特征污染物仪器分析方法-1

第三讲

特征污染物的仪器分析方法1.用于测定无机污染物的方法（1）原子吸收法；（2）分光光度法；（3）等离子发射光谱法；（4）电化学法；（5）离子色谱法；（6）其他方法。

2.用于测定有机污染物的方法（1）气相色谱法(GC)和高效液相色谱法(HPLC)；（2）气相色谱－质谱法(GC-MS)；（3）其他方法。第一节水质监测常用的仪器分析方法简介表3.3各类监测分析方法测定项目方法测定项目重量法容量法

分光光度法

SS、可滤残渣、矿化度、油类、SO42-、Cl-、Ca2+等酸度、碱度、CO2、溶解氧、总硬度、Ca2+、Mg2+、氨氮、Cl-、F-、CN-、SO42-、Cl2、COD、BOD、挥发酚等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、凯氏氮、PO43-、F-、Cl-、C、S2-、SO42-、BO32-、SiO32-、Cl2、挥发酚、甲醛、三氯乙醛、苯胺类、硝基苯类、阴离子洗涤剂等方法测定项目

荧光分光光度法

AAS

氢化物及冷AAS

Se、Be、U、油类、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续上表方法测定项目AFS火焰光度法电极法离子色谱法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

挥发性有机化合物、半挥发性有机化合物、苯系物、二氯和五氯酚、邻苯二甲酸酯和乙二酸酯、氟苯类、有机氯农药、有机磷农药类、PAHs、PCBs等多环芳烃、酚类、苯胺类、阿特拉津等用于水中基体金属元素、污染重金属以及底质中多种元素的同时测定续上表GoBACKBACKBACKBACKBACKBACKBACKBACK第二节水样的预处理

(PretreatmentofWaterSample)为什么要进行预处理环境水样所含组分复杂，并且多数污染组分含量低，存在形态各异，所以在分析测定之前，往往需要进行预处理，以得到欲测组分适合测定方法要求的形态、浓度和消除共存组分干扰的试样体系。预处理的目的破坏有机物溶解悬浮性固体将各种价态的欲测元素氧化成单一高价态或转变成易于分离的无机化合物。

一、水样的消解消解也称消化，它是将样品与酸、氧化剂、催化剂等共置于回流装置或密闭装置中，加热分解并破坏有机物的一种方法。金属化合物的测定多采用此法进行预处理。处理的目的：一是排除有机物和悬浮物的干扰；二是将金属化合物转变成简单的稳定形态；同时消化还可达浓缩之目的。消解后的水样应清澈、透明、无沉淀。常用的消解法有以下几种：（一）湿式消解法(Digestion)硝酸消解法

此法适用于较清洁的水样。2.硝酸-高氯酸消解法

此法适用于含有机物、悬浮物较多的水样。4.硫酸-高锰酸钾消解法

该法常用于消解测定汞的水样。KMn04是强氧化剂，在中性、碱性、酸性条件下都可以氧化有机物，其氧化产物多为草酸根，但在酸性介质中还可继续氧化。3.硝酸-硫酸消解法

常用的硝酸与硫酸的比例为5+2。5.多元消解法

采用三元以上酸或氧化剂消解体系。6.碱分解法

在水样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，加热煮沸至近干，用水或稀碱溶液温热溶解。（二）干灰化法(Ashing)

又称高温分解法。本方法不适用于处理测定易挥发组分（如砷、汞、镉、硒、锡等）的水样。二、富集与分离(EnrichmentandSeperation)（一）气提、顶空和蒸馏法

1.气提法（GasStripping）

气提法是利用某些污染组分挥发度大，或者将待测组分转变成易挥发物质，然后用惰性气体带出而达到分离的目的。2.顶空法（HeadSpace）图3.14测定硫化物的吹气分离装置500mL平底烧瓶（内装水样）；2.流量计；3.吸收管；4.恒温水浴；5.分液漏斗3.蒸馏法（Distillation）

蒸馏法是利用水样中各组分具有不同的沸点而使其彼此分离的方法。测定水样中的挥发酚、氰化物、氟化物、氨氮时，均需在酸性介质中进行预蒸馏分离。蒸馏具有消解、富集和分离三种作用。其蒸馏装置分别如图所示。

图3.15挥发酚、氰化物的蒸馏装置1-500mL全玻璃蒸馏器；2-接收瓶；3-电炉；4-水龙头图3.16氟化物水蒸气蒸馏装置1-水蒸气发生瓶；2-烧瓶（内装水样）；3-温度计；4-冷凝管；5-接收瓶；6-热源图3.17氨氮蒸馏装置1-凯氏烧瓶；2-定氮球；

3-直形冷凝管及导管；

4-收集瓶；5-电炉（二）萃取法（Extraction）

1.溶剂萃取法（Liquid-LiquidExtraction）

溶剂萃取法的原理是：物质在不同的溶剂相中分配系数不同，因此可达到组分的分离与富集的目的。萃取有以下两种类型：

①

有机物质的萃取

常用直接萃取体系。②无机物的萃取常用间接萃取体系。

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

1.吹扫－捕集法(Purge&Trap,P&T)

吹扫捕集法对样品的前处理无需使用有机溶剂，对环境不造成二次污染，而且具有取样量少、富集效率高、受基体干扰小及容易实现在线检测等优点。2.固相微萃取(solidphasemicroextraction)

该技术操作简便，可以节省样品预处理70％的时间，无需使用有机溶剂，极大地改善了操作人员的工作环境，使实验室排出的有毒溶剂降至最低。（四）离子交换法(IonExchange)（五）共沉淀法(Co-Deposition)1.利用吸附作用的共沉淀分离

2.利用生成混晶的共沉淀分离

3.用有机共沉淀剂进行共沉淀分离（六）层析法(Chromatography)第三节物理指标检验一、水温(Temperature)(一)水温计法

(二)颠倒温度计法等

级强

度说

明0无无任何气味1微弱一般人难以察觉，嗅觉灵敏者可以察觉2弱一般人刚能察觉3明显已能明显察觉4强有显著的嗅味5很强有强烈的恶嗅或异味二、嗅和味(OdorandTaste)(一)定性描述法表2.1嗅强度等级表（二）臭阈值法(OdorThreshold)加热至601C

无臭水：自来水通过颗粒状活性炭吸附来制取。或将蒸馏水煮沸除臭后做无臭水。

三、色度(Chromaticity)

水颜色的分类

测定方法 （一）铂钴标准比色法该方法适用于清洁水，轻度污染并略带黄色调的水，比较清洁的地表水、地下水和饮用水等。真色假色图2.15铂钴标准比色法标准色列（二）稀释倍数法

该方法适用于受工业废水污染的地面水和工业废水颜色的测定。光学纯水:将0.2μm滤膜(细菌学研究中所采用的)在100mL蒸馏水或去离子水中浸泡1h，用它过滤250mL蒸馏水或去离子水，弃去最初的25mL，以后用这种水配制全部标准溶液并作为稀释水。除另有说明外，测定中仅使用光学纯水及分析纯试剂。

（二）分光光度法先配制浊度标准溶液（由硫酸肼和六次甲基四胺配制而成），然后在680nm处测定标准系列和样品。四、浊度(Turbidity)（一）目视比浊法

浊度单位：1000mL水中含1mg一定粒度的硅藻土所产生的浊度为一个浊度单位，简称“度”。（三）浊度仪法五、透明度(Transparency)（一）铅字法（二）塞氏盘法六、残渣(Solids)（烘干温度103～105C）（一）总残渣(TotalSolids,TS)（二）可滤残渣(TotalDissolvedSolids,TDS)（三）不可滤残渣（SuspendedSolids,SS）水样直接测定过滤后滤液过滤后残留固体七、矿化度(Mineralization)

取适量经过滤除去悬浮物及沉降物的水样于已称至恒重的蒸发皿中，在水浴上蒸干，移至105～110C烘箱中烘干至恒重，计算出矿化度（mg/L）。矿化度是水化学成分测定的重要指标，用于评价水中总含盐量，是农田灌溉用水适用性评价的主要指标之一。该指标一般只用于天然水。

矿化度的测定方法有重量法、电导法、阴、阳离子加和法、离子交换法、比重计法等。重量法含意明确，是较简单、通用