水样保存和预处理PPT课件

1、（3 3）需要冷藏、冷冻的样品，须配备专用的）需要冷藏、冷冻的样品，须配备专用的冷藏、冷冻箱或车运送；条件不具备时，可冷藏、冷冻箱或车运送；条件不具备时，可采用隔热容器，并加入足量的制冷剂达到冷采用隔热容器，并加入足量的制冷剂达到冷藏、冷冻的要求。藏、冷冻的要求。（4 4）冬季水样可能结冰。如果盛水器用的是）冬季水样可能结冰。如果盛水器用的是玻璃瓶，则采取保温措施以免破裂。玻璃瓶，则采取保温措施以免破裂。水样的运输时间，一般以水样的运输时间，一般以2424小时为最大允许小时为最大允许时间。时间。第1页/共50页水样的保存水样的保存 水样允许保存的时间与水样的性质、分水样允许保存的时间与水样的性

2、质、分析指标、溶液的酸度、保存容器和存放温度析指标、溶液的酸度、保存容器和存放温度等多种因素有关。等多种因素有关。 不同的水样允许的存放时间也有所不同。不同的水样允许的存放时间也有所不同。一般认为，水样的最大存放时间为：一般认为，水样的最大存放时间为： 清洁水样清洁水样 7272小时小时 轻污染水样轻污染水样4848小时小时 重污染水样重污染水样1212小时小时第2页/共50页水样主要的保护性措施有：水样主要的保护性措施有：(1) (1) 选择合适的保存容器选择合适的保存容器 不同材质的容器对水样的影响不同，一般不同材质的容器对水样的影响不同，一般可能存在吸附待测组分或自身杂质溶出污染水可能存

3、在吸附待测组分或自身杂质溶出污染水样的情况，因此应该选择性质稳定、杂质含量样的情况，因此应该选择性质稳定、杂质含量低的容器。一般常规监测中，常使用聚乙烯和低的容器。一般常规监测中，常使用聚乙烯和硼硅玻璃材质的容器。硼硅玻璃材质的容器。第3页/共50页保存药剂的具体作用：保存药剂的具体作用：生物抑制剂生物抑制剂 在水样中加入适量的生物抑制在水样中加入适量的生物抑制剂可以阻止生物作用。剂可以阻止生物作用。调节调节pHpH值值 加入酸或碱调节水样的加入酸或碱调节水样的pHpH值，可值，可以使一些处于不稳定态的待测组分转变成稳定以使一些处于不稳定态的待测组分转变成稳定态。态。氧化或还原剂氧化或还原剂

4、在水样中加入氧化剂或还原在水样中加入氧化剂或还原剂可以阻止或减缓某些组分氧化、还原反应的剂可以阻止或减缓某些组分氧化、还原反应的发生。发生。第4页/共50页第5页/共50页第6页/共50页常用的保存剂的作用和应用范围常用的保存剂的作用和应用范围保存剂保存剂作作 用用适用的监测项目适用的监测项目HgCl2细菌抑制剂细菌抑制剂各种形式的氮或磷各种形式的氮或磷HNO3 金属溶剂，防止沉淀金属溶剂，防止沉淀多种金属多种金属H2SO4细菌抑制剂，与有机细菌抑制剂，与有机物形成盐类物形成盐类有机水样有机水样(COD(COD、TOCTOC、油和油脂、油和油脂) )NaOH与挥发性化合物形成与挥发性化合物形成

5、盐类盐类氰化物、有机酸类、酚类等氰化物、有机酸类、酚类等冷藏或冷冷藏或冷冻冻细菌抑制剂，减缓化细菌抑制剂，减缓化学反应速率学反应速率酸度、碱度、有机物、酸度、碱度、有机物、BODBOD、色、色度、生物机体等度、生物机体等第7页/共50页（4 4）过滤和离心分离）过滤和离心分离 第8页/共50页水样的预处理第9页/共50页样品的消解样品的消解第10页/共50页第11页/共50页 常用的消解氧化剂有单元酸体系、多元常用的消解氧化剂有单元酸体系、多元酸体系和碱分解体系。酸体系和碱分解体系。最常使用的单元酸为最常使用的单元酸为硝酸。采用多元酸的目的是提高消解温度、硝酸。采用多元酸的目的是提高消解温度、

6、加快氧化速度和改善消解效果。加快氧化速度和改善消解效果。在进行水样在进行水样消解时，应根据水样的类型及采用的测定方消解时，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。法进行消解酸体系的选择。 （1 1）硝酸消解法）硝酸消解法 （2 2）硝酸）硝酸- -硫酸消解法硫酸消解法 （3 3）硝酸）硝酸- -高氯酸消解法高氯酸消解法 （4 4）硝酸）硝酸- -氢氟酸消解法氢氟酸消解法 (5) (5) 多元消解法多元消解法 （6 6）碱分解法）碱分解法 （7 7）干灰化法）干灰化法 （8 8）微波消解法）微波消解法湿法消解湿法消解干法灰化干法灰化微波消解微波消解第12页/共50页硝硝 酸酸 消消

7、 解解 HNO3消解法适用于消解法适用于较清洁较清洁 的水样。的水样。HNO3具有氧化性，加热浓具有氧化性，加热浓HNO3可氧化分解可氧化分解样品中的有机物质。样品中的有机物质。水质水质 硒的测定硒的测定 石墨炉原子吸收分光光度法石墨炉原子吸收分光光度法水质水质 铅、镉、锌的测定铅、镉、锌的测定 双硫腙分光光度法双硫腙分光光度法应用实例应用实例适用范围适用范围第13页/共50页（1 1）硝酸消解法）硝酸消解法方法要点：方法要点： 取混匀的水样50-200mL于锥形瓶中，加入5-10mL浓硝酸，在电热板上加热煮沸，缓慢蒸发至小体积，试液应清澈透明，呈浅色或无色，否则，应补加少许硝酸继续消解。消解

8、至近干时，取下锥形瓶，稍冷却后加2% HNO3 (或HCl) 20mL，温热溶解可溶盐。若有沉淀，应过滤，滤液冷至室温后于50mL容量瓶中定容，待分析。 第14页/共50页硝酸硝酸-硫酸硫酸 消解消解q 两种酸都有较强的氧化能力，其中两种酸都有较强的氧化能力，其中HNO3沸点沸点低，而低，而H2SO4沸点高（沸点高（338）；）；q热的浓热的浓H2SO4具有强的脱水能力和氧化能力，具有强的脱水能力和氧化能力，可以比较快地分解试样，破坏有机物；可以比较快地分解试样，破坏有机物；q二者结合使用，可提高消解温度和消解效果。二者结合使用，可提高消解温度和消解效果。第15页/共50页（2 2）硝酸）硝酸

9、- -硫酸消解法硫酸消解法 方法要点：方法要点： 10ml浓硝酸+10ml浓硫酸加入水样后，在电热板温度控制在220C时，硝酸-硫酸-水三元混合溶液的温度变化情况，从溶液温度也可估计消解反应的进程。 消解时，先将硝酸加入待消解样品中，加热蒸发至小体积，稍冷后再加入硫酸、硝酸，继续加热蒸发至冒大量白烟，稍冷却后加2% HNO3温热溶解可溶盐。若有沉淀，应过滤，滤液冷至室温后定容，待分析测定。 第16页/共50页（2 2）硝酸）硝酸- -硫酸消解法硫酸消解法第17页/共50页硝酸硝酸-高氯酸高氯酸 消解消解 消煮时消煮时HNO3具有强的氧化力，热的浓具有强的氧化力，热的浓HClO4是最强的氧化剂和

10、脱水剂，能将组分氧化成高价是最强的氧化剂和脱水剂，能将组分氧化成高价态。加热时生成无水态。加热时生成无水HClO4，可进一步与有机质，可进一步与有机质作用，使有机物很快被氧化分解成简单的可溶性作用，使有机物很快被氧化分解成简单的可溶性化合物，二氧化硅则脱水沉淀。化合物，二氧化硅则脱水沉淀。 HNOHNO3 3-HClO-HClO4 4消解样消解样品是破坏有机物比较有效品是破坏有机物比较有效的方法，但要严格按照操的方法，但要严格按照操作程序，防止发生爆炸。作程序，防止发生爆炸。第18页/共50页（3 3）硝酸）硝酸- -高氯酸消解法高氯酸消解法 两种酸都是强氧化性酸，联合使用可消解含难氧化有机物

11、的环境样品，如高浓度有机废水、植物样和污泥样品等。方法要点：方法要点：取适量水样或经适当润湿的处理好的土壤等样品于锥形瓶中，加5-10mL硝酸，在电热板上加热、消解至大部分有机物被分解。取下锥形瓶，稍冷却，再加2-5mL高氯酸，继续加热至开始冒白烟，如试液呈深色，再补加硝酸，继续加热至冒浓厚白烟将尽，取下锥形瓶，稍冷却后加2% HNO3溶解可溶盐。若有沉淀，应过滤，滤液冷至室温后定容，待分析测定。 因为高氯酸能与含羟基有机物反应激烈，有发生爆炸的危险，故应先加入硝酸氧化水样中的羟基有机物，稍冷后再加高氯酸处理。 第19页/共50页（4 4）硝酸）硝酸- -氢氟酸消解法氢氟酸消解法 氢氟酸能与液

12、态或固态样品中的硅酸盐和硅胶态物质发生反应，形成四氟化硅而挥发分离，因此，该混合酸体系应用范围比较专一，选择性比较高。 但需要指出的是：氢氟酸能与玻璃材质发生反应，消解时应使用聚四氟乙烯材质的烧杯等容器。 SiO2 + 4HF = SiF4 + 2H2O 第20页/共50页(5) (5) 多元消解法多元消解法 为提高消解效果，在某些情况下（如处理总铬废水时），需要使用三元以上混合酸消解体系。通过多种酸的配合使用，克服单元酸或二元酸消解所起不到的作用，尤其在众多元素均要求测定的复杂介质体系。例如，在地下水或土壤背景值调查时，常常需要进行全元素分析，这时采用HNOHNO3 3-HCl-HF-HCl

13、O-HCl-HF-HClO4 4体系，消解效果比较理想。 第21页/共50页多元多元 消解法消解法硝酸硝酸- -硫酸硫酸- -五氧化二矾消解法五氧化二矾消解法硝酸硝酸- -氢氟酸氢氟酸- -高氯酸消解法高氯酸消解法硝酸硝酸- -硫酸硫酸- -高锰酸钾消解法高锰酸钾消解法盐酸盐酸- -硝酸硝酸- -氢氟酸氢氟酸- -高氯酸消解法高氯酸消解法硝酸硝酸- -硫酸硫酸- -高氯酸消解法高氯酸消解法第22页/共50页水质银的测定水质银的测定 火焰原子吸收分光光度法火焰原子吸收分光光度法 食品中锑的测定食品中锑的测定 食品中锡的测定氢化物原子荧光光谱法食品中锡的测定氢化物原子荧光光谱法 土壤质量土壤质量

14、总砷的测定总砷的测定 二乙基二硫代氨二乙基二硫代氨基甲酸银分光光度基甲酸银分光光度 硝酸硝酸- -硫酸硫酸- -高氯酸消解法高氯酸消解法应用实例应用实例第23页/共50页硝酸硝酸- -氢氟酸氢氟酸- -高氯酸消解法高氯酸消解法土壤全量钙、镁的测定土壤全量钙、镁的测定 在土壤全钾测定法中，称样量减少为在土壤全钾测定法中，称样量减少为0.1g，在样品消解完毕时，用去离子水定容，在样品消解完毕时，用去离子水定容于于100ml容量瓶中。土壤中铁、锰的测定中，容量瓶中。土壤中铁、锰的测定中，样品的消解也可以采用样品的消解也可以采用HNO3-HF-HClO4消解消解法。法。应用实例应用实例第24页/共50

15、页（6 6）碱分解法）碱分解法 碱分解法适用于按上述酸消解法会造成某些元素的挥发或损失的环境样品。方法要点：方法要点： 在各类环境样品中，加入氢氧化钠和过氧化氢溶液或者氨水和过氧化氢溶液，加热至缓慢沸腾消解至近干时，稍冷却后加入水或稀碱溶液，温热溶解可溶盐。若有沉淀，应过滤，滤液冷至室温后于50mL容量瓶中定容，待分析测定。第25页/共50页（7 7）干灰化法）干灰化法 干法灰化又称燃烧法或高温分解法。有机干法灰化又称燃烧法或高温分解法。有机样品常采用干法灰化分解，这样制备的试液空样品常采用干法灰化分解，这样制备的试液空白值较低，对微量元素的分析有重要意义白值较低，对微量元素的分析有重要意义。

16、操作要点操作要点 样品置于坩埚中，在一样品置于坩埚中，在一定温度或气氛下加热，使有定温度或气氛下加热，使有机样品灰化分解，残渣再用机样品灰化分解，残渣再用适当的溶剂溶解，制备成分适当的溶剂溶解，制备成分析试液。析试液。第26页/共50页高温电炉直接灰化法高温电炉直接灰化法移入马弗炉移入马弗炉52525 灼烧灼烧取出蒸发皿，冷却取出蒸发皿，冷却2.0ml 0.1mol/L HCl溶解灰分溶解灰分（定容）（定容）低温炭化低温炭化第27页/共50页（8 8）微波消解法）微波消解法 微波消解法采用微波加热的工作原理，以待测样品和消解酸的混合物为发热体，从样品内部对样品进行激烈搅拌、充分混合和加热，加快

17、了样品的分解速度，缩短了消解时间，提高了消解效率。在微波消解过程中，样品处于密闭容器中，也避免了待测元素的损失和可能造成的污染。第28页/共50页微波消解技术微波消解技术 v大大提高了反应速率；大大提高了反应速率；v缩短样品制备的时间；缩短样品制备的时间；v可控制反应条件，制样精度更高；可控制反应条件，制样精度更高；v减少对环境的污染；减少对环境的污染；v改善实验人员的工作环境。改善实验人员的工作环境。 优点优点第29页/共50页消解装置消解装置第30页/共50页样品分离与富集样品分离与富集（无机物和有机物）（无机物和有机物）第31页/共50页样品分离与富集样品分离与富集 为了选择与评价分离、

18、富集技术，常涉及下面两个概念： 回收因数（回收因数（RT） 指样品中目标组分在分离、富集过程中回收的完全程度。即： 痕量回收：RT90%。0/TTTQQR 0/TTTQQR 0TTTQQR 第32页/共50页 富集倍数（富集倍数（F F）或与浓缩系数）或与浓缩系数 定义为欲分离或富集组分的回收率与基体的回收率之比，即：式中， 和 分别为富集前、后基体的量； 为基体的回收率。 MTMtMTRRQQQQF00MTMTMTRRQQQQF/000MQMQMRMR第33页/共50页 ( (一一) ) 气提、顶空和蒸馏法气提、顶空和蒸馏法 1.1.气提法气提法 该方法基于把惰性气体通入调制好的水样中，该方

19、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收液吸收富集后再测定。 图图2.10 测定硫化物的吹气分离装置示意图测定硫化物的吹气分离装置示意图第34页/共50页第35页/共50页 3. 3.蒸馏法蒸馏法 蒸馏法是利用水样中各污染组分具有不同的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。压蒸馏、水蒸汽蒸馏、分馏法等。挥发酚和氰化物蒸馏装置示意图挥发酚和氰化物蒸馏装置示意图氟化物水蒸气蒸馏装置示意

20、图氟化物水蒸气蒸馏装置示意图第36页/共50页 ( (二二) ) 萃取法萃取法 1.1.溶剂萃取法溶剂萃取法 溶剂萃取法是基于物溶剂萃取法是基于物质在互不相溶的两种溶剂质在互不相溶的两种溶剂中分配系数不同，进行组中分配系数不同，进行组分的分离和富集。分的分离和富集。式中：式中：V V水水水相体积；水相体积； D D分配比；分配比； V V有机有机有机相体积；有机相体积； E E萃取率。萃取率。公式公式萃取率与分配比的关系萃取率与分配比的关系有机水VVDDE100%分配比D萃取率E / %第37页/共50页第38页/共50页液液- -液萃取法液萃取法 液-液萃取也叫溶剂萃取，是基于物质在不同的溶

21、剂相中分配系数不同，而达到组分的富集与分离。在水相有机相中的分配系数（K）可用分配定律表示：有水MM水有MMKD第39页/共50页 由于待分离的组分往往在两相中(或者在某一相中)存在副反应，例如水相中可能发生离解、络合作用等，有机相中可能发生聚合作用等，导致组分在两相中的存在形式有所不同。 分配比的定义：分配比的定义：溶质在有机相中的各种存在形态的总浓度与水相中各种形态的总浓度之比，用D表示。 D值越大，表示被萃取物质转入有机相的数量越多(当两相体积相等时)，萃取就越完全。在萃取分离中，一般要求分配比在10以上。分配比反映萃取体系达到平衡时的实际分配情况，具有较大的实用价值。 水有ccD 第4

22、0页/共50页 被萃取物质在两相中的分配也可以用萃取百分率（E）表示，即E与分配比的关系为：当用等体积萃取时(V水=V有) ： 若要求E大于90%，则D必须大于9。增加萃取的次数，可提高萃取效率，但将增大萃取操作的工作量，在很多情况下是不现实的。 %100(%)被萃取物质总量的总量被萃取物质在有机相中E %100%水水有有有有VcVcVcE%100有水VVDD %1001%DDE第41页/共50页 2. 2.固相萃取法固相萃取法(SPE)(SPE) 固相萃取法的萃取剂是固相萃取法的萃取剂是固体，其工作原理基于：水固体，其工作原理基于：水样中欲测组分与共存干扰组样中欲测组分与共存干扰组分在固相萃取剂上作用力强分在固相萃取剂上作用力强弱不同，使它们彼此分离。弱不同，使它们彼此分离。固相萃取剂是含固相萃取剂是含C C1818或或C C8 8、腈基、氨基等基团的特殊填腈基、氨基等基团的特殊填料。料。膜片型固相萃取剂萃取装置示意图膜片型固相萃取剂萃取装置示意图第42页/共50页固相萃取法固相萃取法 研究对象：研究对象： 水介质中的有机水介质中的有机物物 核心技术：核心技术： 固相吸附剂固相吸附剂（极（极性、非极性、离子型、性、非极性、离子型、生物型等）生物型等） 洗脱