特征污染物儀器分析方法-1

第三講

特征污染物的儀器分析方法1.用于測(cè)定無機(jī)污染物的方法（1）原子吸收法；（2）分光光度法；（3）等離子發(fā)射光譜法；（4）電化學(xué)法；（5）離子色譜法；（6）其他方法。

2.用于測(cè)定有機(jī)污染物的方法（1）氣相色譜法(GC)和高效液相色譜法(HPLC)；（2）氣相色譜－質(zhì)譜法(GC-MS)；（3）其他方法。第一節(jié)水質(zhì)監(jiān)測(cè)常用的儀器分析方法簡介表3.3各類監(jiān)測(cè)分析方法測(cè)定項(xiàng)目方法測(cè)定項(xiàng)目重量法容量法

分光光度法

SS、可濾殘?jiān)?、礦化度、油類、SO42-、Cl-、Ca2+等酸度、堿度、CO2、溶解氧、總硬度、Ca2+、Mg2+、氨氮、Cl-、F-、CN-、SO42-、Cl2、COD、BOD、揮發(fā)酚等Ag、Al、As、Be、Bi、Ba、Cd、Co、Cr、Cu、Hg、Mn、Ni、Pb、Sb、Se、Th、U、Zn、氨氮、No2-、-N、NO3-、-N、凱氏氮、PO43-、F-、Cl-、C、S2-、SO42-、BO32-、SiO32-、Cl2、揮發(fā)酚、甲醛、三氯乙醛、苯胺類、硝基苯類、陰離子洗滌劑等方法測(cè)定項(xiàng)目

熒光分光光度法

AAS

氫化物及冷AAS

Se、Be、U、油類、BaP等

Ag、Al、Ba、Be、Bi、Ca、Cd、Co、Cr、Cu、Fe、Hg、K、Na、Mg、Mn、Ni、Pb、Sb、Se、Sn、Te、Tl、Zn等

As、Sb、Bi、Ge、Sn、Pb、Se、Te、Hg續(xù)上表方法測(cè)定項(xiàng)目AFS火焰光度法電極法離子色譜法GC

HPLCICP-AES

As、Sb、Bi、Se、Hg等

Li、Na、K、Sr、Ba等

Eh、pH、DO、F-、Cl-、CN-、S2-、NO3-、K+、Na+、NH3等

F-、Cl-、Br-、NO2-、NO3-、SO32-、SO42-、H2PO4-、K+、Na+、NH4+等

揮發(fā)性有機(jī)化合物、半揮發(fā)性有機(jī)化合物、苯系物、二氯和五氯酚、鄰苯二甲酸酯和乙二酸酯、氟苯類、有機(jī)氯農(nóng)藥、有機(jī)磷農(nóng)藥類、PAHs、PCBs等多環(huán)芳烴、酚類、苯胺類、阿特拉津等用于水中基體金屬元素、污染重金屬以及底質(zhì)中多種元素的同時(shí)測(cè)定續(xù)上表GoBACKBACKBACKBACKBACKBACKBACKBACK第二節(jié)水樣的預(yù)處理

(PretreatmentofWaterSample)為什么要進(jìn)行預(yù)處理環(huán)境水樣所含組分復(fù)雜，并且多數(shù)污染組分含量低，存在形態(tài)各異，所以在分析測(cè)定之前，往往需要進(jìn)行預(yù)處理，以得到欲測(cè)組分適合測(cè)定方法要求的形態(tài)、濃度和消除共存組分干擾的試樣體系。預(yù)處理的目的破壞有機(jī)物溶解懸浮性固體將各種價(jià)態(tài)的欲測(cè)元素氧化成單一高價(jià)態(tài)或轉(zhuǎn)變成易于分離的無機(jī)化合物。

一、水樣的消解消解也稱消化，它是將樣品與酸、氧化劑、催化劑等共置于回流裝置或密閉裝置中，加熱分解并破壞有機(jī)物的一種方法。金屬化合物的測(cè)定多采用此法進(jìn)行預(yù)處理。處理的目的：一是排除有機(jī)物和懸浮物的干擾；二是將金屬化合物轉(zhuǎn)變成簡單的穩(wěn)定形態(tài)；同時(shí)消化還可達(dá)濃縮之目的。消解后的水樣應(yīng)清澈、透明、無沉淀。常用的消解法有以下幾種：（一）濕式消解法(Digestion)硝酸消解法

此法適用于較清潔的水樣。2.硝酸-高氯酸消解法

此法適用于含有機(jī)物、懸浮物較多的水樣。4.硫酸-高錳酸鉀消解法

該法常用于消解測(cè)定汞的水樣。KMn04是強(qiáng)氧化劑，在中性、堿性、酸性條件下都可以氧化有機(jī)物，其氧化產(chǎn)物多為草酸根，但在酸性介質(zhì)中還可繼續(xù)氧化。3.硝酸-硫酸消解法

常用的硝酸與硫酸的比例為5+2。5.多元消解法

采用三元以上酸或氧化劑消解體系。6.堿分解法

在水樣中加入氫氧化鈉和過氧化氫溶液，或者氨水和過氧化氫溶液，加熱煮沸至近干，用水或稀堿溶液溫?zé)崛芙?。（二）干灰化?Ashing)

又稱高溫分解法。本方法不適用于處理測(cè)定易揮發(fā)組分（如砷、汞、鎘、硒、錫等）的水樣。二、富集與分離(EnrichmentandSeperation)（一）氣提、頂空和蒸餾法

1.氣提法（GasStripping）

氣提法是利用某些污染組分揮發(fā)度大，或者將待測(cè)組分轉(zhuǎn)變成易揮發(fā)物質(zhì)，然后用惰性氣體帶出而達(dá)到分離的目的。2.頂空法（HeadSpace）圖3.14測(cè)定硫化物的吹氣分離裝置500mL平底燒瓶（內(nèi)裝水樣）；2.流量計(jì)；3.吸收管；4.恒溫水??；5.分液漏斗3.蒸餾法（Distillation）

蒸餾法是利用水樣中各組分具有不同的沸點(diǎn)而使其彼此分離的方法。測(cè)定水樣中的揮發(fā)酚、氰化物、氟化物、氨氮時(shí)，均需在酸性介質(zhì)中進(jìn)行預(yù)蒸餾分離。蒸餾具有消解、富集和分離三種作用。其蒸餾裝置分別如圖所示。

圖3.15揮發(fā)酚、氰化物的蒸餾裝置1-500mL全玻璃蒸餾器；2-接收瓶；3-電爐；4-水龍頭圖3.16氟化物水蒸氣蒸餾裝置1-水蒸氣發(fā)生瓶；2-燒瓶（內(nèi)裝水樣）；3-溫度計(jì)；4-冷凝管；5-接收瓶；6-熱源圖3.17氨氮蒸餾裝置1-凱氏燒瓶；2-定氮球；

3-直形冷凝管及導(dǎo)管；

4-收集瓶；5-電爐（二）萃取法（Extraction）

1.溶劑萃取法（Liquid-LiquidExtraction）

溶劑萃取法的原理是：物質(zhì)在不同的溶劑相中分配系數(shù)不同，因此可達(dá)到組分的分離與富集的目的。萃取有以下兩種類型：

①

有機(jī)物質(zhì)的萃取

常用直接萃取體系。②無機(jī)物的萃取常用間接萃取體系。

2.固相萃取法（SolidPhaseExtraction,SPE）3.18（三）吸附法（Adsorption）

1.吹掃－捕集法(Purge&Trap,P&T)

吹掃捕集法對(duì)樣品的前處理無需使用有機(jī)溶劑，對(duì)環(huán)境不造成二次污染，而且具有取樣量少、富集效率高、受基體干擾小及容易實(shí)現(xiàn)在線檢測(cè)等優(yōu)點(diǎn)。2.固相微萃取(solidphasemicroextraction)

該技術(shù)操作簡便，可以節(jié)省樣品預(yù)處理70％的時(shí)間，無需使用有機(jī)溶劑，極大地改善了操作人員的工作環(huán)境，使實(shí)驗(yàn)室排出的有毒溶劑降至最低。（四）離子交換法(IonExchange)（五）共沉淀法(Co-Deposition)1.利用吸附作用的共沉淀分離

2.利用生成混晶的共沉淀分離

3.用有機(jī)共沉淀劑進(jìn)行共沉淀分離（六）層析法(Chromatography)第三節(jié)物理指標(biāo)檢驗(yàn)一、水溫(Temperature)(一)水溫計(jì)法

(二)顛倒溫度計(jì)法等

級(jí)強(qiáng)

度說

明0無無任何氣味1微弱一般人難以察覺，嗅覺靈敏者可以察覺2弱一般人剛能察覺3明顯已能明顯察覺4強(qiáng)有顯著的嗅味5很強(qiáng)有強(qiáng)烈的惡嗅或異味二、嗅和味(OdorandTaste)(一)定性描述法表2.1嗅強(qiáng)度等級(jí)表（二）臭閾值法(OdorThreshold)加熱至601C

無臭水：自來水通過顆粒狀活性炭吸附來制取。或?qū)⒄麴s水煮沸除臭后做無臭水。

三、色度(Chromaticity)

水顏色的分類

測(cè)定方法 （一）鉑鈷標(biāo)準(zhǔn)比色法該方法適用于清潔水，輕度污染并略帶黃色調(diào)的水，比較清潔的地表水、地下水和飲用水等。真色假色圖2.15鉑鈷標(biāo)準(zhǔn)比色法標(biāo)準(zhǔn)色列（二）稀釋倍數(shù)法

該方法適用于受工業(yè)廢水污染的地面水和工業(yè)廢水顏色的測(cè)定。光學(xué)純水:將0.2μm濾膜(細(xì)菌學(xué)研究中所采用的)在100mL蒸餾水或去離子水中浸泡1h，用它過濾250mL蒸餾水或去離子水，棄去最初的25mL，以后用這種水配制全部標(biāo)準(zhǔn)溶液并作為稀釋水。除另有說明外，測(cè)定中僅使用光學(xué)純水及分析純?cè)噭?/p>

（二）分光光度法先配制濁度標(biāo)準(zhǔn)溶液（由硫酸肼和六次甲基四胺配制而成），然后在680nm處測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)系列和樣品。四、濁度(Turbidity)（一）目視比濁法

濁度單位：1000mL水中含1mg一定粒度的硅藻土所產(chǎn)生的濁度為一個(gè)濁度單位，簡稱“度”。（三）濁度儀法五、透明度(Transparency)（一）鉛字法（二）塞氏盤法六、殘?jiān)?Solids)（烘干溫度103～105C）（一）總殘?jiān)?TotalSolids,TS)（二）可濾殘?jiān)?TotalDissolvedSolids,TDS)（三）不可濾殘?jiān)⊿uspendedSolids,SS）水樣直接測(cè)定過濾后濾液過濾后殘留固體七、礦化度(Mineralization)

取適量經(jīng)過濾除去懸浮物及沉降物的水樣于已稱至恒重的蒸發(fā)皿中，在水浴上蒸干，移至105～110C烘箱中烘干至恒重，計(jì)算出礦化度（mg/L）。礦化度是水化學(xué)成分測(cè)定的重要指標(biāo)，用于評(píng)價(jià)水中總含鹽量，是農(nóng)田灌溉用水適用性評(píng)價(jià)的主要指標(biāo)之一。該指標(biāo)一般只用于天然水。

礦化度的測(cè)定方法有重量法、電導(dǎo)法、陰、陽離子加和法、離子交換法、比重計(jì)法等。重量法含意明確，是較簡單、通用