xué)分析實(shí)驗(yàn)。2.儲(chǔ)存： 可以事先準(zhǔn)備適量，儲(chǔ)存于預(yù)先用同級(jí)別水沖洗過的相應(yīng)容器中。LNF第24頁(yè)，共39頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)51分，星期一二、二級(jí)水1.選用： 二級(jí)水可用多次蒸餾或離子交換法，用三級(jí)水做原水制取。二級(jí)水多用于無機(jī)痕量分析等試驗(yàn)，如原子吸收光譜分析等。2.儲(chǔ)存： 可以短期內(nèi)適量?jī)?chǔ)存，切記用干凈的容器裝取。LNF第25頁(yè)，共39頁(yè)，

14、2022年，5月20日，10點(diǎn)51分，星期一三、一級(jí)水1.選用：一級(jí)水可由二級(jí)水用石英蒸餾設(shè)備蒸餾、或經(jīng)離子交換混合床處理后，再經(jīng)0.2m微孔濾膜過濾制取。一級(jí)水用于有嚴(yán)格要求的分析實(shí)驗(yàn)，包括對(duì)顆粒大小有要求的實(shí)驗(yàn)，如高壓液相色譜。為什么高壓液相色譜對(duì)水的純度要求如此高？LNF第26頁(yè)，共39頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)51分，星期一因?yàn)?，如果水中有微小氣泡的話，可能?huì)造成： 1. 紫外可見光全反射，使機(jī)器不能識(shí)別信號(hào)。 2. 流動(dòng)相的氣泡會(huì)影響出峰狀況，并且在高速流動(dòng)中會(huì)產(chǎn)生靜電荷。有爆炸的危險(xiǎn)。3.流動(dòng)相氣泡多的話，會(huì)使泵發(fā)生故障，以及產(chǎn)生檢測(cè)器信號(hào)噪音。LNF第27頁(yè)，共39頁(yè)，2

15、022年，5月20日，10點(diǎn)51分，星期一2. 一級(jí)水的儲(chǔ)存： 一級(jí)水由于要求極高，所以不得儲(chǔ)存，必須現(xiàn)配現(xiàn)用。并且要做好衛(wèi)生隔離，防止水被污染。注意： 儲(chǔ)存水的新容器在使用前需用鹽酸溶液（20%）浸泡23天，再用待儲(chǔ)存的水反復(fù)沖洗，然后注滿，浸泡6小時(shí)以上方可使用。LNF第28頁(yè)，共39頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)51分，星期一方法示例一、蒸餾法制純水 1.蒸餾法 2.亞沸法二、離子交換法制純水LNF第29頁(yè)，共39頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)51分，星期一1.蒸餾法： 將天然水用蒸餾器蒸餾就得到蒸餾水。此蒸餾水適用于一般化驗(yàn)分析工作。蒸餾水不純的原因：1.二氧化碳等低沸物隨水蒸

16、氣進(jìn)入蒸餾水。2.可能有微量的冷凝管材料成分浸入水中。2.亞沸法：亞沸蒸餾是在液體不沸騰的情況下進(jìn)行蒸餾，完全消除了沸騰中氣泡破裂帶來的玷污。LNF第30頁(yè)，共39頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)51分，星期一離子交換法制純水離子交換法制得的純水也叫做”去離子水“。此法制得的純水電導(dǎo)率很低。優(yōu)點(diǎn)： 比較純，成本低，速度快缺點(diǎn)： 非電解質(zhì)離子不易去除，偶爾會(huì)伴有微量的樹脂雜質(zhì)滲漏。LNF第31頁(yè)，共39頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)51分，星期一一、離子交換法制純水的原理和流程二、離子交換法制純水的操作步驟 1.準(zhǔn)備樹脂和再生劑 2.樹脂的預(yù)處理 3.裝柱 4.樹脂的再生 5.正洗及產(chǎn)水三

17、、離子交換樹脂的污染及其清除LNF第32頁(yè)，共39頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)51分，星期一水資源的性質(zhì)與特點(diǎn)水和水體是兩個(gè)不同的概念。純凈的水是由H2O分子組成，而水體則含有多種物質(zhì)，其中包括懸浮物、水生生物以及基底等。水體實(shí)際上是指地表被水覆蓋地段的自然綜合體，包括河流、湖泊、沼澤、水庫(kù)、冰川、地下水和海洋等。水資源與人類的關(guān)系非常密切，人類把水作為維持生活的源泉，人類在歷史發(fā)展中總是向有水的地方集聚，并開展經(jīng)濟(jì)活動(dòng)。隨著社會(huì)的發(fā)展、技術(shù)的進(jìn)步，人類對(duì)水的依賴程度越來越大。水資源是世界上分布最廣，數(shù)量最大的資源。水覆蓋著地球表面70以上的面積，總量達(dá)15億立方千米；也是世界上開發(fā)利用

18、得最多的資源。現(xiàn)在人類每年消耗的水資源數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其他任何資源，全世界用水量達(dá)3萬億噸。LNF第33頁(yè)，共39頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)51分，星期一水資源的利用現(xiàn)狀 我國(guó)水資源總量雖然較多，但人均量并不豐富。水資源的特點(diǎn)是地區(qū)分布不均，水土資源組合不平衡；年內(nèi)分配集中，年際變化大；連豐連枯年份比較突出；河流的泥沙淤積嚴(yán)重。這些特點(diǎn)造成了我國(guó)容易發(fā)生水旱災(zāi)害，水的供需產(chǎn)生矛盾，這也決定了我國(guó)對(duì)水資源的開發(fā)利用、江河整治的任務(wù)十分艱巨。我國(guó)地表水年均徑流總量約為2.7萬億立方米，相當(dāng)于全球陸地徑流總量的5.5，占世界第5位，低于巴西、前蘇聯(lián)、加拿大和美國(guó)。我國(guó)還有年平均融水量近500億立

19、方米的冰川，約8000億立方米的地下水及近500萬立方千米的近海海水。目前我國(guó)可供利用的水量年約1.1萬億立方米，而1980年我國(guó)實(shí)際用水總量已達(dá)5075億立方米，占可利用水資源的46。第34頁(yè)，共39頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)51分，星期一北京市70年代末期城市用水和工業(yè)用水量，均為建國(guó)初期的40多倍，河北、河南、山東、安徽等省的城市用水量，到70年代末期都比建國(guó)初期增長(zhǎng)幾十倍，有的甚至超過100倍。因而水資源的供需矛盾就異常突出。由于水資源供需矛盾日益尖銳，產(chǎn)生了許多不利的影響。首先是對(duì)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)影響很大，例如1981年，大連市由于缺水而造成損失工業(yè)產(chǎn)值6億元。在我國(guó)15億畝耕地中

20、，尚有8.3億畝沒有灌溉設(shè)施的干旱地，另有14億畝的缺水草場(chǎng)。全國(guó)每年有3億畝農(nóng)田受旱。西北農(nóng)牧區(qū)尚有4000萬人口和3000萬頭牲畜飲水困難。其次對(duì)群眾生活和工作造成不便，有些城市對(duì)樓房供水不足或經(jīng)常斷水，有的缺水城市不得不采取定時(shí)、限量供水，造成人民生活困難。其三，超量開采地下水，引起地下水位持續(xù)下降，水資源枯竭，在27座主要城市中有24座城市出現(xiàn)了地下水降落漏斗。第35頁(yè)，共39頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)51分，星期一紫外線防曬小常識(shí)定義: 紫外線是位于日光高能區(qū)的不可見光線。依據(jù)紫外線自身波長(zhǎng)的不同，可將紫外線分為三個(gè)區(qū)域。分類： 1.短波紫外線（UVC , 200-280nm） 2.中波紫外線（UVB , 280-320nm） 3.長(zhǎng)波紫外線（UVA , 320-400nm）LNF第36頁(yè)，共39頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)51分，星期一防止紫外線照射給人體造成的皮膚傷害，主要是防止紫外線UVB的照射；而防止UVA紫